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黄杏元，马劲松著 著

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出版社： 高等教育出版社

ISBN：9787040228779

商品编码：19492087243

包装：平装

出版时间：2008-04-01

基本信息

书名:地理信息系统概论(普通高等教育十一五规划教材)

定价：27.50元

售价：9.6元,便宜17.9元,折扣34

作者:黄杏元,马劲松著

出版社：高等教育出版社

出版日期：2008-04-01

ISBN：9787040228779

字数：310000

页码：257

版次：3

装帧：平装

开本：16开

商品重量：0.359kg

编辑推荐

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内容提要

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　　本书是在面向21世纪课程教材《地理信息系统概论》（修订版）的基础上修订而成。主要介绍了地理信息系统的基本理论、技术体系及其应用方法。全书共分8章，主要内容包括：地理信息系统的基本概念、基本理论、空间数据特征和数据结构、空间数据库、空间数据处理、空间分析、应用模型、应用设计，产品输出等。
　　本次修订过程中，广泛听取了专家和读者对原教材的意见，进一步理清了地理信息系统的学科结构框架和内容体系，对教材章节结构作了较大调整，内容也有较多的更新，使本书在科学性、实用性和可读性等方面有增进和提高，更便于读者自学。
　　本书可以作为大学地球科学类专业本科生专业基础课教材、研究生主要参考书及供有关科研和产业部门科技人员参考。

