地理空间数据可视化原理/普通高等院校地理信息科学系列教材 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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崔铁军 等 著

图书标签:

• 地理空间数据
• 数据可视化
• 地理信息系统
• GIS
• 地图学
• 空间分析
• 可视化原理
• 高等教育
• 教材
• 地理信息科学

出版社： 科学出版社

ISBN：9787030517784

版次：1

商品编码：12136806

包装：平装

丛书名： 普通高等院校地理信息科学系列教材

开本：16开

出版时间：2017-02-01

用纸：胶版纸

页数：352

字数：564000

正文语种：中文

内容简介

　　地理空间数据可视化是地理信息科学理论和技术的重要内容之一，是把地理空间数据转化为可视的表示形式，以提升人类地理空间认知能力。这是一个心智过程，成为近年来地理信息科学与技术研究的热点。
　　《地理空间数据可视化原理/普通高等院校地理信息科学系列教材》全面介绍了概论、地理空间数据可视化基础理论、计算机可视化环境、图形可视化基本算法、图形映射变换和图形开窗与裁剪，论述了点状地物、线状地物、面状地物数据可视化和专题地理数据可视化的方法，详细讨论了三维地理空间数据可视化和地理时空数据动态可视化，书末介绍了图形交互技术与用户界面和地理空间数据可视化设计。
　　《地理空间数据可视化原理/普通高等院校地理信息科学系列教材》条理清晰、图文并茂、实例丰富，既适合作为地理信息科学专业或相关专业本科生、研究生教材，又可供从事信息化建设、信息系统开发等有关科研、企事业单位的科技工作者参考。

内页插图

目录

前言
第一章 概论
1．1 地理空间数据可视化概述
1．2 可视化在学科中的地位与作用
1．3 研究内容与发展趋势
1．4 与其他学科的关系
1．5 学习指南

第二章 地理空间数据可视化基础理论
2．1 视觉与感受
2．2 心理学与心理物理学
2．3 透视原理与平面构图
2．4 符号与地图符号
2．5 视觉变量与感受理论

第三章 计算机可视化环境
3．1 计算机可视化环境的构成及功能
3．2 图形输入设备
3．3 图形输出设备
3．4 图形软件系统

第四章 图形可视化基本算法
4．1 直线的生成算法
4．2 圆与椭圆的生成算法
4．3 区域填充算法

第五章 图形映射变换
5．1 图形变换基础
5．2 二维图形变换
5．3 三维图形变换
5．4 投影变换

第六章 图形开窗与裁剪
6．1 图形开窗与裁剪概述
6．2 直线段的裁剪
6．3 平面多边形的裁剪
6．4 其他图形的裁剪

第七章 点状地物数据可视化
7．1 点状符号概述
7．2 点状符号化方法
7．3 点状符号库建立与管理
7．4 点状地理数据可视化系统

第八章 线状地物数据可视化
8．1 线状符号概述
8．2 线状地物数据符号化方法
8．3 曲线光滑插值
8．4 线状地物数据可视化系统

第九章 面状地物数据可视化
9．1 面状符号概述
9．2 面状符号填充配置算法
9．3 面状地物数据可视化系统

第十章 专题地理数据可视化
10．1 专题地图与专题地理数据
10．2 专题要素表示方法
10．3 专题数据分类分级处理
10．4 专题地理数据可视化系统

第十一章 三维地理空间数据可视化
11．1 三维地理空间可视化概述
11．2 地物表层可视化基本技术
11．3 三维地理空间多尺度表达
11．4 地理空间数据的三维可视化

第十二章 地理时空数据动态可视化
12．1 地理时空过程可视化概述
12．2 动态视觉变量
12．3 地理空间数据动态表示方法
12．4 地理空间数据动态可视化技术

第十三章 图形交互技术与用户界面
13．1 人机交互概述
13．2 图形输入控制方式
13．3 交互式绘图技术
13．4 三维交互技术
13．5 图形用户界面设计

第十四章 地理空间数据可视化设计
14．1 可视化设计概述
14．2 可视化内容取舍与概括
14．3 多尺度可视化设计
14．4 可视化符号设计
14．5 图面视觉效果的设计

