地理信息系統(tǒng)

第一章地理信息系統(tǒng)概述
1．1數(shù)據(jù)、信息和信息系統(tǒng)
1．1．1系統(tǒng)
1．1．2數(shù)據(jù)和信息
1．數(shù)據(jù)
2．信息
3．數(shù)據(jù)和信息的關系
1．1．3信息系統(tǒng)
1．信息系統(tǒng)的本質特征
2．基于計算機的信息系統(tǒng)
3．信息系統(tǒng)的構成要素
4．信息和信息系統(tǒng)的層次性
5．數(shù)據(jù)挖掘和知識發(fā)現(xiàn)
1．2地理信息系統(tǒng)基本概念和本質特征
1．2．1地理信息系統(tǒng)定義
1．2．2地理空間數(shù)據(jù)和信息
1．地理空間數(shù)據(jù)和信息
2．地理空間數(shù)據(jù)和信息的三個基本特征
3．地理空間數(shù)據(jù)區(qū)別于一般計算機數(shù)據(jù)的本質特征
4．有關地理空間數(shù)據(jù)和信息的用詞問題
1．2．3地理信息系統(tǒng)區(qū)別于一般信息系統(tǒng)的主要特點
1，地理空間數(shù)據(jù)和信息的特殊復雜性
2．必須具備科學可視化功能
3．區(qū)域性和多層次
4．數(shù)據(jù)量較大
9．注重空間分析
1．2．4地理信息系統(tǒng)與計算機科學技術的關系
1．地理信息系統(tǒng)與計算機科學技術總體的關系
2．地理信息系統(tǒng)與各計算機具體分支技術的關系
3．地理信息系統(tǒng)與一般計算機制圖系統(tǒng)的關系和區(qū)別
1．3地理信息系統(tǒng)應用和發(fā)展
1．3．1地理信息系統(tǒng)的社會需求、產(chǎn)生與發(fā)展
1．導致地理信息系統(tǒng)產(chǎn)生的社會條件
2．地理信息系統(tǒng)產(chǎn)生和發(fā)展
3．地理信息系統(tǒng)在我國的發(fā)展
1．3．2地理信息系統(tǒng)的應用領域
1．85％—90％的政府部門
2．企業(yè)和商用領域
3． 民用
1．3．3地理信息系統(tǒng)與地理信息科學”
1；地理信息科學的形成
2．地理信息科學的涵蓋
3．有關新名詞討論
4．本書的定位
1．4地理信息系統(tǒng)的功能及組成
1．4．1地理信息系統(tǒng)的主要任務
I．某個地方有什么
2．符合某些條件的實體在哪里
3；變化趨勢
4．空間結構特征
5．模擬
1．4．2地理信息系統(tǒng)的主要功能
1．地理信息系統(tǒng)的基本功能
2．空間分析與模型分析功能
1．4．3地理信息系統(tǒng)的主要組成成分
1.地理空間數(shù)據(jù)和信息
2．硬件系統(tǒng)
3．軟件系統(tǒng)
4．系統(tǒng)開發(fā)、管理和使用人員
4．4地理信息系統(tǒng)的軟硬件組成
1．GIS硬件系統(tǒng)的特點
2．輸入、輸出設備—
3．GIS軟件系統(tǒng)
第二章空間數(shù)據(jù)組織與計算機表達
§2．1從地理空間現(xiàn)象到計算機世界
2．1．1從現(xiàn)實世界到計算機世界
1．模型與概念模型
2．數(shù)據(jù)模型
3．數(shù)據(jù)結構
4．文件格式
2．1．2 GIS中地理空間數(shù)據(jù)組織的主要對象
1．數(shù)值計算領域的地理空間數(shù)據(jù)組織
2．再談地理信息科學之涵蓋
3．GIS所抽象、表達的地理事物和現(xiàn)象
2．1．3空間對象和空間關系
1．空間對象
2．空間關系
3．拓撲空間關系
2．1．4有關地理空間數(shù)據(jù)結構和模型學習的幾點總體說明
1‘關于空間數(shù)據(jù)結構和空間數(shù)據(jù)模型兩個概念之間的關系
2．關于屬性數(shù)據(jù)的組織
3．GIS可視化要求和傳統(tǒng)美術的兩種基本技法
4．兩種基本空間數(shù)據(jù)模型或結構，及其與計算機圖形圖像的關系
2．2矢量空間數(shù)據(jù)模型及結構
2．2．1矢量空間數(shù)據(jù)模型
1．二維空間坐標系
2．幾何數(shù)據(jù)
3．屬性數(shù)據(jù)
4．唯一標識符
2．2．2有代表性的矢量空間數(shù)據(jù)結構
1 Spaghetti結構
2．拓撲空間數(shù)據(jù)結構
3．拓撲關系及其表達
4．討論
2．2．3不同格式的拓撲結構數(shù)據(jù)實例
1．不同格式的拓撲結構數(shù)據(jù)
2．DLG數(shù)據(jù)格式及其實例
3．Are／Info的拓撲數(shù)據(jù)表達
