普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材:地理信息系統(tǒng)與科學
定 價:38 元
叢書名:普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材
- 作者:張景雄 著
- 出版時間:2010/1/1
- ISBN:9787307072084
- 出 版 社:武漢大學出版社
- 中圖法分類:P208
- 頁碼:406
- 紙張:膠版紙
- 版次:1
- 開本:16開
《地理信息系統(tǒng)與科學》彰顯GISci的科學觀,闡明地理信息機理,演繹它的地學、數(shù)學和統(tǒng)計學基礎,闡述空間分析和空間模型,闡釋空間不確定性問題。深入淺出的講解,有助于理論和解析方法相結合的教學效果的提高;實例分析的融入,演繹了實踐環(huán)節(jié)在GISci學習中的重要性;每章列出思考題,鼓勵學生理論聯(lián)系實際;使用ESRI的品牌GIS軟件系統(tǒng)(如ArcInfo和ArcGIS等),探索基于GIS軟件系統(tǒng)的空間問題求解。本教材既可為本科高年級教學之用,亦可供研究生和科技人員參考。
美國科學院院士Goodchild教授于1992年提出了地理信息科學(geographic informationscience,GISci或GISt)的概念,闡釋了先于此近20年面世的地理信息系統(tǒng)(geographic infor.mation systems,GIS)技術及應用發(fā)展的必然。與GIS一樣,GISci這一科學名詞逐步成為國際學術界和產業(yè)界的共識。
本書名的靈感來自著名科學家Paul A.Longley、Michael F.Goodchild、David J.Maguire、David w.Rhind所著Geographic Information Systems and Science一書。我理解,其意境是:Science為GIS的靈魂和基石,Systems為GISci的物質外殼。所以,從某種意義上說,本書的全稱是地理信息系統(tǒng)與地理信息科學。但為名稱的簡練起見,縮寫為地理信息系統(tǒng)與科學,其中的科學不是哲學意義上的大科學。
已故王之卓院士、陳述彭院士作為學術泰斗,生前在GIS發(fā)展之初,為GISci理論和技術體系的完善傳道授業(yè),身體力行。地球空間信息學界的科學家前輩們倡導了中國的GISci的研究和學習的良好風氣,海內外眾多領域專家和科技人員加入了GIS和GISci領域的繼承和創(chuàng)新的不懈奮進的行列,GISci呈現(xiàn)出蓬勃向上的喜人景象。
第1章 概述
1.1 地理信息系統(tǒng)
1.1.1 簡介
1.1.2 發(fā)展趨勢
1.2 地理信息科學
1.2.1 從系統(tǒng)到科學的飛躍
1.2.2 科學問題
第2章 地理數(shù)據(jù)模型
2.1 地理空間概念化
2.2 場
2.2.1 模型
2.2.2 空間自相關
2.2.3 尺度
2.3 對象
2.3.1 模型
2.3.2 矢量數(shù)據(jù)結構
2.3.3 面向對象的數(shù)據(jù)模型
2.4 網(wǎng)絡
2.4.1 模型
2.4.2 線性參考與動態(tài)分段
2.5 時空表達
2.5.1 基于位置的模型
2.5.2 基于空間實體的模型
第3章 地球參考與地理坐標系
3.1 大地測量學基礎
3.1.1 大地水準面和地球橢球體
3.1.2 高程和深度參考系
3.1.3 用水平面代替水準面的限度
3.2 坐標系統(tǒng)與坐標轉換
3.2.1 坐標系統(tǒng)
3.2.2 坐標轉換
3.3 地圖投影
3.3.1 基本概念
3.3.2 常見的地圖投影
3.4 離散網(wǎng)格
3.4.1 網(wǎng)格與地理格網(wǎng)
3.4.2 全球離散格網(wǎng)
第4章 測量與數(shù)據(jù)獲取
4.1 地形測量
4.1.1 控制測量與地形測圖
4.1.2 數(shù)字測圖
4.1.3 基于地形圖的數(shù)據(jù)提取
