地理信息系统是指输入、显示和分析空间数据，进而求解空间问题的系统，广泛用于网络分析、环境调查、土地利用、交通规划、地形可视化、海平面上升预测、商务定位等领域。本书是GIS科学专业学生的教材，内容涉及GIS简介、地理坐标参考、GIS数据获取、数据质量、空间数据模型与数据库、矢量和栅格数据的空间分析、网络分析、统计与空间数据测度、三维数据的空间分析、GIS制图、GIS硬/软件和程序设计、未来展望等。

本书简要介绍与GIS相关的基本原理，主要内容包括GIS简介、参照系、GIS数据、数据质量、空间数据模型和数据库、矢量和栅格数据的空间分析、网络分析、统计和空间数据测量、三维数据的空间分析、使用GIS制图、GIS硬件/软件和编程、未来展望等。

John R. Jensen加州大学富勒顿分校地理学学士，杨百翰大学硕士，加州大学洛杉机分校博士；南卡罗来纳大学地理学教学名师，GIS与遥感实验室副主任，《GIS科学与遥感》杂志主编；摄影测量专家，曾任美国摄影和遥感学会地理空间信息分会主席；获SAIC John E. Estes Memorial教学奖、美国地质调查局/美国航空航天局William T. Pecora奖、美国地理学家协会终生成就奖。主持完成NASA、DOE和NOAA的项目50余项，著有《数字图像处理导论：遥感视角（第3版）》、《环境遥感：地球资源视角（第2版）》等教材，发表文章130多篇。Ryan R. Jensen杨百翰大学制图与GIS学士、地理学硕士，佛罗里达大学地理学和GIS博士。杨百翰大学地理学副教授，地理信息系统认证专家，《应用地理学》主编。

