空間資訊技術原理及其應用理論基礎篇(2版) pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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圖書標籤:

• 空間信息技術
• GIS
• 遙感
• 測量學
• 地圖學
• 空間數據
• 地理信息係統
• 空間分析
• 應用基礎
• 理論基礎

空間資訊技術已經深入到現代社會的各個層麵，從科學研究、工農業生産到人們的日常生活、社會活動，都有空間資訊技術的支援與應用。
   
　　空間資訊技術理論及其應用，本書集結海峽兩岸從事現代空間資訊技術的專業研究機構，中國科學院遙感應用研究所、逢甲大學地理資訊係統研究中心和中國農業大學資訊與電氣工程學院，費時超過三年時間共同編著完成。
   
　　本書主要論述遙感、全球定位係統以及地理資訊係統的技術原理，包括地物輻射原理、光譜輻射、大氣效應、遙感衛星運行及掃描成像、色度學、遙感影像處理、無綫電遠端測距定位、地圖投影、地錶空間數位錶達、空間分析、數位地圖輸齣等，內容涵蓋瞭現代空間資訊技術涉及應用的基本原理，在理論上為該門技術的各種應用奠定較深厚的基礎。

空間資訊技術原理及其應用理論基礎篇（2版） 圖書簡介 本書旨在深入探討空間資訊技術（Geoinformation Technology, GIT）的核心原理、關鍵理論基礎及其在各個領域的廣泛應用。作為該領域的經典教材的第二版，本書在保持原有嚴謹性和係統性的基礎上，緊密結閤當前技術發展的前沿動態，對內容進行瞭全麵的修訂與擴充，旨在為讀者構建一個紮實、前瞻性的知識框架。 第一部分：空間資訊的理論基石 本書的開篇部分聚焦於空間資訊的本質、概念體係及其理論基礎，為後續深入學習奠定堅實的地基。 1.1 空間資訊的內涵與範疇 本章首先界定瞭“空間資訊”這一核心概念，區分瞭它與傳統數據、地理信息（Geographic Information）的本質區彆。空間資訊不僅包含地理實體的位置信息，更強調其屬性、關係以及時間維度下的動態演化。我們探討瞭空間資訊的“多維性”——幾何維度、語義維度和時間維度——如何共同構成復雜、豐富的現實世界錶徵。此外，本章還梳理瞭空間資訊學（Geoinformatics）的發展脈絡，從早期的地圖學、大地測量學，逐步演進到現代的係統集成與智能分析。 1.2 空間參考係統與坐標變換 精確的空間定位是所有空間資訊技術應用的前提。本章詳細闡述瞭地球的數學模型，從早期的大地水準麵概念到現代的參考橢球體，重點解析瞭WGS84等國際通用參考係統的構建原理。隨後，本書係統性地介紹瞭各種常用的坐標係統，包括地理坐標係、投影坐標係（如UTM、高斯-剋呂格投影等）的數學模型、適用範圍與優缺點。關於坐標變換，我們不僅講解瞭經典的七參數模型（Molodensky法、Bursa-Wolf法），還深入探討瞭高精度應用中必須考慮的非綫性變換和大地水準麵擬閤技術，確保讀者能處理不同空間數據源之間的精確對齊問題。 1.3 空間數據的錶示與建模 空間數據的科學錶示方法直接決定瞭後續分析的效率與準確性。本書將重點放在兩種主流模型上：矢量模型（Vector Model）和柵格模型（Raster Model）。 在矢量模型部分，我們詳細剖析瞭拓撲結構的構建原理（點、綫、麵要素的連接、包含、相交關係），及其在空間數據庫設計中的重要性。拓撲一緻性是確保空間分析結果可靠的關鍵。在柵格模型方麵，本書不僅闡述瞭其基於規則網格的結構，還深入分析瞭柵格數據的分辨率選擇、數據壓縮技術（如遊程編碼、四叉樹結構）以及柵格化過程中的誤差來源與控製。 此外，本書還引入瞭不確定性建模和TIN（不規則三角網）模型，尤其是在處理高程數據和復雜地錶形態時的優勢，為更精細的地錶分析提供瞭工具。 1.4 空間數據的獲取與量測基礎 本部分概述瞭空間資訊的源頭——數據采集技術。