地理資訊係統概論 (電子書) pdf epub mobi txt 電子書 下載 2025

簡體網頁||繁體網頁

☆☆☆☆☆

李若愚

圖書標籤:

• 地理信息係統
• GIS
• 遙感
• 地圖學
• 空間分析
• 電子書
• 教材
• 地理學
• 計算機科學
• 環境科學

《空間數據管理與分析實踐指南》 內容簡介 本書是一本全麵深入探討現代空間數據管理與分析技術的專業著作。它旨在為地理信息科學（GIS）、遙感、城市規劃、環境科學以及相關領域的專業人士和高級學生提供一個係統化、實踐導嚮的學習框架。本書的核心目標是超越基礎概念的講解，聚焦於如何高效地采集、存儲、處理、分析和可視化海量空間信息，以解決現實世界中復雜的地理問題。 本書結構嚴謹，內容涵蓋瞭從基礎理論到前沿技術的多個層麵，分為五個核心部分，共十五章。 --- 第一部分：空間數據基礎理論與獲取（Fundamental Concepts and Acquisition） 本部分奠定瞭理解和應用GIS技術的基礎。它不僅迴顧瞭經典的空間參考係統理論，更深入探討瞭當前主流數據模型——矢量模型和柵格模型的內在邏輯、優缺點及其相互轉換的機製。 第1章：空間信息的本質與錶示 本章詳細解析瞭地理實體在數字環境中的抽象與錶示方法。重點討論瞭大地測量學基礎、坐標係統（如UTM、State Plane）的選擇與轉換，以及當前全球導航衛星係統（GNSS）在數據采集中的精度控製與誤差分析。尤其強調瞭拓撲關係的構建與維護，這是確保空間分析準確性的關鍵前提。 第2章：空間數據采集與集成技術 本章聚焦於現代空間數據的來源。內容涵蓋瞭高分辨率航空攝影測量、無人機（UAV）三維建模（SfM/LiDAR數據處理流程），以及遙感影像（光學、雷達）的預處理技術，如輻射定標和幾何校正。此外，還詳細介紹瞭從非傳統源（如眾包數據、物聯網傳感器）獲取和集成空間數據的策略與挑戰。 --- 第二部分：空間數據庫管理係統（Spatial Database Management Systems） 現代GIS的效率高度依賴於其後端的數據管理能力。本部分深入探討瞭如何構建和維護高性能、高可靠性的空間數據庫。 第3章：關係型空間數據庫模型 本章側重於PostGIS等主流空間數據庫擴展的功能和架構。詳細講解瞭SQL/OGC標準下的空間數據類型、空間索引（如R-tree）的工作原理，以及如何利用數據庫自身的事務管理和並發控製機製來保障空間數據集的完整性。 第4章：麵嚮對象與雲端空間數據存儲 隨著大數據時代的到來，傳統關係模型麵臨擴展性挑戰。本章探討瞭NoSQL數據庫（如MongoDB、Neo4j）在處理非結構化空間數據和網絡拓撲分析中的應用。同時，詳細分析瞭雲平颱（如AWS S3、Azure Blob Storage）作為大規模空間數據湖的架構設計與數據治理策略。 --- 第三部分：高級空間數據處理與建模（Advanced Spatial Processing and Modeling） 本部分是本書的技術核心，詳細介紹瞭處理和分析復雜空間數據的專業技術。 第5章：空間數據質量評估與預處理 數據質量是分析結果可靠性的基石。本章教授如何量化和評估空間數據的幾何精度、屬性準確性、時相一緻性。內容包括數據清洗、糾錯（如綫段打斷、麵重疊處理）和數據標準化流程。 第6章：地理分析工具箱：柵格分析深度解析 本章聚焦於柵格代數、地形分析（坡度、坡嚮、匯流分析）的高級算法，以及涉及的迭代和纍積成本路徑分析。特彆探討瞭多標準決策分析（MCDA）在環境適宜性評價中的應用框架。 第7章：地理分析工具箱：矢量空間分析精要 本章涵蓋瞭拓撲疊加分析（相交、閤並、聯閤）、緩衝區分析的復雜應用（如加權緩衝區、分級緩衝區）以及網絡分析的基礎理論，包括最短路徑、服務區（Isodone）的計算模型。 第8章：空間統計學基礎與應用 本章將地理學與統計學相結閤。詳細介紹瞭描述性空間統計量（如均值、方差、Moran’s I）的計算方法，以及用於檢驗空間自相關性和空間異質性的方法，如G和Getis-Ord Gi統計。 第9章：空間迴歸模型與地理加權迴歸（GWR） 本章進入高級統計建模層麵。解釋瞭普通最小二乘法（OLS）在空間數據中可能存在的自相關問題，並深入剖析瞭GWR作為一種局部建模方法的原理、參數估計和模型診斷，用於揭示區域異質性。 --- 第四部分：時空數據分析與動態建模（Spatio-Temporal Analysis） 本部分專注於處理具有時間和動態屬性的數據集，這是現代城市和環境監測的迫切需求。 第10章：時空數據的錶示與組織 介紹如何將時間維度納入標準GIS框架，包括時間維度建模（如事件序列、快照模型）。探討瞭時空數據集的時間同步、插值和可視化技術。 第11章：移動對象軌跡分析 本章研究GPS軌跡數據。內容包括軌跡的預處理（去噪、分段）、興趣點（POI）識彆，以及基於軌跡的模式挖掘，如發現頻繁移動模式和異常路徑檢測。 第12章：動態過程建模與模擬 介紹如何使用基於主體的模型（ABM）或元胞自動機（CA）來模擬土地利用變化、汙染擴散或城市蔓延等隨時間演變的地理現象。 --- 第五部分：數據可視化、應用集成與未來趨勢（Visualization, Integration, and Trends） 本部分著眼於如何有效地傳達分析結果，並將GIS技術與其他前沿技術相結閤。 第13章：三維與四維可視化 超越傳統二維地圖，本章講解瞭三維場景的構建（基於數字高程模型和傾斜攝影），以及如何利用時間軸或動畫技術展示四維（三維+時間）動態過程。重點討論瞭大規模三維場景的渲染優化技術。 第14章：Web GIS與雲計算集成 本書介紹瞭當前主流的Web GIS架構（如基於OGC標準的WMS/WFS服務），以及如何利用雲計算能力進行大規模並行空間數據處理（如MapReduce在空間計算中的應用）。 第15章：地理人工智能與自主決策 展望未來方嚮，本章探討瞭深度學習（如CNN、RNN）在遙感影像分類、地物識彆中的應用，以及機器學習算法如何驅動更智能的地理決策支持係統。 --- 目標讀者： 本書要求讀者具備基礎的地理學或計算機科學背景。它適用於正在進行畢業設計或學位論文的高年級本科生和研究生，以及希望係統提升空間數據分析技能的地理信息分析師、城市規劃師和環境工程師。本書中的所有案例均配有詳細的操作步驟和可復現的源代碼片段（基於Python和PostGIS環境），確保讀者能夠將理論知識迅速轉化為實際操作能力。通過本書的學習，讀者將能夠獨立設計、實現和管理復雜的空間信息係統項目。