地理信息系统分析与实践教程

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页数:299
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出版时间:2012-1
价格:46.00元
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isbn号码:9787121153402
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  • GIS
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  • 地理信息系统
  • 空间分析
  • 遥感
  • 地图学
  • 实践教程
  • 地理信息技术
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  • QGIS
  • 数据处理
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具体描述

《地理信息系统分析与实践教程》简要介绍了GIS软件MapGIS K9的基本组成及主要特点,阐述了MapGIS K9在地图数字化、专题图制作、地图投影、误差校正、影像匹配、属性表建立、地理数据库创建、栅格分析、矢量分析、网络分析、地形表面分析、数据转换等方面的应用,广泛涉及土地利用、灾害评估、洪水淹没、矿产预测、农田保护、退耕还林、土壤分析、粮食估产、人口统计、道路选线、资源分配、多车送货以及旅游胜地、商店和实验室选址等方面的内容。《地理信息系统分析与实践教程》注重理论与实践、软件与工程、教学与科研、项目与应用、基础与综合等方面的结合。教材融入了大量生产与科研成果,以及大量工程项目应用案例。

《地理信息系统分析与实践教程》可作为地理信息系统、遥感科学与技术、测绘工程、信息工程、软件工程、地图学、地理学、通信工程、环境科学、地质学、计算机科学、管理学等专业本科生和研究生教材,也可供地质矿产、国土资源、地理测绘、市政工程、城乡规划、交通旅游、空间信息、环境科学、水利水电、精准农业、灾害评估、作战指挥等领域的研究人员使用。

