Learning Geospatial Analysis with Python - Second Edition

Learning Geospatial Analysis with Python - Second Edition pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

出版者:Packt Publishing
作者:Joel Lawhead
出品人:
页数:394
译者:
出版时间:2015-12-31
价格:USD 49.99
装帧:Paperback
isbn号码:9781783552429
丛书系列:
图书标签:
  • python
  • Python
  • Geospatial Analysis
  • GIS
  • Data Science
  • Mapping
  • Spatial Data
  • Geopy
  • Folium
  • Cartography
  • Second Edition
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具体描述

好的,以下是一份针对《Learning Geospatial Analysis with Python - Second Edition》一书的详细内容简介,内容将侧重于描述该书涵盖的技术、应用领域以及学习目标,避免提及原书名和任何AI相关的词汇。 --- 探索地理空间数据科学:Python驱动的深度实践指南 本书是一部面向地理空间分析领域专业人士、数据科学家以及希望掌握前沿空间数据处理与可视化技术的开发者的深度技术手册。它旨在提供一个全面且实用的框架,带领读者从基础概念迈向复杂的高级应用,全面掌握使用现代Python生态系统进行地理空间数据分析的全过程。 本书的叙事结构清晰,从环境配置入手,逐步深入到核心的数据结构、处理流程、高级建模以及最终的部署与应用。内容设计高度聚焦于实际操作与问题解决,强调理论与实践的紧密结合。 第一部分:奠定基础与环境构建 本部分着重于为读者打下坚实的地理空间分析基础,确保读者能够高效地搭建起所需的工作环境。 首先,我们将详细介绍地理空间数据的核心概念,包括坐标参考系统(CRS)、地图投影的原理及其在不同尺度分析中的重要性。内容将涵盖如何理解和区分地理坐标与投影坐标,以及选择正确CRS对分析准确性的决定性影响。 随后,我们将深入探讨Python环境的搭建。这包括推荐的Anaconda/Miniconda环境管理方法,以及安装和配置关键的地理空间库的详细步骤。读者将学习如何管理不同项目间的依赖冲突,确保工作环境的稳定性和可复现性。 核心数据结构是本部分的关键。我们将详尽介绍`Shapely`库,它是处理二维几何对象的基础。学习如何创建、操作点、线、面等基本几何对象,理解拓扑关系(如相交、包含、重叠)的计算方法。同时,也会涵盖如何使用`Fiona`或类似工具读取和写入多种地理空间文件格式(如Shapefile, GeoJSON, GPKG),以及处理数据时的编码和错误处理机制。 第二部分:数据获取、清洗与预处理 地理空间分析的质量往往取决于输入数据的质量。本部分是关于如何高效地获取、清洗和准备数据的实战指南。 数据获取方面,内容将涵盖从公共API(如OpenStreetMap, NASA数据源)获取矢量和栅格数据的方法。读者将学会利用Python库编写脚本自动化数据采集流程。 在数据清洗方面,我们将聚焦于解决现实世界数据中常见的几何拓扑错误、数据空缺和不一致性问题。这包括使用`GeoPandas`进行高级的数据操作,如空间连接(Spatial Joins)、缓冲区分析(Buffering)、几何合并(Union)和几何差异计算。内容将详细解释如何高效地处理大规模数据集,避免内存溢出和性能瓶颈。 栅格数据处理是另一大重点。我们将引入处理栅格数据的核心库,讲解如何读取和写入多层栅格文件,并进行基本的光谱操作,例如波段计算、重采样(Resampling)和掩膜(Masking)。 第三部分:空间统计与分析方法 本部分将带领读者从描述性分析进入到推断性和预测性分析,这是地理空间分析的核心价值所在。 矢量数据分析: 我们将详细介绍如何应用空间统计方法来检验数据分布的随机性、集聚性或分散性。内容包括但不限于:最近邻分析(Nearest Neighbor Analysis)、核密度估计(Kernel Density Estimation, KDE),以及如何在空间上进行聚类分析(如DBSCAN的空间变体)。 栅格数据分析: 深入探讨栅格代数(Map Algebra)在环境建模中的应用。内容将覆盖坡度、坡向、高程剖面分析,以及利用水文模型(如淹没分析)来模拟自然过程。 空间回归与建模: 这是一个高阶主题。我们将介绍如何构建和解释地理加权回归模型(Geographically Weighted Regression, GWR)或其他空间异质性模型。内容将清晰地解释模型选择的标准、诊断统计量的解读,以及如何评估模型的空间拟合优度。读者将学会处理空间自相关问题(如Moran's I的应用)。 第四部分:高级可视化与地图制作 优秀的分析需要清晰的传达。本部分专注于将分析结果转化为专业且引人入胜的可视化作品。 我们将超越基础的静态地图,探索交互式和动态可视化的技术。内容将涵盖如何使用`Folium`或类似的库在Web地图上叠加复杂的分析结果,例如实时更新的热力图、交互式时间序列展示。 对于高质量的印刷或报告用地图,我们将详细讲解如何使用专业的绘图库,如`Matplotlib`与`Cartopy`的集成使用。学习如何精细控制地图元素,包括图例、比例尺、指北针的样式设计,以及如何根据不同的受众需求调整地图的视觉编码(如颜色方案、符号大小)。 此外,还将探讨3D场景的构建,介绍使用Python工具创建沉浸式的地理空间可视化体验。 第五部分:部署、集成与未来趋势 最后一部分关注如何将分析成果投入实际应用,并展望未来的技术发展方向。 Web服务集成: 学习如何利用Python工具(如`GeoServer`的客户端库或Flask/Django框架)来发布和消费OGC标准(如WMS, WFS)的服务。内容将指导读者如何将本地分析结果封装成可供外部调用的API接口。 大数据与性能优化: 针对超大规模数据集(如全球遥感影像或大规模轨迹数据),我们将介绍如何利用并行计算框架(如Dask)或专为空间数据设计的分布式计算工具,以实现高效的数据处理和分析。 机器学习与地理空间数据: 介绍如何将深度学习框架(如PyTorch或TensorFlow)与空间数据相结合,特别是针对遥感图像的分类、目标检测任务。重点讨论如何有效地组织和输入空间特征到模型中,以及如何解释模型输出的空间含义。 总结与展望: 本书的结语部分将回顾核心技能树,并引导读者关注持续学习的路径,例如对云计算平台(AWS/Azure/GCP)上地理空间服务的探索,以及对新型数据源(如点云数据)的处理方法。 目标读者画像: 具备Python基础知识,希望系统化提升其在城市规划、环境科学、资源管理、物流优化或任何需要进行地理空间推理和建模的专业领域中的技术能力。本书假设读者了解基本的编程概念,但无需成为空间分析专家,我们将引导其完成从入门到精通的飞跃。

