地理信息系統(tǒng)(GIS)在當(dāng)前社會(huì)經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，是解決諸多空間問(wèn)題的主要技術(shù)手段�！兜乩硇畔⑾到y(tǒng)基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)教程》是長(zhǎng)期從事GIS課程教學(xué)與科研工作的教師在開(kāi)展“GIS專(zhuān)業(yè)建設(shè)與高校課程改革”研究中取得的重要成果。全書(shū)共分7章，主要內(nèi)容包括緒論、空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)、空間數(shù)據(jù)的輸入與處理、空間分析、空間數(shù)據(jù)的可視化與輸出、地理信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，地理信息系統(tǒng)的發(fā)展等。
　　全書(shū)以GIS基本理論為主線(xiàn)，結(jié)合大量的具體實(shí)例，并配備相關(guān)數(shù)據(jù)，具有很強(qiáng)的可操作性。隨書(shū)光盤(pán)中除了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)外，還配有各章的課件，便于教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)。
　　《地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)教程》可作為GIS、地理科學(xué)、測(cè)繪、城鄉(xiāng)規(guī)劃、土地管理等專(zhuān)業(yè)的本科生、研究生的課程教材，也可供其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)的師生、工程技術(shù)人員和研究人員學(xué)習(xí)參考。

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本書(shū)從有利于教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)為基本出發(fā)點(diǎn)，將地理信息系統(tǒng)的基本理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來(lái)。全書(shū)以數(shù)據(jù)流程為主線(xiàn)，將GIS基本理論分為7個(gè)章節(jié)，并以ArcGIS為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在每章之后輔以與理論關(guān)聯(lián)的專(zhuān)項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)地理空間數(shù)據(jù)的輸入、編輯與處理、分析與輸出等過(guò)程進(jìn)行了較為詳盡的闡述，是一本較具特色的地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)教材。

　　從20世紀(jì)60年代初的萌芽，到逐步社會(huì)化的今天，GIS在短短50年的發(fā)展時(shí)間內(nèi)，從研究室走向生產(chǎn)一線(xiàn)，從空間數(shù)據(jù)管理轉(zhuǎn)變?yōu)榭臻g信息服務(wù)，從技術(shù)升華為科學(xué)，它作為“數(shù)字地球”的基礎(chǔ)，“3S”一體化的核心，已幾乎滲透到國(guó)民經(jīng)濟(jì)的所有部門(mén)，逐步影響和改變著人們的生產(chǎn)、生活和工作方式，并將最終導(dǎo)致人類(lèi)空間數(shù)字思維方式的產(chǎn)生。據(jù)初步估算，目前全球與地理信息系統(tǒng)相關(guān)的產(chǎn)值已超過(guò)1000億美元，我國(guó)超過(guò)400億元人民幣。隨著GIS產(chǎn)業(yè)的迅速增長(zhǎng)，GIS教育事業(yè)也蓬勃發(fā)展，GIS觀念已逐漸深入人心。GIS在中國(guó)經(jīng)歷了30多年的發(fā)展歷史，而高校GIS專(zhuān)業(yè)自1998年開(kāi)設(shè)至今已歷時(shí)10余年。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前全國(guó)高等院校中已開(kāi)設(shè)GIS相關(guān)本科專(zhuān)業(yè)的多達(dá)150余所，數(shù)十所院校設(shè)置了GIS的碩士點(diǎn)與博士點(diǎn)，每年畢業(yè)的GIS專(zhuān)業(yè)學(xué)生超過(guò)3000人，我國(guó)已經(jīng)建成世界最大的GIS人才培養(yǎng)體系。
