《地理信息系統(tǒng)教程》從理論與應用出發(fā)，系統(tǒng)地闡述了地理信息系統(tǒng)（GIS）技術，內容涵蓋GIS的定位基礎、數據模型與數據結構、數據庫管理、空間分析、GIS設計與開發(fā)以及典型案例等。
《地理信息系統(tǒng)教程》是作者對從事10多年GIS教學與科研項目研究成果的總結，對GIS的基本理論與實踐的系統(tǒng)歸納，全書偏重于能力的培養(yǎng)。
《地理信息系統(tǒng)教程》可作為地理信息系統(tǒng)、地理、測繪、土地、資源、環(huán)境、規(guī)劃、地質、海洋、氣象、計算機等專業(yè)的本科生與研究生的教材，也可供城市規(guī)劃管理、環(huán)境保護、國土資源管理、區(qū)域規(guī)劃、測繪等部門的研究人員參考。
《地理信息系統(tǒng)教程》共分9章。第1章系統(tǒng)地闡述地理信息系統(tǒng)的概念、構成、功能、類型、產業(yè)、發(fā)展歷程；第2章介紹地理空間的坐標基礎；第3章介紹空間數據模型與常見的空間數據結構；第4章介紹空間與屬性數據的采集、編輯與處理，空間數據的監(jiān)理等內容；第5章介紹空間數據庫的組織、管理與數據入庫更新等內容；第6章介紹數字高程模型、緩沖、疊置、網絡等空間分析以及地理信息系統(tǒng)建模等內容；第7章介紹GIS可視化的內容；第8章介紹GIS設計與開發(fā)的主要內容；第9章介紹GIS在各個行業(yè)中的應用案例。
地理信息系統(tǒng)（GIS）是在計算機軟、硬件環(huán)境的支持下，對全球或部分區(qū)域的地理空間數據進行采集、存儲、管理、分析和顯示的技術系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)從20世紀60年代起步，隨著信息化、網絡化、數字化的縱深發(fā)展，其概念也從地理信息系統(tǒng)技術、地理信息研究向地理信息服務延伸。地理信息系統(tǒng)已成為信息技術產業(yè)的重要組成部分和高新技術領域的生力軍。地理信息系統(tǒng)產業(yè)作為一種戰(zhàn)略新興產業(yè)以及低碳經濟的重要組成部分，正在被公眾所認知。
自1998年教育部設置地理信息系統(tǒng)專業(yè)至今，全國已超過200所高校開設了地理信息系統(tǒng)專業(yè)，開設了許多GIS的相關課程，對地理信息系統(tǒng)專業(yè)教材的需求日增。本書為編者對從事10多年的地理信息系統(tǒng)教學過程的總結，偏重于空間數據的獲取、處理，空間數據庫建設、空間分析與應用。通過對本書的學習，可以初步掌握地理信息系統(tǒng)基本技能，為以后的理論學習與GIS工程應用打下基礎。
本書共分9章。第1章系統(tǒng)地闡述地理信息系統(tǒng)的概念、構成、功能、類型、產業(yè)、發(fā)展歷程；第2章介紹地理空間的坐標基礎；第3章介紹空間數據模型與常見的空間數據結構；第4章介紹空間與屬性數據的采集、編輯與處理，空間數據的監(jiān)理等內容；第5章介紹空間數據庫的組織、管理與數據入庫更新等內容；第6章介紹數字高程模型、緩沖、疊置、網絡等空間分析以及地理信息系統(tǒng)建模等內容；第7章介紹GIS可視化的內容；第8章介紹GIs設計與開發(fā)的主要內容；第9章介紹GIS在各個行業(yè)中的應用案例。
全書由許捍衛(wèi)擬定編寫大綱，并由許捍衛(wèi)和馬文波統(tǒng)稿、定稿。其中許捍衛(wèi)、房曉亮編寫了第1章，張蕾、趙相偉編寫了第2、3章，黃會平、徐艷杰編寫了第4、8章，許捍衛(wèi)、劉志輝編寫了第5章，賀巧寧編寫了第6章，馬文波編寫了第7章，馬文波、周衛(wèi)娟編寫了第9章。佘遠見、劉波、張雅奇、竇煒提供了部分素材，張志強、吳小東、李梅香做了繪制部分插圖、排版、校對工作，在此一并表示感謝。
