本书是地理信息系统的入门教材,融GIS基本概念、基本原理和应用技能训练为一体,结构体系考究、内容针对性强、条理清晰、图文并茂、深入浅出。本书分三个部分,共16章,第一部分为GIS基础,叙述坐标系统、数据模型、数据输入、数据管理和数据显示。第二部分述及运用矢量和栅格数据进行数据探查、分析和地形分析。第三部分涵盖空间插值、GIS模型和模拟、区域、网络及动态分段。本教材的一个突出特色是:配合每一章内容,设计了面向任务的系列习作,对理解该章内容和强化应用技能很有帮助。此外,以国际主流GIS软件Arc View3.2和ARC/INFO 8的功能为主进行介绍,对其他GIS软件兼做参比,便于读者对各种GIS软件的适应。\r\n 本书可供高等院校地理、资源、环境、规划等专业本科生及研究生作为必修课或选修课教材,并可供从事地理信息系统应用的相关专业人员参考。\r\n 附光盘一张,内容包括Arc View3.2软件(校园版)和与各章练习相配套的GIS数据。
译者序\r\n前言\r\n第1章 结论\r\n 1.1 什么是地理信息系统\r\n 1.2 地理信息系统操作\r\n 1.3 本书的结构\r\n 1.4 概念与实践\r\n 重要概念和术语\r\n 应用:入门\r\n 习作1 Arc View入门\r\n 习作2 ARC/INFO入门\r\n 参考文献\r\n第2章 地图投影和坐标系统\r\n 2.1 引言\r\n 2.2 地理格网\r\n 2.3 地图投影\r\n 2.4 坐标系\r\n 2.5 在Arc View中进行投影\r\n 重要概念和术语\r\n 应用:地图投影和坐标系\r\n 习作1 使用Arc View中的Projection\r\n 习作2 从文本文件创建shapefile,并用Arc View的Projection Utility对其进行投影\r\n 习作3 用Arc View的Projection Utility对shapefile重新投影\r\n 参考文献\r\n第3章 矢量数据模型\r\n 3.1 引言\r\n 3.2 矢量数据的表示\r\n 3.3 拓扑数据结构\r\n 3.4 非拓扑关系的矢量数据\r\n 3.5 高级对象\r\n 3.6 面向对象的数据模型\r\n 3.7 空间数据概念\r\n 重要概念和术语\r\n 应用:矢量数据模型\r\n 习作1 ARC/INFO的图层和shapefile的数据文件结构\r\n 习作2 用Arc View作不规则三角网、区域和动态分段\r\n 习作3 用ARC/INFO作不规则三角网、区域和动态分段\r\n 参考文献\r\n第4章 矢量数据输入\r\n 4.1 引言\r\n 4.2 现有的地理信息系统数据\r\n 4.3 元数据\r\n 4.4 现有数据的转换\r\n 4.5 创建新数据\r\n 4.6 几何变换\r\n 重要概念和术语\r\n 应用:矢量数据输入\r\n 习作1 从互联网上下载数字地图\r\n 习作2 用Arc View作屏幕数字化\r\n 习作3 在Arc View中增加事件专题\r\n 习作4 在Arc View中读.dgn文件\r\n 习作5 用扫描输入空间数据\r\n 习作6 在ARC/INFO中对新的数字化地图使用TRANSFORM命令\r\n 参考文献\r\n第5章 空间数据编辑\r\n 5.1 引言\r\n 5.2 数字化错误类型\r\n 5.3 拓扑与非拓扑编辑\r\n 5.4 拓扑编辑\r\n 5.5 边缘匹配\r\n 5.6 非拓扑编辑\r\n 5.7 其他类型地图要素的处理\r\n 重要概念和术语\r\n 应用:空间数据编辑\r\n 习作1 在ARC/INFO中订正拓扑错误\r\n 习作2 边缘匹配/地图拼接/融合\r\n 习作3 用Arc View编辑空间数据\r\n 参考文献\r\n第6章 属性数据的输入与管理\r\n 6.1 引言\r\n 6.2 地理信息系统中的属性数据\r\n 6.3 关系数据库模型\r\n 6.4 属性数据输入\r\n 6.5 属性数据校核\r\n 6.6 由现有数据生成新的属性数据\r\n 重要概念与术语\r\n 应用:属性数据输入与管理\r\n 习作1 在Arc View中输入属性数据\r\n 习作2 Arc View中表格的关联\r\n 习作3 Arc View中表格的连接\r\n 习作4 Arc View中的属性数据分类\r\n 习作5 属性数据的计算\r\n 参考文献\r\n第7章 栅格数据\r\n 7.1 引言\r\n 7.2 栅格数据模型要素\r\n 7.3 栅格数据类型\r\n 7.4 栅格数据结构、压缩和文件\r\n 7.5 栅格数据的投影与几何变换\r\n 7.6 数据转换\r\n 7.7 栅格数据与矢量数据的综合\r\n 重要概念与术语\r\n 应用:栅格数据\r\n 习作1 在Arc View中看USGS数字高程模型数据\r\n 