《遥感图像处理与高级应用》 作者: 张 伟,李 明,王 芳 出版社: 科学技术文献出版社 出版日期: 2023 年 10 月 --- 内容简介: 本书《遥感图像处理与高级应用》聚焦于现代遥感技术的核心——遥感图像的获取、辐射校正、几何校正、信息提取以及面向特定行业的深度应用。全书基于最新的遥感理论和主流的商业及开源软件平台,旨在为读者提供一套系统、深入且具有高度实践指导意义的专业教程。本书内容详实,逻辑严谨,涵盖了从基础理论到复杂应用的全流程技术栈,力求培养读者独立分析和解决复杂遥感问题的能力。 本书共分为 六个主要部分,详细阐述了遥感影像的生命周期及其在不同科学与工程领域中的价值转化过程。 --- 第一部分:遥感影像基础与数据预处理 本部分首先奠定了读者理解后续高级分析的基础。它深入探讨了电磁波谱在对流层中的传播特性,以及不同传感器(如光学、雷达、高光谱)的工作原理及其数据特性差异。 关键内容包括: 1. 遥感影像的物理模型: 详细解析了传感器观测值与地物真实辐射(或反射率)之间的物理关系,包括大气层、地表反射、传感器辐射定标等环节。 2. 辐射定标与校正: 详尽介绍了将原始数字值(DN)转换为具有物理意义的大气顶层反射率或地表反射率的流程。重点讲解了辐射传输模型(如MODTRAN)的应用,以及如何使用标准反射率目标进行绝对定标。 3. 几何校正与配准: 系统阐述了影像几何畸变(如平台运动、传感器扫描、地形起伏)的来源和校正方法。内容涵盖了RPC模型、数字高程模型(DEM)辅助的绝对几何校正,以及多源影像间的相对和绝对配准技术,为后续的长时间序列分析奠定精度基础。 --- 第二部分:图像增强与特征增强技术 本部分专注于提升人眼对影像的判读能力,并为计算机自动化分析做准备。这部分内容超越了基础的灰度拉伸,深入到信息优化层面。 关键内容包括: 1. 对比度增强技术: 详细对比了直方图均衡化(HE)、限制对比度自适应直方图均衡化(CLAHE)在不同场景下的优劣。强调了在处理大动态范围遥感数据时,如何选取合适的增强算法以避免信息损失。 2. 空间域滤波技术: 深入讲解了锐化滤波(如拉普拉斯、高通滤波)和噪声抑制滤波(如中值滤波、Lee滤波、Frost滤波)。特别关注了针对机载SAR数据的乘性噪声(斑点噪声)的有效抑制方法及其对特征提取精度的影响。 3. 变换域增强: 讲解了主成分分析(PCA) 和 最小噪声分离变换(MNF) 在数据压缩和信息增强中的应用。重点阐述了如何通过变换域方法分离出主要信息波段,优化后续分类器的输入数据。 --- 第三部分:面向分类的高级光谱分析 本部分是深度学习应用之前的传统光谱分析技术的集大成者,侧重于如何从光谱维度精确识别地物类别。 关键内容包括: 1. 光谱角填图(SAM): 详细剖析了如何利用光谱角作为度量相似性的指标,实现对高光谱数据的精确分类,特别是在处理“端元” 不纯净区域时的鲁棒性。 2. 面向对象分类(OBIA)的进阶应用: 重点讲解了从像素级到对象级分析的转变,包括多尺度分割算法(如多分辨率分割)、特征集的构建(形状、纹理、光谱特征的融合),以及如何利用决策树或支持向量机(SVM)对对象进行分类。 3. 混合像元分解(Spectral Unmixing): 探讨了如何利用端元识别算法(如NFINDR, PPI)和线性/非线性混合模型,反演出图像中单个像元内不同地物组分的百分比,这对于城市尺度和植被健康评估至关重要。 --- 第四部分:雷达遥感(SAR)数据处理与应用 鉴于合成孔径雷达(SAR)在全天时、全天候观测中的重要性,本部分专门构建了一个关于SAR数据处理的独立模块。 关键内容包括: 1. SAR数据预处理: 重点讲解了后向散射系数的标定、斑点噪声抑制(如基于分数阶傅里叶变换的方法),以及地形导致的几何失真(如叠掩、阴影)的校正。 2. 干涉测量技术(InSAR): 系统介绍差分干涉测量(DInSAR) 的原理,包括基线选择、相位解缠(如快速傅里叶变换法、最小费用流法)和形变速率的提取。内容覆盖了地壳形变监测和高精度DEM生成。 3. 极化SAR(PolSAR)分析: 深入讲解了散射分解技术(如Freeman-Durden分解、Cloude-Pottier分解),并结合面向森林、湿地等复杂地物的应用实例,展示如何利用极化信息反演地表结构参数。 --- 第五部分:高分辨率影像的纹理分析与三维重建 随着传感器分辨率的提高,影像中的空间和几何信息变得愈发重要。本部分着重于从高分数据中提取结构信息。 关键内容包括: 1. 纹理特征提取: 详细介绍了灰度共生矩阵(GLCM) 在纹理特征量化中的应用,包括惯性矩、熵、对比度等十二大特征的计算及其在地物分类(如不同类型林分、城市建筑类型区分)中的判读价值。 2. 立体像对与DSM/DTM生成: 阐述了如何利用多视角的航空或高分卫星影像进行空中三角测量,重点讲解了稀疏匹配、密集匹配(如BM、GC-Stereo)算法,以及基于匹配结果生成高精度数字地表模型(DSM) 的流程。 3. 三维场景重建与可视化: 介绍了如何将提取的纹理信息与DSM结合,创建逼真的三维城市模型(3D City Model),并讨论了基于LiDAR点云数据与光学影像融合的建模方法。 --- 第六部分:面向前沿领域的集成应用案例 本部分将前述所有技术整合,展示遥感数据在解决实际复杂问题时的能力。 关键内容包括: 1. 长期植被动态监测与产量估算: 探讨了如何利用长时间序列的NDVI/EVI数据,结合时间序列分解模型(如LandTrendr, BFAST),识别植被变化的拐点,并结合作物模型进行区域尺度的产量预估。 2. 城市热岛效应与土地利用/土地覆盖(LULC)变化监测: 结合热红外数据和光学数据,讲解了地表温度(LST)的反演,以及基于高分辨率影像的不透水面提取和城市扩张的定量分析。 3. 灾害快速响应与评估系统构建: 重点讲解了如何快速利用变化检测技术(如指数差法、特征空间分析法)对洪水、火灾后的受损区域进行自动提取和等级划分,并接入应急决策支持系统。 --- 适用对象: 本书适合地理信息科学、环境科学、资源管理、城市规划、测绘工程等专业的高年级本科生、研究生,以及从事遥感数据处理、应用开发和科学研究的专业技术人员作为深入学习和工具书使用。阅读本书前建议具备基础的遥感原理和遥感软件操作知识。