4．再談數(shù)據(jù)結構和文件(或數(shù)據(jù))格式
2．2．4矢量結構的數(shù)據(jù)的輸入、編輯和輸出
1．矢量結構的數(shù)據(jù)的獲取和輸入
2．矢量結構數(shù)據(jù)的前處理和編輯
3．一般矢量數(shù)據(jù)的前處理和編輯
4．拓撲結構數(shù)據(jù)的前處理和編輯
5．矢量結構的數(shù)據(jù)的輸出
2．3柵格空間數(shù)據(jù)模型及結構
2．3．1柵格空間數(shù)據(jù)模型
1．規(guī)整格網(wǎng)
2．二維空間坐標系
3．屬性數(shù)據(jù)和分辨率
4．矩陣數(shù)組
2．3．2完全柵格空間數(shù)據(jù)結構
1．數(shù)據(jù)量及其與精度的關系
’ 2．不同地學應用類型的柵格數(shù)據(jù)
3．多重屬性下的柵格數(shù)據(jù)結構
4．多層柵格數(shù)據(jù)結構的文件格式
2．3．3壓縮的柵格空間數(shù)據(jù)結構
1，游程長度編碼或塊碼
2．鏈碼
3．四叉樹編碼
4．地學柵格圖像壓縮不同于一般圖像壓縮的特點
2．3．4柵格數(shù)據(jù)的采集、輸入和輸出
1．柵格數(shù)據(jù)結構在GIS輸入和輸出上的優(yōu)勢
2．柵格數(shù)據(jù)的采集、輸入
3．柵格數(shù)據(jù)的輸出
2．4基于兩種數(shù)據(jù)結構的進一步討論
2．4．1矢量和柵格數(shù)據(jù)結構的比較分析
2 1．矢量和柵格數(shù)據(jù)結構總體比較
2．矢量和柵格數(shù)據(jù)結構具體優(yōu)缺點比較
3．矢量和柵格數(shù)據(jù)結構的發(fā)展
2．4．2柵格、矢量數(shù)據(jù)結構的相互轉換
1．矢量數(shù)據(jù)向柵格數(shù)據(jù)轉換的主要步驟
2．點狀、線狀和面狀空間對象矢量數(shù)據(jù)的柵格化
3．柵格格式的遙感分類圖像向矢量數(shù)據(jù)的轉換
4．掃描地圖的柵格圖像向矢量數(shù)據(jù)的轉換
2．4．3其他空間數(shù)據(jù)結構
1．鑲嵌數(shù)據(jù)結構
2．不規(guī)則三角網(wǎng)數(shù)據(jù)結構
3．柵格矢量混合結構
4．三維空間數(shù)據(jù)結構
5．簡短的小結
第三章地理空間數(shù)據(jù)管理
3．1數(shù)據(jù)管理基礎知識
3．1．1數(shù)據(jù)庫及其管理系統(tǒng)的基本概念
1．數(shù)據(jù)組織和管理的層次
2．數(shù)據(jù)庫
3．數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
3．1．2數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展：文件系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
1．數(shù)據(jù)管理技術的發(fā)展
2．數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的進一步發(fā)展
3．文件管理系統(tǒng)
3．1．3關系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)技術
1‘傳統(tǒng)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)技術的發(fā)展
2．關系數(shù)據(jù)庫技術
3．關系模型的局限和不足
3．1．4面向對象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
1．新一代數(shù)據(jù)庫技術
2．面向對象數(shù)據(jù)模型
3，面向對象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
4．面向對象數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的實現(xiàn)方式
3．2地理空間數(shù)據(jù)管理
3．2．1地理空間數(shù)據(jù)管理不同于常規(guī)數(shù)據(jù)管理的特點
1．柵格地理空間數(shù)據(jù)的管理
2．矢量地理空間數(shù)據(jù)的管理
3．空間數(shù)據(jù)管理具有明顯的海量、區(qū)域性和多層次特點
