地理信息係統導論（第5版） [Getting Started with Geographic Information Systems(5th Edition)] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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[美] 剋拉剋（Keith C.Clarke） 著，葉江霞，吳明山 譯

圖書標籤:

• GIS
• 地理信息係統
• GIS入門
• 地理學
• 地圖學
• 空間分析
• 遙感
• 環境科學
• 計算機科學
• 地理信息技術

出版社： 清华大学出版社

ISBN：9787302327165

版次：5

商品编码：11323930

品牌：清华大学

包装：平装

外文名称：Getting Started with Geographic Information Systems(5th Edition)

开本：16开

出版时间：2013-09-01

用纸：胶版纸

页数：41

編輯推薦

　　《地理信息係統導論（第5版）》特彆針對GIS專業的學生梳理瞭GIS領域的全貌，以通俗易懂的語言、豐富的示意圖和圖片清楚介紹GIS基礎知識，主題廣泛涉及製圖學、GIS空間分析、GIS最新趨勢和技術動態。此外，讀者還可以通過特色小節“GIS人物專訪”規劃未來的職業生涯提供實驗數據、測試題、PPT講義、RSS訂閱、網上資源鏈接等。

內容簡介

　　《地理信息係統導論（第5版）》共11章，內容涉及GIS發展簡史、地圖學基礎、數據結構、數據獲取與錄入、GIS的管理、空間·分析、地理錶麵問題、地圖學問題、GIS的功能、GIS軟件及基於服務器的工具，然後提供四個案例研究來梳理GIS行業的全貌。
　　通過《地理信息係統導論（第5版）》的閱讀，讀者可以瞭解大地測量學、地圖投影、比例尺及坐標係統相關知識，掌握查找GIS數據的關鍵，知道如何把地圖輸入GIS，如何更高效地製作更精美的地圖。《地理信息係統導論（第5版）》適閤高等院校GIS相關專業的學生閱讀和參考，也適閤GIS從業人員閱讀。

作者簡介

　　Keith C.Clarke，著名地圖學與地理信息科學傢，美國加利福尼亞大學聖芭芭拉校區地理係教授。現任美國國傢地理信息與分析中心（NCGIA）主任，美國國傢研究委員會製圖科學委員會主席。曾獲得美國地質測繪學會最高公民榮譽奬John Wesley Powell奬和大學地理信息科學協會（UCGIS）年度教育傢奬。2006年，Clarke入選ACSM院士，NAS製圖科學委員會主席，並被推舉到國傢地理研究與探索委員會。2007年，Clarke獲得瞭英國利華休姆信托基金研究奬和富布賴特-海斯奬學金。
　　
　　Clarke，擁有倫敦米都塞剋斯大學地理學學位和經濟學學位，美國密歇根大學地理學碩士學位，1982年在密歇根大學獲得分析製圖博士學位。他教授過的課程有地理影像解譯、地圖製作、計算機製圖與分析、地理信息係統導論、地理信息係統的應用問題、製圖編程基礎、、高級製圖編程、地圖變換和製圖學研修課程。
　　
　　葉江霞，西南林業大學教師，中國林科院博士生。主要從事遙感、地理信息係統的教學及科研工作，研究方嚮為3S技術在林學及生態學中的交叉應用。主持縱橫嚮科研課題6項；參與國傢基金、國傢科技支撐項目、國傢林業局公益行業專項、省科技攻關，省院省校閤作等縱嚮課題10餘項，橫嚮課題多項。獲GIS應用授權專利技術4項、計算機軟件著作權8項，雲南省科技進步二等奬及三等奬各1次、參編專著1部、發錶中文核心學術論文多篇。
　　
　　吳明山，西南林業大學教師，碩士。主要從事森林經理方麵的教學及科研工作，側重於GIS地統計模型構建與空間估計研究。主持省級課題l項，參與國傢級課題4項、橫嚮課題多項，參編專著3部，發錶學術論文10餘篇。曆年參與指導全國大學生數學建模競賽，榮獲國傢級二等奬1項，雲南賽區二等奬2項；獲得校級教學比賽二等奬1項，校級教學成果二等奬1項。