作者简介

Joel Lawhead 目前是NVision公司的CIO,该公司是业内屡获殊荣的地理信息集成和传感工程服务提供商。他还获得了管理专业人员资格认证(Project Management Professional,PMP),地理信息专业资格认证(certified GIS Professional ,GISP)。

Joel于1997年开始使用Python,从2000年开始使用它进行地理空间软件的开发,也是Learning Geospatial Analysis with Python(第1版)和QGIS Python Programming Cookbook的作者,并且这两本书都是Packt出版的。他撰写的Python Cookbook系列图书由O'Reilly Media出版,其不同版本更是各具特色。除此之外,他还是广受赞誉的开源软件PyShp(Python Shapefile Library)的主要开发人员。他的技术博客是http://geospatialpython.com/,Twitter昵称是@SpatialPython,通过上述方式,用户可以和他讨论地理空间分析中与Python编程相关的话题。

2011年,Joel通过逆向工程处理了Shapefile文件的空间索引格式,帮助地理空间Python工程师Marc Pfister实现了上述索引算法,这一做法有利于世界各地的开发者开发出更易于集成、更健壮的地理空间应用。

Joel作为架构师、项目经理和地理空间应用合作开发者,多次为美国政府机构提供服务,其中包括NASA、FEMA、NOAA、美国海军,以及其他商业和非营利性机构。2002年,由于其领导开发的实时应急响应协作工具(the Real-Time Emergency Action Coordination Tool,REACT)表现杰出,他获得了Esri公司颁发的国际GIS特别成就奖。该软件的主要用途是使用地理空间分析技术进行应急管理。

