《地理信息系統分析與實踐教程》簡要介紹了GIS軟件MapGISK9的基本組成及主要特點,闡述了MapGISK9在地圖數字化、專題圖制作、地圖投影、誤差校正、影像匹配、屬性表建立、地理數據庫創建、柵格分析、矢量分析、網絡分析、地形表面分析、數據轉換等方面的應用,廣泛涉及土地利用、災害評估、洪水淹沒、礦產預測、農田保護、退耕還林、土壤分析、糧食估產、人口統計、道路選線、資源分配、多車送貨以及旅游勝地、商店和實驗室選址等方面的內容!兜乩硇畔⑾到y分析與實踐教程》注重理論與實踐、軟件與工程、教學與科研、項目與應用、基礎與綜合等方面的結合。教材融入了大量生產與科研成果,以及大量工程項目應用案例。
地理信息系統是一門多學科結合的邊緣學科,實踐性很強。GIS專業培養的人才,不但要有深厚的理論基礎,而且要掌握過硬的實踐技術,具有不同層面的實際動手能力。這種能力的培養僅靠課堂教學是不夠的,實驗教學是課程教學的重要組成部分之一,實驗課是為理論課服務的。教學必須緊密結合應用,加強實踐內容的研究,重視GIS應用環節,做到理論與應用并重。實踐教學在培養學生的創新思維、科研能力方面的作用重大,在培養人才方面起著不可替代的作用。通過實踐教學可以將理論與實際很好地結合,使課堂內容更好地為學生所接受,理論課程更容易被學生理解,全面增強學生獨立分析和解決問題的能力、創造性思維能力,提高學生實際動手能力、專業應用能力和軟件開發能力。中國地質大學(武漢)的“地理信息系統”課程已經講授了10多年,按照教學大綱和教學計劃的要求,實踐課時占相當大的比例,通過數年的教學經驗表明,沒有一本配套的實驗教程,很難提高教學質量,很難提高實驗課的效率,為了促進GIS實驗教學正規化、標準化,有效提高學生的學習效率,出版這一教材是當務之急。
MapGIS軟件的創新保持了地理信息系統課程的優勢和特色,充分發揮了其在地理信息系統課程實踐教學中的核心作用,通過MapGIS技術創新,不斷拓展課程研究方向和領域,拓展課程實踐內涵,提升課程實踐層次,促進課程實踐內容推陳出新,課程實踐結構不斷變革創新。MapGIS地理信息系統被引入地理信息系統課程實踐教學過程中,對人才培養起到了推動作用。
GIS實驗教材建設的目的是建立GIS課程的實踐內容體系,實踐教程以地理信息系統理論為基礎,以MapGISK9為平臺,涉及空間數據的采集、處理和管理,地理信息的空間分析和地學建模以及地理信息系統的建立和運用等方面內容,全書按照GIS數據輸入、處理、管理和分析等功能的應用劃分章節,共分11章。
第1章MapGISK9地理信息系統;
第2章GIS數據輸入;第3章GIS數據處理;
第4章GIS數據管理;
第5章柵格分析;
第6章矢量分析;
第7章網絡分析;
第8章統計分析;
第9章數字高程模型;
第10章數據轉換;
第11章綜合應用分析。
本書第1章主要參考了吳信才所著的《空間數據庫》一書,其他章節基于MapGISK9平臺完成。全書廣泛涉及地質、礦產、地震、水文、環境、資源、土地、農業、林業、災害、人口、市政、交通等領域的各種工程應用案例。
本書作者長期從事GIS的教學和科研工作,在工作實踐中面向應用,組織了多項GIS應用軟件開發項目,在教學和科研過程中積累了豐富的實踐經驗和應用案例。該書選定最有代表性與輻射力的國內主流MapGISK9軟件等作為GIS課程的實驗對象。一個案例集中了GIS的很多功能,把GIS功能有機地融合為一體。學生通過一個案例的學習,就能掌握GIS諸多功能,找到快速學習GIS軟件的方法,達到事半功倍的效果,解決了以往學會了GIS軟件但不知道怎么應用的問題。該書的編寫注重理論與實踐結合、軟件與工程結合、教學與科研結合、項目與應用結合、基礎與綜合結合,將生產與科研成果、工程項目應用案例、MapGISK9開發技術融入教材編寫過程中。認真精選GIS軟件的實踐內容,盡量吸收國內外GIS研究的新進展與新成果,盡可能做到系統性、科學性、綜合性、實用性的統一。通過本實踐教材的學習,可以很好得鞏固學生的理論知識,幫助學生系統、全面地掌握GIS的基本概念、基本原理、基本知識、基本方法和基本技能,掌握GIS總體設計、功能要求、系統結構和組織實施等方面的基本技術,掌握GIS軟件的應用和操作,并能用之解決工程中的實際應用問題,加深對地理信息系統課程的綜合理解。