內頁插圖

目錄

第1章 什麼是地理信息係統
1.1 引言
1.2 地理信息係統的定義
1.2.1 地理信息係統是一個工具箱
1.2.2 GIS是信息係統
1.2.3 GIS是一種科學方法
1.2.4 GIS是一個價值數十億美元的産業
1.2.5 GIS在社會生活中扮演的角色
1.3 GIS發展簡史
1.4 GIS的信息源
1.4.1 互聯網和萬維網
1.4.2 書籍、期刊及雜誌
1.4.3 專業組織
1.4.4 會議
1.4.5 教育機構和大學
1.5 學習指南
要點一覽
學習思考題
1.6 參考文獻
章節參考
最新著作
專業組織
1.7 重要術語及定義
1.8 GIS人物專訪

第2章 GIS起源於地圖學
2.1 地圖和屬性信息
2.2 地圖比例尺和地圖投影
2.2.1 地球的形狀
2.2.2 地圖比例
2.2.3 地圖投影
2.3 坐標係統
2.3.1 地理坐標
2.3.2 通用橫軸墨卡托坐標係統
2.3.3 軍用格網坐標係統
2.3.4 美國國傢格網係繞
2.3.5 國傢平麵坐標係統
2.3.6 其他係統
2.4 地理信息
2.5 學習指南
要點一覽
學習思考題
2.6 參考文獻
2.7 重要術語及定義
2.8 GIS人物專訪

第3章 地圖數字化
3.1 地圖數字化
3.2 柵格數據
3.3 屬性結構
3.4 地圖的結構化
3.4.1 矢量數據結構
3.4.2 柵格數據結構
3.5 為什麼要關注拓撲
3.6 地理信息係統的數據格式
3.6.1 矢量數據格式
3.6.2 柵格數據格式
3.7 數據轉換
3.8 學習指南
要點一覽
學習思考題
3.9 參考文獻
3.10 重要術語及定義
3.11 GIS人物專訪

第4章 地圖計算機錄入
4.1 模擬地圖與數字地圖
4.2 查找已有的地圖數據
4.2.1 網上數據查找
4.2.2 美國地質調查局
4.2.3 美國國傢海洋和大氣局（NOAA）
4.2.4 美國人口普查局
4.2.5 其他聯邦數據
4.2.6 創建新的數據
4.3 數字化和掃描
4.3.1 數字化
4.3.2 掃描
4.4 野外和影像數據
4.4.1 野外數據采集
4.4.2 屏幕數字化
4.4.3 GPS數據采集
4.4.4 影像和遙感數據
4.5 數據輸入
4.6 編輯和檢驗
4.7 學習指南
要點一覽
學習思考題
4.8 參考文獻
4.8.1 參考書
4.8.2 網址
4.9 重要術語及定義
4.10 GIS人物專訪

第5章 什麼在哪兒
5.1 基礎數據庫管理
5.2 屬性搜索
5.3 地理搜索
5.4查詢界麵
5.5 學習指南
要點一覽
學習思考題
5.6 參考文獻
5.7 重要術語及定義
5.8 GIS人物專訪

第6章 為什麼在那兒
6.1 描述性屬性
6.2 統計描述
6.2.1 統計圖
6.2.2 箱型圖
6.2.3 均值、方差和標準差
6.2.4 統計測試
6.3 空間描述
6.3.1 均值中心
6.3.2 標準距離
6.3.3 最近鄰域統計
6.3.4 地理特徵和統計
……
第7章 錶麵分析
第8章 GIS製圖
第9章 如何選擇一個GIS
第10章 GIS在行動
第11章 GIS的未來

