本书全面、系统地讲述了地理信息系统的原理与应用。全书共分15 章，内容涵盖地理信息系统的基本理论、地理信息系统的数据处理流程、地理信息系统的新技术以及地理信息系统的应用四个部分。其中，地理信息系统的基本理论主要包括地理信息系统概论、地理信息系统的地理基础以及空间数据模型和空间数据结构；地理信息系统的数据处理流程包括空间数据的获取和质量控制、空间数据处理、空间数据管理、空间分析和分析模型、空间信息的可视化和制图；地理信息系统的新技术包括网络地理信息系统、移动地理信息系统、云地理信息系统、三维地理信息系统和时态地理信息系统；地理信息系统的应用包括GIS 应用系统的分析与设计以及地理信息系统在现代社会中的应用。本书内容丰富，并将原理和应用有机地结合起来。

本书可作为高等学校相关专业地理信息系统课程教材，也可供地理信息系统应用和开发人员阅读。

前辅文
第1章 概论
  1.1 基本概念
   1.1.1 信息和地理信息
   1.1.2 信息系统和地理信息系统
   1.1.3 地理信息系统及其相关学科
   1.1.4 地理信息系统的类型
  1.2 地理信息系统的组成和功能
   1.2.1 地理信息系统的基本组成
   1.2.2 地理信息系统的硬件系统
   1.2.3 地理信息系统的软件系统
   1.2.4 地理信息系统软件的主要功能
  1.3 地理信息系统的发展和展望
   1.3.1 地理信息系统的发展史
   1.3.2 地理信息系统的发展动态
  思考题
第2章 地理信息系统的地理基础
  2.1 空间数据的坐标系
   2.1.1 地理空间坐标
   2.1.2 平面坐标系
   2.1.3 高程系
  2.2 地图投影
   2.2.1 地图投影简介
   2.2.2 地理信息系统中常用的地图投影
   2.2.3 地形图的分幅和编号
  2.3 地图简介
  思考题
第3章 空间数据模型和空间数据结构
  3.1 地理空间概述
  3.2 空间数据的特点
  3.3 空间数据模型基础
   3.3.1 数据模型
   3.3.2 空间数据模型
   3.3.3 时空数据模型
   3.3.4 三维空间数据模型
   3.3.5 面向对象空间数据模型
   3.3.6 空间数据的表达和空间数据结构
  3.4 矢量数据结构及其表达
   3.4.1 矢量数据的位置和形状表达
   3.4.2 矢量数据的空间关系表达
   3.4.3 矢量数据的属性表达
  3.5 矢量数据结构及其编码
   3.5.1 无拓扑关系的矢量数据结构
   3.5.2 有拓扑关系的矢量数据结构
  3.6 栅格数据结构及其表达
   3.6.1 栅格数据的位置和形状表达
   3.6.2 栅格数据的空间关系表达
   3.6.3 栅格数据的属性表达
  3.7 栅格数据结构及其编码
   3.7.1 直接栅格数据编码
   3.7.2 费尔曼链码
   3.7.3 游程编码
   3.7.4 四叉树编码
  3.8 栅格和矢量数据结构比较
  3.9 矢量栅格一体化数据结构
  思考题
第4章 空间数据的获取和质量控制
  4.1 地理信息系统的数据源
  4.2 空间数据的获取
   4.2.1 地图数据的获取
   4.2.2 遥感数据的获取
   4.2.3 摄影测量数据
   4.2.4 属性数据的获取
  4.3 空间数据的质量
   4.3.1 空间数据质量的概念
   4.3.2 空间数据质量的评价和控制
   4.3.3 空间数据的误差分析
  4.4 空间数据的元数据
   4.4.1 空间元数据标准概述
   4.4.2 空间数据元数据的概念
   4.4.3 空间数据元数据的应用
  思考题
第5章 空间数据处理
  5.1 空间数据处理概述
  5.2 空间数据处理基础
   5.2.1 弧段和多边形的外接矩形
   5.2.2 结点、弧段、多边形的捕捉和判断
   5.2.3 弧段的求交
   5.2.4 结点、弧段、多边形的位置
  5.3 拓扑关系的建立
   5.3.1 点、线拓扑关系的生成
   5.3.2 多边形拓扑关系的生成
  5.4 空间数据的编辑
   5.4.1 图形编辑
   5.4.2 矢量数据的编辑
   5.4.3 栅格数据的编辑
  5.5 空间数据的坐标变换
   5.5.1 空间数据坐标变换的理论基础
   5.5.2 几何纠正
   5.5.3 空间数据的投影变换
  5.6 空间数据的结构转换
   5.6.1 矢量到栅格数据的转换
   5.6.2 栅格到矢量数据的转换
  5.7 空间数据的数据共享
   5.7.1 数据共享概述
   5.7.2 空间数据的共享模式
  5.8 图形的剪裁与合并
  5.9 空间数据的内插
   5.9.1 局部拟合插值
   5.9.2 趋势面插值
   5.9.3 区域属性数据的插值
  思考题
