基本信息
书名:Python地理空间分析指南(第2版)
定价:79.00元
作者:Joel Lawhead 莱哈德
出版社:人民邮电出版社
出版日期:2017-04-01
ISBN:9787115448217
字数:
页码:
版次:1
装帧:平装-胶订
开本:16开
商品重量:0.4kg
编辑推荐
用非常流行的Python语言做地理空间分析;学习高效、易学的地理空间分析指南;书中含有典型且非常实用的开发案例,帮助读者快速掌握相关技能;图文结合,将学习效率大大提高。
内容提要
Python作为一种高级程序设计语言,凭借其简洁、易读及可扩展性日渐成为程序设计领域备受推崇的语言之一。本书以地理空间分析为背景,介绍了Python在地理信息处理方面的应用技巧。全书共分为10章,分别介绍了Python与地理空间分析、地理空间数据、地理空间技术、Python的地理空间分析工具、Python与地理信息系统、Python与遥感、Python与高程数据、Python与地理空间高级建模、实时数据、综合应用等内容。本书内容结构清晰,示例完整,适合希望了解测绘数字化和分析的读者,也适合想使用Python进行空间地理分析、建模和GIS分析的开发人员及研究人员参考阅读。
目录
章 Python与地理空间分析1
1.1 地理空间分析与我们的生活 1
1.2 地理空间分析的历史 3
1.3 地理信息系统 6
1.4 遥感 7
1.5 高程数据 12
1.6 计算机辅助制图 13
1.7 地理空间分析和计算机编程 14
1.8 地理空间分析的重要性 15
1.9 地理信息系统基本概念 16
1.9.1 专题地图 16
1.9.2 空间数据库 17
1.9.3 空间索引 17
1.9.4 元数据 17
1.9.5 地图投影 18
1.9.6 渲染 19
1.9.7 影像数据 20
1.9.8 遥感和颜色 20
1.10 GIS中矢量数据的基本概念 21
1.10.1 数据结构 21
1.10.2 缓冲区 22
1.10.3 融合 22
1.10.4 简化 23
1.10.5 叠置 24
1.10.6 合并 24
1.10.7 点包容性 25
1.10.8 联合 25
1.10.9 连接 26
1.10.10 地理空间中的多边形
规则 26
1.11 栅格数据的基本概念 27
1.11.1 波段运算 27
1.11.2 变化监测 27
1.11.3 柱状图 28
1.11.4 特征提取 28
1.11.5 监督分类 29
1.11.6 非监督分类 29
1.12 牛刀小试 29
1.12.1 Python简介 30
1.12.2 构建SimpleGIS 31
1.13 小结 38
第2章 地理空间数据 39
2.1 数据格式概览 39
2.2 数据结构 41
2.3 空间索引 42
2.3.1 索引算法 43
2.3.2 网格 44
2.4 概要化 45
2.5 元数据 46
2.6 文件结构 46
2.7 矢量数据 48
2.7.1 Shapefile文件 48
2.7.2 CAD文件 51
2.7.3 标签和标记格式 51
2.7.4 GeoJSON 53
2.8 影像数据 54
2.8.1 TIFF文件 55
2.8.2 JPEG、GIF、BMP和
PNG文件 56
2.8.3 压缩格式 56
2.8.4 ASCII网格 56
2.8.5 全球文件 57
2.9 点云数据 59
2.10 Web服务 61
2.11 小结 62
第3章 地理空间技术概览 63
3.1 数据访问 65
3.1.1 GDAL 65
3.1.2 OGR 67
3.2 计算几何 68
3.2.1 PROJ.4投影库 68
3.2.2 CGAL 69
3.2.3 JTS 71
3.2.4 GEOS 72
3.2.5 PostGIS 73
3.2.6 其他支持空间分析的
数据库 76
3.2.7 SpatiaLite 80
3.2.8 路径分析 80
3.3 桌面工具(包括可视化) 82
3.3.1 Quantum GIS 82
3.3.2 OpenEV 83
3.3.3 GRASS GIS 84
3.3.4 uDig 85
3.3.5 gvSIG 86
3.3.6 OpenJUMP 87
3.3.7 谷歌地球 87
3.3.8 NASA World Wind 89
3.3.9 ArcGIS 91
3.4 元数据管理 92
3.4.1 GeoNetwork 92
3.4.2 CatMDEdit 92
3.5 小结 93
第4章 Python的地理空间分析工具 95
4.1 安装Python的第三方模块 96
4.2 Python的网络库 100
4.2.1 Python的urllib模块 101
4.2.2 FTP 103
4.2.3 ZIP和TAR文件 104
4.3 Python的标记、标签解析器 107
4.3.1 minidom模块 107
4.3.2 元素树 109
4.3.3 WKT文本 115
4.4 Python的JSON库 117
4.4.1 json模块 118
4.4.2 geojson模块 119
4.5 OGR 119
