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出版者:John Wiley & Sons Inc

作者:Paul A. Longley

出品人:

页数:0

译者:

出版时间:2005-07-15

价格:USD 92.81

装帧:Paperback

isbn号码:9780471738138

丛书系列:

图书标签:

• GIS
• 地理信息系统
• 遥感
• 空间分析
• 地图学
• 地理学
• 科学计算
• 数据科学
• 环境科学
• Longley

地理信息科学的宏大叙事：超越图谱的认知疆界 本书旨在为读者构建一个全面、深入且极具前瞻性的地理信息科学（Geographic Information Science, GISc）知识体系。我们不满足于将GIS视为简单的绘图或数据管理工具，而是将其定位为一门跨学科的、以空间思维为核心的科学。全书结构紧凑，内容严谨，旨在培养读者从数据获取、处理、分析到最终决策支持的全流程认知能力。 第一部分：空间认知的基石与理论框架 本部分聚焦于GISc的哲学基础、理论模型以及数据表征的根本问题。我们首先探讨“空间”这一核心概念在科学语境下的多重含义，从欧几里得几何的理想化空间到现实世界中模糊、动态的现象。 1. 空间思维与科学范式转变： 深入分析地理学研究范式从定性描述向定量分析的演进，以及GISc如何成为这种转变的驱动力。重点讨论了空间相互作用（Spatial Interaction）和空间自相关性（Spatial Autocorrelation）等经典空间统计学原理，并阐释了它们在现代数据驱动决策中的应用价值。 2. 地理数据的本质与组织： 详尽阐述了数字地理信息的主要模型——矢量模型与栅格模型的内在逻辑、各自的优势与局限性。我们不仅介绍拓扑关系、几何精度等基本要素，更深入剖析了如何应对现实世界中复杂实体（如河流、大气流动）在离散化模型中的表征难题。此外，本章还引入了新的数据结构，如TIN（不规则三角网）和LIDAR点云数据结构，为后续的三维和四维分析奠定基础。 3. 坐标系、投影与空间基准： 这是一个至关重要的技术基础章节。我们详细梳理了从大地测量学到地球参考系统的演变过程，清晰区分了地心坐标系、大地坐标系的概念。投影变换部分，超越了简单的投影图例介绍，重点剖析了不同地图投影（如UTM、圆锥投影）在保持面积、角度或形状方面的信息失真机理，并指导读者如何在特定的应用场景中选择最优的投影方案，以最小化分析误差。 第二部分：数据获取、质量控制与信息管理 本部分将理论模型转化为可操作的数据流，重点关注如何获取高质量的地理数据，以及如何在庞大的空间数据库中进行高效管理与检索。 4. 遥感基础与空间数据采集： 侧重于理解通过遥感手段获取的地理信息的物理基础。章节涵盖了电磁波谱、传感器原理、辐射定标与大气校正等核心环节。对于多光谱、高光谱数据的分析方法进行了深入探讨，旨在使读者不仅会“使用”遥感影像，更能理解影像背后的物理含义。同时，也涵盖了GPS/GNSS（全球导航卫星系统）的定位原理、误差源分析及后处理技术，强调其在构建高精度空间框架中的决定性作用。 5. 空间数据库管理系统（SDBMS）： 讨论了传统关系型数据库（RDBMS）向支持复杂空间查询和对象模型（Object-Oriented）的空间数据库的过渡。重点分析了SQL的空间扩展（如SQL/MM-Spatial），以及PostGIS等主流开源SDBMS在处理大规模地理数据集时的性能优化策略。