前言/序言

　　前幾天，我在超市排隊等著結賬時偶然聽到下麵的對話：
　　“鞦季你就要去讀大學瞭，你打算學什麼？”
　　“我想學GIS專業，做環境方麵的研究，你知道那是做什麼的嗎？”
　　“哇哦，我當然清楚那是做什麼的瞭。”
　　我輕笑，因為在我十四年前寫這本書的第1版時，GIS經曆瞭從地理學書呆子都難以理解的技術轉變成為日常生活中心。當我1996年穿越美國搬往加利福尼亞時，那時還沒有GoogleMaps或GoogleEarth，GPS也隻是早些年剛剛用於軍事方麵，大多數GIS軟件也是初露頭角，而且又昂貴。真的是變化太大瞭，GIS已經變得影響如此之大。
　　每一年鞦季，又一批莘莘學子步入課堂。早在1996我寫這本書時就考慮到許多高級GIS書籍忽略瞭滿足高等教育基地教學服務的初衷。很高興的是，這本書還能受到新一代纔華橫溢，並希望用科學來改善惡化的世界環境的學者的追捧。我希望他們能愉快學習，為齣人頭地而挑戰自我。我希望能一如既往地讓大傢在沒有太多痛苦和睏難的情況下涉足GIS。
　　第5版包含一個全新的地形分析章節。這部分內容對於諸如LiDAR新一代的傳感器和AsterGDEM和SRTM這樣的數據集非常重要，它們是進行全球尺度的地形分析的前提，此外，很少有GIS學生熟悉地形變換分析工具，而且GIS長期停留於二維現實空間的研究。為使學習更方便、輕鬆，我在原來版本每章末的學習指南上進行瞭完善。仔細閱讀第4版的評論後，我在每章介紹地理主題藝術品時引入瞭卡通圖片。稱其為我的2%的藝術，我堅信藝術是製圖學的一部分。至於引用，我想英國人也能適應美國人的生活方式，但又不失英國人的幽默，至少我能將二者結閤起來。
　　第1章介紹GIS領域及一小部分曆史，還介紹瞭相關組織和其他信息源以及可以查找到的幫助。我稱其為自助學習，利用萬維網可以輕鬆獲取信息。第2章涵蓋基本的地圖學：大地測量學、地圖投影、比例尺及坐標係統。沒有這些資料，GIS在很大程度上還是一個謎，所以，我堅持把這部分內容置前。第3章介紹數據結構，對數據結構的理解是學生們查找GIS數據的關鍵。第4章涉及數據獲取與錄入，包含大量Internet服務器上的備用數據，以及怎樣將地圖輸入到GIS。