4.6 PyShp 120
4.7 dbfpy3 121
4.8 Shapely 122
4.9 Fiona 123
4.10 GDAL 125
4.11 NumPy 125
4.12 PIL 127
4.13 PNGCanvas 129
4.14 GeoPandas 130
4.15 PyMySQL 132
4.16 PyFPDF 133
4.17 Spectral Python 134
4.18 小结 134
第5章 Python与地理信息系统 135
5.1 距离测量 135
5.1.1 勾股定理 138
5.1.2 半正矢公式 140
5.1.3 Vincenty公式 141
5.2 方位计算 144
5.3 坐标转换 144
5.4 重投影 146
5.5 Shapefile文件编辑 148
5.5.1 Shapefile文件访问 150
5.5.2 Shapefile文件属性读取 151
5.5.3 Shapefile文件几何
图形读取 154
5.5.4 Shapefile文件修改 155
5.5.5 Shapefile文件合并 157
5.5.6 Shapefile文件分割 160
5.6 查询优化 161
5.6.1 点包容性公式 161
5.6.2 边框查询 163
5.7 空间信息可视化 166
5.7.1 点密度计算 166
5.7.2 等值区域图 169
5.8 使用电子表格 171
5.9 使用GPS数据 173
5.10 地理化编码 174
5.11 小结 176
第6章 Python与遥感 177
6.1 图像波段变换 178
6.2 创建直方图 180
6.3 图像剪裁 187
6.4 图像分类 191
6.5 图像特征提取 195
6.6 变化监测 200
6.7 小结 205
第7章 Python与高程数据 206
7.1 ASCII网格文件 206
7.1.1 读取grids 207
7.1.2 写入grids 208
7.2 创建地形阴影 210
7.3 创建等高线 215
7.4 使用LIDAR 219
7.4.1 使用LIDAR创建网格 220
7.4.2 使用PIL让LIDAR支
持可视化 226
7.4.3 创建不规则三角
网络(TIN) 230
7.5 小结 234
第8章 Python与地理空间高级建模 235
8.1 归一化植被指数(NDVI)应用 235
8.1.1 建立框架 237
8.1.2 载入数据 239
8.1.3 栅格化Shapefile文件 239
8.1.4 波段剪裁 241
8.1.5 使用NDVI公式 241
8.1.6 NDVI分类 243
8.2 创建洪水淹没模型 246
8.2.1 洪水填充功能 248
8.2.2 创建洪水 250
8.3 创建彩色晕渲地形 253
8.4 佳路径分析 255
8.4.1 建立测试网格 256
8.4.2 A*算法简介 257
8.4.3 生成测试路径 258
8.4.4 查看测试结果 259
8.4.5 实际应用 260
8.5 街道路网规划 267
8.6 照片地理定位 271
8.7 小结 273
第9章 实时数据 274
9.1 实时路况监测 275
9.1.1 NextBus代理列表 276
9.1.2 NextBus路径列表 277
9.1.3 NextBus设备地址 277
9.1.4 NextBus地址映射 279
9.2 气象跟踪 283
9.3 区域报告 291
9.4 小结 292
0章 综合应用 294
10.1 GPS报告示例 294
10.2 使用GPX-Reporter.py 295
10.3 程序概要 296
10.4 初始化 297
10.5 功能函数调用 298
10.6 解析GPX 302
10.7 获取边框 303
10.8 下载地图和高程影像 304
10.9 创建地形 306
10.10 创建地图 307
10.11 高程测量 310
10.12 距离测量 311
10.13 获取气象数据 313
10.14 小结 317
作者介绍
Joel Lawhead 目前是NVision公司的CIO,该公司是业内屡获殊荣的地理信息集成和传感工程服务提供商。他还获得了管理专业人员资格认证(Project Management Professional,PMP),地理信息专业资格认证(certified GIS Professional ,GISP)。Joel于1997年开始使用Python,从2000年开始使用它进行地理空间软件的开发,也是Learning Geospatial Analysis with Python(版)和QGIS Python Programming Cookbook的作者,并且这两本书都是Packt出版的。他撰写的Python Cookbook系列图书由O'Reilly Media出版,其不同版本更是各具特色。除此之外,他还是广受赞誉的开源软件PyShp(Python Shapefile Library)的主要开发人员。