Key Concepts and Techniques in GIS pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Sage Pubns

作者:Albrecht, Jochen

出品人:

页数:120

译者:

出版时间:2007-8

价格:$ 46.33

装帧:Pap

isbn号码:9781412910163

丛书系列:

图书标签:

• GIS
• GIS
• 地理信息系统
• 空间分析
• 遥感
• 地图学
• 空间数据
• 地理技术
• ArcGIS
• QGIS
• 空间统计

《地理信息系统原理与应用实践：从基础理论到前沿探索》 图书简介 本书旨在为广大地理信息系统（GIS）领域的学习者、研究人员以及行业专业人士提供一个全面、深入且具有高度实践指导意义的知识体系。我们深知，GIS作为一门快速发展的交叉学科，其核心在于将地理空间数据转化为可操作的知识和有效的决策支持。本书的编撰紧密围绕这一核心目标，力求在理论深度与实际操作之间搭建坚实的桥梁。 第一部分：GIS的基石——理论框架与数据基础 本部分将奠定读者对GIS的全面理解，深入剖析支撑整个系统的理论基础和数据结构。 第一章：地理信息系统的概念重塑与发展脉络 本章首先界定现代GIS的内涵，区别于传统的地图学和遥感技术。我们将探讨GIS的系统构成要素——人、硬件、软件、数据和方法——及其内在的相互依赖关系。历史回顾部分将追溯GIS从早期数据管理系统发展到当前集成化、智能化的地理空间信息平台的关键转折点，重点分析其在社会、经济和环境领域中扮演角色的演变。此外，我们将讨论GIS理论在后现代科学哲学中的定位，强调其作为认知工具的独特价值。 第二章：地球表面的数学描述：坐标系与投影的奥秘 本章是理解所有空间数据处理的前提。我们将详尽解析大地测量学的基础，包括参考椭球体、大地水准面等核心概念。随后，深入阐述不同类型的坐标系统：地理坐标系（经纬度）和平面直角坐标系（如UTM）。重点在于地图投影的数学原理和几何失真分析。本书将超越简单的投影列表，深入探讨等角投影、等积投影和等距投影背后的微分几何原理，并提供如何根据特定应用需求（如工程测量、大比例尺制图）选择最佳投影方法的决策流程图。 第三章：空间数据模型的深度剖析：矢量与栅格的殊途同归 空间数据模型是GIS的“语言”。本章将对矢量模型和栅格模型进行详尽的对比和解析。 矢量模型部分：我们将深入探讨拓扑结构（点、线、面之间的关系）的数学表达，包括欧几里得几何在数据存储中的应用。重点剖析对象（Object-based）模型和网络（Network）模型的构建流程，特别是如何处理拓扑错误和确保空间数据的有效性。 栅格模型部分：从数字高程模型（DEM）的生成机制到遥感影像的像素化表达，本章将阐述栅格数据的属性、分辨率、存储效率与计算优势。我们将详细讨论连续面数据（如坡度、海拔）和离散面数据（如土地利用分类）在栅格系统中的表达差异与转换方法。 第四章：空间数据采集与质量控制 本章聚焦于“数据从何而来”以及“数据如何可信”。我们将系统介绍主要的空间数据采集技术： 1. 遥感（RS）基础：从电磁波谱原理到卫星传感器的工作机制，重点分析不同成像模式（如被动式、主动式）对数据质量的影响。 2. 全球导航卫星系统（GNSS）：讲解定位原理，区分定位精度（DOP值分析）和不同数据采集模式（差分GPS、实时动态RTK）的应用场景。 3. 地面数字化与数据更新：详细介绍数字化仪、全站仪、三维激光扫描等技术在现代GIS数据采集中的集成应用。 数据质量控制方面，我们将引入空间误差模型，分析精度（Accuracy）与精密度（Precision）的区别，并提供量化评估空间数据集可靠性的实用方法。 第二部分：核心处理技术与空间分析 本部分是本书的技术核心，旨在教会读者如何运用GIS工具解决复杂的地理问题。 第五章：空间数据管理与数据库集成 现代GIS严重依赖于高效的空间数据库管理系统（SDBMS）。