本書主要由鄭貴洲策劃并組織編寫,參加編寫的人員還有胡家賦、晁怡、張學華、花衛華、楊乃,彭俊芳參加了教材11.5節地質專題圖制作的編寫工作及文字整理和繪圖工作。書中融入了與廣州海洋地質調查局、河南省經貿工程技術學校項目合作的部分成果。研究生姚昳昕、晉俊嶺、任東宇、劉琳、李劍萍、師素姣參與本書部分內容的編寫工作,本科生李小群、陳貴珍、方輝、劉天鳳等為本書案例做了部分數據實驗,在此真誠感謝他們為本書付出的辛勤勞動。
由于編寫時間倉促,編者水平有限,書中可能存在不少缺點和錯誤,切盼廣大讀者提出批評意見,以便進一步完善本書內容。
第1章 MapGIS K9地理信息系統
1.1 MapGIS K9簡介
1.2 MapGIS K9體系結構
1.3 面向實體的空間數據模型
1.3.1 概述
1.3.2 空間參照系
1.3.3 實體表達及分類
1.4 MapGIS平臺特性
1.4.1 MapGIS K9特點
1.4.2 MapGIS 6X與MapGIS K比較
第2章 GIS數據輸入
2.1 手工鍵盤輸入
2.1.1 手工鍵盤輸入矢量數字化
2.1.2 手工鍵盤輸入柵格數據
2.2 手扶跟蹤數字化
2.2.1 數字化儀簡介
2.2.2 數字化過程
2.2.3 數字化誤差
2.3 掃描數字化
2.3.1 問題和數據分析
2.3.2 GIS數據分層
2.3.3 數據預處理
2.3.4 MapGIS矢量化
第3章 GIS數據處理
3.1 地圖投影轉換
3.1.1 問題和數據分析
3.1.2 鉆探地理坐標轉投影平面直角坐標(去投影帶大地坐標)
3.1.3 礦區大地坐標轉圖形投影平面直角坐標
3.1.4 投影平面直角坐標(mm)轉投影平面直角坐標(m)
3.1.5 去帶號大地坐標(m)轉投影平面直角坐標(mm)
3.2 幾何誤差校正
3.2.1 問題和數據分析
3.2.2 幾何誤差校正基本原理
3.2.3 MapGIS自動誤差校正
3.2.4 MapGIS交互式誤差校正
3.2.5 影像匹配誤差校正
3.3 圖幅拼接
3.3.1 問題和數據分析
3.3.2 拼圖基本原理
3.3.3 圖幅拼接過程
3.4 拓撲關系建立
3.4.1 問題和數據分析
3.4.2 拓撲造區基本過程
3.4.3 提取造區線要素層
3.4.4 拓撲關系自動生成
第4章 GIS數據管理
4.1 創建地理數據庫
4.1.1 問題和數據分析
4.1.2 創建地理數據庫
4.1.3 定義空間參照系
4.1.4 空間數據庫建立
4.1.5 屬性數據表創建
4.1.6 空間數據導出
4.2 屬性合并
4.2.1 問題和數據分析
4.2.2 屬性表合并
4.3 圖形與屬性連接
4.3.1 問題和數據分析
4.3.2 基本原理
4.3.3 地塊空間數據與屬性數據連接
第5章 柵格分析
5.1 柵格基本分析
5.1.1 問題和數據分析
5.1.2 距離制圖
5.1.3 計算密度
5.1.4 鄰域統計
5.2 柵格疊加分析(糧食估產)
5.2.1 問題和數據分析
5.2.2 糧食產量柵格疊加局部統計
5.2.3 糧食產量關聯因素分區統計
5.2.4 權重疊加運算預測糧食產量
5.3 柵格統計分析(農田保護)
5.3.1 問題和數據分析
5.3.2 找出洪水淹沒區域
5.3.3 尋找可耕種區域
5.3.4 確定水壩保護的可耕種區域
5.3.5 選擇面積為數公頃的區域
第6章 矢量分析
6.1 商店選址評價
6.1.1 問題和數據分析
6.1.2 確定商店的服務范圍
6.1.3 分析消費者特征
6.2 洪水災害損失的分析
6.2.1 問題和數據分析
6.2.2 地形地塊數據預處理
6.2.3 洪水災害損失分析
6.3 實驗室選址分析
6.3.1 問題和數據分析
6.3.2 數據預處理
6.3.3 屬性結構編輯
6.3.4 實驗室選址分析
第7章 網絡分析
7.1 路徑分析
7.1.1 問題和數據分析
7.1.2 幾何網絡地理數據庫創建