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读后感

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用户评价

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这本书对于“空间数据建模与数据库构建”的讲解,具有非常高的实践指导意义。我过去在数据库设计方面经验较少,常常在如何有效地存储和管理地理空间数据方面感到困惑。作者从地理要素的抽象化开始,详细介绍了点、线、面、体等不同几何类型,以及如何为这些要素赋予丰富的属性信息,构建出具有实际意义的空间模型。随后,他深入讲解了关系型数据库和非关系型数据库在GIS中的应用,以及如何利用SQL和GIS数据库工具进行数据的组织、检索和管理。我尤其对书中关于“PostGIS数据库的构建与应用”的章节印象深刻,作者详细演示了如何安装和配置PostGIS,如何创建空间表,如何使用空间函数进行查询和分析,以及如何与其他GIS软件进行连接。这为我构建和管理自己的地理空间数据库提供了非常有价值的参考。通过对这部分内容的学习,我不仅提升了对空间数据建模和数据库管理的认识,也掌握了构建高效、可靠的地理空间数据库的关键技术。

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作者在“地理信息系统软件操作实践”部分,为我提供了极大的帮助。我过去在使用ArcGIS或QGIS时,常常会遇到一些操作上的困惑,尤其是在处理一些比较复杂的功能时。这本书通过大量的截图和详细的操作步骤,将软件的使用过程清晰地展示出来,让我能够一步步地跟着进行实践,从而熟练掌握各种软件功能。我印象最深刻的是关于“空间数据编辑与拓扑建模”的章节,作者非常细致地讲解了如何创建、修改和管理地理空间数据,包括如何绘制点、线、面要素,如何进行属性编辑,以及如何构建和维护拓扑关系。这对于确保数据的准确性和一致性至关重要。我过去常常因为操作失误导致数据错误,这本书的指导让我能够避免很多不必要的麻烦。此外,作者还对一些常用的空间分析工具进行了详细的介绍,例如如何使用“叠加工具”进行地块的组合分析,如何使用“密度分析”来识别热点区域,以及如何使用“网络分析”来计算最短路径等。这些实操性的指导,让我能够快速上手,并将学到的理论知识转化为实际的应用能力。总而言之,这本书的实践指导部分,是我学习GIS过程中不可或缺的宝贵财富。

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这本书在“空间分析方法与应用”方面的讲解,是其最大的亮点之一。作者深入浅出地介绍了各种常见的空间分析技术,并结合实际案例,详细阐述了它们的应用场景和操作步骤。我特别欣赏的是关于“缓冲区分析”和“叠加分析”的部分,作者不仅解释了这些方法的原理,还提供了详细的实践指导,让我能够快速掌握如何在GIS软件中进行这些操作。例如,在讲解缓冲区分析时,作者就如何根据不同的目标(如河流保护、水源地划定、交通枢纽服务范围分析等)选择合适的缓冲区距离和类型进行了详细的说明,并给出了具体的参数设置建议。在叠加分析方面,作者更是通过一个城市规划的案例,清晰地展示了如何将多个图层进行叠置,以分析不同条件下的适宜性区域,例如寻找适合新建公园的地点,需要考虑的因素包括距离商业区、学校、河流的远近,以及土地利用类型等。这本书的案例都非常贴近实际工作需求,让我能够直接将学到的知识应用到我的项目中,极大地提高了我的工作效率。此外,作者还对一些更高级的空间分析技术,如网络分析、空间统计分析等进行了介绍,虽然我目前还没有深入接触这些领域,但通过阅读,我对它们有了初步的了解,也为我未来的学习指明了方向。