第1章 緒論
1.1 GIS中的基本概念
1.1.1 地理信息
1.1.2 地理信息系統(tǒng)
1.1.3 GIS中“S”含義的演變
1.1.4 地理信息系統(tǒng)的研究內容
1.2 GIS的基本構成
1.2.1 系統(tǒng)硬件
1.2.2 系統(tǒng)軟件
1.2.3 空間數據
1.2.4 應用人員
1.2.5 應用模型
1.3 GIS的功能與類型
1.3.1 GIS的基本功能
1.3.2 GIS的類型
1.4 GIS的應用
1.4.1 管理領域
1.4.2 百姓生活
1.5 GIS產業(yè)
1.5.1 GIS軟件開發(fā)與銷售
1.5.2 GIS數據
1.5.3 GIS教育、研究與出版
1.5.4 GIS服務
1.6 GIS與相關學科的關系
1.6.1 相關學科
1.6.2 GIS與CAD、MIs的異同
1.7 GIS的發(fā)展史
1.7.1 國外GIS發(fā)展史
1.7.2 國內GIS發(fā)展史
1.7.3 GIS技術發(fā)展趨勢
復習思考題
學期作業(yè)
第2章 地理空間坐標基礎
2.1 地球空間參考
2.1.1 自然球體和自然表面
2.1.2 大地球體和大地水準面
2.1.3 旋轉橢球體和地球橢球面
2.2 空間參照系統(tǒng)
2.2.1 球面坐標系
2.2.2 xF面坐標系
2.2.3 高程坐標系
2.3 地圖投影
2.3.1 地圖投影的概念
2.3.2 地圖投影的分類
2.3.3 常用的地圖投影
2.4 空間坐標變換
2.4.1 幾何糾正
2.4.2 投影變換
2.5 空間尺度
2.5.1 觀測尺度
2.5.2 比例尺
2.5.3 地圖比例尺與空間尺度的關系與意義
2.6 地形圖的分幅與編號
2.6.1 地形圖的分幅
2.6.2 地形圖的編號
復習思考題
第3章 空間數據結構
3.1 空間數據表達
3.1.1 空間實體特征
3.1.2 離散對象和連續(xù)場
3.1.3 矢量和柵格數據
3.1.4 空間拓撲關系
3.2 空間數據模型
3.2.1 空間數據模型的概念
3.2.2 常用空間數據模型
3.3 矢量數據結構
3.3.1 矢量數據結構的概念
3.3.2 實體數據結構
3.3.3 拓撲數據結構
3.4 柵格數據結構
3.4.1 柵格數據結構的概念
3.4.2 柵格數據結構的壓縮編碼
3.5 矢柵一體化數據結構
3.5.1 矢量數據結構與柵格數據結構的比較
3.5.2 矢柵一體化的概念
3.5.3 矢柵一體化結構設計
3.6 曲面數據結構
3.6.1 Voronoi數據結構
3.6.2 FIN數據結構
3.6.3 Grid數據結構
3.6.4 等高線
3.7 三維數據結構
3.7.1 八叉樹數據結構
3.7.2 三維邊界表示法
復習思考題
第4章 空間數據采集與處理
4.1 空間數據采集
4.1.1 空間數據源分類
4.1.2 空間數據采集流程
4.1.3 空間數據采集方法
4.1.4 屬性數據采集
4.2 空間數據編輯
4.2.1 矢量數據編輯
4.2.2 屬性數據編輯
4.2.3 柵格數據編輯
4.3 空間數據監(jiān)理
4.3.1 數據質量評價的主要內容
4.3.2 數據質量控制的主要方法
4.3.3 數據生產各階段的質量控制
4.3.4 空間數據拓撲檢查
4.4 空間數據格式轉換
4.4.1 空間數據格式轉換的方法
4.4.2 常見數據的格式轉換
4.5 空間數據結構轉換
4.5.1 矢量數據向柵格數據轉換
4.5.2 柵格數據向矢量數據轉換
4.6 空間數據的壓縮與重分類
4.6.1 空間數據壓縮
4.6.2 空間數據重分類
4.7 空間數據內插
4.7.1 整體內插方法
4.7.2 局部分塊內插