4．空間數(shù)據(jù)管理涉及到較復雜的實體類型和空間操作
3．2．2傳統(tǒng)的地理空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
1．地理空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)
2．傳統(tǒng)的地理空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)技術及其發(fā)展
3．傳統(tǒng)GIS數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)技術：關系數(shù)據(jù)庫與文件系統(tǒng)的混合管理
3．2．3地理空間數(shù)據(jù)分區(qū)域、分層次的組織管理
1．地理空間數(shù)據(jù)分幅(分區(qū))、分層的組織管理
2．工作層和工作區(qū)
3．主要GIS軟件的工作層和工作區(qū)
4．圖庫管理和空間索引
5．屬性文件的組織
3．2．4近年來GIS數(shù)據(jù)庫技術的發(fā)展及展望
1．空間數(shù)據(jù)庫引擎
2． 目前空間數(shù)據(jù)庫引擎的兩種主要方式
3．面向對象空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)
4．其他發(fā)展趨勢
3．3地理空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù)
3．3．1元數(shù)據(jù)一般概念
1．元數(shù)據(jù)的由來
2．元數(shù)據(jù)概念
3．元數(shù)據(jù)的分類
4．元數(shù)據(jù)的管理
3．3．2地理空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的概念和標準
1．地理空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)及意義
2．地理空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的常用具體概念
3．空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的標準
3．3．3幾種地理空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)標準及實例
1．美國FGDC元數(shù)據(jù)標準
2．ISO／TC 211的元數(shù)據(jù)標準草案
3． 中國基礎地理信息元數(shù)據(jù)實例
3．3．4空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的獲取和應用
1．空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的獲取過程
2．空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的獲取方法
3．空間數(shù)據(jù)元數(shù)據(jù)的應用及其意義
第四章地理空間數(shù)據(jù)處理．．；
4．1有關地理空間數(shù)據(jù)處理的總體說明
4．1．1地理空間數(shù)據(jù)處理總體說明的必要性及內(nèi)容
1．地理空間數(shù)據(jù)處理總體說明的必要性
2．本節(jié)的內(nèi)容和做法
3．廣義的地理空間數(shù)據(jù)處理的概念框架
4．1．2非GIS特色的地理空間數(shù)據(jù)處理
1．普通數(shù)據(jù)處理
2．GIS中的一般的圖形處理
1．GIS特色的數(shù)據(jù)編輯
2．空間數(shù)據(jù)質量與精度控制
3．其他GIS特色的數(shù)據(jù)處理
4．廣義的空間數(shù)據(jù)處理
§4．2地理坐標變換及有關問題
4．2．1地球表面形狀和地理坐標
1．地球表面形狀的幾級近似表達
2．兩種地球橢球體
3．三種地理坐標
4．2．2地圖投影和坐標轉換
1．地圖投影
2．高斯—克呂格坐標
3．平面地圖直角坐標間的轉換：坐標校Ⅱ
4．2．2其他有關問題 ．．．
1．關于坐標校正的討論
2．引進國外GIS軟硬件帶來的有關問題
3．計算機內(nèi)的比例尺與坐標單位
4．3地理空間數(shù)據(jù)插值
4．3．1基本概念
1．空間數(shù)據(jù)插值的概念和必要性