目录信息

读后感

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用户评价

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作为一名对数据科学充满热情的开发者,我一直渴望将我的Python技能应用到更广泛的领域。地理空间分析,一直是我认为一个潜力巨大但又相对难以入门的领域。我尝试过一些在线教程和零散的资料,但总感觉缺乏系统性和深度。这本书的出现,恰好填补了这一空白。它不仅仅是教授如何使用Python库,更重要的是它构建了一个完整的知识体系,让我能够理解地理空间分析背后的逻辑和原理。书中的内容非常扎实,从地理坐标系、投影的深入讲解,到各种空间算法的应用,比如缓冲区分析、叠加分析、插值分析等等,都解释得非常清晰。特别是关于栅格数据处理的部分,使用Rasterio库可以方便地进行栅格数据的读取、写入、重投影以及各种栅格运算,这对于我理解遥感影像、DEM(数字高程模型)等数据至关重要。书中还涉及了网络分析,利用NetworkX等库可以进行路径查找、最短路径分析等,这对于交通规划、物流优化等应用场景有着直接的帮助。我特别喜欢作者在讲解过程中穿插的一些“最佳实践”和“注意事项”,这些经验性的指导对于避免常见的错误非常有帮助。这本书的深度和广度都让我印象深刻,它让我看到了Python在地理空间分析领域的强大潜力,也让我对未来利用这些技术解决实际问题充满了信心。

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我对地理空间信息领域一直抱有浓厚的兴趣,但过去的学习经历往往局限于使用专业的GIS软件,操作起来总觉得不够灵活,而且学习成本较高。这本书的出现,彻底改变了我的学习方式。它以Python语言为基础,将地理空间分析的理论知识与实践操作完美结合。从最基础的空间数据格式(如Shapefile, GeoJSON)的读取和写入,到利用GeoPandas进行高效的数据处理和空间查询,每一个步骤都讲解得非常细致。我尤其喜欢书中对于空间关系判断(如相交、包含、重叠)以及空间连接等关键概念的阐释,这让我能够更深入地理解地理空间数据的内在联系。书中提供的案例也非常丰富多样,涵盖了从城市规划、环境监测到自然资源管理等多个领域,这些实际应用场景的讲解,让我能够将所学的知识融会贯通,并应用于解决我感兴趣的实际问题。而且,通过Python进行可视化,能够创建出交互式的地图,这对于展示分析结果非常有帮助。这本书不仅仅是教授我如何使用工具,更重要的是它培养了我独立思考和解决地理空间问题的能力。

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这本书的出现,简直就像是打开了一扇通往地理空间分析神秘领域的大门,而且还是用我最熟悉的Python语言来引导。我一直对地理信息系统(GIS)和空间数据分析有着浓厚的兴趣,但苦于缺乏系统性的学习路径和合适的工具。在我接触到这本书之前,我对各种GIS软件和概念的了解就像是零散的地图碎片,无法拼凑出完整的图景。而这本书,就像一位经验丰富的向导,用清晰易懂的语言,循序渐进地为我绘制了一幅详尽的地图。从最基础的空间数据格式(Shapefile, GeoJSON等)的介绍,到如何使用Python库(如GeoPandas, Fiona, Rasterio)来读取、写入和操作这些数据,每一个环节都讲解得非常透彻。特别是GeoPandas,它将Pandas的数据结构与地理空间能力完美结合,极大地简化了数据处理流程,让我能够以一种非常直观的方式来操作空间对象,比如点、线、面,以及它们的属性。书中关于空间关系(相交、包含、重叠等)的讲解,以及如何进行空间查询和空间连接,更是让我恍然大悟,原来那些复杂的GIS操作,在Python的加持下可以变得如此高效和灵活。我尤其欣赏作者在处理实际地理空间问题时所展现出的逻辑思维和问题解决能力,书中提供的案例涵盖了从城市规划、环境监测到资源管理等多个领域,这些鲜活的案例让我能够将理论知识与实际应用紧密联系起来,也激发了我利用Python解决自己感兴趣的地理空间问题的热情。它不仅仅是一本技术手册,更像是一位良师益友,引导我一步步深入探索地理空间分析的奥秘。