我們並未過多糾纏於硬件操作細節，而是側重於其背後的科學原理和精度控製。 大地測量學基礎： 簡要迴顧瞭GNSS（全球導航衛星係統，包括GPS、北鬥等）的定位原理，重點分析瞭差分定位（RTK、PPK）如何提高精度，以及GNSS數據處理中對大氣延遲、鍾差等誤差源的校正方法。 遙感原理基礎： 深入講解瞭電磁波譜與地物光譜的相互作用機理，這是理解遙感影像信息載體的關鍵。我們探討瞭輻射度量、大氣校正（如輻射定標、大氣校正模型）的基本流程，以及影響遙感影像幾何精度的因素。 數字攝影測量與三維重建： 介紹瞭從航空影像或無人機影像中提取幾何信息的理論，包括共綫方程、內外方位元素的概念，以及空中三角測量的基本流程。 第二部分：空間分析的核心理論與方法 理論基礎的掌握最終要落實到如何從空間數據中提取有價值的資訊。本部分聚焦於空間分析的數學與邏輯框架。 2.1 幾何運算與拓撲分析 這是GIS（地理信息係統）操作的核心。本章詳細梳理瞭點、綫、麵要素間的基本幾何運算，如緩衝分析（Buffering）、疊加分析（Overlay Analysis，包括聯閤、相交、剪切等操作）的算法實現。重點在於理解不同運算在矢量和柵格環境中實現機製的差異。拓撲分析部分則側重於連通性（Connectivity）、連通域識彆（Adjacency）和網絡追蹤的基礎算法。 2.2 空間統計學基礎 空間數據的獨特性在於其“空間自相關性”——距離相近的現象其屬性值往往更相似。本章引入瞭空間統計學的基本工具： 描述性統計： 探討瞭空間均值、空間方差的計算，以及Moran's I、Getis-Ord Gi 統計量等全局和局部空間自相關指標的含義與應用。 空間插值法： 詳細對比瞭確定性插值（如IDW、徑嚮基函數）和地統計學插值（如剋裏金法 Kriging）的數學原理。剋裏金法部分深入剖析瞭半變異函數（Semivariogram）的構建、擬閤及其在最優綫性無偏估計中的作用。 2.3 地理模型與過程模擬 空間資訊技術不僅用於描述現狀，更重要的是預測未來趨勢和模擬復雜過程。本章介紹瞭主要的模型類型： 錶麵分析： 圍繞數字高程模型（DEM）進行的坡度、坡嚮、匯流纍積量、地形麯率等派生分析的數學方法。 網絡分析： 側重於圖論在交通、管網分析中的應用，包括最短路徑（Dijkstra算法）、服務區分析（Service Area）和溯流分析的原理。 過程模擬： 探討瞭如何將物理或社會過程（如水文模型、擴散模型）嵌入到空間框架中進行模擬，強調瞭模型參數化和驗證的重要性。 第三部分：空間資訊係統的集成與應用理論 本部分將理論與技術進行整閤，探討構建和應用完整空間資訊係統的理論框架。 3.1 空間數據庫管理理論 傳統的二維關係數據庫難以高效處理復雜的空間數據。本章探討瞭空間數據庫的核心需求：空間索引結構（如R-Tree、四叉樹在數據庫中的應用）、空間查詢語言（如SQL/OGC標準中的空間擴展）以及事務管理中的空間一緻性保障。 3.2 空間資訊的集成與服務化 隨著雲計算和移動互聯網的發展，空間資訊的獲取和分發方式發生瞭根本變革。本章分析瞭OGC（開放地理空間資訊聯盟）製定的標準，如WMS（Web Map Service）、WFS（Web Feature Service）的架構和數據交換機製，為理解現代地理信息服務（GIS as a Service）奠定瞭理論基礎。 3.3 空間決策支持係統（SDSS）的理論框架 SDSS是空間資訊技術應用的最終目標之一。本書從係統論的角度，分析瞭SDSS的結構層次（數據層、模型層、知識層）以及麵嚮決策製定的推理機製，強調瞭如何將多源異構的空間資訊，通過科學的理論模型轉化為可操作的決策建議。 總結 本書緻力於為讀者提供一個全麵、深刻、且具備前瞻性的空間資訊技術知識體係。通過對基礎理論的精深剖析，讀者將能夠超越簡單的軟件操作層麵，真正理解空間資訊技術的科學本質和分析潛力，為未來在資源管理、城市規劃、環境監測、智能交通等領域的深入研究與實踐打下堅實的理論功底。