本章特别强调了数据模型设计中的空间索引技术（如R-tree），这是实现快速空间查询的关键。 6. 数据质量、不确定性与标准化： 数据的“真值”在地理空间中往往是模糊的。本章深入探讨了空间数据质量的维度，包括逻辑一致性、几何精度、时态准确性等。我们引入了不确定性分析（Uncertainty Analysis）的概念，并讨论了如何量化和传播数据的不确定性，特别是在数据融合和模型输入环节。同时，介绍了OGC（开放地理空间信息联盟）等国际标准组织在推动数据互操作性方面的工作。 第三部分：高级空间分析与建模 本部分是本书的核心，它将读者带入GISc解决复杂问题的能力层面，聚焦于从数据中提取知识和洞察力的技术。 7. 空间统计学的高级应用： 在基础理论之上，本章深入探讨了进阶的空间统计工具。内容包括空间回归模型（如GWR，地理加权回归）如何捕捉区域异质性，空间插值技术（如克里金法 Kriging）的变异函数理论及其在环境建模中的应用。此外，还包括了空间聚类和异常值检测（如Anselin Local Moran’s I）在识别热点区域中的实践。 8. 地理空间建模与模拟： 聚焦于如何利用GIS构建反映现实过程的动态模型。详细介绍了基于单元（Cellular Automata, CA）模型在城市扩张、火灾蔓延模拟中的应用，以及基于Agent（主体）的模型（ABM）在模拟社会经济行为的空间动力学中的潜力。对模型验证、参数校准与敏感性分析进行了严谨的论述。 9. 空间分析的拓扑与网络分析： 网络分析是解决路径规划、服务区评估的基石。本章细致阐述了图论在网络分析中的应用，包括最短路径算法（Dijkstra, A），以及服务区（Service Area）的生成逻辑。在拓扑分析方面，重点讲解了如何处理复杂的空间叠加（Overlay）运算，并应对由此产生的拓扑错误。 10. 三维与四维（时空）GIS： 面对城市信息模型（CIM）和地球系统科学对高维数据的需求，本章介绍了三维可视化和分析的挑战。内容涵盖了数字高程模型（DEM）到数字表面模型（DSM）的构建，以及三维空间关系（如视域分析、剖面提取）的计算方法。四维分析则侧重于时空数据立方体的构建与时序趋势分析。 第四部分：GIS的应用、可视化与未来趋势 本部分将技术能力与实际应用相结合，探讨了如何有效地传达分析结果，并展望了GISc的未来发展方向。 11. 认知地图学与有效可视化： 空间分析的结果必须通过有效的可视化才能被决策者理解。本章讨论了如何从数据驱动的可视化转向认知导向的可视化设计。内容包括地图设计的视觉变量理论、信息量控制，以及交互式可视化技术（如链接视图、探针）在探索复杂空间关系中的作用。 12. 决策支持系统与空间数据基础设施（SDI）： 阐述了GIS如何嵌入到复杂的决策流程中，包括风险评估、选址优化等。重点讨论了空间数据基础设施（SDI）的概念，包括元数据管理、数据共享协议和治理结构，这是实现国家或区域空间信息集成利用的宏观框架。 13. 新兴技术对GISc的驱动： 展望行业前沿，深入分析了大数据、云计算、人工智能（特别是深度学习）如何重塑地理信息处理流程。讨论了地理空间数据挖掘（Geospatial Data Mining）的挑战与机遇，以及物联网（IoT）对实时地理信息流的贡献，强调了构建下一代智能地理空间平台的技术需求。 全书结构层层递进，从理论基石到高级应用，辅以严格的数学和统计学支撑，力求为地理信息科学领域的学习者、研究人员及实践者提供一本全面、深入且具备高度可操作性的专业参考书。