　　“地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)”或“地理信息系統(tǒng)概論”是GIS專(zhuān)業(yè)的核心課程之一，在GIS專(zhuān)業(yè)的課程體系中具有舉足輕重的地位。除GIS相關(guān)本科專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)此門(mén)課程之外，目前全國(guó)高等院校中尚有數(shù)十個(gè)其他專(zhuān)業(yè)將其作為必修課或選修課。由于近年來(lái)我國(guó)GIS教育發(fā)展極其迅速，擔(dān)任此門(mén)課程的許多教師并未受到過(guò)GIS專(zhuān)業(yè)方面的系統(tǒng)訓(xùn)練，因此教材建設(shè)對(duì)于地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)課程教學(xué)質(zhì)量的保證尤為重要。自1989年黃杏元教授編著大陸第一部《地理信息系統(tǒng)概論》教材并在高等教育出版社出版以來(lái)，至今已有10余部地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)方面的教材或?qū)Ｖ�出版，為我�?guó)GIS專(zhuān)業(yè)人才的培養(yǎng)作出了不可或缺的貢獻(xiàn)。西南大學(xué)田永中等老師長(zhǎng)期致力于GIS本科專(zhuān)業(yè)及其他相關(guān)專(zhuān)業(yè)“地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)”課程的教學(xué)工作，《地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)與實(shí)驗(yàn)教程》是其長(zhǎng)期教學(xué)與科研工作的總結(jié)。該教材從有利于教師教學(xué)和學(xué)生學(xué)習(xí)為基本出發(fā)點(diǎn)，將地理信息系統(tǒng)的基本理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合起來(lái)。全書(shū)以數(shù)據(jù)流程為主線(xiàn)，將GIS基本理論分為7個(gè)章節(jié)，并以ArcGIS為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，在每章之后輔以與理論關(guān)聯(lián)的專(zhuān)項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，對(duì)地理空間數(shù)據(jù)的輸入、編輯與處理、分析與輸出等過(guò)程進(jìn)行了較為詳盡的闡述，是一本較具特色的地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)教材。
　　教育是GIS發(fā)展的基礎(chǔ)，教師素質(zhì)與教學(xué)質(zhì)量是GIS相關(guān)專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)的基本保證，教材建設(shè)對(duì)于教師教學(xué)能力的提高和教學(xué)質(zhì)量的保證具有較大的促進(jìn)作用。歡迎更多的GIS同仁為我國(guó)的GIS教育添磚加瓦，共同促進(jìn)我國(guó)GIS各領(lǐng)域的健康發(fā)展。

目錄
序
前言
第1章 緒論 1
1.1 地理信息系統(tǒng)的基本概念 1
1.2 地理信息系統(tǒng)的組成與功能 5
1.3 地理信息系統(tǒng)的研究?jī)?nèi)容 10
1.4 地理信息系統(tǒng)與相關(guān)學(xué)科的關(guān)系 12
1.5 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域 14
1.6 常用地理信息系統(tǒng)軟件簡(jiǎn)介 17
復(fù)習(xí)思考題 20
實(shí)驗(yàn)部分 21
實(shí)驗(yàn)一 地理信息系統(tǒng)的組成與功能 21
第2章 空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ) 24
2.1 地理空間 24
2.2 空間數(shù)據(jù)模型 33
2.3 空間數(shù)據(jù)組織與編碼 41
2.4 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量 45
2.5 空間數(shù)據(jù)的元數(shù)據(jù) 54
復(fù)習(xí)思考題 60
實(shí)驗(yàn)部分 61
實(shí)驗(yàn)二 空間數(shù)據(jù)的表達(dá) 61
實(shí)驗(yàn)三 ArcGIS基本操作與數(shù)據(jù)表示 63
實(shí)驗(yàn)四 柵格像元的不同編碼方法及誤差比較 69
實(shí)驗(yàn)五 ArcGIS中空間數(shù)據(jù)的顯示 71
實(shí)驗(yàn)六 ArcGIS中空間數(shù)據(jù)的操作 75
實(shí)驗(yàn)七 元數(shù)據(jù)的瀏覽與編輯 79
第3章 空間數(shù)據(jù)的輸入與處理 82
3.1 空間數(shù)據(jù)的輸入 82
3.2 空間數(shù)據(jù)的編輯 87
3.3 空間數(shù)據(jù)的處理 91
3.4 空間數(shù)據(jù)的壓縮與編碼 100
3.5 空間數(shù)據(jù)庫(kù) 107
3.6 空間查詢(xún) 111
復(fù)習(xí)思考題 117
實(shí)驗(yàn)部分 119
實(shí)驗(yàn)八 空間數(shù)據(jù)掃描矢量化 119
實(shí)驗(yàn)九 空間數(shù)據(jù)編輯 121
實(shí)驗(yàn)十 屬性數(shù)據(jù)輸入 123
實(shí)驗(yàn)十一 空間坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換 126
第4章 空間分析 130
4.1 空間分析概述 130
4.2 矢量數(shù)據(jù)分析方法 134
4.3 柵格數(shù)據(jù)分析方法 156
4.4 DTM與三維分析 179
4.5 空間分析建模 209
復(fù)習(xí)思考題 217
實(shí)驗(yàn)部分 219
實(shí)驗(yàn)十二 緩沖區(qū)分析 219
實(shí)驗(yàn)十三 疊加分析 222
