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本書(shū)圍繞應(yīng)用型地理信息系統(tǒng)（GIS）設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，從理論篇、技術(shù)篇和實(shí)踐篇3個(gè)部分進(jìn)行內(nèi)容組織。理論篇講述了GIS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的理論技術(shù)基礎(chǔ)，主要包含主流的應(yīng)用型GIS系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)、應(yīng)用型GIS設(shè)計(jì)方法、應(yīng)用型GIS開(kāi)發(fā)軟件工程理論技術(shù)、空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與共享等；技術(shù)篇主要介紹了兩種組件式開(kāi)發(fā)，即MapX和ArcGIS Engine兩種組件分別在VB和C#前端開(kāi)發(fā)工具下的應(yīng)用，在簡(jiǎn)單介紹了HTML+Web IIS架構(gòu)下的網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)環(huán)境后，講述了天地圖和百度地圖國(guó)產(chǎn)在線(xiàn)地圖API的開(kāi)發(fā)應(yīng)用；實(shí)踐篇提供了MapX+VB、ArcGIS Engine+C#和基于百度在線(xiàn)地圖API的Web地圖應(yīng)用開(kāi)發(fā)實(shí)例，以幫助學(xué)生進(jìn)行上機(jī)實(shí)踐。本書(shū)為教師和學(xué)生提供了多種授課內(nèi)容組合的選擇方式，可以較好地滿(mǎn)足不同區(qū)域和不同教學(xué)環(huán)境下地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)及相關(guān)專(zhuān)業(yè)本科生和研究生教學(xué)實(shí)踐的需要。

2004年1月，Nature雜志發(fā)表了題為Mapping Opportunities的論文，贊同美國(guó)勞工部的觀(guān)點(diǎn)：21世紀(jì)中期，以地理信息技術(shù)為工具的地球科學(xué)技術(shù)將大放光彩，并將成為最有前景的3個(gè)專(zhuān)業(yè)方向之一。本書(shū)第一作者自2006年7月從北京大學(xué)遙感與地理信息系統(tǒng)研究所博士畢業(yè)后，到新疆大學(xué)任教，承擔(dān)了地理信息科學(xué)等專(zhuān)業(yè)的專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)任務(wù)。新疆大學(xué)是全國(guó)較早設(shè)立地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)的高校，為國(guó)家培養(yǎng)了較多地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員和相關(guān)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的管理人員。作者團(tuán)隊(duì)近年來(lái)主要承擔(dān)新疆大學(xué)和新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)的相關(guān)本科和研究生課程。作者團(tuán)隊(duì)在教學(xué)工作中發(fā)現(xiàn)：不同高校相關(guān)學(xué)科基礎(chǔ)不同，人才培養(yǎng)方向有差異，師資力量參差不齊，對(duì)應(yīng)用型地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)類(lèi)課程教材內(nèi)容的需求差異較大，所以因地制宜、因材施教和與時(shí)俱進(jìn)成為對(duì)特定地區(qū)地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)方面教材編制的重要原則。為此，作者團(tuán)隊(duì)借助新疆高校科研計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目和新疆青年科技創(chuàng)新人才培養(yǎng)工程項(xiàng)目，結(jié)合應(yīng)用型地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)類(lèi)課程的現(xiàn)有資料、主流技術(shù)和作者團(tuán)隊(duì)已有的開(kāi)發(fā)應(yīng)用案例，有針對(duì)性地編著了本教材。在此，對(duì)給予經(jīng)費(fèi)支持的科研主管單位、作者團(tuán)隊(duì)所在單位的領(lǐng)導(dǎo)、所有應(yīng)用型地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)類(lèi)課程現(xiàn)有資料的編著者、相關(guān)的專(zhuān)業(yè)軟件服務(wù)商、參加編著的所有老師和同學(xué)們表示由衷的感謝！

