《地理信息系統(tǒng)概論/iCourse教材》是愛課程網中國大學MOOC“地理信息系統(tǒng)概論”的配套教材。《地理信息系統(tǒng)概論/iCourse教材》突出趣味性、科學性、特色性與時代感，旨在拓寬學生的科學視野、培養(yǎng)學生的地理空間思維、提升其分析問題與解決問題能力。 《地理信息系統(tǒng)概論/iCourse教材》首先介紹基本概念、地理空間參考系統(tǒng)、空間數據結構特征及空間數據質量、空間數據庫、空間數據數字化表達與可視化、移動互聯網cIs等內容，然后介紹網絡分析、地形分析、相關分析、門檻分析等方法，最后簡述地理信息工程的實踐方法。 《地理信息系統(tǒng)概論/iCourse教材》可以作為高等學校通識課程及地理科學類專業(yè)本科教材，也可以作為研究人員的參考書。
地理信息系統(tǒng)（geographicinformationsystem，GIS）是專門用于采集、存儲、管理、分析和表達空間數據的信息系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)既是表達現實空間世界和進行空間數據處理分析的“工具”，也可看作用于解決空間問題的“資源”，同時還是關于空間信息處理分析的“科學”。
現實世界中的人類活動所獲得的信息幾乎全部與地理空間位置有關。比如，人們出門前用手機查詢出行路徑、旅游前查看景點分布與特色、發(fā)布照片時附上所在地理位置，等等�！爸悄芑鄙畹某霈F，無不滲透著地理信息的影子。而看似復雜、籠統(tǒng)的城市管理問題，如：地下管線排布是否合適，河流水道的治理應從何處入手，新區(qū)開發(fā)是否與周邊環(huán)境協調統(tǒng)一等，只需要在電腦上通過幾張“地圖”，便可以像做“B超”檢查那樣一目了然，從而提供相應的解決思路。當人們習慣了導航地圖給生活工作帶來的便利，可曾想到，背后的一切都離不開地理信息技術的快速發(fā)展。
那么如何使用地理信息系統(tǒng)來科學地提供服務呢？為拓寬學生的科學視野、培養(yǎng)學生的地理空間思維、提升其分析問題與解決問題能力，我們依托中山大學網絡信息中心建設“地理信息系統(tǒng)概論”網絡課程，并編寫了《地理信息系統(tǒng)概論》這本配套教材，從而為大家掀開與日常工作生活息息相關的地理信息世界神秘面紗。
本書全面地、系統(tǒng)地論述了地理信息系統(tǒng)的基本原理、應用方法、空間數學模型、最新理論與發(fā)展趨勢，涉及當前地理信息系統(tǒng)研究與開發(fā)的重要技術問題，并展示了地理信息系統(tǒng)在城市規(guī)劃與管理方面的眾多應用實例。具體內容包括：第一章，地理信息系統(tǒng)概述。主要從地理信息系統(tǒng)整體概況入手，論述了地理信息系統(tǒng)的基本特征和發(fā)展歷程。第二章，地理空間參考系統(tǒng)。主要介紹地球橢球體、平面坐標系統(tǒng)、高程系統(tǒng)和地理格網劃分等概況。第三章，地理空間數據結構與特征。主要討論地理空間數據的基本結構，以及矢量和柵格數據的存儲、應用和轉換等內容。第四章，地理空間數據質量與不確定性。主要介紹地理空間數據常見的質量問題及特點，從地理空間數據源、數據轉換和處理及應用分析等角度，闡述數據誤差的來源及其分類，并對數據質量的評價指標和評價方法進行概括。第五章，空間數據庫技術。本章首先介紹數據的基本知識，以及關系數據的代數運算和數據查詢方法，其次介紹空間數據庫管理系統(tǒng)包含的內容。第六章，地理空間數據數字化與可視化。著重介紹GIS數據采集以及從模擬地圖到數字地圖的數字技術與方法。第七章，移動互聯網地理信息技術。主要介紹互聯網GIS的概念、基本特征和建設要求。第八章首先對空間分析的概念、分析方法和常見應用進行概述。第九章介紹數字高程模型的常見表示方法。第十章，地理信息工程。首先介紹地理信息工程的基本概念和特征及其設計原則、生命周期各階段的任務，其次介紹地理信息工程從調研、設計到實施、測試再到運行維護的基本方法和步驟，最后通過實際案例講解地理信息工程的具體應用。
