內容簡介
本書旨在提供地理信息系統（GIS）概念和實踐的堅實基礎，自第1版出版發行12年來已成為國內外廣受歡迎的經典教材，2014年最新版（第7版）及時反映了GIS技術的新發展和日益廣泛的套用。本書共18章，第1章至第4章主要解釋GIS的概念和數據模型；第5章至第8章涵蓋了數據獲取、編輯和管理；第9章和第10章包括數據顯示和探查；第11章和第12章提供核心數據分析的概覽；第13章至第15章重點闡述地形製圖和分析；第16章和第17章涉及線性要素和移動；第18章介紹GIS 模型和建模。每章包含2 至7 個習作任務，全書共81個習作，採用ArcGIS10.0軟體平台。附光碟1張，含全套習作數據。
書的目錄
第1章 緒論 1
1.1 地理信息系統（GIS） 2
1.1.1 GIS的組成 3
1.1.2 GIS的簡史 3
1.1.3 GIS軟體產品 4
1.2 GIS的套用 5
1.3 GIS的要素 7
1.3.1 數據模型 8
1.3.2 數據獲取 10
1.3.3 屬性數據管理 10
1.3.4 數據顯示 10
1.3.5 數據探查 10
1.3.6 數據分析 10
1.4 Web製圖 12
1.4.1 線上製圖 12
1.4.2 協作Web製圖 12
1.4.3 志願者地理信息（VGI） 12
1.4.4 Web 應用程式的意義 13
1.5 本書的結構 13
1.6 概念與實踐 13
重要概念和術語 14
複習題 15
套用：緒論 16
參考文獻 20
第2章 坐標系統 21
2.1 地理坐標系統 22
2.1.1 地球的近似表示 23
2.1.2 大地基準 24
2.2 地圖投影 26
2.2.1 地圖投影類型 27
2.2.2 地圖投影參數 28
2.3 常用地圖投影 29
2.3.1 橫軸墨卡托投影 30
2.3.2 蘭勃特正形圓錐投影 30
2.3.3 阿伯斯等積圓錐投影 31
2.3.4 等距圓錐投影 31
2.3.5 Web墨卡托 31
2.4 投影坐標系統 32
2.4.1 通用橫軸墨卡托格網系統（UTM） 33
2.4.2 通用極射格網系統（UPS） 34
2.4.3 國家平面坐標系統（SPC） 34
2.4.4 公用土地調查系統（PLSS） 36
2.5 在GIS中運用坐標系統 36
2.5.1 投影檔案 36
2.5.2 預定義坐標系統 37
2.5.3 即時（on-the-fly）投影 38
重要概念和術語 38
複習題 40
套用：坐標系統 41
參考文獻 45
第3章 矢量數據模型 46
3.1 簡單要素的表示 48
3.2 拓撲 48
3.2.1 拓撲統一地理編碼格式（TIGER） 50
3.2.2 拓撲的重要性 51
3.3 地理關係數據模型 52
3.3.1 Coverage 53
3.3.2 Coverage 數據結構 53
3.3.3 非拓撲矢量數據 55
3.4 基於對象數據模型 55
3.4.1 類和類之間的關係 56
3.4.2 接口 56
3.4.3 Geodatabase 57
3.4.4 拓撲規則 59
3.4.5 Geodatabase數據模型的優點 60
3.5 複合要素的表示 61
3.5.1 不規則三角網（TINs） 61
3.5.2 分區 62
3.5.3 路徑 64
重要概念和術語 66
複習題 67
套用：地理關係矢量數據模型 68
挑戰性任務 71
參考文獻 72
第4章 柵格數據模型 73
4.1 柵格數據模型要素 74
4.1.1 像元值 75
4.1.2 像元大小 75
4.1.3 像元深度 76
4.1.4 柵格波段 76
4.1.5 空間參照 76
4.2 柵格數據類型 77
4.2.1 衛星影像 77
4.2.2 數字高程模型（DEMs） 79
4.2.3 USGS的數字高程模型（USGS DEMs） 81
4.2.4 全球數字高程模型 81
4.2.5 數字正射影像 82
4.2.6 土地覆被數據 83
4.2.7 二值掃描檔案 83
4.2.8 數字柵格圖（DRG） 83
4.2.9 圖形檔案 84
4.2.10 特定GIS軟體的柵格數據 84
4.3 柵格數據結構 84
4.3.1 逐個像元編碼 85
4.3.2 遊程編碼（RLE） 85
4.3.3 四叉樹 86
4.3.4 頭檔案 88
4.4 柵格數據壓縮 88
4.5 柵格數據檔案格式 90
4.6 數據轉換與綜合 91
4.6.1 柵格化 91
4.6.2 矢量化 91
4.6.3 柵格數據與矢量數據的綜合 92