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我对这本书在“地理信息系统与社会科学研究”交叉领域的探索,感到非常惊喜。作者通过多个案例,展示了GIS如何在社会学、经济学、城市规划、公共卫生等领域发挥重要作用。例如,在社会学研究中,GIS可以用于分析人口迁移模式、犯罪热点区域、社会服务设施的可达性等;在经济学研究中,GIS可以用于分析商业网点的布局、房地产市场的空间差异、交通基础设施的经济效益等;在公共卫生研究中,GIS可以用于分析疾病的传播路径、环境污染的影响范围、医疗资源的分布情况等。我特别对书中关于“利用GIS进行城市贫困空间格局研究”的案例印象深刻,作者详细阐述了如何将社会经济统计数据与地理空间数据相结合,通过GIS分析识别贫困的集聚区域,并探讨影响贫困的空间因素。这让我深刻认识到GIS作为一种强大的空间分析工具,能够为解决复杂的社会问题提供有力的支持。这本书为我提供了一个全新的视角,让我能够将GIS技术与我的学科背景更好地结合起来,开展更具创新性和实践意义的研究。

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这本书的章节安排非常合理,循序渐进,让我这个初学者也能够轻松上手。我尤其喜欢关于“空间数据可视化与地图表达”的那一部分。在实际工作中,如何将复杂的数据以清晰、易懂的地图形式呈现出来,一直是我比较头疼的问题。作者在这部分内容中,详细讲解了不同地图符号、颜色、标注的含义,以及如何根据地图的用途和受众选择最合适的表达方式。他甚至还提到了利用地理信息系统进行动态地图和交互式地图的制作,这对于提升信息的传播效率和用户体验非常有帮助。我记得书中有一个关于“专题地图设计原则”的章节,作者用大量的实例,对比了不同设计方案的优缺点,例如在展示人口密度时,使用分级符号地图和等值线地图的差异,以及各自适合的应用场景。这让我明白,一张好的地图不仅仅是数据的堆砌,更是信息传达的艺术。此外,书中关于地图投影和坐标系的内容,也得到了非常详细的阐述。我过去对这些概念总是有些模糊,但通过作者的讲解,我终于弄清楚了不同地图投影的原理,以及在实际应用中如何选择和转换坐标系,避免了因为投影和坐标系错误而导致的空间位置偏差。这本书的讲解方式,让我能够从理论到实践,一步步地掌握地图制作的核心技巧,这对于我未来的报告和演示,将有极大的帮助。我还可以更好地与非专业人士沟通,用直观的地图语言来传达我的分析结果,而不是仅仅提供一堆枯燥的数字。

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这本书的出版,对于我这样一个长期在地理信息系统(GIS)领域摸索的从业者来说,简直是如获至宝。我尤其欣赏其中关于空间数据模型构建的部分,作者用一种非常直观且逻辑清晰的方式,将抽象的概念具象化。例如,在讲解矢量数据模型时,作者并没有停留在理论层面,而是详细阐述了点、线、面要素在不同地理现象表达上的优劣势,并结合实际案例,如城市道路网络分析、土地利用分类等,展示了如何根据实际需求选择最合适的数据结构。我记得书中有一个关于“拓扑关系”的章节,虽然这个概念在很多GIS教材中都有提及,但作者的阐述方式让我豁然开朗。他不仅仅是定义了邻接、包含、重叠等关系,更是通过图示和代码片段,演示了如何在ArcGIS或QGIS等软件中检查和修复这些拓扑错误,这对于保证空间分析的准确性至关重要。我过去曾因为数据拓扑错误导致分析结果偏差而头疼不已,这本书提供的解决方案无疑是及时雨。此外,作者在数据质量评估部分,也给出了非常实用的建议,包括如何识别和量化空间数据的精度、完整性、一致性等问题,并探讨了如何进行数据预处理和质量改进。这对于我们这些需要处理来自不同源头、质量参差不齐的数据的工程师来说,价值巨大。读完这一章节,我对数据质量的重要性有了更深刻的认识,也掌握了更系统的方法来处理这些问题,这无疑会大大提升我未来工作的效率和准确性。书中对不同空间分析方法,如缓冲区分析、叠加分析、网络分析等的讲解,更是深入浅出,让我受益匪浅。作者通过丰富的案例,生动地展示了这些方法的应用场景和技术要领,例如如何利用缓冲区分析进行环境影响评估,如何通过叠加分析进行选址决策,以及如何运用网络分析优化物流配送路线等。这些内容不仅拓宽了我的视野,也为我提供了解决实际问题的思路和方法。