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作为一名软件工程师,我一直希望能够将我的编程技能应用到更广泛的领域,而地理空间分析,这个既有技术深度又有实际价值的领域,一直是我关注的焦点。这本书以Python为切入点,为我提供了一个系统且深入的学习路径。作者对地理空间分析基本概念的讲解非常到位,例如坐标系、投影、以及不同类型空间数据(矢量、栅格)的特点和处理方法。GeoPandas库的强大功能,让我能够用非常简洁的代码完成复杂的空间数据操作,例如空间连接、缓冲区分析、叠加分析等,这极大地提高了我的工作效率。书中关于栅格数据处理的部分,对于Rasterio库的介绍也非常详细,让我能够理解遥感影像、DEM数据的读取、重投影、重采样以及各种栅格运算。书中的案例非常贴近实际,让我能够将所学的知识应用到实际问题中,例如城市POI分布分析、交通网络分析等。更重要的是,这本书培养了我用编程思维解决地理空间问题的能力,让我能够更加灵活和高效地应对各种挑战。

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这本书是我在探索Python在地理空间分析领域的学习之旅中遇到的“灯塔”。作为一名有一定编程基础但对GIS概念尚属初学者的我,这本书的逻辑结构和内容安排显得尤为重要。作者以一种非常平易近人的方式,将复杂的地理空间概念和Python编程技术融为一体。开篇对地理坐标系和投影的深入浅出讲解,为后续的学习奠定了坚实的基础。我尤其喜欢书中对于GeoPandas库的详细介绍,它能够让我用DataFrame的方式来处理地理空间数据,极大地简化了数据加载、筛选、合并等操作。而Shapely库在处理几何对象(点、线、多边形)以及进行空间关系判断(如相交、包含)方面的强大功能,也让我对空间数据操作有了更直观的认识。书中提供的案例,从简单的地图可视化到复杂的空间插值和网络分析,都极具启发性。每一步操作都配有清晰的代码示例,并且对代码的逻辑进行了解释,这使得我在学习过程中能够边学边练,及时巩固所学知识。这本书的价值不仅仅在于教会我如何使用工具,更在于它培养了我用编程思维去解决地理空间问题的能力。

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我一直对利用技术来理解和分析我们所处的世界充满热情,而地理空间分析无疑是连接技术与现实世界的重要桥梁。这本书以Python为工具,为我打开了通往这一领域的大门。从基础的地理信息概念,如大地测量学、投影变换,到具体的Python库应用,如GeoPandas、Fiona、Rasterio,作者的讲解既有深度又不失严谨。我特别欣赏书中关于地理空间数据格式的介绍,理解Shapefile、GeoJSON、GeoTIFF等格式的特点和用途,是进行有效数据处理的第一步。书中关于矢量数据处理的部分,利用GeoPandas和Shapely,让我能够进行诸如空间连接、缓冲区分析、几何运算等操作,这些都是GIS分析的核心内容。对于栅格数据,Rasterio库的使用讲解非常详细,包括数据的读取、重投影、重采样以及栅格代数运算,这些操作对于处理遥感影像、DEM等数据至关重要。书中还涉及了数据可视化,通过Matplotlib和Folium等库,可以创建出交互式的地图,这大大增强了分析结果的可读性和传播性。这本书为我提供了一个完整的学习路径,让我能够系统地掌握地理空间分析的技术,并将其应用于实际问题。

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对于任何希望深入了解地理空间数据处理和分析的Python用户来说,这本书无疑是一份宝贵的财富。我长期以来一直在使用Python进行数据分析,但对GIS领域的接触相对有限。这本书成功地弥合了我知识体系中的这一鸿沟。作者的讲解非常系统且深入,从数据准备、预处理,到各种空间分析方法的实现,都提供了清晰的指导。我尤其欣赏书中对于不同空间数据模型(矢量和栅格)的区分以及它们各自的处理方式的详细阐述。对于矢量数据,GeoPandas库的介绍详尽且实用,它将Pandas强大的数据处理能力与地理空间操作无缝结合,极大地提高了工作效率。而对于栅格数据,Rasterio库的讲解则让我能够理解遥感影像、DEM等数据的处理流程,包括数据的读取、重投影、裁剪、重采样以及各种栅格代数运算。书中还涵盖了一些高级话题,比如空间统计、机器学习在地理空间分析中的应用,这些内容为我打开了新的视野,让我看到了将Python的强大能力应用于更复杂的地理空间研究的可能性。这本书不仅提供了技术上的指导,更重要的是传授了解决问题的思维方式,让我能够更加自信地面对各种地理空间分析挑战。