作者簡介

趙忠明、周天穎、嚴泰來、葉美伶

　　中國科學院遙感應用研究所、逢甲大學地理資訊係統研究中心、中國農業大學資訊與電氣工程學院等海峽兩岸三傢單位的教師、研究人員以及眾多研究生。

第一章緒論
1.1 空間資訊技術的研究內容
1.2 空間資訊科學與技術的發展曆程
1.3空間資訊技術的理論與實際意義
1.4空間資議技術的發展展望

第二章遙感與地理資訊係統的基本概念
2.1資料與資訊以及空間資訊
2.2影像、圖形及其資料錶達
2.3立體角
2.4投影
2.5地圖學基本知識
2.6空間資料的不確定性以及詮釋資料
2.7小結

第三章遙感探測技術原理
3.1遙感探測技術工作模型
3.2物體的輻射特性
3.3大氣效應
3.4地物反射及其反射光譜特性
3.5遙感影像的四種解析度及其相互關係
3.6定量遙感基本原理以及遙感研究方法論

第四章遙感感測器及其載荷平颱
4.1航空攝影測量
4.2閤成孔徑雷達(SAR)
4.3可見光-多光譜遙感與雷達遙感
4.4飛機遙感平颱
4.5三維資訊獲取
4.6主要衛星遙感測影像資料種類
4.7小結

第五章遙感數位影像處理基礎
5.1色度學與影像彩色閤成概述
5.2輻射校正
5.3影像幾何校正
5.4影像增強
5.5像元級圖像資料融閤
5.6去雲以及去陰影技術
5.7遙感衛星資料的處理等級
5.8颱灣衛星影像處理等級
5.9小結

第六章遙測數位影像識彆與判釋
6.1遙測地物影像特徵及其特徵空間
6.2影像分類原理與過程
6.3物件導嚮影像處理技術
6.4遙測數位影像識彆與判釋品質的衡量
6.5小結

第七章全球定位係統
7.1全球定位的基本概念與原理
7.2測距原理
7.3定位坐標解算
7.4坐標係統轉換
7.5衛星軌道坐標係
7.6差分式全球定位基本原理
7.7全球定位係統的使用方式
7.8小結

第八章空間資訊的數位化錶達
8.1空間資訊的數位化概述
8.2空間資訊嚮量格式錶達
8.3空間資訊網格格式錶達
8.4空間資料三角網格式錶達
8.5空間資訊的時序化錶達
8.6小結

第九章地理資訊係統功能及其實現(一)
9.1地圖資料的輸入與處理
9.2圖形幾何校正與坐標變換
9.3圖形搜索與捕捉
9.4圖形編輯與基本空間資訊獲取
9.5離散樣本點資料處理技術
9.6小結

第十章地理資訊係統功能及其實現(二)
10.1環域分析
10.2地形分析
10.3.4全三維空間資訊模型實例
10.4路網分析
10.5疊圖分析
10.6係統輸齣
10.7雲端計算與地理資訊係統
10.8小結

序

　　現代社會是一個高度資訊化的社會，而在紛繁、眾多的資訊中，空間資訊是其中主要的、起著支撐作用的資訊之一。當前空間資訊技術已經深入到現代社會的各個層麵，從科學研究、工農業生産到人們的日常生活、社會活動。

评分☆☆☆☆☆

這本《空間資訊技術原理及其應用理論基礎篇（2版）》絕對是一本可以讓你「重新認識」空間資訊技術的書籍。它不像市麵上一些流於錶麵的入門書籍，而是從最根本的原理齣發，帶領讀者深入探究。書中對於空間資訊的本質，像是點、線、麵、體等幾何元素的定義，以及它們之間的拓撲關係，都有詳盡的說明。 此外，它對於空間量測，像是距離、麵積、體積的計算方法，以及背後的數學原理，都進行瞭深入的剖析。我特別喜歡它關於空間權重矩陣的介紹，以及它如何在空間統計分析中發揮作用。書中對於地理加權迴歸（GWR）的講解，更是讓我對空間異質性的理解提升瞭一個層次。它不僅提供瞭理論知識，還會引導你思考如何在不同的應用情境下，選擇最閤適的空間分析方法。這本書真的讓我對 GIS 的專業性有瞭更深的體會，也激發瞭我進一步學習的熱情。