本章将深入讲解空间扩展关系数据库（如PostGIS、Oracle Spatial）的设计原理。我们将探讨如何构建优化空间查询的索引结构（如R-Tree、Quadtree），以及如何实现空间数据模型与传统关系数据库的无缝集成。数据治理、数据共享协议（如OGC标准）也将作为重点讨论内容。 第六章：空间分析的引擎：拓扑处理与几何运算 本章着重于GIS软件后台执行的底层几何算法。我们将详细解析空间叠加分析（Overlay Analysis）的几种关键类型：相交（Intersection）、联合（Union）、擦除（Erase）和合并（Merge）的数学逻辑和计算复杂性。此外，缓冲区分析（Buffering）的算法实现，包括同心圆缓冲区、复合缓冲区以及缓冲区内要素的属性继承机制，将被进行深入探讨。 第七章：地理空间建模：过程模拟与空间统计 空间分析不再局限于简单的叠加，而是走向预测和模拟。本章将介绍高级空间分析技术： 1. 表面分析：从DEM生成坡度、坡向、剖面线、可视域分析的数学模型推导。 2. 网络分析：详述最短路径问题（Dijkstra算法、A算法）在交通流、资源分配中的应用，以及流网络分析（Flow Tracing）的实现。 3. 空间统计与计量经济学：介绍空间自相关性（Moran's I, Geary's C）的计算方法，以及地理加权回归（GWR）等局部模型如何捕捉空间异质性。 第八章：空间数据可视化与地图制图学原理 有效的可视化是GIS成果传播的关键。本章将回归制图学的严谨性，探讨如何设计出既美观又信息丰富的地图。内容涵盖符号学理论（点、线、面符号的设计规范）、色彩理论在空间数据表达中的应用，以及专题地图（如等值线图、流程图、分级统计图）的制作流程。同时，我们将讨论动态地图设计和交互式可视化技术在网络GIS中的应用趋势。 第三部分：GIS的前沿拓展与未来方向 本部分将目光投向GIS与其他高新技术领域的融合，探讨其最新的应用模式和发展趋势。 第九章：Web GIS与云计算环境下的空间信息服务 随着互联网和移动计算的发展，Web GIS已成为主流。本章将解析OGC的Web Map Service (WMS)、Web Feature Service (WFS)等关键标准。我们将讨论基于云平台的空间数据基础设施（SDI）架构，如何利用云计算的弹性资源进行大规模空间数据处理和实时地图发布，以及微服务架构在构建现代地理信息平台中的作用。 第十章：移动GIS与室内定位技术 本章关注随时随地的地理信息获取与应用。我们将分析移动GIS应用的设计原则，如何优化移动设备上的数据加载和交互体验。室内定位技术（如Wi-Fi指纹、蓝牙信标、UWB）作为室外GNSS的有效补充，其原理、精度挑战及与室内地图模型的集成方法将得到详细阐述。 第十一章：数据融合与智能决策：GIS与人工智能的交汇 这是本书的前沿章节。我们将探讨如何将深度学习模型（如卷积神经网络CNN）应用于高分辨率遥感影像的自动解译和特征提取。重点分析时空数据挖掘技术，例如如何使用时间序列分析识别地理事件的爆发点和传播路径。本书还将提供案例研究，展示GIS如何作为空间框架，支持复杂系统的智能优化与决策支持。 第十二章：可持续发展与GIS的社会责任 最后，本章将讨论GIS在应对全球性挑战中的核心作用。内容涵盖气候变化建模、自然资源管理、城市规划的韧性设计，以及灾害风险评估与应急响应。我们将探讨开放地理空间数据（Open Source Geospatial Data）的运动及其对公众参与和透明度的贡献，强调GIS专业人员在推动社会可持续发展中的伦理责任与职业规范。 --- 本书的特色在于其内容的系统性、技术的严谨性以及对实践操作的强调。通过大量的图示、流程图和理论推导，我们确保读者不仅知晓“如何做”，更能深刻理解“为何要这样做”，从而真正掌握地理信息系统的精髓，为未来的专业发展奠定不可动摇的知识基础。

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