地理信息系统导论（第2版）

　　本书注重理论和实践相结合。强调GIS基础学习与提高技能操作的衔接。尤其与本教材配套的实验指导书（配光盘）对学生掌握GIS基础理论和基本操作有实际帮助 

　　本书是“精品课程教学丛书”之一，是一本关于地理信息系统（geographic information system，GIS）的入门教材。本书是在2007年第1版的基础上更新并完善修订而成的，整体系统仍保持8章3个附录。第1章为“GIS概述”，主要介绍GIS概念、构成、功能、类型以及发展简史。第2章为“GIS的地理基础”，重点叙述了地球空间的认知及表达、地球形状与地球空间模型、空间参照基础的坐标系以及地球时间系统。第3章为“GIS数据结构和空间数据库”，主要说明GIS数据结构、GIS空间数据库和空间查询及数据探究。第4章为“GIS数据采集和数据处理”，主要介绍GIS数据源、地理数据分类和编码、GIS数据采集和输入、GIS数据处理以及数据质量和精度控制。第5章为“GIS空间分析方法”，这是本教材重点的一章，所占的篇幅分量也*，本章通过实例，并分“基于栅格数据的GIS分析”和“基于矢量数据的GIS分析”两大部分进行叙述。第6章为“GIS应用模型”，介绍了GIS应用模型概述以及常用的应用模型，并用案例加以说明。第7章为“GIS可视化及其产品输出”，重点介绍了地理信息可视化理论、可视化技术、动态现象可视化以及GIS输出等内容。第8章为“GIS设计方法及应用”，介绍了GIS的设计方法以及应用GIS开发系统的实践案例。每章前有导读、每章后提供思考题及进一步讨论的问题，便于读者阅读使用。3个附录分别为GIS导论实验项目提纲、本书双语关键术语以及本书每章内容英语摘要及教学大纲。本书提及的实验项目与新版《地理信息系统导论实验指导》一书配套使用。

　　本书内容全面、实用，叙述深入浅出，既有理论又有实践。可作为高等院校GIS、生态环境、土地资源、城市规划等专业本科生教材，也可作为地理信息系统、资源和环境信息系统以及地学类专业的基础课程用书。

　　余明，教授，研究生导师。现任福建师范大学地科院地球科学系学科负责人。兼任全国高师《地球概论》教研会理事长、福建省天文学会理事长。主要从事资源与环境、GIS方法及应用、基础天文学及应用等领域的研究。发表学术论文60余篇；出版专著两部；主编21世纪教材或精品课程教材5本。近期主持或参加国家、省部级项目8项。2010年获校级名师荣誉