深入探索數據驅動的決策：現代空間分析與應用 本書旨在為讀者提供一個全麵且深入的框架，用以理解和掌握現代空間分析的理論基礎、核心技術及其在各個行業中的實際應用。我們聚焦於如何利用先進的空間數據處理工具和方法論，將海量地理信息轉化為可執行的洞察力，從而驅動更智能、更可持續的決策製定過程。 第一部分：空間科學的基石與現代數據範式 本捲首先建立起對空間科學的宏觀認知，明確地理信息在當代信息架構中的戰略地位。我們不再將地理信息視為簡單的地圖繪製，而是將其定位為連接物理世界與數字世界的關鍵橋梁。 1. 空間認知的演進與哲學基礎： 我們將迴顧空間數據處理範式從傳統的製圖學到現代信息科學的轉變。探討描述空間關係的基本理論，如拓撲關係、度量關係和順序關係。深入分析不同空間數據模型（如矢量模型、柵格模型以及新興的離散全球網格係統，如DGGS）在處理現實世界復雜性和連續性問題上的優勢與局限性。重點討論瞭空間參考係統（SRS）的構建、大地測量學基礎以及投影方法的選擇對分析精度和結果解釋的決定性影響。 2. 現代空間數據采集與管理： 本部分詳細闡述瞭當前獲取高質量空間數據的多源異構技術。 遙感技術的前沿進展： 不僅覆蓋瞭光學和雷達遙感的基礎原理，更側重於高光譜數據、閤成孔徑雷達（SAR）的乾涉測量（InSAR）在形變監測中的應用，以及無人機（UAS/Drone）係統在城市級高精度快速普查中的整閤策略。討論瞭如何處理大規模、高頻次遙感數據的輻射定標、大氣校正和幾何糾正。 全球導航衛星係統（GNSS）的精度提升： 超越基礎定位，深入探討瞭實時動態定位（RTK）和精密單點定位（PPP）如何提供厘米級甚至毫米級的絕對精度，這對基礎設施監測和自動駕駛至關重要。 數據庫架構與空間擴展： 詳細分析瞭關係型數據庫與對象關係型數據庫中空間數據類型的實現，重點介紹PostGIS等空間數據庫擴展的架構優勢。討論瞭大規模空間數據集的索引策略（如R-tree, Quadtree）以及如何構建支持高性能事務和分析的空間數據倉庫（Spatial Data Warehouse）。 第二部分：核心空間分析技術與建模 本部分是本書的實踐核心，側重於從數據到洞察的轉換過程，即如何運用數學和計算方法解決實際的空間問題。 3. 空間統計學：發現隱藏的模式： 我們強調，空間分析的核心在於處理數據的“空間自相關性”——即地理上相近的事物傾嚮於相似。 描述性空間統計： 涵蓋瞭點分布模式分析（如最近鄰分析、Ripley's K函數），密度估計（如核密度估計 KDE），以及空間集中度測量（如Moran's I，Geary's C）。 推斷性空間統計與建模： 深入講解瞭空間迴歸模型，如普通最小二乘法（OLS）在空間數據麵前的局限性。重點介紹並實踐瞭空間滯後模型（SAR）和空間誤差模型（SEM），以及地理加權迴歸（GWR）如何捕捉空間異質性，實現局部化參數估計。 時空分析基礎： 介紹瞭事件模式分析（如J-function），以及如何利用時空立方體結構對時間序列的空間演變進行有效挖掘。 4. 高級空間建模與模擬： 本章聚焦於構建預測性和解釋性的空間模型。 網絡空間分析： 詳細闡述瞭圖論在交通、公用事業和物流中的應用。涵蓋最短路徑算法（Dijkstra, A），服務區分析（Isocrone/Isochrone），以及設施選址問題（如設施選址優化、最大覆蓋問題）。討論瞭如何處理動態、時變的交通網絡數據。 地統計學與插值： 深入講解瞭剋裏金（Kriging）方法的原理，包括各嚮異性變異函數的建立、最優權重計算，以及普通剋裏金、指示剋裏金和協同剋裏金在環境科學中的應用。對比瞭確定性插值方法（如IDW, Spline）的適用場景。 過程建模與模擬： 引入瞭元胞自動機（CA）模型在土地利用變化、城市擴展模擬中的應用框架。討論瞭基於主體的模型（ABM）如何集成個體決策邏輯，以模擬復雜係統的湧現行為。 第三部分：新興技術集成與應用前沿 本部分將視角轉嚮信息技術的交匯點，探討如何將空間能力嵌入到更廣闊的計算生態係統中。 5. 空間計算與雲計算範式： 麵對PB級空間數據的挑戰，我們探討瞭將分析工作流遷移至高性能計算環境的策略。 分布式空間處理框架： 介紹瞭如何利用MapReduce或Spark等分布式計算架構來加速大規模柵格運算和空間連接操作。探討瞭雲原生GIS架構的優勢，包括彈性伸縮和按需計算。 實時空間流處理： 討論瞭如何處理和分析物聯網（IoT）和移動設備産生的高速空間數據流，包括滑動窗口分析和實時異常檢測。 空間數據基礎設施（SDI）與數據共享： 闡述瞭開放地理空間聯盟（OGC）標準在構建互操作性強的空間服務（如WMS, WFS, WCS）中的核心作用，以及如何構建和維護企業級或區域級的SDI。 6. 深度學習與空間智能： 這是現代空間分析發展最快的領域之一。 捲積神經網絡（CNN）在圖像分析中的應用： 詳細講解瞭如何訓練CNN模型進行高精度地物分類（如麵嚮高分辨率衛星影像的建築、植被識彆）和目標檢測。 圖神經網絡（GNN）的空間依賴建模： 探討瞭GNN如何自然地模擬復雜的空間關係網絡，尤其在交通預測、社會經濟數據空間相互作用建模中的潛力。 可解釋性AI（XAI）在空間決策中的挑戰： 討論瞭如何打開“黑箱”，理解深度學習模型做齣特定空間預測的驅動因素，以增強模型在關鍵基礎設施規劃中的可靠性。 第四部分：倫理、治理與未來方嚮 7. 空間數據的社會責任與治理： 本書最後強調瞭空間數據使用者必須承擔的社會責任。討論瞭隱私保護技術（如差分隱私在空間聚閤中的應用），數據偏差（Bias）對社會公平性分析的影響，以及如何確保空間分析結果不會加劇社會不平等。同時，也為讀者指明瞭未來研究和職業發展的方嚮，包括數字孿生（Digital Twins）的構建、沉浸式空間可視化（XR/VR）的集成，以及空間計算在應對全球氣候變化和城市韌性建設中的關鍵作用。 本書的結構設計旨在引導讀者，不僅要掌握操作軟件的“技術”，更要理解驅動這些技術背後的“科學原理”和“分析思維”，從而成為能夠駕馭復雜空間信息環境的專業人纔。

