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第1章 绪论1

1.1 GIS的基本概念1

1.1.1 地理信息1

1.1.2 地理信息系统1

1.2 GIS的体系结构环境3

1.2.1 硬件环境3

1.2.2 软件环境4

1.2.3 网络环境4

1.2.4 空间数据5

1.2.5 模型方法6

1.2.6 人员6

1.3 GIS的分类6

1.3.1 使用人员7

1.3.2 数据结构7

1.3.3 空间维数7

1.3.4 运行环境和方式8

1.4 GIS的功能与应用9

1.4.1 GIS的功能9

1.4.2 GIS的应用9

1.5 GIS的研究内容及相关学科11

1.5.1 GIS的研究内容11

1.5.2 GIS的相关学科11

1.6 GIS的发展与云GIS12

1.6.1 GIS的发展12

1.6.2 云GIS13

练习题14

第2章 GIS数据结构16

2.1 概述16

2.2 地理要素及其描述16

2.2.1 地理要素16

2.2.2 空间数据17

2.2.3 空间关系18

2.3 矢量数据结构21

2.3.1 组织方式22

2.3.2 无拓扑关系的编码23

2.3.3 有拓扑关系的编码25

2.4 栅格数据结构30

2.4.1 组织方式31

2.4.2 无压缩编码34

2.4.3 压缩编码35

2.5 空间数据结构比较38

2.6 TIN数据结构39

2.7 三维数据结构40

练习题41

第3章 GIS数据获取与处理44

3.1 概述44

3.1.1 GIS数据源种类44

3.1.2 GIS数据获取的工作内容45

3.2 空间数据获取46

3.2.1 几何图形数据的获取47

3.2.2 属性数据的获取52

3.3 空间数据编辑55

3.3.1 几何图形数据编辑55

3.3.2 属性数据编辑56

3.3.3 图幅拼接57

3.4 拓扑关系的建立与编辑59

3.4.1 点线拓扑关系的建立59

3.4.2 多边形拓扑关系的建立59

3.4.3 网络拓扑关系的编辑61

3.5 空间数据转换61

3.5.1 矢量数据转换为栅格数据61

3.5.2 栅格数据转换为矢量数据62

练习题62

第4章 GIS数据存储与管理64

4.1 概述64

4.2 数据库64

4.2.1 数据库定义64

4.2.2 数据库特征65

4.2.3 数据组织方式66

4.2.4 数据间的逻辑联系67

4.2.5 数据模型68

4.3 空间数据库72

4.4 空间数据管理72

4.4.1 矢量数据的管理73

4.4.2 栅格数据的管理74

4.5 空间数据库的数据查询74

练习题75

第5章 GIS空间分析原理与方法77

5.1 基本空间分析方法77

5.1.1 空间叠合分析77

5.1.2 空间缓冲区分析83

5.1.3 数字地形分析85

5.1.4 空间网络分析94

5.2 其他空间分析方法98

5.2.1 空间量算98

5.2.2 空间分类100

5.2.3 空间统计102

5.3 空间数据查询102

5.3.1 空间数据查询概述103

5.3.2 属性查询103

5.3.3 图形查询105

练习题107

第6章 GIS应用与服务109

6.1 成熟平台的专业应用与服务109

6.1.1 GIS需求109

6.1.2 基础平台选择109

6.1.3 数据采集与处理110

6.1.4 空间分析110

6.1.5 产品输出与显示110

6.2 新开发平台的专业应用与服务123

6.2.1 GIS开发模式123

6.2.2 可行性研究124

6.2.3 开发模式和平台选择125

6.2.4 系统设计125

6.2.5 详细设计125

6.2.6 系统开发126

6.2.7 系统运行和维护126

6.3 GIS大众应用与服务126

6.3.1 Web GIS应用与服务127

6.3.2 Mobile GIS应用与服务130

练习题132

第7章 地下管线GIS开发与应用133

7.1 系统目标和特性133

7.1.1 系统目标133

7.1.2 系统特性133

7.2 可行性论证134

7.3 需求调查与分析135

7.3.1 需求调查135

7.3.2 需求分析135

7.4 系统设计136

7.4.1 系统运行环境136

7.4.2 系统总体设计136

7.4.3 系统详细设计137

7.4.4 数据库设计138

7.5 数据获取与处理140

7.5.1 数据获取与输入140

7.5.2 数据处理142

7.6 系统开发与实现145

7.7 系统检核测试与验收146

7.7.1 测量精度检核147

7.7.2 系统运行测试148

7.7.3 验收149

练习题149

第8章 水科学中GIS的应用150

8.1 概述150

8.2 水利工程与GIS150

8.2.1 水工建设与GIS150

8.2.2 防灾减灾与GIS152

8.3 水文水资源与GIS155

8.3.1 水文学与GIS155

8.3.2 水资源与GIS156

8.4 水环境与GIS158

8.5 水土流失与GIS159

8.5.1 RUSLE侵蚀模型介绍159

8.5.2 数据收集161

8.5.3 GIS建模162

8.5.4 模型界面设置165

练习题167

第9章 土木工程中GIS的应用168

9.1 概述168

9.2 岩土工程与GIS168

9.2.1 工程地质勘察168

9.2.2 岩土工程制图169

9.2.3 土方量计算170

9.3 管理设计与GIS171

9.3.1 辅助管理171

9.3.2 道路设计172

9.4 工程灾害监测与GIS172

9.4.1 地震危害性分析及损失评估172

9.4.2 沉降监测173

9.5 GIS挖填方计算案例173

9.5.1 数据采集173

9.5.2 生成数字高程模型176

9.5.3 填挖方量计算177

练习题178

第10章 环境工程中GIS的应用179

10.1 概述179

10.2 水体环境与GIS179

10.2.1 水污染控制179

10.2.2 水体非点源污染180

10.2.3 水质模型181

10.3 大气环境与GIS182

10.3.1 大气污染控制管理182

10.3.2 大气污染扩散空间分析183

10.4 生态环境与GIS184

10.4.1 系统开发基础184

10.4.2 总体设计184

10.4.3 详细设计184

10.4.4 数据库管理系统设计187

10.4.5 系统实现187

练习题187

第11章 海洋港口海岸工程中GIS的应用188

11.1 概述188

11.2 海洋工程与GIS188

11.2.1 海洋水文188

11.2.2 海洋污染189

11.2.3 海洋运输190

11.2.4 海洋地质190

11.2.5 海洋渔业191

11.2.6 海洋环境191

11.3 港口工程与GIS192

11.3.1 港口规划建设管理192

11.3.2 港口物流管理193

11.3.3 港口航道管理193

11.4 海岸工程与GIS194

11.4.1 海岸环境调查与动态监测194

11.4.2 海岸地形测量与显示195

11.5 海岸GIS设计与实现195

11.5.1 建设海岸GIS的必要性195

11.5.2 需求分析196

11.5.3 系统建设目标196

11.5.4 系统结构设计197

11.5.5 系统数据库设计197

11.5.6 系统功能设计198

11.5.7 系统实现198

练习题199

参考文献200