重要概念和術語 93
複習題 94
套用：柵格數據模型 95
挑戰性任務 97
參考文獻 97
第5章 GIS數據獲取 100
5.1 現有的地理信息系統數據 101
5.1.1 地理入口網站 101
5.1.2 美國地質調查局 102
5.1.3 美國人口普查局 102
5.1.4 自然資源保持局 103
5.1.5 州域公共數據舉例 103
5.1.6 大都市公共數據舉例 103
5.1.7 縣級公共數據舉例 104
5.1.8 私人公司的GIS數據 104
5.2 元數據 104
5.3 現有數據的轉換 105
5.3.1 直接轉換 105
5.3.2 中性格式 105
5.4 創建新數據 107
5.4.1 遙感數據 107
5.4.2 野外數據 108
5.4.3 有x、y坐標的文本檔案 111
5.4.4 用數位化儀數位化 111
5.4.5 掃描數位化 113
5.4.6 螢幕數位化 115
5.4.7 源地圖的重要性 115
重要概念和術語 116
複習題 117
套用：矢量數據輸入 118
挑戰性任務 121
參考文獻 122
第6章 幾何變換 123
6.1 幾何變換 124
6.1.1 地圖到地圖和圖像到地圖的變換 124
6.1.2 變換方法 125
6.1.3 仿射變換 126
6.1.4 控制點 127
6.2 均方根（RMS）誤差 129
6.3 數位化地圖上的均方根誤差 131
6.4 像元值重採樣 132
6.4.1 重採樣方法 132
6.4.2 重採樣的其他用途 134
重要概念和術語 134
複習題 135
套用：幾何變換 135
挑戰性任務 140
參考文獻 141
第7章 空間數據準確度和質量 142
7.1 定位錯誤 143
7.1.1 使用二手數據源的定位錯誤 143
7.1.2 產生數位化錯誤的原因 144
7.1.3 使用第一手數據源的定位錯誤 144
7.2 空間數據準確度標準 145
7.3 拓撲錯誤 146
7.3.1 空間要素的拓撲錯誤 146
7.3.2 圖層之間的拓撲錯誤 147
7.4 拓撲編輯 149
7.4.1 Coverage 的拓撲編輯 149
7.4.2 用地圖拓撲編輯 152
7.4.3 用拓撲規則編輯 153
7.5 非拓撲編輯 153
7.5.1 編輯現有要素 153
7.5.2 由現有要素創建新要素 154
7.6 其他編輯操作 155
7.6.1 圖幅拼接 155
7.6.2 線的簡化和平滑 156
重要概念和術語 158
複習題 159
套用：空間數據的準確度和質量 160
挑戰性任務 165
參考文獻 165
第8章 屬性數據管理 166
8.1 GIS中的屬性數據 168
8.1.1 屬性表的類型 168
8.1.2 資料庫管理 169
8.1.3 屬性數據的類型 169
8.2 關係資料庫模型 171
8.2.1 SSURGO：一個關係資料庫實例 173
8.2.2 規範化 173
8.2.3 關係類型 176
8.3 合併、關聯和關係類 178
8.3.1 合併 178
8.3.2 關聯 178
8.3.3 關係類 179
8.4 屬性數據輸入 179
8.4.1 欄位定義 179
8.4.2 數據輸入方法 179
8.4.3 屬性數據校核 180
8.5 欄位與屬性數據的處理 180
8.5.1 添加和刪除欄位 180
8.5.2 屬性數據的分類 181
8.5.3 屬性數據的計算 181
重要概念和術語 181
複習題 182
套用：屬性數據的輸入與管理 183
挑戰性任務 188
參考文獻 189
第9章 數據顯示與地圖編制 190
9.1 地圖的符號表示 192
9.1.1 空間要素與地圖符號 192
9.1.2 色彩的運用 194
9.1.3 數據的分類 195
9.1.4 製圖概括 196
9.2 定量的地圖的種類 196
9.3 地圖的註記 199
9.3.1 字型的變化 199
9.3.2 字型變化的選擇 200
9.3.3 文字在地圖主體的放置 201
9.4 地圖設計 204
9.4.1 排版 204
9.4.2 視覺層次 206
9.5 動畫地圖 208
9.6 地圖的生產 209
重要概念和術語 211
複習題 212
套用：數據顯示和地圖編制 213
挑戰性任務 219
參考文獻 220
第10章 數據探查 222
10.1 數據探查 223
10.1.1 描述性統計量 224
10.1.2 圖形 225
10.1.3 動態圖形 228