评分☆☆☆☆☆

這本書在理論和實踐之間找到瞭一個絕佳的平衡點。雖然是以“導論”為名，但它並沒有局限於泛泛而談，而是深入到瞭GIS的核心技術和工作流程。我被書中關於“空間關係”的講解所打動，如何通過數學模型和算法來描述和分析地理要素之間的相互作用，例如距離、連通性、鄰近性等等。作者還詳細介紹瞭不同類型地理數據的特點和處理方法，包括矢量數據、柵格數據以及相關的數據庫管理。我尤其對書中關於“空間統計”的介紹感到興奮，它將統計學的方法應用於地理數據，能夠發現隱藏在空間中的規律和趨勢。雖然我還沒有機會去使用相關的軟件，但這本書為我打下瞭堅實的理論基礎，讓我對GIS的工作原理有瞭清晰的認識，也讓我對接下來的學習和實踐充滿瞭期待。

评分☆☆☆☆☆

這絕對是我讀過的最“接地氣”的技術類書籍之一。作者在講述GIS的原理和技術時，並沒有使用過於晦澀的專業術語，而是巧妙地將復雜的概念融入到實際的生活場景中。例如，在講解投影和坐標係時，作者用到瞭我們日常生活中熟悉的地圖，然後解釋瞭為什麼不同地圖看起來會有差異，以及GIS是如何處理這些差異的。我還特彆欣賞書中關於“地圖語言”的解讀，如何通過符號、顔色、文字等元素來傳達地理信息，以及如何設計一張既美觀又實用的地圖。這本書讓我認識到，GIS不僅僅是技術，更是一門關於如何理解和錶達空間信息的藝術。書中還提到瞭許多關於GIS倫理和數據隱私的討論，這讓我意識到，在使用如此強大的技術時，也需要考慮其社會影響。讀完這本書，我不再將GIS看作是一個冰冷的工具，而是將其視為一種理解和連接世界的有力方式。

评分☆☆☆☆☆

這本書簡直是打開瞭新世界的大門！一直對地理信息係統（GIS）這個概念模糊不清，以為就是畫地圖的，但讀完這本書，我纔意識到它的強大和廣泛的應用。作者用非常易懂的語言，從最基礎的GIS概念講起，比如空間數據是什麼，我們怎麼理解它，它又如何被存儲和管理。我特彆喜歡他舉的那些生動的例子，比如如何用GIS來分析城市交通流量，預測自然災害的發生區域，甚至是如何規劃一個公園的綠化。讀的過程就像在上一堂非常精彩的實踐課，每一章都讓我對GIS的理解更深入一層。書中關於數據采集、處理和分析的講解，條理清晰，循序漸進，即使是沒有任何GIS基礎的讀者，也能輕鬆跟上。我尤其驚訝於GIS在環境保護、農業發展、甚至是公共衛生領域的應用，這讓我對未來的職業選擇有瞭新的思考。我本來以為GIS是計算機科學的某個分支，但這本書讓我看到瞭它和我們生活息息相關的方方麵麵，真是有種“原來如此”的豁然開朗。

评分☆☆☆☆☆

這本《地理信息係統導論》簡直是我期待已久的“寶藏”。作者以一種非常人性化的方式，帶領我一步步走進瞭GIS的奇妙世界。我之前對GIS的理解非常片麵，以為隻是簡單的地圖繪製，但這本書徹底顛覆瞭我的認知。從數據采集的各種方法，到不同類型地理數據的優缺點，再到復雜的空間分析技術，作者的講解層層遞進，邏輯清晰。讓我印象深刻的是，書中不僅介紹瞭GIS的“是什麼”和“怎麼做”，更強調瞭“為什麼這麼做”，這使得我在學習過程中不僅知其然，更知其所以然。書中列舉瞭大量生動有趣的案例，讓我能夠將抽象的概念與實際應用聯係起來，例如如何利用GIS進行城市規劃、環境保護、資源管理等，這些都極大地激發瞭我對GIS的興趣。這本書讓我看到瞭GIS在解決現實問題中的巨大潛力，也讓我對未來的學習方嚮有瞭更明確的規劃。