第6章 空间数据管理
  6.1 数据管理模式
   6.1.1 数据管理模式的发展阶段
   6.1.2 数据库管理系统和数据库系统
  6.2 数据库模型
   6.2.1 数据库模型概述
   6.2.2 传统数据库系统的数据模型
   6.2.3 面向对象的数据库模型
  6.3 空间数据库简介
   6.3.1 空间数据库的特点
   6.3.2 传统关系数据库模型的局限性
  6.4 空间数据管理中的数据库技术
   6.4.1 关系数据库技术
   6.4.2 结构化查询语言
   6.4.3 面向对象的数据库技术
   6.4.4 对象- 关系数据库技术
   6.4.5 客户- 服务器数据库技术
  6.5 空间数据库管理模式
   6.5.1 全文件空间数据管理模式
   6.5.2 文件和关系数据库混合管理模式
   6.5.3 全关系型空间数据管理模式
   6.5.4 对象- 关系型空间数据库管理模式
   6.5.5 空间数据库引擎
   6.5.6 空间数据的查询——扩展SQL
   6.5.7 大数据管理——NoSQL
  6.6 空间索引
  6.7 空间数据的分层
  思考题
第7章 空间分析和分析模型
  7.1 空间分析概述
  7.2 空间数据的量算
   7.2.1 长度量算
   7.2.2 面积量算
   7.2.3 分布中心的计算
  7.3 空间数据的查询
   7.3.1 空间数据的查询类型
   7.3.2 空间查询的方法
  7.4 叠置分析
   7.4.1 叠置分析概述
   7.4.2 视觉叠置
   7.4.3 基于矢量数据的叠置分析
   7.4.4 基于栅格数据的叠置分析
  7.5 邻域分析
   7.5.1 缓冲区分析
   7.5.2 泰森多边形分析
  7.6 空间网络分析
   7.6.1 空间网络分析基础
   7.6.2 路径分析
   7.6.3 定位与配置分析
   7.6.4 地理编码
  7.7 数字地形分析及数字地面模型
   7.7.1 数字地面模型概述
   7.7.2 数字高程模型的规则格网模型
   7.7.3 不规则三角网模型
   7.7.4 等值线模型
   7.7.5 数字高程模型数据源的获取
   7.7.6 数字地形分析中基本地形因子的计算
   7.7.7 数字地形分析中地形特征的计算
   7.7.8 数字地形的可视化
   7.7.9 数字高程模型及数字地形可视性分析
   7.7.10 数字高程模型的应用
  7.8 空间统计分析
   7.8.1 空间统计分析概述
   7.8.2 聚类分析的应用实例
  7.9 空间分析的智能化——空间决策支持
  思考题
第8章 空间信息的可视化和制图
  8.1 空间信息可视化
   8.1.1 空间信息可视化概述
   8.1.2 空间信息可视化的常用形式
   8.1.3 空间信息的真三维可视化
   8.1.4 虚拟现实
  8.2 地图的符号和符号库
   8.2.1 地图的符号和色彩
   8.2.2 地图符号库和汉字库
   8.2.3 地图的注记
   8.2.4 空间实体的符号化过程
  8.3 专题地图
   8.3.1 专题信息和专题地图
   8.3.2 专题地图的表示方法
   8.3.3 常用的几种专题地图
   8.3.4 专题地图的设计制作
  8.4 电子地图
   8.4.1 电子地图概述
   8.4.2 电子地图的应用
  思考题
第9章 网络地理信息系统
  9.1 网络地理信息系统概述
   9.1.1 信息系统网络化模式
   9.1.2 地理信息系统网络化概述
   9.1.3 WebGIS 的基本概念
   9.1.4 WebGIS 的特点和用途
  9.2 WebGIS 体系结构
   9.2.1 WebGIS 的二层架构
   9.2.2 WebGIS 的三层架构
   9.2.3 二层架构与三层架构的比较
  9.3 WebGIS 的关键技术
   9.3.1 WebGIS 的早期构造方法
   9.3.2 WebGIS 中的瓦片金字塔技术
  9.4 WebGIS 的发展趋势
   9.4.1 地理标记语言——网络环境下开放的空间数据交换格式
   9.4.2 网络虚拟地理环境
  思考题
第10章 移动地理信息系统
  10.1 移动地理信息系统概述
   10.1.1 移动地理信息系统的概念
   10.1.2 移动地理信息系统的发展历程
   10.1.3 移动地理信息系统的功能和特点
   10.1.4 移动地理信息系统与WebGIS 的关系
  10.2 移动地理信息系统的组成与系统架构
  10.3 移动地理信息系统的原理与关键技术
   10.3.1 移动地理信息系统设备与操作系统
   10.3.2 移动地理信息系统中的空间定位技术
   10.3.3 移动地理信息系统中的网络通信技术