4.2 測量數(shù)據(jù)處理
4.2.1 條件平差
4.2.2 間接平差
4.3 GPS原理
4.3.1 偽距測量與載波相位測量
4.3.2 差分GPS
4.4 GPS數(shù)據(jù)處理
4.4.1 偽距數(shù)學模型
4.4.2 雙差分載波相位數(shù)學模型
4.4.3 自由電離層
4.4.4 最小二乘法
4.4.5 GPS測量定位誤差
第5章 遙感數(shù)據(jù)獲取
5.1 攝影測量原理
5.1.1 成像方程及其應用
5.1.2 相對定向與絕對定向
5.1.3 解析空中三角測量
5.2 數(shù)字攝影測量
5.2.1 影像匹配
5.2.2 影像特征提取
5.2.3 數(shù)字微分糾正
5.3 遙感物理基礎
5.3.1 物體的發(fā)射輻射
5.3.2 地物的反射輻射
5.4 遙感數(shù)據(jù)與處理
5.4.1 遙感數(shù)據(jù)特性
5.4.2 遙感數(shù)據(jù)處理
5.4.3 定量遙感
第6章 數(shù)字地形分析
6.1 數(shù)字高程模型
6.2 坡度、坡向和表面曲率
6.2.1 坡度和坡向
6.2.2 地形曲率
6.3 地形因子的計算
6.3.1 基于格網(wǎng)DEM的坡度、坡向計算方法
6.3.2 基于丁IN的算法
6.3.3 曲率計算
6.4 立體透視圖
6.5 地形形態(tài)特征線的提取
6.5.1 單流向算法
6.5.2 多流向算法
6.6 流域分析
6.6.1 流域描述
6.6.2 水流網(wǎng)絡計算
第7章 空間對象的幾何計算
7.1 線段方程及其應用
7.2 直線生成算法
7.2.1 DDA算法
7.2.2 Bresenham畫線算法
7.2.3 并行畫線算法
7.3 區(qū)域填充
7.3.1 掃描線多邊形填充算法
7.3.2 內-外測試
7.3.3 曲線邊界區(qū)域的掃描線填充
7.3.4 邊界填充算法
7.3.5 泛濫填充法
7.4 二維裁剪
7.4.1 點的裁剪
7.4.2 線段的裁剪
7.4.3 多邊形的裁剪
7.4.4 曲線的裁剪
7.4.5 外部裁剪
第8章 網(wǎng)絡分析
8.1 路徑分析
8.1.1 最小累積耗費路徑
8.1.2 最短路徑分析
8.2 連通分析
8.3 資源分配
8.3.1 選址問題
8.3.2 分配問題
第9章 空間抽樣
9.1 抽樣的統(tǒng)計學基礎
9.1.1 總體與樣本
9.1.2 抽樣問題的描述
9.2 簡單隨機抽樣
9.2.1 概述與使用
9.2.2 簡單估計法(SE法)
9.3 分層抽樣法
9.3.1 概述與使用
9.3.2 分層抽樣的簡單估計法(SSE法)
9.4 實例
9.4.1 基于相對有效性的整群抽樣方案
9.4.2 以最大地減小克里金方差為目標,尋找最理想的采樣方案
第10章 空間插值
10.1 概述
10.1.1 概念
10.1.2 空間插值的源數(shù)據(jù)
10.1.3 空間插值方法的分類
10.2 距離倒數(shù)加權方法
10.3 基于TIN的空間插值
10.3.1 確定包含內插點的三角形
10.3.2 基于三角面的插值方法
10.3.3 基于磨光函數(shù)的光滑連續(xù)插值方法
10.3.4 基于TIN的插值方法評述
10.4 趨勢面方法
10.4.1 模型
10.4.2 方法
10.5 薄板樣條
第11章 空間預測的克里格法
11.1 克里格法基本原理
11.2 簡單克里格法與普通克里格法
11.2.1 普通克里格法的解算過程
11.2.2 點克里格法的計算實例
11.2.3 塊段普通克里格法的計算實例
11.3 指示克里格法
11.3.1 指示變異函數(shù)
11.3.2 指示克里格方程組
11.4 泛克里格法和協(xié)同克里格法
11.4.1 泛克里格法
11.4.2 協(xié)同克里格法
第12章 空間多變量分析
12.1 地圖疊置
12.1.1 要素類型與地圖疊置
12.1.2 地圖疊置方法
12.1.3 破碎多邊形
12.1.4 地圖疊置中的誤差傳播
12.2 多準則評價
12.2.1 傳統(tǒng)MCE方法
12.2.2 模糊評價方法
12.3 相關分析