作者團(tuán)隊(duì)自2012年起開(kāi)始了本書(shū)的內(nèi)容規(guī)劃，在推進(jìn)的過(guò)程中，深感自己能力和精力的不足，幾度停滯不前，但教學(xué)工作和人才培養(yǎng)工作的需求不斷激勵(lì)著作者團(tuán)隊(duì)。在新疆教育廳、新疆科技廳、新疆大學(xué)和新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)和相關(guān)項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)的支持下，在丁建麗教授、呂光輝教授等領(lǐng)導(dǎo)的鼓勵(lì)下，在電子工業(yè)出版社崔彤編輯的積極配合下，本書(shū)才得以完成出版，作者團(tuán)隊(duì)由衷地感謝他們。作者團(tuán)隊(duì)還要感謝新疆大學(xué)科研處和計(jì)財(cái)處在出版費(fèi)用支出上給予的支持；感謝鄭江華教授指導(dǎo)的研究生為本書(shū)所做的資料收集、文字錄入、制圖表、上機(jī)實(shí)踐、代碼驗(yàn)證和業(yè)務(wù)聯(lián)系，他們是：牛文淵（塔里木農(nóng)業(yè)大學(xué)）（天地圖部分）、張圓（北京師范大學(xué)博士）（MapX組件開(kāi)發(fā)）、毛亞會(huì)（資料收集與文字錄入）、吳秀蘭（新疆氣候中心遙感中心）（資料收集與文字錄入）、陳晨（伊犁師范學(xué)院）（案例開(kāi)發(fā)討論與建議）、張雪婷（內(nèi)容校對(duì)）、范媛（內(nèi)容校對(duì)與修正）等。劉永強(qiáng)教授對(duì)書(shū)稿組織架構(gòu)提出了建設(shè)性意見(jiàn)。邱琳承擔(dān)了第5章內(nèi)容的撰寫(xiě)，軒俊偉（新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)）負(fù)責(zé)了第6章、第8章和第10章內(nèi)容的撰寫(xiě)，鄭江華負(fù)責(zé)全書(shū)的框架設(shè)計(jì)、統(tǒng)稿和剩余其他章節(jié)的指導(dǎo)與撰寫(xiě)。感謝所有對(duì)本書(shū)有貢獻(xiàn)的參考文獻(xiàn)編著者；感謝地理信息系統(tǒng)專(zhuān)業(yè)軟件服務(wù)提供商易智瑞、北京超圖軟件技術(shù)有限公司和在線(xiàn)地圖服務(wù)提供者天地圖與百度公司等提供的技術(shù)支持。文中涉及的商標(biāo)和產(chǎn)品名稱(chēng)均歸相關(guān)廠(chǎng)商所有。