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“Longley Geographic Information Systems and Science”是一本真正意义上的“百科全书”，它为我描绘了一幅完整而清晰的地理信息科学全景图。这本书的深度和广度都远超我的预期，它不仅仅局限于技术层面，更深入地探讨了 GIS 的科学原理、哲学思想及其在社会发展中的重要作用。我尤其对书中关于 GIS 数据模型的阐述印象深刻，它让我理解了地理信息不仅仅是空间位置的标记，更是一种蕴含着丰富属性和语义信息的数据载体。作者们通过生动的案例，展示了如何根据不同的研究目的，选择和构建最适合的空间数据模型，以及如何进行数据的转换和整合，这对于我未来进行实际的数据分析工作至关重要。此外，书中对于 GIS 的伦理和社会影响的探讨，也让我受益匪浅。它提醒我们，在享受 GIS 技术带来的便利的同时，也要关注其可能带来的隐私问题、数据安全问题以及数字鸿沟问题。这种全面而深刻的思考，让这本书不仅仅是一本技术手册，更是一部关于如何负责任地使用空间技术的智慧读物。

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当我翻开“Longley Geographic Information Systems and Science”时，我并没有预想到它会如此深刻地影响我对地理信息科学的理解。这本书的作者们展现了非凡的洞察力，他们不仅仅是在传授技术，更是在引导读者建立一种全新的空间思维模式。书中对于 GIS 发展历程的回顾，让我看到了这项技术是如何从一个相对孤立的地理数据管理系统，演变成如今连接着社会经济、环境科学、城市规划等各个领域的强大工具。我尤其对书中关于 GIS 在决策支持方面的应用印象深刻。作者们通过大量的实例，展示了 GIS 如何帮助政府部门进行土地利用规划、环境保护监测、灾害风险评估等，这些案例让我切实感受到了 GIS 的价值和力量。而且，书中的讲解风格非常注重启发性，它鼓励读者独立思考，去探索 GIS 在不同领域的潜在应用。我甚至开始尝试将书中的一些分析方法应用到我的个人研究课题中，例如分析我所在城市的空气质量分布情况，并尝试寻找影响因素。这种从理论到实践的转化，让我对 GIS 的理解更加深入和透彻。

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这本书给我最大的感受就是其内容的“全面性”和“系统性”。我一直觉得 GIS 是一个技术门槛很高的领域，但“Longley Geographic Information Systems and Science”却以一种非常易于理解的方式，将这个复杂的领域展现在我面前。书中的内容从 GIS 的基础概念、历史发展，到核心技术、数据处理、空间分析，再到实际应用和伦理问题，几乎无所不包。我尤其喜欢书中关于空间分析的章节，作者们详细介绍了各种空间分析技术，例如缓冲区分析、叠加分析、路径分析等，并结合大量的案例，让我们能够清晰地理解这些技术的原理和应用。例如，在介绍路径分析时，书中不仅讲解了 Dijkstra 算法等基本原理，还以城市交通网络为例，生动地展示了如何利用 GIS 来优化路线规划，解决“最后一公里”的难题。此外，书中对 GIS 数据模型和数据结构的讲解，也为我打下了坚实的基础。我了解到 GIS 数据并非简单的图形，而是蕴含着丰富的空间关系和属性信息，如何有效地组织和管理这些数据，是进行高效 GIS 分析的关键。

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坦白说，这本书的厚度一度让我有些望而却步，但我一旦开始阅读，就被其内容深深吸引。作者们在构建整本书的体系时，展现出了极高的专业素养和教学经验。他们并非简单地罗列技术名词和操作步骤，而是非常注重知识的逻辑关联和理论的层层递进。书的开篇就为我们构建了一个宏观的GIS知识框架，让我们能清楚地知道每个章节在整个知识体系中的位置，以及它们之间是如何相互联系的。我特别喜欢书中关于GIS历史发展的部分，它让我们了解到GIS是如何从最初的地理制图演变而来，以及在科技进步的推动下，它又是如何不断发展壮大，成为如今不可或缺的科学工具。这种历史的视角，不仅增加了阅读的趣味性，更让我对GIS的内在逻辑有了更深的理解。在技术细节方面，书中对各类空间数据格式、数据标准、以及数据质量控制的讲解也十分详尽，这些都是在实际工作中常常被忽视但却至关重要的环节。通过学习这些内容，我意识到了数据质量对于GIS分析结果的直接影响，也学会了如何进行有效的数据清洗和预处理。书中对于地理信息系统软件的使用介绍，虽然不是技术手册式的操作指南，但它准确地抓住了各类软件的核心功能和适用场景，为我选择和使用软件提供了宝贵的参考。