實(shí)驗(yàn)十四 網(wǎng)絡(luò)分析 225
實(shí)驗(yàn)十五 柵格數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析 229
實(shí)驗(yàn)十六 地形特征點(diǎn)的提取 232
實(shí)驗(yàn)十七 最短路徑分析 235
實(shí)驗(yàn)十八 空間插值 238
實(shí)驗(yàn)十九 DEM的生成與應(yīng)用 240
實(shí)驗(yàn)二十 三維顯示 243
實(shí)驗(yàn)二十一 空間圖解建模 245
第5章 空間數(shù)據(jù)的可視化與輸出 250
5.1 空間數(shù)據(jù)的可視化 250
5.2 地理信息系統(tǒng)與地圖制圖 253
5.3 電子地圖 268
5.4 地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品輸出 273
復(fù)習(xí)思考題 275
實(shí)驗(yàn)部分 276
實(shí)驗(yàn)二十二 中國(guó)人口密度圖的制作 276
第6章 地理信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用 279
6.1 地理信息系統(tǒng)的開(kāi)發(fā) 279
6.2 地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用 287
復(fù)習(xí)思考題 295
實(shí)驗(yàn)部分 296
實(shí)驗(yàn)二十三 基于ArcGIS Engine的GIS二次開(kāi)發(fā) 296
實(shí)驗(yàn)二十四 堰塞湖災(zāi)害評(píng)估 300
實(shí)驗(yàn)二十五 確定被炸沉的航空母艦位置 302
第7章 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展 305
7.1 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展歷程 305
7.2 地理信息系統(tǒng)的未來(lái) 310
復(fù)習(xí)思考題 315
主要參考文獻(xiàn) 316
附錄1 GIS常用術(shù)語(yǔ)對(duì)照 317
附錄2 GIS相關(guān)資源 327

　　1.1.2地理數(shù)據(jù)與地理信息
　　1.地理數(shù)據(jù)與地理信息
　　地理數(shù)據(jù)（geographical data）是指用來(lái)表示地理實(shí)體或現(xiàn)象的位置、形狀、大小及其分布等諸多方面特征的數(shù)據(jù)。地理信息（geographical information）是有關(guān)地理實(shí)體的性質(zhì)、特征和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的表征和一切有用的知識(shí)，它是對(duì)地理數(shù)據(jù)的解釋?zhuān)�陳述彭等�?999）。由于地理對(duì)象都具有一定的空間位置，因此可以簡(jiǎn)單地認(rèn)為，地理數(shù)據(jù)和地理信息就是與空間位置相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息。正因?yàn)槿绱�，地理�?shù)據(jù)和地理信息有時(shí)也被稱(chēng)為空間數(shù)據(jù)（spatial data）和空間信息（spatial information）。
　　2.地理數(shù)據(jù)的組成
　　一個(gè)完整的地理數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)包括以下三個(gè)部分。
　　1）空間位置：描述地理對(duì)象所在的位置。這種位置既可以根據(jù)大地參照系定義，如大地經(jīng)緯度坐標(biāo)，也可以依據(jù)地物間的相對(duì)位置關(guān)系定義，如空間上的距離、鄰接、重疊和包含等。
　　2）屬性：描述地理對(duì)象特征的定性或定量指標(biāo)（如井的深度、河流的污染物濃度、土地的類(lèi)型等），它是地理數(shù)據(jù)中的非空間組成部分。
　　3）時(shí)間：反映地理數(shù)據(jù)采集或地理現(xiàn)象發(fā)生的時(shí)刻或時(shí)段。缺少時(shí)間的地理數(shù)據(jù)往往在應(yīng)用上會(huì)受到很大的限制。
　　例如，對(duì)于一條河流的地理數(shù)據(jù)，除了要表達(dá)河流的空間位置外，還需要知道河流的寬度、水位高低、水質(zhì)狀況等屬性數(shù)據(jù)，以及采集這些數(shù)據(jù)的時(shí)間。
　　3.地理信息的特征
　　地理信息除了具有信息的一般特征外，還具有其獨(dú)特之處。
　　1）空間性：由于地理數(shù)據(jù)是基于一定空間的地理對(duì)象而產(chǎn)生的，因此從地理數(shù)據(jù)中提取出的地理信息具有空間特征，這是地理信息區(qū)別于其他信息的根本標(biāo)志。
　　2）數(shù)據(jù)量大：地理數(shù)據(jù)空間位置的存儲(chǔ)需要大量的存儲(chǔ)空間，此外，它還需要存儲(chǔ)眾多的屬性數(shù)據(jù)，并且還需要存儲(chǔ)不同時(shí)間的數(shù)據(jù)，因此其數(shù)據(jù)量往往比非地理數(shù)據(jù)要大得多。特別是當(dāng)?shù)乩頂?shù)據(jù)采用柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并且柵格像元較小時(shí)，數(shù)據(jù)量會(huì)變得更大。