目录

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作者介绍

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文摘

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序言

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地理信息系统概论 内容简介 本书旨在系统介绍地理信息系统的基本概念、理论、技术和应用。地理信息系统（GIS）是一种强大的空间信息管理和分析工具，它能够采集、存储、管理、处理、分析和显示地理空间数据。随着科技的不断发展，GIS已广泛应用于城市规划、环境保护、交通管理、农业生产、灾害预警等众多领域，成为现代社会不可或缺的基础设施。 本书从地理信息系统的发展历程入手，梳理了其理论基础和关键技术。内容涵盖了地理空间数据的获取与表达、数据管理与组织、空间分析方法、GIS软件操作与应用以及GIS的发展趋势等多个方面。本书力求理论联系实际，通过丰富的案例分析，帮助读者深入理解GIS的实际应用价值，并掌握利用GIS解决实际问题的基本技能。 第一章：地理信息系统概论 1.1 地理信息系统的定义与内涵 详细阐述地理信息系统（GIS）的核心概念，包括其作为一种空间数据管理和分析的计算机技术体系的本质。 区分GIS与其他空间数据处理技术（如遥感、GPS、CAD）的异同，强调GIS在整合、分析和应用空间信息方面的独特优势。 解析GIS的五大基本组成部分：硬件、软件、数据、人员和方法，并论述它们之间的相互关系与作用。 强调GIS不仅是技术工具，更是一种解决空间问题的思维方式和决策支持系统。 1.2 地理信息系统的发展历程 回顾GIS的起源，从早期的地图制作和空间统计，到计算机技术的萌芽，再到第一代GIS的出现。 介绍GIS发展的关键里程碑事件，如加拿大林业部门的CGIS，以及Esri等公司在GIS软件开发方面的贡献。 分析不同发展阶段（第一代、第二代、第三代）的特点，如从简单的制图转向数据管理，再到空间分析能力的增强，直至当前的网络化、智能化和移动化趋势。 展望GIS未来的发展方向，包括与大数据、人工智能、物联网、云计算等前沿技术的融合。 1.3 地理信息系统的基本功能 数据采集与输入： 详细介绍GIS数据的主要来源，如遥感影像、航空摄影、GPS测量、地形图数字化、统计年鉴、调查数据等，以及不同的数据输入方法和技术。 数据存储与管理： 探讨GIS如何有效地组织和存储海量的地理空间数据，包括数据模型（矢量模型、栅格模型）的原理、数据库技术（关系型数据库、空间数据库）的应用，以及数据结构（拓扑关系、属性信息）的重要性。 数据编辑与更新： 描述GIS在数据质量控制、错误修正、几何变换、属性编辑等方面的功能，确保数据的准确性和时效性。 空间查询与检索： 讲解GIS如何根据空间位置或属性信息进行查询，如“查找某区域内所有学校”、“查询距离某个点10公里内的所有居民区”等，实现对地理数据的精细化访问。 空间分析： 这是GIS的核心功能之一。详细介绍各种空间分析方法，包括： 叠加分析： 如面叠面、线叠面、点叠面等，用于综合多图层信息，生成新的空间信息。 缓冲区分析： 创建特定范围内的区域，用于研究影响范围或服务半径。 网络分析： 包括路径查找、服务区分析、选址定 लायक等，应用于交通、物流、应急响应等领域。 地形分析： 如坡度、坡向、汇流累积度、地形剖面等，用于理解地貌特征和水文过程。 空间统计分析： 如空间自相关、热点分析、聚类分析等，用于识别空间模式和异常。 数据可视化与地图表达： 介绍GIS如何通过各种符号、色彩、分级、注记等方式，将复杂的空间信息转化为直观易懂的地图，并支持多种地图投影和符号系统。 1.4 地理信息系统的应用领域 城市规划与管理： 土地利用规划、人口密度分析、基础设施布局、交通流量模拟、社区服务优化等。 环境保护： 环境污染监测与评估、生态系统分析、自然资源管理、水土流失预警、气候变化影响研究等。 交通与物流： 路线规划、交通流量分析、运输网络优化、配送路径设计、交通拥堵预测等。 农业： 精准农业、农作物长势监测、病虫害预警、土壤养分分析、农田灌溉优化等。 地质与矿产： 资源勘探、地质灾害监测（如地震、滑坡）、地下水分布分析等。 公共安全与应急管理： 灾害风险评估、应急响应规划、人员疏散路径设计、犯罪热点分析等。 