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我必须承认，在拿到这本书之前，我对 GIS 的理解仅停留在“地图制作”的层面。然而，阅读了“Longley Geographic Information Systems and Science”后，我的认知被彻底颠覆了。这本书的深度和广度都令人惊叹，它不仅仅是一本介绍 GIS 技术的书，更是一部关于如何利用空间信息来理解和改造世界的科学指南。我特别欣赏书中对于 GIS 分析方法的介绍，作者们从最基本的空间查询、空间叠加，到复杂的网络分析、空间统计，都做了非常详尽的讲解，并且配以大量的实际案例，让我们能够直观地理解这些方法的应用场景和实现原理。我甚至开始尝试将书中介绍的某些分析方法应用到我的个人项目中，例如分析我所在城市的公园绿地覆盖率，或者评估不同区域的商业设施可达性。每一次的尝试都让我对 GIS 的功能有了更深的认识，也激发了我更进一步学习的动力。这本书的另一大亮点是它对 GIS 行业发展的历史回顾和未来展望。作者们梳理了 GIS 技术的发展脉络，并对其未来的发展趋势进行了预测，这让我对这个领域的前景充满了信心。

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这本书，从拿到手的那一刻起，就散发着一种沉甸甸的学术气息，厚实得仿佛蕴含着整个地理信息科学的脉络。我是一名初入GIS领域的学生，对于这个庞大而精深的学科充满了好奇与探索的渴望。在寻找入门书籍的过程中，“Longley Geographic Information Systems and Science”这个名字频繁出现，并且被许多前辈和老师提及，这让我对它充满了期待。翻开第一页，扑面而来的是一种严谨的逻辑和清晰的结构，仿佛一座精心规划的城市，每个区域、每条街道都有其存在的理由和连接方式。作者们并没有一开始就陷入技术细节的泥潭，而是从地理信息系统的核心概念、历史渊源以及其在科学研究和社会发展中的重要作用开始娓娓道来。这种宏观的视角对于初学者来说至关重要，它帮助我们建立起对GIS的整体认知，理解它不仅仅是一堆软件工具的堆砌，更是一种认识世界、分析问题、解决问题的方法论。例如，关于GIS在城市规划、环境保护、灾害管理等领域的应用案例，都让我看到了GIS的强大力量和无限可能，激发了我深入学习的动力。同时，书中对于GIS的理论基础，如地理空间数据的组织、存储、处理和分析等方面的阐述，也做到了既深入浅出又不失严谨，为我打下了坚实的基础。我特别欣赏作者们在介绍复杂概念时所采用的类比和图示，它们有效地将抽象的理论转化为易于理解的形象，让我能够更轻松地掌握GIS的核心原理。这本书的语言风格也相当专业，但又不至于生涩难懂，每一段文字都经过深思熟虑，力求精确地传达信息。

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这本书的编排设计堪称典范，它将一个庞大而复杂的领域，梳理得井井有条，逻辑严密。我是一名对GIS充满好奇但又稍感畏惧的学生，而这本书恰恰是我所需要的“定海神针”。它并没有一开始就抛出大量晦涩的技术术语，而是从 GIS 的基本概念、发展历程以及其在现代社会中的重要作用入手，为我们搭建了一个扎实的理论基础。我特别喜欢书中关于地理现象的描述，作者们巧妙地将抽象的地理理论与 GIS 技术相结合，让我们看到了 GIS 如何成为理解地球表面复杂过程的有力工具。例如，在讨论地形分析时，书中不仅介绍了各种地形参数的计算方法，更深入探讨了这些参数在水文分析、土壤侵蚀预测等方面的应用，这让我对地理过程的理解上升到了一个新的高度。此外，书中对于空间数据质量的强调，也给我留下了深刻的印象。作者们详细阐述了数据采集、存储、转换等过程中可能出现的误差来源，并提供了相应的质量控制方法。这让我意识到，GIS分析的有效性，很大程度上取决于输入数据的质量，这为我未来的数据工作提供了重要的指导。