7.1.3 查找路徑
7.1.4 尋找最佳路線
7.2 連通性分析
7.2.1 問題和數據分析
7.2.2 連通性分析步驟
7.3 尋找最近設施
7.3.1 問題和數據分析
7.3.2 查找最近設施步驟
7.4 創建服務區域
7.4.1 問題和數據分析
7.4.2 創建服務區域步驟
7.5 定位分配
7.5.1 問題和數據分析
7.5.2 定位分配步驟
7.6 多車送貨
7.6.1 問題和數據分析
7.6.2 多車送貨步驟
第8章 統計分析
8.1 屬性統計分析
8.1.1 問題和數據分析
8.1.2 屬性統計
8.1.3 屬性匯總
8.2 空間回歸分析(人口統計)
8.2.1 問題和數據分析
8.2.2 數據預處理
8.2.3 在Excel中利用客戶化工具分析空間數據
8.2.4 在MapGIS K9中進行回歸分析
8.3 時間序列分析
8.3.1 問題和數據分析
8.3.2 時間序列分析方法
8.3.3 時間序列分析過程
8.4 空間中心分析(土壤肥沃度分析)
8.4.1 問題和數據分析
8.4.2 分析土壤類型與鉀元素含量的關系
8.4.3 空間集中性計算
第9章 數字高程模型
9.1 數字高程模型建立
9.1.1 問題和數據分析
9.1.2 GRID模型建立
9.1.3 TIN模型建立
9.1.4 TIN轉GRID
9.2 地形因子分析
9.2.1 問題和數據分析
9.2.2 坡度
9.2.3 坡向
9.2.4 粗糙度
9.2.5 溝脊值
9.2.6 曲率
9.3 可視性分析
9.3.1 問題和數據分析
9.3.2 連線可視性分析
9.3.3 全局可視性分析
9.4 道路選線
9.4.1 問題和數據分析
9.4.2 最短路徑分析
9.4.3 最佳路徑分析
9.5 流域及洪水淹沒分析
9.5.1 問題和數據分析
9.5.2 水文表面流域分析
9.5.3 洪水淹沒分析
9.6 DEM其他應用
9.6.1 問題和數據分析
9.6.2 等高線生成
9.6.3 剖面分析
9.6.4 陰影圖生成
9.6.5 立體圖生成
9.6.6 體積和表面積計算
第10章 數據轉換
10.1 MapGIS與MapInfo間的轉換
10.1.1 問題和數據分析
10.1.2 MapGIS數據轉換成MapInfo數據
10.1.3 將MapInfo數據轉換成MapGIS點、線、面文件
10.2 MapGIS與AutoCAD間的轉換
10.2.1 問題和數據分析
10.2.2 AutoCAD數據轉換成MapGIS
10.2.3 MapGIS數據轉換成AutoCAD數據
10.3 MapGIS與ArcGIS間的轉換
10.3.1 問題和數據分析
10.3.2 MapGIS數據轉換成ArcGIS數據
10.3.3 ArcGIS數據轉換成MapGIS
第11章 綜合應用分析
11.1 燕麥試驗田選址
11.1.1 問題和數據分析
11.1.2 圖像配準
11.1.3 修改地理數據庫
11.1.4 數字化及拓撲造區
11.1.5 圖形裁剪
11.1.6 添加屬性字段
11.1.7 顯示TypeID注記
11.1.8 新建純屬性表
11.1.9 連接屬性
11.1.10 緩沖區分析
11.1.11 疊加分析
11.1.12 確定最后的選址區域
11.2 度假村選址
11.2.1 問題和數據分析
11.2.2 確定以水系為條件的區域
11.2.3 確定Kerri森林以外的區域
11.2.4 確定坡度小于3%的區域
11.2.5 提取年平均溫度高于
16.5 ℃的區域
11.2.6 確定最終的度假村選址
11.3 退耕還林
11.3.1 問題和數據分析
11.3.2 坡度圖制作
11.3.3 退耕還林分析
11.4 MapGIS在成礦預測中的應用
11.4.1 研究區地質概況
11.4.2 數據準備
11.4.3 找礦空間分析
11.5 地質專題圖制作
11.5.1 問題和數據分析
11.5.2 計算機輔助制圖設計
11.5.3 圖形數據輸入
11.5.4 線數據預處理
11.5.5 造區及區編輯
11.5.6 點數據編輯