在理論部分的學習中，本書從應用的角度介紹如何運用獲取的地理信息，分析解決各種與地理空間相關的科學技術與社會問題，并將結果用地圖和案例的方式予以展現；而在實習部分的學習中，只需輕輕點擊鼠標、簡單敲敲鍵盤，便可將理論知識和實際應用融會貫通，服務于具體的學習、工作和生活，從而走進地理信息世界的知識海洋。相信每位學習者都會從“地理信息系統(tǒng)概論”課程中收獲具體的知識與技能。
當今科學技術發(fā)展突飛猛進，日新月異。本書在通識科普的同時，力求緊跟學科發(fā)展，但地理信息系統(tǒng)的理論精妙，應用廣泛，編者水平有限，書中難免存在各種錯誤和不足之處，懇請讀者見諒并不吝賜教。
第一章 地理信息系統(tǒng)概述
第一節(jié) 地理信息系統(tǒng)（GIS）的概念
一、信息與地理信息
二、地理信息系統(tǒng)的定義
三、地理信息系統(tǒng)的基本特征
四、GIS的發(fā)展進程
第二節(jié) GIS的組成和類型
一、硬件系統(tǒng)
二、軟件系統(tǒng)
三、數據
四、人員
五、基礎設施
六、GIS的類型
第三節(jié) GIS與其他信息系統(tǒng)的聯系與區(qū)別
一、信息系統(tǒng)的定義
二、GIS與管理信息系統(tǒng)的聯系與區(qū)別
三、GIS與CAD軟件的聯系與區(qū)別
四、GIS與計算機輔助地圖制圖系統(tǒng)的聯系與區(qū)別
五、GIS與遙感圖像處理系統(tǒng)的聯系與區(qū)別
第四節(jié) GIS的基本功能
一、數據采集功能
二、數據處理與變換功能
三、數據存儲與管理功能
四、空間查詢與空間分析功能
五、可視化功能
第五節(jié) GIS的應用與發(fā)展前景
一、土地管理的應用
二、城鄉(xiāng)規(guī)劃的應用
三、交通管理的應用
四、環(huán)境管理的應用
五、人文科學及公眾服務的應用
六、GIS的未來發(fā)展前景
習題
第二章 地理空間參考系統(tǒng)
第一節(jié) 地球空間參考系統(tǒng)
一、地球橢球體
二、平面坐標系統(tǒng)
三、高程系統(tǒng)
四、地理格網
第二節(jié) 地圖投影
一、地圖投影概述
二、地圖投影的分類
三、我國常用的地圖投影方式
第三節(jié) 空間坐標轉換
一、大地坐標系統(tǒng)的轉換
二、中國國家坐標系與地方
坐標系的轉換
習題
第三章 地理空間數據結構與特征
第一節(jié) 地理空間數據的基本結構
一、地理空間數據定義與特征
二、地理空間數據的分類
三、地理空間數據結構和組織
第二節(jié) 矢量數據的結構特征
一、矢量數據的概念
二、矢量數據的編碼
三、矢量數據的壓縮
四、矢量數據變換
第三節(jié) 柵格數據的結構特征
一、柵格數據的概念
二、柵格數據的存儲
三、柵格數據的壓縮編碼
四、柵格數據的運算
第四節(jié) 矢量和柵格數據的格式轉換
一、矢量數據到柵格數據的格式轉換
二、柵格數據到矢量數據的格式轉換
習題
第四章 地理空間數據質量與不確定性
第一節(jié) 數據的質量問題
一、地理空間數據質量問題
二、數據質量的相關概念
三、數據質量的評價標準
第二節(jié) 數據的誤差來源
一、數據源誤差
二、數據處理誤差
三、應用分析誤差
第三節(jié) 數據的質量評價
一、地理空間數據質量評價指標
二、地理空間數據質量評價方法
第四節(jié) 數據的檢查與規(guī)整
一、地理空間數據的檢查
二、地理空間數據的編輯
三、地理空間數據的規(guī)整
習題
第五章 空間數據庫技術
第一節(jié) 數據庫基本知識
一、數據庫概念
二、數據庫的主要特征
三、數據的組織方式