资源管理： 林业、渔业、水资源、能源等资源的调查、监测和可持续管理。 不动产与测绘： 地籍管理、不动产估价、测绘成果应用等。 商业与营销： 市场选址、消费者行为分析、广告投放优化等。 其他领域： 历史研究、考古勘探、社会学研究、军事应用等。 第二章：地理空间数据的获取与表达 2.1 地理空间数据的类型与模型 矢量数据模型： 详细介绍点、线、面等基本几何要素，以及它们如何表示现实世界中的地理对象（如点代表城市、线代表河流、面代表湖泊）。重点讲解拓扑关系（连接、包含、邻接）在矢量数据中的重要性，以及如何通过拓扑实现高效的空间分析。 栅格数据模型： 阐述栅格数据以网格单元（像素）的形式存储地理信息，如高程、温度、降水等连续变化的地理要素。讨论栅格数据的分辨率、像元大小及其对分析结果的影响。 混合模型： 探讨矢量和栅格数据的结合应用，以及如何相互转换。 其他数据模型： 简要介绍TIN（不规则三角网）等数据模型，及其在地形建模中的应用。 2.2 地理空间数据的获取方法 遥感（RS）： 介绍遥感技术的工作原理，包括不同波段的电磁波与地物的相互作用。详细阐述各种遥感数据源，如卫星影像（Landsat, Sentinel, MODIS等）、航空影像，以及它们在土地覆盖、地物识别、环境监测等方面的应用。 全球导航卫星系统（GNSS/GPS）： 讲解GNSS（如GPS, GLONASS, Galileo, 北斗）的基本原理，以及如何在野外采集精确的地理坐标信息。介绍差分GPS（DGPS）等高精度定位技术。 测量学方法： 传统的地形图数字化、全站仪测量、水准测量等。 现有数据采集： 提及从政府部门、科研机构、互联网等渠道获取已有地理空间数据。 社会化地理信息生产： 讨论众包、公民科学等新型数据采集模式，如OpenStreetMap。 2.3 地理空间数据的格式与标准 矢量数据格式： 介绍Shapefile、GeoJSON、GML、KML/KMZ等常用矢量数据格式的特点和应用场景。 栅格数据格式： 介绍GeoTIFF、ASCII Grid、ERDAS IMAGINE等常用栅格数据格式。 地理信息标准： 介绍OGC（Open Geospatial Consortium）等国际标准化组织制定的GIS相关标准，如WMS（Web Map Service）、WFS（Web Feature Service）、WCS（Web Coverage Service）等，以及它们在促进数据共享和互操作性方面的重要性。 第三章：地理空间数据管理与组织 3.1 地理信息系统数据库 关系型数据库： 讲解如何利用关系型数据库（如Oracle, PostgreSQL）存储和管理GIS数据，包括表、字段、记录等概念。 空间数据库： 重点介绍支持空间数据类型的数据库，如Oracle Spatial, PostGIS等，它们能够存储几何对象以及实现空间索引和空间查询。 文件型数据库： 介绍Shapefile等文件型数据存储方式的优缺点。 3.2 数据模型与数据结构 矢量数据模型在数据库中的实现： 深入讲解点、线、面要素的存储方式，以及如何表示其几何形状和空间关系。 拓扑关系的构建与管理： 详细说明在数据库中如何建立和维护要素之间的拓扑关系，如点的连接、线的连接、面的邻接等，以及拓扑在数据编辑和空间分析中的关键作用。 栅格数据在数据库中的组织： 探讨栅格数据的存储方式，如分块存储、金字塔等，以提高访问效率。 3.3 数据质量与元数据 数据质量控制： 讲解数据采集、录入、处理过程中的质量问题，如位置精度、属性精度、逻辑一致性等，以及如何进行数据质量评估和检查。 元数据（Metadata）： 强调元数据的重要性，包括数据来源、采集时间、精度说明、坐标系统、内容描述等，它提供了对地理空间数据的“数据描述”，是数据管理和共享的关键。 第四章：空间分析方法 4.1 空间查询与空间统计 空间查询： 细化各种空间查询类型，如按位置查询（包含、相交、重叠）、按属性查询、组合查询。 空间统计： 深入介绍空间自相关（Moran's I, Geary's C）及其在识别空间集聚或离散现象中的应用；热点分析（Getis-Ord Gi）用于识别空间上高度集中的区域；聚类分析（K-means, DBSCAN）用于发现数据中的自然分组。 4.2 空间运算与模型构建 几何运算： 如缓冲区分析、裁剪、合并、联合、相交、差集等，用于生成新的空间要素和信息。 叠加分析： 详细讲解面叠面、线叠面、点叠面等，例如：将土地利用图与坡度图叠加，分析不同坡度下的土地利用类型分布；将居民点与服务设施图层叠加，分析居民点的服务可达性。 