第1章GIS概述
1.1GIS相关概念
1.1.1数据、信息和地理信息
1.1.2系统、信息系统和GIS
1.1.3GIS与相关学科
1.2GIS组成要素
1.2.1GIS硬件
1.2.2GIS软件
1.2.3GIS数据
1.2.4GIS方法
1.2.5GIS人员
1.2.6GIS标准
1.3GIS功能与应用
1.3.1GIS基本功能和核心功能
1.3.2GIS应用功能
1.4GIS类型与特点
1.4.1按GIS功能分类
1.4.2按数据结构分类
1.4.3按数据维数分类
1.4.4按软件开发模式和支撑环境分类
1.5GIS简史及趋势
1.5.1世界GIS发展简史
1.5.2中国GIS发展简史
1.5.3全球GIS发展趋势
思考题
进一步讨论的问题
实验项目（1）
第2章GIS地理基础
2.1地球空间的认知及表达
2.1.1地理实体和地理数据
2.1.2地理实体类型及空间关系
2.1.3地理数据、地理实体与图层
2.2地球形状与空间模型
2.2.1地球形状
2.2.2地球空间模型
2.3空间参照基础的坐标系
2.3.1坐标系统
2.3.2地图投影
2.4地球时间系统
2.4.1时间的本质和含义
2.4.2量时原则和时间计量系统
思考题
进一步讨论的问题
实验项目（1）续
第3章GIS数据结构和空间数据库
3.1GIS数据结构
3.1.1矢量数据结构表示法
3.1.2栅格数据结构表示法
3.1.3面向对象数据结构表示法
3.2GIS空间数据库
3.2.1空间数据库
3.2.2空间数据库的设计
3.2.3空间数据库的实现和维护
3.2.4数据存储和管理
3.3空间查询及数据探查
3.3.1空间查询
3.3.2数据探查
思考题
进一步讨论的问题
实验项目（2）
第4章GIS数据采集和数据处理
4.1GIS数据源
4.1.1纸质地图数据
4.1.2遥感数据
4.1.3野外测量和GPS数据
4.1.4其他数据源
4.2地理数据分类和编码
4.2.1地理数据的分类
4.2.2地理数据的编码
4.3GIS数据采集和输入
4.3.1建库前准备
4.3.2几何图形数据的采集
4.3.3属性数据采集和文件组织
4.3.4属性数据和图形(几何)数据的连接
4.4GIS数据处理
4.4.1空间数据格式的转换
4.4.2空间数据坐标的转换
4.4.3空间数据结构的转换
4.4.4数据检查和编辑
4.4.5空间数据的压缩和综合
4.4.6空间数据的插值方法
4.4.7多源空间数据的整合
4.4.8大数据时代的GIS
4.5GIS数据质量和精度控制
4.5.1数据质量
4.5.2数据共享
4.5.3数据误差
4.5.4数据质量评价
4.5.5空间数据标准
4.5.6元数据
4.5.7互操作
4.5.8Open GIS
思考题
进一步讨论的问题
实验项目（3）
第5章GIS空间分析方法
5.1基于矢量数据的GIS分析
5.1.1矢量地理查询
5.1.2矢量缓冲分析
5.1.3矢量叠置分析
5.1.4矢量网络分析
5.1.5矢量地形分析
5.1.6矢量邻域分析
5.2基于栅格数据的GIS空间分析
5.2.1栅格叠加分析
5.2.2栅格缓冲分析
5.2.3栅格邻域分析
5.2.4栅格窗口分析
5.2.5栅格地形分析
思考题
进一步讨论的问题
实验项目（4）、（5）
第6章GIS应用模型
6.1GIS应用模型概述
6.1.1GIS应用模型的分类
6.1.2GIS应用模型与GIS空间分析
6.1.3GIS应用模型的构建
6.2常用的GIS应用模型
6.2.1适宜分析模型
6.2.2地学模拟模型
6.2.3发展预测模型
6.2.4交通规划模型
思考题
进一步讨论的问题
实验项目（6）
第7章GIS可视化及其产品输出
7.1地理信息可视化理论
7.1.1可视化定义
7.1.2地理信息可视化概念
7.1.3地理信息可视化理论
7.2地理信息可视化技术
7.2.1概念和形式
7.2.2地理信息可视化过程
7.2.3电子地图
7.3动态现象可视化
7.3.1动态地图概念
7.3.2动态地图符号
7.3.3动态电子地图分类
7.3.4动态电子地图的设计
7.4GIS输出
7.4.1电子地图的输出
7.4.2地图（集）生产出版
思考题
进一步讨论的问题
实验项目（7）
第8章GIS设计方法及应用
8.1GIS设计开发简介
8.1.1工具型GIS和应用型GIS
8.1.2三种开发方法简介
8.2GIS工程开发方法
8.2.1GIS工程的概念
8.2.2GIS工程开发阶段划分及任务制定
8.2.3GIS工程开发中的组织管理
8.3应用GIS开发案例
8.3.1水土保持信息系统构建及应用
8.3.2自然灾害风险评估系统构建及应用研究
8.3.3旅游地理信息系统建设
8.3.4湿地信息系统WebGIS构建及应用
8.3.5生态环境信息系统构建及应用研究
8.3.6福建省生态环境综合信息图谱构建与应用
8.3.7闽东南生态环境基础数据库应用系统构建
思考题
进一步讨论的问题
实验项目（8）
附录
附录AGIS导论实验项目
附录B本书双语关键术语
附录C本书每章内容英语摘要及教学大纲
参考文献

 

21世纪是信息时代，面对大数据的挑战，人们对信息的要求产生了巨大变化，对信息的广泛性、精确性、高效性及综合性要求越来越高。地理信息系统(GeographicInformationSystem，GIS)作为传统地学学科与现代信息科学相结合的产物，目前已发展为集遥感、全球定位系统、互联网技术于一体的综合学科，且越来越凸显其重要性。广义的地理信息学经历了从GISystem到GIScience再到GIService/GIStudy的发展，形成了理论研究、技术开发、工程应用与产业化管理的完整体系，在多个方向(包括时空数据结构与模型、空间决策支持、多源海量数据的集成管理、空间分析模型、地理信息多尺度表达与综合技术、地理信息可视化、地理信息智能化处理、网络地理信息系统技术等)获得了长足的发展。目前,GIS已在资源开发、环境保护、城市规划建设、土地管理、交通、能源、通信、林业、房地产开发、灾害监测与评估等应用领域得到了广泛应用。因此，给地学及相关专业的本科生阐述GIS的基础理论和方法，为进一步深入学习和应用GIS打好基础,是再版编写本书的主要目的。同时，为了完善精品课程的建设，为了与同行更好地交流，为了加速人才培养，为了与时俱进，也是再版本书的一个动力。

本书由福建师范大学地理科学学院的余明教授、武汉大学资源与环境学院的艾廷华教授共同编著，后由余明教授统稿完成。作者在参阅了国内外有关GIS教材、专著和论文的基础上，结合从事多年的地图、GIS教学和研究的经验编著了本书。全书仍保持8章3附录，并与新版《地理信息系统导论实验指导》(附光盘)成为配套教材，它们是GIS理论与实践相结合的有益尝试。

此外，作者由衷地感谢瑾茀工作室的全体成员提供GIS实验案例，感谢福建师范大学教务处、福建师范大学地科院以及武汉大学资环学院领导们的支持和帮助。感谢清华大学出版社各位编辑为本书再版所做的辛勤工作。

本书再版，虽几经修改，错误和不当之处在所难免，敬请读者批评指正。

2015年5月于福州