12.3.1 兩要素之間相關程度的測定
12.3.2 多要素間相關程度的測定
12.4 主成分分析
12.4.1 主成分分析的基本原理
12.4.2 主成分分析的計算步驟
12.5 空間聚類
12.5.1 主要聚類方法的分類
12.5.2 層次聚類分析步驟
12.5.3 模糊聚類分析
12.5.4 其他聚類算法
第13章 空間模型
13.1 二值模型與指數(shù)模型
13.1.1 二值模型
13.1.2 指數(shù)模型
13.2 線性回歸模型
13.2.1 回歸模型
13.2.2 平方和
13.2.3 高斯最小二乘法估計回歸參數(shù)
13.3 二值Logit模型
13.3.1 選擇的概率模型
13.3.2 最大似然估計
13.3.3 Logit模型的性質
13.4 系統(tǒng)模型與過程模型
13.4.1 系統(tǒng)模型
13.4.2 過程模型
第14章 時間序列分析
14.1 趨勢分析
14.2 周期分析
14.3 隨機時間序列分析
14.3.1 時序模型的識別
14.3.2 模型的參數(shù)估計
14.3.3 時間序列的預測
14.4 基于時間序列分析的土地覆蓋遙感
第15章 誤差與空間不確定性
15.1 精度評估
15.1.1 精度與準確性
15.1.2 連續(xù)場精度
15.1.3 類別場精度
15.1.4 位置精度
15.1.5 置信區(qū)間和樣本大小
15.1.6 假設檢驗
15.2 誤差傳播
15.2.1 解析方法
15.2.2 隨機模擬方法
15.3 空間不確定性
15.3.1 概率論與模糊集合
15.3.2 方法與應用
參考文獻
弧段、段和路徑都可以用來表示線性特征;《危╝rc)是線狀目標數(shù)據(jù)采集、存儲的基本單元,矢量CIS中的弧段一般通過數(shù)字化獲得,弧段的一部分作為邊參與網(wǎng)絡的生成,或者多條弧段合并成一條邊參與網(wǎng)絡的生成。
段是一條弧段或者其中的某一部分,段與段之間反映了沿路徑方向線性特征屬性的變化,段的屬性記錄在段屬性表中,通常分為兩部分:第一部分反映了段與路徑、弧段之間的圖形和位置關系,實際上,它只記錄了段在這個部分的起止位置,而不記錄段所經由的各個內點的坐標,如果要提取段的幾何數(shù)據(jù),可以通過它所引用的弧段和起止位置聯(lián)合計算獲得;第二部分是用戶定義的屬性。段沒有被單獨作為弧段數(shù)字化,因而不是傳統(tǒng)意義上的弧段,稱為動態(tài)段。與之相對應的是動態(tài)節(jié)點,是基于某種度量標準記錄的弧段上的相對位置,通常是采用沿弧段方向的長度比率,如果動態(tài)節(jié)點恰好位于弧段的首點或尾點,那么就與節(jié)點一致。網(wǎng)絡圖層記錄所有動態(tài)節(jié)點的集合,其中包括節(jié)點和純動態(tài)點,而在段屬性表中記錄的是它們在動態(tài)節(jié)點集中的索引號。
路徑是一個定義了屬性的有序弧段的集合,可以代表線性特征如高速公路、城市街道、河流等。一條路徑至少應包括一條弧段的一部分,它可以表示具有環(huán)、分叉和間斷點的復雜線狀特征。一條路徑通常由一些段組成,每個段有一個起始位置和終止位置以定義其在弧上的位置,根據(jù)段在路徑中的位置,采用相對定位的方法,給定路徑起始位置一個度量值(通常為0),路徑上其余位置則相對于該起始位置來度量,單位可以是距離、時間等。一個段將定義路徑的起始度量和終止度量,起始度量和終止度量將決定路徑沿弧的方向,但它的起止點并不一定與原始的線性要素相一致。段和路徑分別有各自的屬性表,用戶可以給路徑中的每個段添加屬性,生成路徑的優(yōu)點就在于用戶在路徑上定義線性特征的屬性,完全不會影響下面的弧段。每個路徑都與一個度量系統(tǒng)相關,如前所述,段的屑性(或稱事件)等是根據(jù)這一度量標準來定位的。路徑系統(tǒng)(mutcsystcm)是具有共同度量體系的路徑和段的集合,是動態(tài)分段的基礎,只有在建立路徑系統(tǒng)的基礎上,才能夠將外部屬性數(shù)據(jù)庫以事件的形式生成事件主題,從而進行動態(tài)的查詢、管理與分析。