四、數據間的邏輯關系
五、數據模型
第二節(jié) 關系數據庫模型
一、關系數據庫的基本概念
二、關系代數
三、數據查詢
第三節(jié) 空間數據庫管理系統(tǒng)
一、空間數據庫概述
二、空間數據庫管理模式
三、面向對象數據庫
第四節(jié) 空間數據庫設計原理與方法
一、空間數據庫設計流程
二、需求分析
三、概念結構設計
四、邏輯結構設計
五、物理結構設計
六、空間數據庫實施
第五節(jié) 空間數據庫的發(fā)展趨勢
一、分布式空間數據庫技術
二、空間數據倉庫技術
三、數據挖掘
習題
第六章 地理空間數據數字化與可視化
第一節(jié) 數字化技術
一、地理空間數據采集方法
二、手扶跟蹤地圖數字化技術
三、掃描矢量化技術
第二節(jié) 符號化技術
一、符號化技術概述
二、地圖符號的分類
三、地圖符號的視覺變量
四、地理信息系統(tǒng)符號庫
第三節(jié) 可視化技術
一、圖文一體化技術
二、自動標注技術
三、模板技術
第四節(jié) 可視化表示與應用發(fā)展
一、可視化概述
二、可視化表示方法
三、可視化應用發(fā)展
習題
第七章 移動互聯網地理信息技術
第一節(jié) 互聯網GIS概述
一、互聯網GIS的概念
二、互聯網GIS的基本特征
三、互聯網GIS的建設要求
第二節(jié) WebGIS體系結構與關鍵技術
一、WebGIS的體系結構
二、WebGIS的實現技術
三、地理置標語言
四、分布式超地圖
第三節(jié) 移動GIS的構建
一、移動GIS的概念
二、移動GIS的組成
三、移動GIS的關鍵技術
四、移動GIS的應用
第四節(jié) 云環(huán)境下的GIS
一、云計算的概念
二、云計算與GIS的結合
三、云GIS的應用
習題
第八章 空間分析（上）
第一節(jié) 空間分析概述
一、空間分析的概念
二、空間分析的主要方法
三、空間分析的應用案例
第二節(jié) 空間信息查詢與量算
一、空間信息查詢與量算概述
二、空間信息查詢的方法
三、空間信息量算的方法
第三節(jié) 疊置分析
一、疊置分析的概念
二、疊置分析的分類
三、疊置分析的實現
四、疊置分析的應用
第四節(jié) 緩沖區(qū)分析
一、緩沖區(qū)分析的概念
二、柵格數據緩沖區(qū)的建立
三、矢量數據緩沖區(qū)的建立
第五節(jié) 網絡分析
一、網絡分析的概念
二、路徑分析
三、中心選址分析
習題
第九章 空間分析（下）
第一節(jié) 數字高程模型
一、數字高程模型的基本概念
二、高程矩陣的生成方法
三、不規(guī)則三角網的建立
第二節(jié) 地形分析
一、地形分析概述
二、地形制圖
三、地形指標計算
四、流域分析
第三節(jié) 空間相關性分析
一、空間相關性分析的基本
概念
二、空間相關性分析的方法
三、空間相關性分析的應用
第四節(jié) 門檻分析
一、門檻分析的基本概念
二、門檻分析方法與技術流程
三、門檻分析的應用
習題
第十章 地理信息工程
第一節(jié) 地理信息工程概述
一、地理信息工程的概念
二、地理信息工程的基本特征
三、地理信息工程的設計原則
四、地理信息工程的生命周期
第二節(jié) 地理信息工程的方法步驟
一、需求調查與可行性分析
二、系統(tǒng)設計
三、系統(tǒng)實施
四、系統(tǒng)維護和評價
第三節(jié) 地理信息工程的技術支撐
一、組件化與零碼組裝技術
二、面向服務的體系結構技術
三、開源GIS技術
四、地理信息工程的發(fā)展趨勢
第四節(jié) 地理信息工程的應用案例
一、數字城市地理空間框架
二、城鄉(xiāng)規(guī)劃業(yè)務全生命周期管理平臺
三、城市信息資源管理與智能式規(guī)劃系統(tǒng)
四、面向城鄉(xiāng)統(tǒng)籌規(guī)劃的輔助決策服務平臺
習題
主要參考文獻
書單推薦