他的技术是geospatialpython./,Twitter昵称是@SpatialPython,通过上述方式,用户可以和他讨论地理空间分析中与Python编程相关的话题。2011年,Joel通过逆向工程处理了Shapefile文件的空间索引格式,帮助地理空间Python工程师Marc Pfister实现了上述索引算法,这一做法有利于世界各地的开发者开发出更易于集成、更健壮的地理空间应用。Joel作为架构师、项目经理和地理空间应用合作开发者,多次为美国机构提供服务,其中包括NASA、FEMA、NOAA、美国海军,以及其他商业和非营利性机构。2002年,由于其领导开发的实时应急响应协作工具(the Real-Time Emergency Action Coordination Tool,REACT)表现杰出,他获得了Esri公司颁发的国际GIS特别成就奖。该软件的主要用途是使用地理空间分析技术进行应急管理。
文摘
序言
我是一名刚刚接触Python和GIS的学生,之前尝试过几本入门级的书籍,但总觉得缺了点什么,要么讲得过于浅显,要么就一下子跳到很高的门槛。这本书的出现,彻底改变了我的看法。作者在开头部分就用非常生动形象的比喻,解释了地理空间数据的一些基本概念,比如坐标系、投影等,这些我之前一直觉得很枯燥的内容,读起来竟然变得有趣起来。而且,书中提供的代码示例,都是可以直接运行的,这对我这个喜欢动手实践的学生来说,太友好了。我跟着书里的例子,一步步地操作,很快就掌握了一些基础的空间分析方法。尤其是一些关于数据清洗和预处理的部分,让我受益匪浅,之前我总是被数据质量问题困扰,现在有了清晰的思路和方法。这本书的难度曲线设计得非常合理,能够让我在不断学习和实践中,逐步提升自己的能力。
评分我是一名在城市规划领域工作的专业人士,工作中经常需要处理大量的空间数据,并进行相关的分析和决策。这本书在实际应用层面,为我提供了许多新的思路和工具。作者在讲解如何利用Python进行空间数据可视化时,不仅介绍了Matplotlib、Seaborn等常用库,还展示了如何结合Folium、Plotly等库创建交互式地图,这对于我进行成果展示和公众沟通非常有帮助。更重要的是,书中关于空间统计分析的部分,比如热点分析、聚类分析等,都提供了非常实用的案例,让我能够更精准地识别城市发展中的规律和问题。我特别喜欢作者在处理大规模地理空间数据集时,所提供的一些优化技巧,这对于提升工作效率至关重要。这本书的内容非常贴合实际工作需求,让我能够将Python的强大功能更有效地应用于城市规划的实践中。
评分对于我这种偏爱学术研究,并且对算法细节有较高追求的读者来说,这本书绝对是“挖到宝了”。作者在讲解每个算法时,都不仅仅是罗列出代码,而是会深入到背后的数学原理和逻辑推导,这一点对于理解算法的本质以及进行二次开发至关重要。我特别欣赏作者在讨论点云处理和栅格分析时,所提供的那些深入的见解,比如关于表面重建算法的比较分析,以及不同插值方法在精度和效率上的权衡。这些内容往往在市面上其他书籍中难以见到。此外,作者还触及了一些前沿的议题,比如利用深度学习进行遥感影像解译,这对于我目前的研究方向非常有启发性。虽然有些章节的内容相对来说比较“硬核”,但作者的讲解方式清晰而有条理,配合书中提供的详细文献引用,使得进一步的深入研究也变得可行。这本书无疑为我的学术研究提供了强大的理论支持和实践指导。
评分这本书我早就听说过了,一直想买一本,这次终于如愿以偿。拿到手沉甸甸的,感觉很有分量,封面设计也很大气。虽然我还没有完全读完,但仅仅是翻阅和初步浏览,就觉得内容相当充实,排版也很清晰,即使是涉及到一些比较复杂的概念,作者也能用相对易懂的方式来解释。尤其是一些图示和代码示例,都设计得恰到好处,能够帮助我们更好地理解抽象的理论。我个人对地理信息系统(GIS)领域一直抱有浓厚的兴趣,也接触过一些相关的软件和工具,但总感觉缺乏一个系统性的、能够深入挖掘其内在逻辑的指导。这本书的出现,恰恰填补了我的这一空白。我特别期待后续章节中关于数据处理、空间分析方法和可视化技术的详细介绍,相信这会为我的项目提供极大的帮助。整体而言,这本书给我一种“厚积薄发”的感觉,无论是对于初学者还是有一定基础的从业者,都能从中获益匪浅。
评分作为一个在地理信息领域摸爬滚打多年的老兵,我深知一本优秀的参考书对于技术深化和问题解决的重要性。这本书的出现,无疑给我带来了惊喜。作者在介绍Python在GIS中的应用时,并没有停留在表面的工具介绍,而是深入到了算法的原理和实现的细节。例如,对于空间索引的讲解,不仅提到了B树、R树等经典结构,还结合了Python的实现方式,并且分析了不同结构在特定场景下的性能表现。这一点对于我这种需要优化复杂空间查询的开发者来说,简直是雪中送炭。我尤其欣赏作者在讲解机器学习在GIS中的应用时,所采用的循序渐进的方式,从基础的模型介绍,到具体的实战案例,都处理得非常到位。阅读这本书,感觉就像是在与一位经验丰富的导师对话,他能够精准地指出问题所在,并提供切实可行的解决方案。这本书已经成为我案头必备的工具书,时不时就会翻阅,总能发现新的灵感和收获。
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