4.7.3 逐點內插
4.8 空間數據拼接
4.8.1 空間數據接邊
4.8.2 要素合并
復習思考題
第5章 空間數據管理
5.1 空間數據庫概述
5.1.1 DBMS基礎
5.1.2 空問數據庫
5.2 空間數據庫設計
5.2.1 概念設計
5.2.2 邏輯設計
5.2.3 物理設計
5.3 空間數據庫管理
5.3.1 矢量數據管理
5.3.2 柵格數據管理
5.4 地圖切片與影像金字塔管理
第6章 GIS空間分析
第7章 GIS可視化
第8章 GIS設計與開發(fā)
第9章 GIS應用
附錄 GIS常用縮寫詞
參考文獻
1.起步階段20世紀70年代初期，我國開始推廣電子計算機在測量、制圖和遙感領域中的應用。隨著遙感技術的發(fā)展，我國在1974年開始引進美國地球資源衛(wèi)星圖像，開展了遙感圖像的處理和解譯。1976年召開了第一次遙感技術規(guī)劃會議，形成了遙感技術試驗和應用蓬勃發(fā)展的新局面，并先后開展了京津唐地區(qū)紅外遙感試驗、新疆哈密地區(qū)航空遙感試驗、天津渤海灣地區(qū)的環(huán)境遙感研究、天津地區(qū)的農業(yè)土地資源遙感清查工作。國家測繪局開展了一系列航空攝影測量和地形測圖，為建立地理信息系統(tǒng)數據庫打下了堅實的基礎。數字測圖、機助制圖、數字高程模型的研究和使用也同步進行。1977年誕生了第一張由計算機輸出的全要素地圖。所有這些為GIS的研制和應用做了技術上的準備。
2.試驗階段進入20世紀80年代后，我國執(zhí)行“六五”、“七五”計劃，國民經濟全面發(fā)展，很快對“信息革命”做出熱烈響應。在大力發(fā)展遙感技術應用的同時，GIS也全面進入試驗階段。在典型試驗中主要研究數據規(guī)范和標準、空間數據庫建設、數據處理和分析算法及應用軟件的開發(fā)等，以農業(yè)為對象，研究有關質量評價和動態(tài)分析預報的模式與軟件，并用于水庫淹沒損失、水資源估算、土地資源清查、環(huán)境質量評價與人口趨勢分析等多項專題的試驗研究。在專題試驗和應用方面，在全國大地測量和數字地面模型建立的基礎上，建成了全國1：100萬地圖數據庫系統(tǒng)和全國土地信息系統(tǒng)、1：4000萬全國資源和環(huán)境信息系統(tǒng)及l(fā)：250萬水土保持信息系統(tǒng)，并開展了黃土高原信息系統(tǒng)以及洪水災情預報與分析系統(tǒng)等專題研究試驗。用于輔助城市規(guī)劃的各種小型信息系統(tǒng)在城市建設和規(guī)劃方面也獲得了認可。
3.全面發(fā)展階段20世紀80年代末到90年代，國家數字化測繪信息產業(yè)初步建立。l：100萬地圖數據庫已公開出版，1：25萬地圖數據庫也已完成建庫。部分省市已建立省級1：1萬基礎地理信息系統(tǒng)。數字攝影測量和遙感應用從典型試驗逐步走向實用，這樣就可保證向GIS源源不斷地提供地形和專題信息。沿海、沿江經濟開發(fā)區(qū)的發(fā)展，土地的有償使用和外資引進，急需GIS為之服務，有力地促進了城市地理信息系統(tǒng)的發(fā)展。用于城市規(guī)劃、土地管理、交通、電力及各種基礎設施管理的城市信息系統(tǒng)在我國許多城市相繼建立。
這一階段，在GIS學術交流和人才培養(yǎng)方面得到很大發(fā)展。在國內召開了多次關于GIS的國際學術討論會。1985年建立“資源與環(huán)境信息系統(tǒng)國家重點實驗室”，1990年建立“測繪遙感信息工程國家重點實驗室”，1994.年中國GIS協(xié)會在北京成立，標志著中國GIS產業(yè)已形成一定規(guī)模。
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