特別感謝電子工業(yè)出版社的崔彤編輯，沒(méi)有她耐心細(xì)致的鼓勵(lì)、督促和負(fù)責(zé)任的編輯，本書(shū)也無(wú)法出版。

最后感謝我的家人對(duì)我工作的支持。

書(shū)中難免有不當(dāng)之處，敬請(qǐng)各位讀者不吝指正！

編著者

2019年11月5日

第一篇理論篇
第1章 GIS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)基礎(chǔ) 2
1．1 GIS的概念、產(chǎn)生和發(fā)展趨勢(shì) 2
1．1．1 GIS的定義及組成 2
1．1．2 GIS的產(chǎn)生 4
1．1．3 GIS的發(fā)展趨勢(shì) 6
1．2 GIS的空間數(shù)據(jù)模型 10
1．2．1 矢量數(shù)據(jù)及其拓?fù)潢P(guān)系模型 11
1．2．2 柵格數(shù)據(jù)模型 12
1．2．3 屬性數(shù)據(jù)及其表示 13
1．2．4 空間地理位置 14
1．2．5 空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接 18
1．2．6 數(shù)據(jù)模型與GIS功能之間的聯(lián)系 19
1．3 GIS的分類(lèi) 19
1．3．1 應(yīng)用型GIS 20
1．3．2 工具型GIS 21
1．3．3 應(yīng)用型GIS開(kāi)發(fā)的三種實(shí)現(xiàn)方式 22
1．4 GIS開(kāi)發(fā)的組件技術(shù) 23
1．4．1 軟件開(kāi)發(fā)的組件技術(shù) 23
1．4．2 COM與 DCOM 24
1．4．3 組件式GIS的特點(diǎn) 25
1．4．4 組件式GIS開(kāi)發(fā)平臺(tái)的結(jié)構(gòu) 27
1．4．5 組件技術(shù)與GIS的發(fā)展 28
1．4．6 ActiveX與ActiveX控件 29
1．5 其他GIS開(kāi)發(fā)技術(shù)簡(jiǎn)介 30
1．5．1 網(wǎng)格GIS 30
1．5．2 共相GIS 31
1．5．3 云GIS 31
第2章 GIS設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)的基本方法 33
2．1 GIS設(shè)計(jì)概述 33
2．1．1 GIS設(shè)計(jì)的特點(diǎn) 33
2．1．2 GIS設(shè)計(jì)的原則 34
2．1．3 GIS設(shè)計(jì)的內(nèi)容 35
2．1．4 GIS設(shè)計(jì)的步驟 35
2．2 GIS設(shè)計(jì)的方法 36
2．2．1 結(jié)構(gòu)化生命周期法 36
2．2．2 原型化方法 38
2．2．3 面向?qū)ο蠓椒?41
2．3 需求分析 44
2．3．1 需求分析的內(nèi)容 44
2．3．2 可行性研究 45
2．3．3 可行性分析報(bào)告 47
2．3．4 需求分析和可行性研究的一般原則 47
2．3．5 本節(jié)實(shí)例 47
2．4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì) 52
2．4．1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的內(nèi)容 52
2．4．2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的步驟 54
2．4．3 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的基本要求 55
2．4．4 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的基本原則 56
2．4．5 本節(jié)實(shí)例 56
2．5 系統(tǒng)詳細(xì)設(shè)計(jì) 61
2．5．1 GIS功能設(shè)計(jì)要點(diǎn) 61
2．5．2 GIS功能設(shè)計(jì)的原則 62
2．5．3 地理數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 63
2．5．4 應(yīng)用模型與方法設(shè)計(jì) 64
2．5．5 本節(jié)實(shí)例 66
2．6 GIS軟件設(shè)計(jì) 67
2．6．1 應(yīng)用型GIS軟件設(shè)計(jì)的基本特點(diǎn) 68
2．6．2 信息描述 68
2．6．3 軟件設(shè)計(jì)方法 71
2．7 用戶(hù)界面設(shè)計(jì) 73
2．7．1 用戶(hù)界面的作用 73
2．7．2 用戶(hù)界面的設(shè)計(jì)原則 74
2．7．3 用戶(hù)界面的主要類(lèi)型及主要界面組件 75
2．7．4 GIS中常用的其他界面技術(shù) 77
2．8 GIS軟件開(kāi)發(fā)的工程化 78
2．8．1 GIS開(kāi)發(fā)工程化的方法 79
2．8．2 GIS工程設(shè)計(jì)的基本原則 80
2．8．3 GIS工程設(shè)計(jì)的規(guī)范 81
2．8．4 GIS工程項(xiàng)目的管理 82
2．8．5 GIS工程建設(shè)中的文檔 82
第3章數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)與空間數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 83
3．1 數(shù)據(jù)庫(kù)概述 83
3．1．1 數(shù)據(jù)庫(kù)的基本概念 83
3．1．2 數(shù)據(jù)管理技術(shù)的發(fā)展 85
3．1．3 數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)模型 86
3．1．4 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì) 94
3．2 需求分析 97
3．2．1 應(yīng)用領(lǐng)域的調(diào)查 98