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读完这本书，我感觉自己像是经历了一场思想的洗礼。它不仅仅是一本介绍地理信息系统的教科书，更是一部关于如何用空间思维来理解和解决现实世界问题的哲学著作。书中的内容涵盖了GIS的方方面面，从最基础的数据采集和处理，到高级的空间分析和建模，再到GIS在各个行业的实际应用，几乎无所不包。我尤其对书中关于空间数据模型的部分印象深刻，它详细阐述了矢量数据和栅格数据各自的特点、优势以及它们在不同场景下的适用性。作者们通过大量的实例，生动地展示了如何根据研究目的选择合适的数据模型，以及如何进行数据的转换和整合，这对于我未来进行实际的数据分析工作非常有指导意义。此外，书中对于空间统计学和地理加权回归等高级分析方法的介绍，也让我大开眼界。虽然这些内容对我来说还有些挑战，但作者们循序渐进的讲解和清晰的逻辑，让我能够逐步理解这些复杂的概念，并看到了它们在揭示地理现象规律、预测未来趋势方面的巨大潜力。我甚至开始尝试将书中的一些方法应用到我自己的研究项目中，虽然过程有些磕磕绊绊，但每一次的成功都让我倍感欣喜，也让我对GIS的理解更加深刻。这本书的深度和广度都远超我的预期，它让我认识到GIS的魅力不仅仅在于技术本身，更在于它所蕴含的科学精神和解决问题的智慧。

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这是一本让我受益匪浅的书籍，它不仅为我打开了地理信息科学的知识大门，更教会了我一种全新的思考方式。书中的内容安排十分合理，从最基础的地理概念和空间思维的培养，到GIS的理论基础、数据处理、空间分析，再到实际应用和未来的发展趋势，几乎涵盖了GIS领域的全部重要方面。我尤其欣赏作者们在介绍复杂概念时，所使用的清晰易懂的语言和贴切的比喻。例如，在讲解空间插值方法时，作者们并没有直接给出复杂的数学公式，而是通过生动的例子，让我们理解不同插值方法背后的逻辑和适用场景。这种“授人以渔”式的教学方法，让我不仅记住了知识点，更重要的是掌握了解决问题的思路。书中对于GIS的伦理和社会影响的讨论，也让我深受启发。它提醒我们，在享受GIS技术带来的便利的同时，也要关注其可能带来的隐私问题、数据安全问题以及数字鸿沟问题。这种人文关怀的视角，让这本书不仅仅是一本技术书籍，更是一部充满智慧的思考。我开始尝试将书中介绍的分析方法应用到我的学习和生活中，例如利用GIS技术分析我居住的社区的公共交通覆盖情况，或者评估不同区域的日照条件。每一次的实践都让我更加深刻地体会到GIS的强大之处。

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这本书的结构清晰，逻辑严谨，对于我这样一名初学者来说，无疑是一份非常宝贵的入门指南。作者们在构建整个知识体系时，充分考虑了读者的学习曲线，从基础概念到高级理论，循序渐进，层层递进。我特别欣赏书中关于地理空间数据表示和组织的章节，它详细阐述了矢量数据和栅格数据各自的优缺点，以及它们在不同应用场景下的适用性。这让我明白了，GIS 的核心在于对地理信息的准确表示和有效管理。书中对空间分析技术的讲解也让我大开眼界，从简单的查询和叠加，到复杂的网络分析和空间统计，作者们都给予了详尽的解释，并配以大量的图示和案例。这让我不仅理解了各种分析方法的原理，更重要的是，我开始思考如何将这些方法应用到实际问题中。我甚至尝试利用书中介绍的一些方法，来分析我的大学校园内的各种资源分布情况，例如图书馆、食堂、运动场等，并尝试优化它们的布局。每一次的实践都让我对 GIS 的强大功能有了更直观的感受。

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