2．空間變量分布與不同空間分布的數(shù)據(jù)源
3．空間數(shù)據(jù)插值基本思想和理論假設
4．整體插值法和局部插值法
4．3．2整體插值法
1．變換函數(shù)插值
2．趨勢面分析和其他數(shù)學模擬
3．邊界插值方法
4．3．3采用活動窗口的局部插值法
1．基本方法和技術路線
2．局部函數(shù)法
3．移動平均法
4．搜尋策略
4．3．4其他局部插值法
1．克里金插值
2．加密插值和配準插值
3．樣條函數(shù)
4．4地理空間數(shù)據(jù)的三維處理
4．4．1空間數(shù)據(jù)三維處理的基本概念
1．空間數(shù)據(jù)三維處理的兩種基本思路
2．三維地形表達的傳統(tǒng)方式
3．GIS三維處理的主要內(nèi)容，DEM和DTM概念
4．現(xiàn)代三維地形表達的5個層次
4．4．2數(shù)字高程模型及其生成
1．數(shù)字高程模型生成的一般思路
2．高程矩陣的特點及其生成
3．TIN模型及其生成
4．關于TIN生成方法的進一步討論，
4．3三維可視化表達的某些技術步驟
1．數(shù)字高程模型的可視化
2．一定觀察角度鳥瞰的透視立體圖，
3．一定觀察角度、一定光源條件下的灰度或彩色立體圖
4．進一步的三維表達技術
4．4．4地形派生數(shù)據(jù)或地形分析
1．坡度和坡向
2．等值線
3．視線圖
4．地形輪廓線及其他
第五章空間分析
5．1空間分析一般概念與空間查詢
5．1．1空間分析概念
1．關于“空間分析”概念的總體說明
2．本書的做法及空間分析概念框架
3．關于上述框架的說明
5．1．2基本空間查詢
1．關于“基本空間查詢”的概念
2．從地物空間位置(或圖形)特征查詢屬性
3．從屬性查詢空間位置(或圖形)特征
4．用戶給定的幾何窗口查詢
5．1．3較復雜的空間查詢
1．空間關系查詢
2．與統(tǒng)計分析交互的空間查詢
3．虛擬現(xiàn)實環(huán)境下的空間查詢
5．2程式化空間分析
5．2．1空間操作及分析
1．空間操作的概念
2．空間剪裁與空間篩選
3．多邊形合并
4．在面向對象的數(shù)據(jù)模型基礎上對空間對象的空間操作
5．2．2疊置操作及分析
1．點與多邊形疊置
2．線與多邊形疊置
3．多邊形疊置
4．柵格GIS的疊置分析
5．2．3緩沖區(qū)分析
1．緩沖區(qū)分析的概念
2．緩沖區(qū)的生成
3．緩沖區(qū)分析實例
5．2．4網(wǎng)絡分析
1．網(wǎng)絡與網(wǎng)絡分析的概念
2．最佳路徑
3．資源分配
4．服務中心選址
5．3其他空間分析
5．3．1空間統(tǒng)計分析及其與柵格數(shù)據(jù)處理方法的聯(lián)系
1．空間統(tǒng)計分析的內(nèi)容和意義
2．空間統(tǒng)計分析與柵格數(shù)據(jù)處理方法的聯(lián)系
3．空間變量篩選
4．地物分類
5．綜合分析評價
5．3．2分析地圖學與空間分析
1．基于矢量地圖的空間統(tǒng)計分析
2.基于地理空間和距離拓展概念所進行的空間分析
3．分析地圖學簡介
5．3．3進一層的空間分析
1．多種基本空間操作或分析功能的組合
2．應用領域的專業(yè)模型與GIS相結合
3．空間區(qū)位—配置模型
4．專家系統(tǒng)
5．空間決策支持模型
第六章地圖制圖及輸出
6．1地圖繪制與空間對象的符號化
6．1．1 GIS輸出與地圖繪制
1．地理信息系統(tǒng)輸出產(chǎn)品
2．地圖繪制、GIS輸出與GIS可視化
3．地圖繪制：空間對象的符號化過程
4．GIS中的空間實體符號化過程的一般原理和步驟
6．1．2地圖符號及其分類
1．點位符號
2．線狀符號
3．面狀符號
6．1．3專題地圖制圖特點
1．普通地圖和專題地圖
2．專題地圖分類
3．專題地圖內(nèi)容表示方法
4．專題地圖的GIS實現(xiàn)
6．2地圖符號制作或繪制 6．2．1地圖符號制作方法
1．編程法
2．直接信息法
3．間接信息法
6．2．2矢量地圖點、線、面符號的具體繪制
1．矢量點符號繪制
2．矢量線符號繪制
3．矢量面符號繪制
6．2．3地圖符號庫及其應用
1．地圖符號庫一般概念
2．地圖符號庫的檢索機制
3．地圖符號的二次開發(fā)
4．現(xiàn)有軟件的地圖符號系統(tǒng)的應用特點
6．3地圖注記、排版和輸出
6．3．1地圖注記
1．注記的數(shù)據(jù)結構
2．注記方式與注記編輯
3．地名自動注記
6．3．2地圖排版
1．顏色配置
2． 圖幅整飾
3．地圖排版布局
6．3．3地圖輸出
1．地圖輸出系統(tǒng)
2．繪圖儀或打印機輸出