3．2．2 定義數(shù)據(jù)庫(kù)支持的信息與應(yīng)用 98
3．2．3 定義數(shù)據(jù)庫(kù)操作任務(wù) 99
3．2．4 定義數(shù)據(jù)項(xiàng) 100
?
3．3 概念設(shè)計(jì) 100
3．3．1 概念設(shè)計(jì)的基本方法 100
3．3．2 視圖設(shè)計(jì)的基本策略 101
3．3．3 視圖綜合設(shè)計(jì)法 102
3．4 邏輯設(shè)計(jì) 104
3．5 物理設(shè)計(jì) 104
3．5．1 影響物理設(shè)計(jì)的因素 105
3．5．2 選擇存取方法 105
3．5．3 設(shè)計(jì)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu) 107
3．6 數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施、運(yùn)行和維護(hù) 108
3．6．1 數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)施 108
3．6．2 數(shù)據(jù)庫(kù)的運(yùn)行和維護(hù) 109
3．7 空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述 110
3．7．1 空間數(shù)據(jù)庫(kù)特點(diǎn) 110
3．7．2 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的管理方法 111
3．7．3 空間數(shù)據(jù)庫(kù)引擎 113
3．8 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì) 117
3．8．1 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)原則 117
3．8．2 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程 118
3．8．3 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的需求分析和數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì) 119
3．8．4 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的概念設(shè)計(jì) 120
3．8．5 空間數(shù)據(jù)庫(kù)的詳細(xì)設(shè)計(jì) 124
3．9 基于A(yíng)rcGIS的廈門(mén)空間地理基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)實(shí)例 126
第4章 GIS開(kāi)發(fā)架構(gòu) 132
4．1 基于C/S模式的網(wǎng)絡(luò)GIS 132
4．1．1 C/S模式簡(jiǎn)介 132
4．1．2 C/S網(wǎng)絡(luò)組件平臺(tái)及商用解決方案 133
4．2 基于B/S模式的網(wǎng)絡(luò)GIS 134
4．3 GIS標(biāo)準(zhǔn)化 135
4．3．1 促進(jìn)空間數(shù)據(jù)的使用及交換 136
4．3．2 促進(jìn)地理信息共享 138
4．4 GIS標(biāo)準(zhǔn)體系 139
4．4．1 制定標(biāo)準(zhǔn)體系的目的和意義 139
4．4．2 GIS標(biāo)準(zhǔn)體系的編制原則和方法 140
4．4．3 GIS標(biāo)準(zhǔn)的主要內(nèi)容 141
4．5 國(guó)外GIS標(biāo)準(zhǔn)化組織 141
4．5．1 ISO/TC 211 143
4．5．2 OGC 145
4．5．3 CEN/TC 287 147
4．5．4 FGDC 148
4．5．5 ANSI 152
4．6 國(guó)內(nèi)GIS標(biāo)準(zhǔn)化 153
4．6．1 國(guó)內(nèi)GIS標(biāo)準(zhǔn)化現(xiàn)狀 153
4．6．2 國(guó)內(nèi)GIS標(biāo)準(zhǔn)化體系 154
第二篇技術(shù)篇
第5章 ArcGIS Engine基礎(chǔ) 160
5．1 ArcGIS Engine概述 160
5．2 ArcGIS Engine組件庫(kù) 161
5．3 閱讀對(duì)象模型圖 167
5．3．1 ArcGIS Engine中的類(lèi)與對(duì)象 167
5．3．2 類(lèi)與類(lèi)的關(guān)系 168
5．4 ArcGIS Engine組成部分 169
5．5 ArcGIS Engine系統(tǒng)基本功能的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā) 170
5．5．1 圖層的加載 170
5．5．2 鷹眼功能的實(shí)現(xiàn) 172
5．5．3 放大與縮小功能的實(shí)現(xiàn) 175
5．5．4 工具條的功能設(shè)計(jì) 176
5．5．5 彈出式菜單的設(shè)計(jì) 176
5．5．6 地圖文檔的保存 179
第6章 Web開(kāi)發(fā)基礎(chǔ) 181
6．1 HTML基礎(chǔ) 181
6．1．1 萬(wàn)維網(wǎng)的基本概念 181
6．1．2 HTML的基礎(chǔ)概念 182
6．1．3 HTML的基本標(biāo)簽 186
6．2 Web服務(wù)器簡(jiǎn)介 194
6．2．1 IIS 194
6．2．2 Apache 195
第7章基于天地圖WebAPI的WebGIS開(kāi)發(fā) 198
7．1 天地圖WebAPI簡(jiǎn)介 198
7．1．1 天地圖 198
7．1．2 天地圖WebAPI 198
7．2 搭建天地圖WebAPI開(kāi)發(fā)環(huán)境 199
7．3 天地圖WebAPI中的“Hello World” 199
7．3．1 將應(yīng)用聲明為 HTML5 200
7．3．2 引入天地圖的地圖JavaScript API文件 201