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我非常赞赏这本书在“空间数据处理与管理”方面的深入探讨。在实际项目中,数据的预处理和清洗往往占据了大量的时间和精力,而这本书提供了一套非常系统化的解决方案。作者从数据采集的源头开始,详细介绍了不同数据源的特点和优缺点,以及如何进行数据质量的初步评估。随后,他深入讲解了数据转换、重投影、坐标系匹配等关键步骤,并提供了大量的实践操作技巧,例如如何利用GIS软件中的工具来自动化这些过程,以及如何编写脚本来处理批量数据。我尤其印象深刻的是关于“空间数据拓扑关系检查与修复”的章节,作者通过生动的案例,演示了如何识别和纠正各种空间数据中的拓扑错误,如线段的交叉、节点的缺失、区域的重叠等,这些错误往往会严重影响空间分析的准确性。书中提供的多种方法和工具,让我能够更有效地处理这些问题,大大节省了调试和排错的时间。此外,作者还探讨了空间数据库的设计与管理,包括如何选择合适的数据模型,如何进行数据的索引和优化,以及如何保证数据的安全性和可靠性。这对于构建和维护大型地理信息系统至关重要。我过去在这方面经验不足,这本书无疑为我打开了一扇新的大门,让我能够更自信地应对复杂的数据管理挑战。

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本书在“地理信息系统原理与发展趋势”方面的论述,为我提供了宝贵的理论基础和前瞻性的视野。作者从GIS的基本概念、发展历程入手,深入浅出地讲解了地理信息系统的核心组成部分,包括硬件、软件、数据、人员和方法。随后,他系统地介绍了GIS在各个领域的应用,并对GIS的未来发展趋势进行了展望,如云计算GIS、移动GIS、时空大数据分析等。这让我对GIS的整体框架有了更清晰的认识,也对未来GIS技术的发展方向有了更深刻的理解。我尤其欣赏书中关于“时空大数据与GIS的融合”的讨论,作者分析了物联网、移动设备等产生的大量时空数据,以及如何利用GIS技术对这些数据进行挖掘和分析,从而发现隐藏的规律和趋势。这为我未来的研究和工作提供了新的思路和方向。通过对这部分内容的学习,我不仅巩固了GIS的理论知识,也对GIS技术的未来发展充满了信心和期待。

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本书在“遥感影像处理与GIS集成”方面的论述,给我留下了深刻的印象。我过去一直认为遥感影像处理是GIS的一个独立领域,但这本书清晰地展示了两者之间紧密的联系和协同作用。作者详细介绍了如何对遥感影像进行预处理,如辐射校正、几何校正、大气校正等,并阐述了这些处理步骤对后续GIS分析的影响。随后,他重点讲解了如何将处理后的遥感影像作为GIS中的空间数据图层,并结合GIS的空间分析功能,进行土地利用分类、地物识别、变化监测等应用。我特别欣赏书中关于“基于遥感影像的土地覆盖分类与GIS制图”的案例,作者详细讲解了如何利用监督分类和非监督分类算法对遥感影像进行分类,并将分类结果导入GIS,生成高精度的土地覆盖图。这让我深刻理解了遥感数据在GIS中的重要作用,以及如何利用两者结合来获取更丰富、更全面的地理空间信息。这本书为我打开了一个新的视角,让我能够更全面地理解和应用GIS技术。

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这本书对于“地理信息系统项目案例分析”的讲解,非常有深度和广度。作者选取了多个不同领域的典型项目,如城市规划、环境保护、交通管理、农业生产等,详细剖析了每个项目的设计思路、数据处理流程、空间分析方法和最终成果。这让我能够跳出单一的知识点学习,从更宏观的角度理解GIS在不同行业中的应用价值。我尤其对其中关于“城市地下管线综合管理信息系统”的案例分析很感兴趣,作者详细阐述了如何整合多源异构的地下管线数据,如何进行空间匹配和属性关联,以及如何利用GIS进行管线的空间查询、碰撞检测和应急响应。这对于解决城市建设和管理中的复杂问题提供了非常有价值的启示。通过对这些案例的学习,我不仅拓宽了对GIS应用领域的认知,也学到了许多解决实际问题的思路和方法。我能够更好地将GIS技术与我的工作结合起来,为解决实际问题提供更有效的工具和方案。这种案例驱动的学习方式,让抽象的理论变得生动起来,也让我对GIS的未来发展充满了期待。

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