主要参考文献

前言/序言

　　眼睛是人类的重要感觉器官。人眼通过观测和阅读可以感知外界丰富的图形信息。由此，人类创造了文字、图形、图像、地图、电影和电视等可视作品，这些可视作品成为人类获取信息的主要来源。可视化的基本含义是将科学计算中产生的大量非直观的、抽象的或者不可见的数据，借助计算机图形学和图像处理等技术，以图形图像信息的形式，直观、形象地表达出来，并进行交互处理，转化为视觉所能感知的图形形式。
　　地理信息是指与地理事物、现象空间分布、相互联系和动态过程有关的信息，它表示地表物体和现象固有的数量、质量、分布特征，联系和规律的数字、文字、图形、图像等。地图是地理信息最主要和最常用的表现形式，并在发展过程中形成了一系列的理论与方法。地理信息可视化是运用地图制图学、计算机图形学和图像处理等技术，将地学信息输入、处理、查询、分析及预测的结果和数据以图形符号、图标、文字、表格、视频等可视化形式显示并进行交互的理论、方法和技术。地理空间数据可视化是交叉性学科。
　　地理空间数据是地理信息的重要载体之一。地理空间数据可视化是将地理空间数据转换为人们容易理解的图形图像方式。随着计算机图形、图像技术的飞速发展，人们现在已经可以用丰富的色彩、动画技术、三维立体显示及仿真等手段，形象地表现各种地形特征。地理空间数据可视化从表现内容上来分，有地图（图形）、多媒体、虚拟现实等；从空间维数上来分，有二维可视化、三维可视化、多维动态可视化等。地理空间数据可视化是地理信息系统的重要功能之一，伴随着地理信息系统孕育、发展和成熟，成为人们获取地理信息的主要渠道。为此，地理空间数据可视化技术成为地理信息科学专业主修课程之一。国内外许多学者从不同的视角阐述了地理空间数据可视化核心内容，出版了不同版本的地理空间数据可视化书籍。各个版本的专著在内容上缺乏教材的系统性，在教学过程中选择一本适合学生阅读的教材并不易。这是编写本教材的初衷。
　　参加本书写作的有天津师范大学地理信息科学专业老师宋宜全、霍红元、陈磊、张伟、张虎、梁玉斌、毛健等，其中，张伟负责第三章计算机可视化环境和第四章图形可视化基本算法；毛健负责第五章图形映射变换；张虎负责第六章图形开窗与裁剪；霍红元负责第七～九章地图符号可视化方法；陈磊负责第十章专题地理数据可视化；宋宜全负责第十一章三维地理空间数据可视化和第十二章地理时空数据动态可视化；梁玉斌负责第十三章图形交互技术与用户界面；其他章节由崔铁军负责。全书由崔铁军最终定稿。在本书撰写过程中，陈磊协助完成了插图绘图和初稿校对等工作。对此，作者向他们表示衷心的感谢。还需要说明的是，本书在编著过程中吸收了大量国内外有关论著的理论和技术成果，书中仅列出了部分参考文献，未公开出版的文献没有列在书后参考文献中，尽量在正文当页下方作了脚注，部分资料可能来自于某些网站，但未能够注明其出处，请引用资料的作者谅解。
　　值此成书之际，感谢天津师范大学城市与环境科学学院领导和老师的支持；感谢历届博士生、硕士生在地理信息科学研究方面所做出的不懈努力。由于本人水平有限，再加上地理空间数据可视化理论与技术还处在不断发展和完善的阶段，书中疏漏之处在所难免，希望相关专家学者及读者给予批评指正。

