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第1章 概述1

1.1地理信息系统1

1.1.1简介1

1.1.2发展趋势2

1.2地理信息科学4

1.2.1从系统到科学的飞跃4

1.2.2科学问题7

第2章 地理数据模型14

2.1地理空间概念化14

2.2场16

2.2.1模型16

2.2.2空间自相关19

2.2.3尺度21

2.3对象23

2.3.1模型23

2.3.2矢量数据结构26

2.3.3面向对象的数据模型27

2.4网络29

2.4.1模型29

2.4.2线性参考与动态分段31

2.5时空表达34

2.5.1基于位置的模型34

2.5.2基于空间实体的模型35

第3章 地球参考与地理坐标系38

3.1大地测量学基础38

3.1.1大地水准面和地球椭球体38

3.1.2高程和深度参考系39

3.1.3用水平面代替水准面的限度40

3.2坐标系统与坐标转换42

3.2.1坐标系统42

3.2.2坐标转换45

3.3地图投影53

3.3.1基本概念53

3.3.2常见的地图投影55

3.4离散网格60

3.4.1 网格与地理格网60

3.4.2全球离散格网62

第4章 测量与数据获取66

4.1地形测量67

4.1.1控制测量与地形测图68

4.1.2数字测图69

4.1.3基于地形图的数据提取71

4.2测量数据处理72

4.2.1条件平差72

4.2.2间接平差73

4.3 GPS原理75

4.3.1伪距测量与载波相位测量77

4.3.2差分GPS81

4.4 GPS数据处理83

4.4.1伪距数学模型83

4.4.2双差分载波相位数学模型83

4.4.3自由电离层84

4.4.4最小二乘法85

4.4.5 GPS测量定位误差86

第5章 遥感数据获取89

5.1摄影测量原理89

5.1.1成像方程及其应用89

5.1.2相对定向与绝对定向94

5.1.3解析空中三角测量97

5.2数字摄影测量98

5.2.1影像匹配99

5.2.2影像特征提取102

5.2.3数字微分纠正106

5.3遥感物理基础112

5.3.1物体的发射辐射113

5.3.2地物的反射辐射115

5.4遥感数据与处理117

5.4.1遥感数据特性118

5.4.2遥感数据处理121

5.4.3定量遥感128

第6章 数字地形分析134

6.1数字高程模型134

6.2坡度、坡向和表面曲率138

6.2.1坡度和坡向138

6.2.2地形曲率139

6.3地形因子的计算143

6.3.1基于格网DEM的坡度、坡向计算方法143

6.3.2基于TIN的算法148

6.3.3曲率计算150

6.4立体透视图154

6.5地形形态特征线的提取157

6.5.1单流向算法158

6.5.2多流向算法159

6.6流域分析162

6.6.1流域描述162

6.6.2水流网络计算167

第7章 空间对象的几何计算171

7.1线段方程及其应用171

7.2直线生成算法173

7.2.1 DDA算法174

7.2.2 Bresenham画线算法175

7.2.3并行画线算法178

7.3区域填充180

7.3.1扫描线多边形填充算法180

7.3.2内—外测试184

7.3.3曲线边界区域的扫描线填充185

7.3.4边界填充算法185

7.3.5泛滥填充法187

7.4二维裁剪189

7.4.1点的裁剪189

7.4.2线段的裁剪189

7.4.3多边形的裁剪197

7.4.4曲线的裁剪201

7.4.5外部裁剪201

第8章 网络分析203

8.1路径分析203

8.1.1最小累积耗费路径203

8.1.2最短路径分析207

8.2连通分析214

8.3资源分配218

8.3.1选址问题219

8.3.2分配问题221

第9章 空间抽样224

9.1抽样的统计学基础224

9.1.1总体与样本224

9.1.2抽样问题的描述226

9.2简单随机抽样228

9.2.1概述与使用228

9.2.2简单估计法（SE法）232

9.3分层抽样法236

9.3.1概述与使用236

9.3.2分层抽样的简单估计法（SSE法）244

9.4实例248

9.4.1基于相对有效性的整群抽样方案248

9.4.2以最大地减小克里金方差为目标，寻找最理想的采样方案249

第10章 空间插值255

10.1概述255

10.1.1概念255

10.1.2空间插值的源数据256

10.1.3空间插值方法的分类257

10.2距离倒数加权方法262

10.3基于TIN的空间插值265

10.3.1确定包含内插点的三角形265

10.3.2基于三角面的插值方法267

10.3.3基于磨光函数的光滑连续插值方法268

10.3.4基于TIN的插值方法评述272

10.4趋势面方法272

10.4.1模型273

10.4.2方法274

10.5薄板样条275

第11章 空间预测的克里格法278

11.1克里格法基本原理278

11.2简单克里格法与普通克里格法280

11.2.1普通克里格法的解算过程280

11.2.2点克里格法的计算实例284

11.2.3块段普通克里格法的计算实例286

11.3指示克里格法288

11.3.1指示变异函数288

11.3.2指示克里格方程组288

11.4泛克里格法和协同克里格法289

11.4.1泛克里格法289

11.4.2协同克里格法290

第12章 空间多变量分析292

12.1地图叠置292

12.1.1要素类型与地图叠置292

12.1.2地图叠置方法293

12.1.3破碎多边形295

12.1.4地图叠置中的误差传播296

12.2多准则评价297

12.2.1传统MCE方法297

12.2.2模糊评价方法298

12.3相关分析302

12.3.1两要素之间相关程度的测定302

12.3.2多要素间相关程度的测定303

12.4主成分分析305

12.4.1主成分分析的基本原理305

12.4.2主成分分析的计算步骤306

12.5空间聚类307

12.5.1主要聚类方法的分类308

12.5.2层次聚类分析步骤309

12.5.3模糊聚类分析312

12.5.4其他聚类算法316

第13章 空间模型318

13.1二值模型与指数模型319

13.1.1二值模型319

13.1.2指数模型321

13.2线性回归模型326

13.2.1回归模型326

13.2.2平方和326

13.2.3高斯最小二乘法估计回归参数327

13.3二值Logit模型330

13.3.1选择的概率模型330

13.3.2最大似然估计332

13.3.3 Logit模型的性质335

13.4系统模型与过程模型337

13.4.1系统模型337

13.4.2过程模型338

第14章 时间序列分析340

14.1趋势分析341

14.2周期分析345

14.3随机时间序列分析347

14.3.1时序模型的识别350

14.3.2模型的参数估计352

14.3.3时间序列的预测355

14.4基于时间序列分析的土地覆盖遥感356

第15章 误差与空间不确定性363

15.1精度评估364

15.1.1精度与准确性364

15.1.2连续场精度365

15.1.3类别场精度367

15.1.4位置精度368

15.1.5置信区间和样本大小370

15.1.6假设检验371

15.2误差传播374

15.2.1解析方法375

15.2.2随机模拟方法378

15.3空间不确定性381

15.3.1概率论与模糊集合381

15.3.2方法与应用384

参考文献388