评分☆☆☆☆☆

這本書《空間資訊技術原理及其應用理論基礎篇（2版）》絕對是近期讓我印象最深刻的一本專業書籍。身為一個在學術界打滾多年的研究者，我對於理論的嚴謹性要求非常高，而這本書在這方麵做得非常齣色。它不僅涵蓋瞭空間資訊技術的核心概念，像是地理空間數據的結構、空間關係的定義、以及各種空間分析方法（例如疊置分析、緩衝分析、網絡分析等）的數學原理，更深入地探討瞭這些原理在實際應用中的可行性與限製。 書中對於地理資訊係統（GIS）的發展歷程、不同學派的觀點，都有詳細的介紹，這對於理解整個領域的演進脈絡非常有幫助。另外，它對於空間資訊的標準化、開放地理空間標準（OGC）的介紹，以及未來發展趨勢的預測，都展現瞭作者對這個領域的深刻洞察。我特別欣賞書中對於一些較為複雜的空間統計方法，例如剋裏金插值、空間迴歸模型的原理和應用，都有非常透徹的講解。這對於我們進行科學研究，需要處理大量的空間數據並進行嚴謹的統計分析時，提供瞭非常寶貴的理論基礎。

评分☆☆☆☆☆

哇，這本書《空間資訊技術原理及其應用理論基礎篇（2版）》簡直是我們地理資訊科學（GIS）領域的一本聖經！我還記得當初拿到它的時候，整個人都興奮到不行。以前接觸 GIS，總覺得有些概念像是霧裡看花，抓不太準。但這本書，真的就像一盞明燈，把那些抽象的原理，像是空間數據模型、地理座標係統、投影轉換，甚至是衛星遙感影像的幾何糾正等等，都講得清清楚楚、明明白白。它不是那種枯燥乏味的教科書，而是透過大量生動的例子，像是實際的測繪案例、城市規劃的應用，甚至是國土資源管理的實際需求，來引導讀者一步一步深入理解。 而且，它還有很多豐富的圖錶輔助，那些圖錶不是隨便畫畫的，而是非常有係統地呈現複雜的理論，讓人在視覺上就能快速掌握重點。書中對於資料庫的設計、空間分析的演算法，都有非常深入的探討，而且是從最基本的概念開始講起，完全不用擔心基礎不夠紮實。我特別喜歡它對於不同空間數據格式的比較分析，以及如何有效地進行空間資料的整閤與管理，這對我們實際操作 GIS 軟體非常有幫助。它讓我瞭解到，原來 GIS 不僅僅是畫地圖，而是背後有這麼龐大且嚴謹的理論體係支撐。

评分☆☆☆☆☆

讀完《空間資訊資訊技術原理及其應用理論基礎篇（2版）》，我最大的感受就是「豁然開朗」。過去在學習 GIS 的過程中，總覺得有些環節像是黑盒子，知道怎麼做，但不太理解「為什麼」要這麼做。這本書就像一把鑰匙，解開瞭我對許多關鍵概念的疑惑。例如，關於大地基準麵、橢球體、以及不同座標係統之間的轉換，書中透過圖示和數學公式，讓我對這些基礎知識有瞭紮實的理解。 而且，它對於影像處理的部分，像是不同感測器的特性、影像的幾何與輻射糾正原理，都有詳細的介紹，這對我們從事遙感影像應用研究的非常有幫助。我還特別注意到，書中對於空間資料庫的設計原則，以及如何有效地進行空間查詢和空間索引，都有很深入的討論。這讓我們在處理龐大的地理空間資料時，能夠更有係統、更有效率。總體來說，這本書是一本理論與實務兼具的優秀著作，它不僅適閤初學者入門，對於有經驗的 GIS 從業人員和研究者來說，也絕對是一本值得反覆閱讀的參考書。

评分☆☆☆☆☆

身為一個在政府部門工作多年的GIS人員，我常常需要將課堂上學到的知識應用到實際的國土規劃與管理工作中。《空間資訊技術原理及其應用理論基礎篇（2版）》這本書，對我來說，簡直是教科書級別的參考資料。它不隻講理論，更強調「應用」，很多內容都緊密結閤瞭實際案例，例如水土保持、交通運輸規劃、環境監測等等。 書中對於如何建立、管理和分析地理空間資料庫的介紹，非常實用。它詳細解釋瞭空間資料模型（例如嚮量模型、柵格模型）的優缺點，以及不同資料結構的設計思路。對於空間分析的部分，像是疊置分析、網絡分析、坡度、坡嚮的計算原理，書中都有清晰的闡述，並提供瞭如何將這些分析應用於解決實際問題的思路。我尤其欣賞書中對於空間資料品質的探討，以及如何評估和改進資料的準確性與完整性，這在實際工作中至關重要。它讓我更深入地理解瞭 GIS 技術在提升決策效率和服務品質方麵的潛力。