《遥感影像解译与应用》 图书简介 作者： 王建华，李明 出版社： 测绘出版社 出版日期： 2023年10月 页数： 450页 定价： 98.00元 内容提要 本书系统阐述了遥感影像的获取、预处理、数字解译技术及其在地理信息科学、环境监测、资源调查和城市规划等多个领域的具体应用。全书共分十章，理论深度与实践操作兼顾，旨在为高等院校地理信息科学、遥感科学与技术、环境科学等专业本科生及研究生提供一本全面而深入的教材或参考书，同时也为从事遥感数据处理和应用的相关工程技术人员提供一本实用的工具书。 --- 第一部分：遥感基础理论与数据获取 (第1章 – 第3章) 第1章 遥感导论 本章首先界定了遥感学的基本概念、发展历程及其在现代地球观测体系中的核心地位。深入探讨了电磁波谱在遥感中的作用，重点分析了不同波段（可见光、近红外、热红外、微波等）对地物信息的敏感性差异，为后续影像理解奠定理论基础。此外，对遥感系统的基本组成，包括能量源、目标、传感器、传输过程及地面处理系统进行了清晰的描述。 第2章 遥感影像的成像原理与几何特性 本章详细解析了成像的几何基础。从理想侧视成像模型出发，讲解了影像的几何畸变来源，包括地形起伏、传感器姿态变化、地球曲率等因素。系统介绍了不同传感器（如推扫式、扫描式）的成像机制。重点剖析了影像的几何校正流程，包括地面控制点（GCP）的选择与使用、几何精校正的方法，以及如何利用数字高程模型（DEM）进行系统正射校正，确保影像的地理定位精度。 第3章 遥感数据的辐射特性与预处理 本章聚焦于遥感影像的辐射信息。讲解了地物反射率、光谱特征与辐射亮度的关系。详细介绍了大气对遥感信号的影响机理，包括吸收、散射等效应。核心内容在于辐射定标与大气校正技术。系统阐述了绝对辐射定标（将DN值转换为物理量，如反射率或亮度温度）的流程，并深入比较了基于辐射传输模型（如MODTRAN）和基于统计关系（如亮目标/暗目标法）的大气校正方法，为后续的特征提取提供高质量的输入数据。 --- 第二部分：数字影像解译技术 (第4章 – 第7章) 第4章 影像的数字增强与可视化 有效的可视化是解译的前提。本章侧重于提升影像的视觉质量。讲解了点运算（如灰度拉伸、对比度拉伸）和空间域滤波技术（如均值滤波、中值滤波、梯度算子）在抑制噪声和增强边缘信息中的应用。特别探讨了假彩色合成技术，详细说明了如何通过波段组合（如标准假彩色、利用短波红外波段的组合）来区分不同地物类型的光谱特征。 第5章 图像分类基础与监督分类 图像分类是遥感信息提取的核心技术。本章首先介绍了分类的类型（监督与非监督）及分类体系的建立。详细阐述了监督分类中的经典算法，如最大似然法（MLC）、最小距离法（MDC）和马氏距离法。通过大量实例，指导读者如何进行训练样本的选择、特征空间的分析，以及如何对分类结果进行可靠性评估（混淆矩阵的构建与分析）。 第6章 无监督分类与面向对象的分类方法 针对训练样本难以获取或地物边界模糊的情况，本章介绍了无监督分类技术，包括K-均值聚类（K-Means）和Isodata算法，并分析了它们在数据探索中的优势与局限性。随后，本书引入了面向对象图像分析（OBIA）的概念，对比了像素级分类的不足。OBIA部分详细讲解了影像对象的划分（Segmentation）、特征描述（Shape, Texture, Spectral）以及面向对象分类的工作流程，尤其适用于复杂城区和林业调查。 第7章 专题信息提取与特征识别 本章关注特定地物信息的自动化提取。讨论了基于阈值分割的简单信息提取（如水体、裸土）。重点介绍了高光谱和高分辨率影像中的特征提取技术，包括指数植被指数（NDVI、EVI）、纹理分析在识别结构复杂地物（如建筑物、破碎化区域）中的应用。此外，还简要介绍了分类后处理技术，如主体化、拓扑检查和不规则区域的平滑处理。 --- 第三部分：遥感数据应用与新兴技术 (第8章 – 第10章) 第8章 雷达遥感（SAR）原理与应用 本章引入了主动遥感系统——合成孔径雷达（SAR）。详细解析了微波与地物的相互作用机制，如后向散射、极化特性。讲解了SAR影像的几何特性（如叠掩、阴影）和辐射特性（如斑点噪声）。重点阐述了利用SAR数据进行淹没监测、地表形变（InSAR）监测以及植被生物量估算等关键应用。 第9章 遥感数据在资源环境监测中的应用实例 本章通过多个案例研究，展示了遥感技术解决实际问题的能力。涵盖了农作物长势监测与产量预估、城市热岛效应分析（基于热红外数据）、森林覆盖度变化监测、以及水体污染扩散的遥感追踪等。这些案例强调了选择合适的时间序列数据和分析方法的关键性。 第10章 遥感数据与地理信息系统集成 本章探讨了遥感数据如何作为重要的空间信息源融入GIS框架。讲解了遥感分类结果到GIS专题图制作的流程，包括数据格式的转换、属性信息的关联与数据库管理。最后，展望了遥感技术与深度学习（如卷积神经网络CNN）在遥感影像解译中的前沿融合趋势，预示着未来自动化信息提取的发展方向。 --- 本书特色： 1. 理论与实践紧密结合： 每一技术章节后均附有基于主流遥感软件（如ENVI/IDL或开源工具QGIS/SNAP）的操作步骤指导，强化动手能力。 2. 多源数据覆盖： 不仅关注光学遥感，对雷达遥感和高光谱数据也有专门论述，拓宽读者视野。 3. 重点突出： 对辐射校正、几何校正和分类算法进行了深入细致的讲解，确保读者掌握核心技术难点。