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我一直对地理空间数据及其背后蕴含的丰富信息充满好奇,但以往的学习经历总是受限于传统的GIS软件,学习曲线相对陡峭,且缺乏灵活性。这本书以Python为工具,为我打开了一扇全新的大门。作者的讲解非常系统,从最基础的地理空间概念,如坐标系、投影,到具体的数据处理和分析技术,都进行了详尽的阐述。我尤其喜欢书中对于GeoPandas库的介绍,它将Pandas强大的数据处理能力与地理空间功能相结合,让数据操作变得前所未有的直观和高效。通过GeoPandas,我可以轻松地进行数据的读取、写入、过滤、合并以及各种空间关系判断。书中对矢量空间分析方法的讲解,如缓冲区分析、叠加分析、空间连接等,都配有清晰的代码示例,让我能够边学边练,快速掌握这些核心技能。对于栅格数据,Rasterio库的应用介绍也同样详尽,它使我能够处理遥感影像、DEM等数据,并进行数据重投影、重采样和栅格代数运算。书中的案例非常丰富,覆盖了城市规划、环境科学等多个领域,这些实际应用让我能够将所学的知识与实际问题相结合,并激发出更深入的探索欲望。

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作为一名数据科学家,我深知掌握多样的分析工具对于拓展职业技能的重要性。地理空间分析,这个曾经让我感到有些神秘的领域,因为这本书而变得触手可及。作者以Python为核心,构建了一个非常全面且实用的学习框架。它从最基础的概念,比如不同类型的地理坐标系和投影方式,清晰地解释了它们为何重要以及如何在Python中进行处理。GeoPandas库的引入,更是将我熟悉的Pandas数据结构与强大的地理空间处理能力相结合,使得空间数据的读取、清洗、转换和分析变得前所未有的便捷。书中关于矢量空间分析的讲解,如空间查询、空间连接、缓冲区分析等,都通过具体的代码示例进行了详细阐述,这让我能够快速地掌握这些关键技术。对于栅格数据,Rasterio库的介绍也同样详尽,它让我能够处理遥感影像、DEM等数据,并进行栅格运算和插值分析。书中还涉及了地图可视化,通过Folium等库创建交互式地图,这对于展示分析结果非常有帮助。总而言之,这本书不仅传授了技术,更重要的是培养了我用编程方式解决地理空间问题的能力。

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我是一名初入GIS领域的学生,之前对地理空间数据的处理和分析感到非常茫然。市面上有很多关于GIS的教材,但大多依赖于专业的GIS软件,学习曲线比较陡峭。这本书提供了一个全新的视角,让我可以通过熟悉的Python语言来操纵和分析地理空间数据。它从基础的概念讲起,比如地理坐标系、投影系统,这些基础知识的讲解非常细致,避免了许多新手容易混淆的地方。然后,它逐步引导读者使用GeoPandas、Shapely等Python库来进行空间数据的读取、写入、编辑和可视化。我非常喜欢书中的可视化部分,通过Matplotlib和Seaborn等库,可以轻松地绘制出美观的地图,这对于理解空间数据分布和分析结果非常有帮助。书中的案例也非常贴近实际,比如如何分析城市POI(兴趣点)的分布密度,如何进行缓冲区分析来确定服务范围,这些都让我觉得学习过程非常有意义。更重要的是,它教会了我如何用编程的方式来解决地理空间问题,这比单纯使用软件更加灵活和强大。通过这本书的学习,我不仅掌握了基础的地理空间分析技术,更重要的是培养了用编程思维来解决问题的能力,这对我未来的学习和职业发展都将产生深远的影响。

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