评分☆☆☆☆☆

這本書的深度和廣度都讓我印象深刻，絕對不是一本淺嘗輒止的入門讀物。作者在介紹基本概念之後，迅速深入到更復雜的GIS技術和應用場景。我被書中關於空間分析技術的講解深深吸引，例如緩衝區分析、疊加分析、網絡分析等等，這些工具的應用讓地理數據變得“活”瞭起來，能夠迴答很多“為什麼”和“怎麼辦”的問題。書中還詳細介紹瞭各種GIS軟件的功能和操作，雖然我還沒有親自動手實踐，但光是看文字描述，就能想象齣這些工具的強大之處。我特彆喜歡作者對於“數據可視化”的強調，如何將復雜的數據轉化為直觀易懂的地圖和圖錶，這對於信息的傳播和決策至關重要。此外，書中還觸及瞭GIS在智慧城市建設、土地管理、災害應急等前沿領域的應用，讓我看到瞭GIS作為一種強大的決策支持工具的潛力。這本書不僅教會瞭我“是什麼”，更教會瞭我“怎麼用”，讓我對GIS的實際操作和應用有瞭更清晰的認知。

评分☆☆☆☆☆

２、成立全面深化改革领导小组——中央成立全面深化改革领导小组，负责改革总体设计、统筹协调、整体推进、督促落实。

评分☆☆☆☆☆

１、全面深化改革总目标——完善和发展中国特色社会主义制度，推进国家治理体系和治理能力现代化。

评分☆☆☆☆☆

４、市场在资源配置中起决定性作用——经济体制改革是全面深化改革的重点，核心问题是处理好政府和市场的关系，使市场在资源配置中起决定性作用和更好发挥政府作用。建设统一开放、竞争有序的市场体系，是使市场在资源配置中起决定性作用的基础。

评分☆☆☆☆☆

全会指出，全面深化改革的总目标是完善和发展中国特色社会主义制度，推进国家治理体系和治理能力现代化。必须更加注重改革的系统性、整体性、协同性，加快发展社会主义市场经济、民主政治、先进文化、和谐社会、生态文明，让一切劳动、知识、技术、管理、资本的活力竞相迸发，让一切创造社会财富的源泉充分涌流，让发展成果更多更公平惠及全体人民。

评分☆☆☆☆☆

全会提出，创新社会治理，必须着眼于维护最广大人民根本利益，最大限度增加和谐因素，增强社会发展活力，提高社会治理水平，维护国家安全，确保人民安居乐业、社会安定有序。要改进社会治理方式，激发社会组织活力，创新有效预防和化解社会矛盾体制，健全公共安全体系。设立国家安全委员会，完善国家安全体制和国家安全战略，确保国家安全。

评分☆☆☆☆☆

３、设立国家安全委员会——设立国家安全委员会，完善国家安全体制和国家安全战略，确保国家安全。

评分☆☆☆☆☆

Clarke，拥有伦敦米都塞克斯大学地理学学位和经济学学位，美国密歇根大学地理学硕士学位，1982年在密歇根大学获得分析制图博士学位。他教授过的课程有地理影像解译、地图制作、计算机制图与分析、地理信息系统导论、地理信息系统的应用问题、制图编程基础、、高级制图编程、地图变换和制图学研修课程。叶江霞，西南林业大学教师，中国林科院博士生。主要从事遥感、地理信息系统的教学及科研工作，研究方向为3S技术在林学及生态学中的交叉应用。主持纵横向科研课题6项；参与国家基金、国家科技支撑项目、国家林业局公益行业专项、省科技攻关，省院省校合作等纵向课题10余项，横向课题多项。获GIS应用授权专利技术

评分☆☆☆☆☆

选了半天选的这本，很通俗易懂，适合刚毕业没有GIS基础的同学学习，只是翻译书籍，对于坐标系这块讲的都是国际标准，没有国内的。

评分☆☆☆☆☆

２、成立全面深化改革领导小组——中央成立全面深化改革领导小组，负责改革总体设计、统筹协调、整体推进、督促落实。