10.2 基於地圖的數據操作 229
10.2.1 數據分類 230
10.2.2 空間集聚 230
10.2.3 地圖比較 231
10.3 屬性數據查詢 232
10.3.1 SQL 233
10.3.2 查詢表達式 234
10.3.3 運算類型 235
10.3.4 查詢操作舉例 236
10.3.5 關係資料庫查詢 237
10.4 空間數據查詢 238
10.4.1 由指針選擇要素 238
10.4.2 由圖形選擇要素 238
10.4.3 由空間關係選擇要素 239
10.4.4 屬性數據查詢與空間數據查詢的結合 239
10.5 柵格數據查詢 240
10.5.1 由像元數值查詢 240
10.5.2 用選擇要素查詢 241
重要概念和術語 241
複習題 242
套用：數據探查 243
挑戰性任務 247
參考文獻 248
第11章 矢量數據分析 249
11.1 建立緩衝區 250
11.1.1 緩衝區建立中的差別 251
11.1.2 建立緩衝區的套用 252
11.2 地圖疊置 253
11.2.1 要素類型和地圖疊置 254
11.2.2 地圖疊置方法 255
11.2.3 疊置和數據格式 256
11.2.4 碎屑多邊形 257
11.2.5 地圖疊置中的誤差傳遞 258
11.2.6 地圖疊置的套用 259
11.3 距離量測 260
11.4 模式分析 260
11.4.1 點模式分析 261
11.4.2 量測空間自相關的莫蘭指數 262
11.4.3 量測高/低聚集度的 G 統計量 264
11.4.4 模式分析的套用 265
11.5 要素操作 266
重要概念和術語 269
複習題 270
套用：矢量數據分析 271
挑戰性任務 275
參考文獻 275
第12章 柵格數據分析 278
12.1 數據分析環境 279
12.2 局域運算 280
12.2.1 單一柵格的局域運算 280
12.2.2 重新分類 281
12.2.3 多個柵格的局域運算 281
12.2.4 局域運算的套用 282
12.3 鄰域運算 283
12.3.1 鄰域統計值 284
12.3.2 鄰域運算的套用 284
12.4 分區運算 286
12.4.1 分區統計量 286
12.4.2 分區運算的套用 287
12.5 自然距離量測運算 288
12.5.1 配置與方向 289
12.5.2 自然距離量測運算的套用 289
12.6 其他的柵格數據運算 290
12.6.1 柵格數據管理 290
12.6.2 柵格數據提取 290
12.6.3 柵格數據的綜合歸納 291
12.7 地圖邏輯運算 292
12.8 基於矢量與基於柵格的數據分析的比較 292
12.8.1 地圖疊置 293
12.8.2 建立緩衝區 294
重要概念和術語 294
複習題 295
套用：柵格數據分析 295
挑戰性任務 298
參考文獻 299
第13章 地形製圖與分析 300
13.1 用於地形製圖與分析的數據 301
13.1.1 數字高程模型（DEM） 301
13.1.2 不規則三角網（TIN） 302
13.2 地形製圖 303
13.2.1 等高線法 303
13.2.2 垂直剖面法 305
13.2.3 地貌暈渲圖法 305
13.2.4 分層設色法 307
13.2.5 透視圖法 307
13.3 坡度和坡向 309
13.3.1 用柵格計算坡度和坡向的算法 310
13.3.2 用TIN計算坡度和坡向的算法 313
13.3.3 影響坡度和坡向量測的因素 314
13.4 表面曲率 315
13.5 柵格與TIN對比 317
重要概念和術語 317
複習題 318
套用：地形製圖和分析 319
挑戰性任務 323
參考文獻 324
第14章 視域和流域 326
14.1 視域分析 327
14.1.1 視線操作 327
14.1.2 基於柵格的視域分析 328
14.1.3 基於TIN的視域分析 328
14.1.4 累積視域 329
14.1.5 視域分析的準確度 330
14.2 視域分析中的參數 330
14.3 視域分析的套用 332
14.4 流域分析 333
14.4.1 已填窪DEM 333
14.4.2 流向 334
14.4.3 流量累積 334
14.4.4 河網 335
14.4.5 河流鏈路 335
14.4.6 全流域 336
14.4.7 基於點的流域 336
14.5 影響流域分析的因素 338