地形分析： 深入分析坡度、坡向、地表起伏度、汇流累积度、流域边界、地形剖面等，这些分析在水文学、地质学、工程规划等领域至关重要。 网络分析： 详细阐述路径分析（如最短路径、最快路径、最经济路径）、服务区分析（如一定时间内可达的范围）、选址定 लायक（如最佳服务点位置）。 栅格计算： 介绍栅格代数运算，如加、减、乘、除、逻辑运算等，用于处理栅格数据。 4.3 模型设计与应用 概念模型、逻辑模型、物理模型： 讲解GIS分析模型的不同层次。 空间决策支持系统（SDSS）： 讨论如何利用GIS构建决策支持系统，通过空间分析为决策提供科学依据。 案例分析： 通过具体案例（如选址问题、资源分配问题、环境影响评价等）展示空间分析方法的实际应用过程。 第五章：地理信息系统的软件与应用 5.1 主流GIS软件介绍 桌面GIS软件： 介绍ArcGIS（Esri公司）系列产品（ArcGIS Pro, ArcMap）的功能和特点，以及QGIS（开源软件）的优势和应用。 Web GIS软件： 介绍MapServer, GeoServer等服务器端GIS软件，以及Leaflet, OpenLayers等前端开发库。 移动GIS： 讨论智能手机和平板电脑上的GIS应用。 5.2 GIS软件操作基础 用户界面与常用工具： 介绍GIS软件的基本界面布局、导航工具（缩放、漫游）、选择工具等。 数据加载与管理： 如何在软件中添加、导入、导出、删除地理空间数据。 地图制作与符号系统： 讲解如何设置地图的比例尺、投影，以及如何应用不同的符号、颜色、线型来表示地理要素。 基本空间分析操作： 演示如何在软件中进行缓冲区分析、叠加分析、网络分析等常用空间分析。 5.3 GIS应用开发 插件与脚本： 介绍如何利用Python、ArcPy等语言进行GIS脚本开发，实现自动化处理和定制化功能。 Web GIS开发： 介绍基于Mapbox GL JS, Cesium JS等技术构建Web GIS应用的原理。 第六章：地理信息系统的发展趋势 6.1 智能化与自动化 人工智能（AI）与机器学习（ML）在GIS中的应用： 介绍如何利用AI/ML进行地物自动识别、图像分类、空间模式挖掘、预测模型构建等。 无人机（UAV）与自动化数据采集： 探讨无人机在遥感影像获取、三维建模等方面的应用，以及自动化数据处理流程。 6.2 协同化与平台化 云计算与大数据： 探讨云GIS平台如何提供强大的计算能力和存储空间，支持海量数据的处理和分析。 Web GIS的普及： 介绍互联网技术如何推动GIS应用向Web端迁移，实现跨平台、跨设备的应用。 地理空间信息共享与服务： 介绍OGC标准和SDI（空间数据基础设施）如何促进地理空间信息的互联互通和共享。 6.3 3D GIS与时空GIS 三维GIS： 介绍如何构建和分析三维地理模型，在城市规划、建筑设计、地形可视化等方面的重要性。 时空GIS： 探讨如何整合时间维度，分析地理现象的时空演变过程，如交通流量的时空变化、灾害的扩散过程等。 6.4 与其他技术的融合 物联网（IoT）： 探讨IoT设备产生的大量实时地理位置数据如何与GIS结合，实现对物理世界的实时感知和智能管理。 数字孪生（Digital Twin）： 介绍如何利用GIS构建现实世界对象的数字孪生，实现模拟、预测和优化。 本书旨在为读者构建一个全面、深入的地理信息系统知识体系，帮助其理解GIS的强大能力，并为未来的学习和实践打下坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我一直对地图和地理信息充满好奇，但总觉得这个领域离我有些遥远。直到我读了这本书，我才发现，原来 GIS 离我们的生活如此之近，并且如此充满魅力。作者的写作风格非常独特，既有学术的严谨性，又不乏人文的关怀。我尤其喜欢书中关于“空间决策支持系统”的讨论，作者通过大量的实例，展现了 GIS 如何在复杂的决策过程中发挥关键作用，帮助人们做出更明智的选择。例如，在介绍如何选择最佳的商业区位时，作者详细分析了各种影响因素，并展示了 GIS 如何整合这些信息，为决策者提供科学的依据。书中对于 GIS 技术发展趋势的展望，也让我对未来充满期待。我了解到，随着技术的不断进步，GIS 的应用将会越来越广泛，也将为我们解决更多社会问题提供强大的支持。读完这本书，我不仅对 GIS 有了更深入的了解，更重要的是，我开始用一种新的视角去看待周围的世界，去思考空间信息在其中的作用。这是一本能够改变你看待世界方式的书。