评分☆☆☆☆☆

整本书的行文节奏把握得相当老道，它懂得在适当的时候放慢脚步，进行深入的案例剖析，又能在关键的理论节点上保持紧凑的推进。我尤其喜欢它在每章末尾设置的那种“自检与延伸阅读”部分，那不是敷衍了事的总结，而是真正引导读者去思考该章节核心概念在实际应用中可能遇到的陷阱，并提供了值得深挖的后续研究方向。这种设计让学习不再是被动的接受，而变成了主动的探索。每一次翻阅，都能感觉到自己对“地理空间”这个大概念的理解又深了一层，那种从混沌中逐渐清晰地看到数据背后的规律和模式的顿悟感，是学习任何技能都难以比拟的愉悦体验，这本书无疑提供了这种高阶的学习体验。

评分☆☆☆☆☆

阅读过程中的一个显著感受是，作者团队显然是下了大功夫去整合跨学科的知识点。在讲解数据预处理和特征提取时，明显能看到统计学和计算机科学的影子，这对于我们这些希望从事前沿地理信息项目开发的人来说至关重要。我关注到其中关于时间序列地理数据的可视化方法论介绍得尤为细致，不同于市面上常见的时间轴叠加法，书中探讨了几种更具创新性的“时空立方体”展示思路，虽然这些思路在实际应用中可能需要强大的计算资源支持，但它为我们打开了探索新的可视化交互模式的大门。这种前瞻性思维的植入，让这本书不仅是回顾已有的知识，更像是一份指引我们走向未来研究方向的路线图，激发了我去尝试构建更复杂、更具叙事性的空间数据产品。

评分☆☆☆☆☆

这本书的编写风格，我个人觉得非常像一位经验丰富的老教授在耐心地为你梳理知识脉络。它没有那种为了追求新潮而堆砌最新技术名词的浮躁感，而是扎扎实实地从地理信息科学的基石——数据模型和坐标系统——开始讲起。这使得我对后续复杂的动态可视化和三维场景渲染的理解，有了一个非常坚实的地基。我特别赞赏它在处理那些“疑难杂症”时的处理方式，比如在处理大规模数据集的渲染优化问题时，它不仅仅是给出了一个解决方案，而是对比了多种算法的优劣及其应用场景的适用性，这种多角度的剖析，极大地提高了我的批判性思维能力，不再满足于“能用就行”，而是追求“最优解”。这种对细节的把控，让这本书的价值远超出一本普通的教材范畴。

评分☆☆☆☆☆

这本书的封面设计给我留下了非常深刻的印象。它那种沉稳的蓝色调和简洁的字体排版，一下子就传递出一种专业、严谨的气息，让人感觉这不是一本泛泛而谈的入门读物，而是真正深入到理论核心的教材。我特别欣赏它在视觉上传达出的那种“厚重感”，这让我对接下来的阅读内容充满了期待。那种感觉就像是翻开了一本学术著作的扉页，预示着接下来的学习旅程将是充实且有深度的。当然，光有好看的外表是不够的，我更关注的是内容是否能配得上这份视觉上的承诺。从初步翻阅的目录来看，内容的逻辑性构建得相当扎实，从基础概念的铺垫到复杂算法的剖析，似乎都经过了深思熟虑的编排，试图搭建一个从宏观到微观的知识体系框架，这对于希望系统性掌握地理空间数据可视化领域的学习者来说，无疑是一个非常积极的信号。

评分☆☆☆☆☆

初读这本书的章节，最让我感到惊喜的是它在理论阐述上的那种兼顾了学术严谨性与实践可操作性的平衡感。很多同类书籍要么过于偏重数学公式的推导，让人望而却步；要么就是流于表面的软件操作介绍，缺乏底层逻辑的支撑。但这本书似乎找到了一个巧妙的支点，它没有回避复杂的数据结构和投影转换背后的数学原理，但又总是能及时地用清晰的图示和生活化的比喻来解释这些抽象的概念。特别是关于“信息传达效率”那一章节的论述，它不仅仅停留在“如何画得好看”的层面，而是深入探讨了人类视觉认知系统如何处理空间信息，这种从认知心理学角度切入的分析视角，极大地拓宽了我对“可视化”意义的理解，让我意识到这远不止是制图技术，更是一种高效的沟通艺术和科学决策支持工具。