3． 自動制版輸出
4．電子地圖制作
第七章CIS新技術發(fā)展
7．1萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)
7．1．1 Web GIS概念
1．Web GIS基本概念
2．Web GIS組成
3．Web GIS的應用及意義
7．1．2 Web GIS主要特點
1．基于Internet／Intranet標準
2．分布式服務體系結構
3．高效利用空間數(shù)據(jù)資源
4．其他優(yōu)點
7．1．3 Web GIS基本原理和構建方法
1．Web GIS基本原理
2．利用CGI技術方法構建Web GIS系統(tǒng)
3．利用服務器端應用程序接口建立WebGIS系統(tǒng)
4．利用plug—in插件技術方法建立Web GIS系統(tǒng)。，
5．利用ActiveX控件和DCOM組件對象模型技術建立Web GIS系統(tǒng)
6．利用Java編程語言建立Web GIS系統(tǒng)
7．1．4主要WebGIS系統(tǒng)平臺基本功能
1．ESRI公司的Internet Map Server(ArelMS)平臺
2．Maplnfo公司的MapXtreme平臺
3．Autodesk公司的Autodesk MapGuide平臺
4．Intergraph公司的GeoMediaWeb Map平臺
5．武漢吉奧公司的GeoSurf平臺
6． 國家遙感應用工程技術研究中心的地網(wǎng)GeoBeans平臺
§7．2虛擬現(xiàn)實地理信息系統(tǒng)
7．2．1虛擬現(xiàn)實技術
1．虛擬現(xiàn)實技術基本概念，
2．虛擬現(xiàn)實技術的主要特征，
3．虛擬環(huán)境概念的四層含義，
7．2‘2 VR GIS基本概念及其特點·
1．VR技術與GIS技術的結合·
2．VR GIS基本概念及特點 ．
3．VR GIS與三維地形可視化 ·
7．2．3三維顯示工具OpenGL技術·
1．OpenGL基本概念．
2．OpenGL工作結構．
3．OpenGL函數(shù)．
4．OpenGL與三維地形虛擬現(xiàn)實
7．2．4 VR-GIS地學應用實例．
7．3時態(tài)地理信息系統(tǒng)．
7．3．1時態(tài)GIS基本概念
1，地理空間數(shù)據(jù)和信息的時態(tài)特征．．
2．時態(tài)地理信息系統(tǒng)．．
3．時態(tài)GIS與時態(tài)數(shù)據(jù)庫．．
4．幾種有代表性的時空數(shù)據(jù)模型．．
7．3．2基態(tài)修正擴展模型 ．．
1．現(xiàn)時庫、過程庫和歷史庫．．
2．區(qū)段快速索引．．
3．變粒度存貯因子．．
7．3．3基態(tài)修正擴展模型的應用實例 ．．
1．土地時空過程分析-
2．土地時空數(shù)據(jù)結構
3． 區(qū)段快速索引及變粒度索引因子的實現(xiàn)
4．數(shù)據(jù)模型的拓撲關系及時空數(shù)據(jù)存貯
5．土地產(chǎn)權產(chǎn)籍管理信息系統(tǒng)應用實例
§7．4客戶／服務器體系結構及空間數(shù)據(jù)庫引擎
7．4．1客戶／服務器體系結構
1．客戶／服務器基本概念
2．典型兩級客戶／服務器開發(fā)模式及其局限性
3．三級客戶／服務器服務模式
7．4．2空間數(shù)據(jù)庫引擎
1．空間數(shù)據(jù)庫引擎的概念和作用
2．ESRI公司的ArcSDE
3．Oracle／Maplnfo公司的OracleSpatial
7．4．3自主開發(fā)空間數(shù)據(jù)庫引擎
1．SDG數(shù)據(jù)模型組織及操作
2．數(shù)據(jù)模型的空間圖形要素表達
3．數(shù)據(jù)模型主要技術條件
4．數(shù)據(jù)模型體系結構，
5．SDG應用實例，
§7．5組件式CIS ，
7．5．1 COM基本概念及實現(xiàn)技術，
1．COM基本概念 ，
2．OLE技術概念，
3．DCOM基本概念，
4．ActiveX技術 ，
7．5．2組件式GIS基本概念及特點
1．組件式GIS的基本概念
2．傳統(tǒng)GIS存在的問題
3．組件式GIS的特點
4．組件式GIS體系結構
7．5.3幾種主要組件式GIS平臺及其比較分析
1．Mapobjects平臺
2．MapX平臺
3.GeoMedia平臺
4．幾種主要組件式GIS平臺功能比較
參考文獻
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