习作2 在Arc View中看卫星影像\r\n 习作3 从矢量到栅格的转换\r\n 参考文献\r\n第8章 数据显示与地图制图\r\n第9章 数据探查\r\n第10章 矢量数据分析\r\n第11章 栅格数据分析\r\n第12章 地形制图与分析\r\n第13章 空间插值\r\n第14章 地理信息系统模型与建模\r\n第15章 区域\r\n第16章 网络和动态分段\r\n附录A 国外出版的地理信息系统教材目录\r\n附录B 国外地理信息系统期刊杂志目录\r\n附录C 美国现有州级GIS数据网站网址\r\n附录D 蒙大拿州各县大城市地图元数据\r\n附录E 常用换算关系\r\n附录F UTM(通用横轴麦卡托)分带\r\n附录G 美国1983年的国家平面坐标系统(SPCS)
本书包括地理信息系统(GIS)的重要概念和实践内容,可作为学习GIS的第一或第二门课程。地理信息系统是用于获取、储存、查询、分析以及显示具有地理参照数据的一种计算机系统。多年以来,GIS曾被认为太难、太昂贵和太专用。然而,由于用户界面友好、功能强大且买得起的计算机硬件、软件以及公共数字化数据的发展,已经扩展了GIS应用的范畴,把GIS引进许多领域。在GIS入门课程的班级中通常可见来自十几个专业的学生。
尽管GIS的功能有赖于计算机,但GIS设计和应用,需要理解地理学、地图学、空间分析以及数据库管理等领域的概念。这些概念解释GIS操作的目标、结构和关系。我们掌握了这些概念,既不会随着GIS技术而变,也不会随GIS软件新版本的出现而过时。我们可通过看书来掌握GIS的概念,但是对于GIS用户,更有效的途径是通过实践来领会隐含在菜单和图标之后的概念。GIS可与统计相比拟,均可视为一种工具。通过解决实际问题我们可掌握统计学理论和概念的运作,GIS的情景与之相同。而且,当今GIS就业市场需要精通GIS软件使用的人才。
本书的框架
本书是为给学生打下GIS概念和GIS应用两方面的坚实基础而设计的。为达此目的,著者试图综合覆盖GIS各主题。本书由三部分组成。第一部分(第1章至第8章)述及GIS的基础,包括坐标系统、数据模型、数据输入、数据管理和数据显示。第二部分(第9章至第12章)包括运用矢量和栅格数据进行数据探查和分析以及地形分析(terrain analysis)。第三部分(第13章至第16章)涵盖空间插值(spatial interpolation)、GIS模型和建模(GIS models and modeling)、区域(regions)、网络(network)和动态分段(dynamic segmentation)。本书还介绍了GIS新进展,诸如面向对象数据模型,以及面向研究的问题(如空间比例尺的影响)等。
本书的特色
本书每章均包含解决特定问题的习作、完整的数据和指南。这种动手练习是对课文所讨论内容的补充,并强化GIS功能的应用知识。
本书附有ArcView 3.2软件。著者选择美国环境系统研究所(ESRI)的两套GIS软件ArcView 3.2和ArcInfo 8用于本书实践部分。这两套软件属于市场上最普及的GIS软件,两者结合在一起,可提供广阔的GIS功能。大多数练习采用ArcView 3.2及其空间分析扩展模块。ArcInfo 8(ArcInfo工作站组件)用于那些由ArcView 3.2无法解决的练习,诸如拓扑编辑、区域和动态分段。尽管GIS经销商经常在广告中声称其产品具有独特性,而实际上商业化GIS软件产品之间存在惊人的交迭。针对特定GIS功能,著者尽可能将不同GIS软件包做参比。将本书与其他GIS软件包一起使用,也不会有困难。
著者在书中引用了众多领域的例子和参考资料,这是因为GIS应用于诸多领域所必需的。著者还在全书中穿插了注释栏,以提供更多的信息和重要算法的实例。尽管有些人可能认为算法是GIS软件开发人员的事情,而著者把这些实例包括进来,是考虑到那些想了解几何转换和空间插值等运算是如何导出结果的学生。
致 谢
著者要感谢阅读并编辑本书初稿的Ken McGinty,还要感谢以下对初稿提供许多有益评论的审稿人:
Sergei Andronikov,奥斯汀Peay州立大学
Matthew Bampton,南缅因大学
W. B. Clapham,Jr.,克利夫兰州立大学
Ferko Csillag,多伦多大学
Greg Gaston,俄勒冈州立大学
John Heinrichs,福特海斯州立大学
Helmut Kraenzle,詹姆士麦迪逊大学
Mahesh Rao,俄克拉荷马州立大学
V. B. Robinson,多伦多大学
May Yuan,俄克拉荷马大学
以及帮助测试本书练习部分的Undral Batsukh。McGraw-Hill公司的Lisa Leib1d、Pat Forrest、Susan Brusch和David Hash在本书出版的各阶段提供了指导和协助。最后,著者要感谢儿子Gary和Mark的支持。