7．3．3 地圖 DOM 元素 201
7．3．4 創(chuàng)建地圖實(shí)例 201
7．3．5 確定經(jīng)緯度坐標(biāo) 202
7．3．6 地圖初始化 202
7．4 天地圖WebAPI中的常用概念 202
7．4．1 控件 202
7．4．2 疊加層 203
7．4．3 圖層 204
7．4．4 庫(kù) 204
7．5 天地圖WebAPI中的事件類(lèi) 204
7．6 常用代碼實(shí)例 206
7．6．1 地圖基本操作 206
7．6．2 添加標(biāo)記 206
7．6．3 控件選項(xiàng) 206
第8章基于百度地圖API的WebGIS開(kāi)發(fā)（JavaScript） 208
8．1 百度地圖API簡(jiǎn)介 208
8．1．1 概述 208
8．1．2 早期發(fā)展歷程 208
8．1．3 產(chǎn)品介紹 209
8．2 百度地圖API的基礎(chǔ)知識(shí) 210
8．3 百度地圖控件 213
8．3．1 地圖控件概述 213
8．3．2 向地圖添加控件 213
8．3．3 控制控件位置 214
8．3．4 修改控件配置 214
8．3．5 自定義控件 215
8．3．6 定義構(gòu)造函數(shù)并繼承Control 215
8．3．7 初始化自定義控件 216
8．3．8 添加自定義控件 216
8．4 百度地圖覆蓋物 217
8．4．1 地圖覆蓋物概述 217
8．4．2 標(biāo)注 217
8．4．3 內(nèi)存釋放 219
8．4．4 信息窗口 220
8．4．5 折線(xiàn) 220
8．4．6 自定義覆蓋物 221
8．4．7 自定義其他方法 223
8．5 事件 224
8．5．1 地圖事件概述 224
8．5．2 事件監(jiān)聽(tīng) 225
8．5．3 事件參數(shù)和this 225
8．5．4 移除事件監(jiān)聽(tīng) 226
8．6 圖層 226
8．7 地圖工具 228
8．7．1 地圖工具概述 228
8．7．2 向地圖添加工具 229
8．8 服務(wù) 230
8．8．1 地圖服務(wù)概述 230
8．8．2 公交導(dǎo)航 234
8．8．3 駕車(chē)導(dǎo)航 236
8．8．4 地理編碼 237
第三篇實(shí)踐篇
第9章 ArcGIS Engine組件式開(kāi)發(fā) 240
9．1 桌面GIS應(yīng)用程序框架的建立 240
9．1．1 實(shí)踐目的 240
9．1．2 實(shí)踐環(huán)境 240
9．1．3 實(shí)踐內(nèi)容 240
9．2 鷹眼的實(shí)現(xiàn) 246
9．2．1 實(shí)踐目的 246
9．2．2 實(shí)踐環(huán)境 246
9．2．3 實(shí)踐內(nèi)容 247
9．2．4 實(shí)例代碼 247
9．3 菜單的添加與實(shí)現(xiàn) 251
9．3．1 實(shí)踐目的 251
9．3．2 實(shí)踐環(huán)境 251
9．3．3 實(shí)踐內(nèi)容 251
9．3．4 主要代碼 253
9．4 狀態(tài)欄信息的添加與實(shí)現(xiàn) 256
9．4．1 實(shí)踐目的 256
9．4．2 實(shí)踐環(huán)境 256
9．4．3 實(shí)踐內(nèi)容 256
9．4．4 實(shí)例代碼 256
9．4．5 實(shí)例結(jié)果 257
9．5 專(zhuān)題地圖 257
9．5．1 實(shí)踐目的 257
9．5．2 實(shí)踐環(huán)境 257
9．5．3 實(shí)踐內(nèi)容 257
9．5．4 實(shí)例代碼 260
9．6 通過(guò)要素屬性查詢(xún) 272
9．6．1 實(shí)踐目的 272
9．6．2 實(shí)踐環(huán)境 273
9．6．3 實(shí)踐內(nèi)容 273
9．6．4 實(shí)例代碼 274
9．7 右擊菜單添加與文本查詢(xún) 275
9．7．1 實(shí)踐目的 275
9．7．2 實(shí)踐環(huán)境 275
9．7．3 實(shí)踐內(nèi)容 275
9．7．4 實(shí)例代碼 276
9．7．5 實(shí)例結(jié)果 279
9．8 安裝與部署 280
9．8．1 實(shí)踐目的 280
9．8．2 實(shí)踐環(huán)境 280
9．8．3 實(shí)踐內(nèi)容 280
9．8．4 實(shí)踐結(jié)果 289
第10章百度地圖API的WebGIS開(kāi)發(fā)實(shí)例 290
10．1 加載與顯示地圖 290
10．1．1 實(shí)踐目的 290
10．1．2 實(shí)踐環(huán)境 290
10．1．3 實(shí)踐內(nèi)容 291
10．1．4 實(shí)例代碼 291
10．2 添加點(diǎn)狀疊加層 292
10．2．1 實(shí)踐目的 292
10．2．2 實(shí)踐環(huán)境 292
10．2．3 實(shí)踐內(nèi)容 292
10．2．4 實(shí)例代碼 292
10．3 添加線(xiàn)狀疊加層 294
10．3．1 實(shí)踐目的 294
10．3．2 實(shí)踐環(huán)境 294
10．3．3 實(shí)踐內(nèi)容 294
10．3．4 實(shí)例代碼 294
10．4 添加信息窗、事件監(jiān)聽(tīng)、閉包 295
10．4．1 實(shí)踐目的 295
10．4．2 實(shí)踐環(huán)境 296
10．4．3 實(shí)踐內(nèi)容 296
10．4．4 實(shí)例代碼 296
10．5 添加路況疊加層 298
10．5．1 實(shí)踐目的 298
10．5．2 實(shí)踐環(huán)境 298
10．5．3 實(shí)踐內(nèi)容 298
10．5．4 實(shí)例代碼 299
10．6 添加文字標(biāo)注 300
10．6．1 實(shí)踐目的 300
10．6．2 實(shí)踐環(huán)境 300
10．6．3 實(shí)踐內(nèi)容 300
10．6．4 實(shí)例代碼 300

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