14.5.1 DEM解析度 338
14.5.2 流向方法 339
14.5.3 流量累積臨界值 340
14.6 流域分析的套用 341
重要概念和術語 342
複習題 343
套用: 視域和流域 343
挑戰性任務 347
參考文獻 348
第15章 空間插值 351
15.1 空間插值的元素 352
15.1.1 控制點 352
15.1.2 空間插值的類型 353
15.2 全局插值法 354
15.2.1 趨勢面模型 354
15.2.2 回歸模型 356
15.3 局部插值法 357
15.3.1 泰森多邊形 357
15.3.2 密度估算 358
15.3.3 距離倒數權重插值 361
15.3.4 薄板樣條函式 363
15.4 克里金法 365
15.4.1 半變異圖 366
15.4.2 模型 367
15.4.3 普通克里金法 368
15.4.4 泛克里金法 370
15.4.5 其他克里金法 372
15.5 空間插值方法的比較 373
重要概念和術語 374
複習題 376
套用：空間插值 376
挑戰性任務 381
參考文獻 382
第16章 地理編碼和動態分段 384
16.1 地理編碼 385
16.1.1 地理編碼參照資料庫 385
16.1.2 地址匹配過程 386
16.1.3 地址匹配選項 388
16.1.4 偏移標註選項 389
16.1.5 地理編碼質量 389
16.2 地理編碼的變異形式 390
16.3 地理編碼的套用 391
16.3.1 定位服務 391
16.3.2 商業套用 392
16.3.3 無線應急服務 392
16.3.4 犯罪製圖和分析 392
16.3.5 公共健康 392
16.4 動態分段 393
16.4.1 路徑 393
16.4.2 創建路徑 394
16.4.3 事件 396
16.4.4 創建事件表 396
16.5 動態分段的套用 398
16.5.1 數據管理 398
16.5.2 數據顯示 398
16.5.3 數據查詢 399
16.5.4 數據分析 399
重要概念和術語 400
複習題 400
套用：地理編碼和動態分段 401
挑戰性任務 406
參考文獻 407
第17章 最小耗費路徑分析和網路分析 409
17.1 最小耗費路徑分析 410
17.1.1 源柵格 410
17.1.2 耗費柵格 410
17.1.3 耗費距離量測 411
17.1.4 生成最小累積耗費路徑 412
17.1.5 最小耗費路徑分析的選項 415
17.2 最小耗費路徑分析的套用 416
17.3 網路 416
17.3.1 鏈路和鏈路阻抗 417
17.3.2 節點和轉彎阻抗 417
17.3.3 單行道或禁行道 417
17.3.4 天橋和地下通道 418
17.4 網路拼接 418
17.4.1 聚集線要素 418
17.4.2 編輯和創建網路 419
17.4.3 對網路要素賦予屬性 419
17.5 網路分析 420
17.5.1 最短路徑分析 421
17.5.2 旅行推銷員問題 422
17.5.3 車輛路徑問題 423
17.5.4 最近設施 423
17.5.5 配置 424
17.5.6 定位-配置 425
重要概念和術語 427
複習題 427
套用: 路徑分析和網路套用 428
挑戰性任務 434
參考文獻 434
第18章 GIS模型與建模 436
18.1 GIS 建模的基本元素 437
18.1.1 GIS 模型的分類 437
18.1.2 建模過程 438
18.1.3 GIS 在建模中的作用 438
18.1.4 GIS 與其他建模程式的結合 439
18.2 二值模型 440
18.2.1 基於矢量的方法 440
18.2.2 基於柵格的方法 441
18.2.3 二值模型的套用 442
18.3 指數模型 443
18.3.1 加權線性綜合法 443
18.3.2 其他方法 446
18.3.3 指數模型的套用 448
18.4 回歸模型 449
18.4.1 線性回歸模型 450
18.4.2 局部回歸模型 450
18.4.3 對數回歸模型 451
18.5 過程模型 451
18.5.1 修正的通用土壤流失方程式 452
18.5.2 臨界降雨量模型 453
重要概念和術語 454
複習題 454
套用：GIS模型與建模 455
挑戰性任務 460
參考文獻 460
附錄A 常用換算關係 464
附錄B UTM（通用橫軸麥卡托）分帶 465