评分☆☆☆☆☆

我必须承认，在翻开这本书之前，我对“地理信息系统”这个词汇的理解仅限于“地图”和“定位”，但这本书彻底颠覆了我的认知。它就像一把钥匙，为我打开了一个全新的世界。作者的写作风格非常清晰，条理分明，使得即使是复杂的概念也能被轻松理解。我尤其喜欢书中对于“空间分析”部分的阐述，作者通过一系列的图示和实例，将看似抽象的空间关系具象化，让我能够直观地感受到数据之间的联动和转化。例如，在介绍缓冲区分析时，作者用一个简单的例子说明了如何计算一个工厂周围一定半径内的居民区数量，这让我立刻理解了这种分析方法的实际意义。而且，书中对不同类型空间数据的介绍也十分到位，从矢量数据到栅格数据，每一种数据类型的特点和适用场景都解释得非常清楚。我还可以感受到作者在撰写这本书时所投入的巨大心血，每一个章节的过渡都非常自然，没有突兀感，整体的阅读体验非常流畅。即使我不是 GIS 的专业学生，这本书也让我对这个领域产生了浓厚的兴趣，并且能够自信地与人讨论一些基础的 GIS 概念。

评分☆☆☆☆☆

这本书绝对是我近期读过的最令人惊叹的学术著作之一，虽然我不是地理信息系统领域的专业人士，但这本书的叙事方式和内容组织却深深地吸引了我。作者以一种非常平实的语言，将一个看似枯燥的技术领域，描绘得生动有趣，充满了探索的乐趣。我尤其欣赏书中对于历史发展脉络的梳理，从最初的 GIS 概念萌芽，到如今的广泛应用，每一步都充满了前瞻性和创新性。书中并非简单罗列概念和技术，而是深入浅出地讲解了 GIS 背后的逻辑和思维方式。例如，在解释空间数据模型时，作者并非直接给出复杂的公式，而是通过生动的类比，比如将现实世界的地理现象比作一幅幅精美的地图，将不同的数据层比作不同颜色的图层叠加，让我这个门外汉也能理解其核心思想。而且，书中对于 GIS 在实际应用中的案例分析也极其精彩，从城市规划到环境保护，从交通管理到灾害预警，每一个案例都展现了 GIS 的强大力量和无限可能。我甚至开始思考，如果我早些接触这本书，或许我的学习和职业道路会因此而改变。总而言之，这是一本能够激发读者兴趣、拓宽视野、并且极具启发性的书籍。

评分☆☆☆☆☆

这本书让我对地理信息系统的认识有了质的飞跃，它不仅仅是一本教材，更像是一本启蒙读物。作者以一种非常易于理解的方式，将 GIS 的核心概念和应用领域展现在读者面前。我印象最深刻的是关于“空间可视化”的章节，作者通过精美的图例，生动地展示了如何将抽象的空间数据转化为直观的图形，让数据的意义一目了然。这让我明白了，为什么 GIS 在决策支持和公众沟通方面如此重要。书中对于地图投影的解释也相当清晰，虽然我之前对这个概念感到困惑，但在作者的讲解下，我终于理解了不同地图投影方式的原理和优缺点。而且，书中还涉及了 GIS 在各个行业中的应用，从环境监测到城市规划，再到社会科学研究，都给出了详细的案例分析。这些案例让我看到了 GIS 的广泛应用前景，也让我开始思考，如何在自己的领域中运用 GIS 的思想和方法。总而言之，这是一本非常值得推荐的书，它能够帮助读者建立起对 GIS 的全面认识，并且激发进一步学习的兴趣。

评分☆☆☆☆☆

坦白说，我之前对 GIS 的理解非常片面，认为它只是一个工具，用来绘制地图或者进行导航。然而，这本书的出现，让我深刻认识到 GIS 远不止于此。它是一种强大的信息处理和分析工具，能够帮助我们更好地理解和解决现实世界中的复杂问题。作者的叙述方式非常严谨，但又不失趣味性。我特别欣赏书中关于数据采集和处理部分的讲解，作者详细介绍了各种数据采集的原理和技术，以及在数据处理过程中可能遇到的问题和解决方法。这让我明白，高质量的 GIS 应用离不开高质量的数据支撑。书中对于数据质量的强调，也让我受益匪浅。我开始意识到，在进行任何分析之前，对数据的准确性和完整性进行评估是多么重要。此外，书中对 GIS 软件系统的介绍，也让我对如何实际操作有了初步的了解。虽然我还没有机会去实际操作，但通过作者的描述，我已经能够想象出 GIS 系统在实际工作中的强大能力。这本书让我对 GIS 的认识从“是什么”提升到了“怎么用”和“为什么用”，极大地提升了我对这个领域的兴趣。