   10.3.4 移动地理信息系统平台与开发技术
  10.4 移动地理信息系统应用与发展趋势
   10.4.1 移动地理信息系统应用
   10.4.2 移动地理信息系统的发展趋势
  思考题
第11章 云地理信息系统
  11.1 云计算
   11.1.1 云计算的概念
   11.1.2 云计算的特点
   11.1.3 云计算的发展现状与趋势
   11.1.4 云地理信息系统概述
  11.2 云地理信息系统的基本架构
   11.2.1 物理/ 硬件层
   11.2.2 云平台层
   11.2.3 服务层
   11.2.4 应用层
  11.3 云地理信息系统的关键技术
   11.3.1 虚拟化技术
   11.3.2 并行计算
   11.3.3 分布式技术
   11.3.4 网格计算
   11.3.5 异构资源技术
  11.4 云地理信息系统的功能及优缺点
   11.4.1 云地理信息系统的优势
   11.4.2 云地理信息系统的局限
  11.5 云地理信息系统的应用
   11.5.1 云地理信息系统的部署模式
   11.5.2 云地理信息系统的应用模式
   11.5.3　“ 云+ 端”
  思考题
第12章 三维地理信息系统
  12.1 三维地理信息系统概述
   12.1.1 传统二维地理信息系统的局限性
   12.1.2 三维地理信息系统的优越性
   12.1.3 三维地理信息系统的发展
   12.1.4 三维地理信息系统的应用
  12.2 三维空间数据模型
   12.2.1 数据模型要求
   12.2.2 基于面元的三维数据模型
   12.2.3 基于体元的三维数据模型
   12.2.4 基于混合结构的三维数据模型
  12.3 三维地理信息系统可视化
   12.3.1 三维空间数据可视化的基本流程
   12.3.2 三维空间数据可视化的主要方法
   12.3.3 三维可视化加速策略
   12.3.4 虚拟现实与地理信息系统的结合——虚拟地理环境
  12.4 三维地理信息系统空间分析
   12.4.1 数字地形分析
   12.4.2 三维缓冲区分析
   12.4.3 三维叠置分析
   12.4.4 三维交互分析
   12.4.5 其他分析
   12.4.6 空间分析应用
  12.5 三维地理信息系统的发展和挑战
  思考题
第13章 时态地理信息系统
  13.1 时态地理信息系统概述
   13.1.1 时态地理信息系统的发展历程
   13.1.2 时态地理信息系统的基本功能
   13.1.3 时态地理信息系统的应用方向
  13.2 时空关系和时空数据模型
   13.2.1 时间特性的表示
   13.2.2 时空基本变化类型
   13.2.3 时空概念数据模型
   13.2.4 时空逻辑数据模型
  13.3 时空数据库的实现和操作
   13.3.1 时空数据库实现的主要方式
   13.3.2 几种主要的时间标记方法
  13.4 时空数据库的操作
   13.4.1 时空数据查询和回溯
   13.4.2 时空数据动态操作算子
  13.5 时空数据的可视化
   13.5.1 时态数据的静态可视化
   13.5.2 时态数据的动态可视化
  13.6 时态地理信息系统的发展和挑战
  思考题
第14章 GIS 应用系统的分析与设计
  14.1 GIS 应用系统概述
   14.1.1 GIS 应用系统的开发模式
   14.1.2 GIS 应用系统的开发模型
   14.1.3 GIS 应用系统的开发方法
   14.1.4 GIS 应用系统开发的主要阶段
   14.1.5 统一建模语言
  14.2 GIS 应用系统开发
   14.2.1 GIS 应用系统分析
   14.2.2 GIS 应用系统设计
   14.2.3 GIS 应用系统的实施和评价
  14.3 地理信息系统标准化
   14.3.1 地理信息系统标准化的内容
   14.3.2 开放式地理数据互操作规范
   14.3.3 ISO/TC 211 标准
  思考题
第15章 地理信息系统在现代社会中的应用
  15.1 地理信息系统应用简介
   15.1.1 地理信息系统应用的特点
   15.1.2 地理信息系统的主要应用市场
  15.2 地理信息系统集成与3S
   15.2.1 地理信息系统集成
   15.2.2 地理信息系统组件和组件化
   15.2.3 3S 集成系统
  15.3 地理信息系统集成与3S 的应用实例——在森林防火中的应用
  15.4 地理信息系统专业化应用实例——在地学中的应用
  15.5 地理信息系统的社会化应用发展
   15.5.1 地理信息系统在空间决策支持中的应用
   15.5.2 物联网地理信息系统
  思考题
参考文献

北京市高等教育精品教材建设项目