目录第1章 GIS简介11.1 什么是空间数据11.2 空间问题31.3 GIS空间数据的组织方式41.3.1 离散型地理要素41.3.2 连续型地理要素41.3.3 面域型地理要素51.4 矢量与栅格数据结构61.4.1 矢量数据结构61.4.2 栅格数据结构61.4.3 空间数据基础设施61.5 GIS标准定义与非标准定义81.6 对GIS的误解91.6.1 GIS仅是一个图形处理软件或计算机辅助设计（CAD）程序101.6.2 GIS仅是一个地图制图程序101.6.3 GIS仅是无理论基础的软件包101.6.4 传统纸质地图与GIS一样用途广泛101.6.5 GIS与其他系统相比并无区别121.7 GIS组成121.7.1 GIS硬件121.7.2 GIS软件131.7.3 人件（活件）141.7.4 GIS数据141.8 GIS发展趋势151.9 GIS产业151.9.1 GIS软件开发行业151.9.2 GIS数据采集行业151.9.3 GIS增值服务行业161.10 GIS行业就业情况161.11 GIS行业投资情况171.12 本书的组织结构171.13 小结18复习题18关键术语18参考文献19第2章 空间参照系212.1 概述212.2 基准面212.3 椭球212.4 大地水准面222.4.1 水平基准面232.4.2 高程基准面232.5 坐标系242.5.1 笛卡儿坐标系242.5.2 经度和纬度252.6 地球仪262.7 地图投影272.7.1 地图投影中使用的可展曲面292.7.2 圆柱地图投影292.7.3 方位（平面）地图投影322.7.4 圆锥投影342.7.5 其他投影和坐标系362.7.6 自定义地图投影382.8 天梭指标392.9 小结41复习题41关键术语42参考文献42第3章 GIS数据443.1 概述443.2 地面数据采集443.2.1 全球定位系统（GPS）443.2.2 地面数据测量503.2.3 地面数据采样或人口调查553.2.4 传统空间信息的数字化573.3 遥感数据采集623.3.1 遥感信息处理633.3.2 分辨率要求633.3.3 遥感术语683.3.4 航空摄影测量693.3.5 多光谱遥感723.3.6 高光谱遥感753.3.7 热红外遥感763.3.8 LiDAR遥感783.3.9 RADAR遥感813.4 遥感数据分析843.4.1 模拟（可视）图像处理843.4.2 数字图像处理843.5 小结85复习题85关键术语85参考文献86第4章 数据质量884.1 概述884.2 元数据884.2.1 元数据的要素884.2.2 FGDC的元数据标准894.2.3 元数据和GIS软件894.2.4 其他元数据问题894.3 准确度和精度904.4 地理空间数据的误差类型904.4.1 属性错误914.4.2 定位误差944.4.3 拓扑错误954.4.4 时间准确度964.4.5 误差可视化974.4.6 误差传播974.4.7 区群谬误984.4.8 可塑性面积单元问题994.5 小结100复习题100关键术语100参考文献101第5章 空间数据模型和数据库1025.1 概述1025.2 GIS数据模型1025.3 矢量数据1035.3.1 点要素1035.3.2 线要素1035.3.3 面（多边形）要素1035.3.4 比例尺要素1035.3.5 拓扑属性1055.3.6 地理关系矢量模型1065.3.7 基于对象的矢量模型1085.4 栅格数据1095.4.1 栅格单元值1095.4.2 单元格大小1095.4.3 栅格地理参照系1105.4.4 栅格文件格式1115.5 矢量与栅格数据模型的转换1115.5.1 矢量-栅格转换1115.5.2 栅格-矢量转换1115.6 数据库1135.6.1 平面文件1145.6.2 关系数据库1145.6.3 不同的数据库关系1145.6.4 关联与连接1155.6.5 栅格数据库1165.6.6 属性数据类型1165.6.7 添加和删除属性字段1165.6.8 数据输入1175.6.9 外部数据库集成1175.7 数据查询1175.7.1 属性查询1175.7.2 位置查询1185.7.3 数据查询的融合1185.7.4 新数据层1185.8 小结119复习题119关键术语120参考文献121第6章 矢量数据和栅格数据的空间分析1226.1 概述1226.2 矢量数据分析1226.2.1 矢量数据的缓冲区分析1226.2.2 缓冲区分析的类型1256.2.3 矢量数据的叠加1276.3 栅格数据分析1366.3.1 栅格距离量测运算1366.3.2 局部运算1396.3.3 邻域运算1486.3.4 区域运算1556.4 小结157复习题157关键术语158参考文献159第7章 网络分析1607.1 概述1607.2 地理编码1617.2.1 地理编码的组成1627.2.2 预处理1637.2.3 地址匹配1637.2.4 地理编码质量1647.3 网络类型1657.3.1 （无向）交通网络1657.3.2 （有向）几何设施网络1657.4 （无向）交通网络分析1657.4.1 建立拓扑正确的交通（无向）网络地理数据库1657.4.2 网络分析问题：最优路线（最短路径）1677.4.3 网络分析问题：推销员的最优路线1727.4.4 网络分析问题：最近的设施在哪1737.4.5 网络分析问题：如何确定特殊设施的服务区域1747.4.6 网络分析问题：设施位置的区位配置模型1787.4.7 网络分析问题：最大市场占有率1817.4.8 网络分析问题：目标市场占有率1837.5 几何设施（有向）网络分析1847.5.1 建立拓扑正确的几何设施（有向）数据集1857.5.2 网络分析问题：设施网络中的流向1877.5.3 网络分析问题：在设施网络中追踪边、接口的上游或下游1877.5.4 国家水文数据集犹他州瓦萨奇山脉钻石叉河部分1897.5.5 网络分析问题：在设施网络中使用障碍1897.5.6 网络分析问题：网络示意图1907.6 小结190复习题190关键术语191参考文献192第8章 统计和空间数据量算1938.1 概述1938.2 长度（距离）量算1938.2.1 基于勾股定理的直线距离量算1938.2.2 曼哈顿距离量算1948.2.3 其他因素1958.3 多边形周长和面积的量算1968.3.1 周长量算1968.3.2 多边形面积量算1978.4 描述性统计1988.5 描述性空间统计2008.5.1 均值中心2018.5.2 标准距离2018.6 空间自相关2018.7 点模式分析2048.7.1 样方分析2048.7.2 最近邻点分析2068.8 小结209复习题209关键术语210参考文献210第9章 三维数据空间分析2129.1 概述2129.2 三维数据的矢量表示和处理2139.2.1 不规则三角网（TIN）数据结构2139.2.2．TIN表面处理2149.3 三维数据的栅格表示和处理2169.3.1 空间插值2169.3.2 栅格三维数据的表面处理2269.4 小结228复习题228关键术语229参考文献229第10章 GIS制图23110.1 概述23110.2 地理学家/制图师23110.3 制图学的历史23110.3.1 最古老的地图23210.3.2 中世纪的TO地图23210.3.3 公元150年托勒密的《地理》23210.3.4 探索、打印和地图集的时代23310.3.5 现代地图制作23510.4 制图过程23610.5 要素类型和测量尺度23710.5.1 要素类型23710.5.2 地理测量尺度23810.6 地图设计基础23910.6.1 地图组成（布局）24010.6.2 标题24010.6.3 排版24010.6.4 专题内容和图形背景关系24110.6.5 指北针与罗盘24210.6.6 比例尺24210.6.7 图例24310.6.8 格网或参考网格24310.6.9