　　《地理信息系统理论与应用丛书：ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程（第二版）》是作者在总结多年教学与科研工作经验，并分析总结了上一版教材的应用情况及ArcGIS10软件新特点的基础上编写完成。书中主要介绍ArcGIS的应用基础、ArcGIS空间分析工具，以及地学分析实例。内容包括ArcGIS简介、ArcGIS应用基础、空间数据的采集与组织、空间数据的转换与处理、空间数据的可视化表达、GIS空间分析导论、矢量数据的空间分析、栅格数据的空间分析、三维分析、地统计分析、水文分析、空间分析建模，以及综合分析练习。此外，本书还配备具有典型性意义的实例分析及大量的随书练习资料，并在光盘中辅以相应数据，以便于参考练习。
　　《地理信息系统理论与应用丛书：ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程（第二版）》强调科学性、系统性、实用性与易读性的结合，可作为高等院校地理信息系统、地理学、测绘学等相关专业学生的教材，也可作为科学研究、工程设计、规划管理等部门的科技人员的参考书。

作者简介

　　汤国安，1961年生，浙江宁波人，教授、博士生导师。1998年获奥地利萨尔茨堡大学地理信息系统专业博士学位。现任南京师范大学地理科学学院副院长。主要从事地理信息系统及数字地形分析等方面教学与研究工作。主持包括国家863重点项目、国家自然科学重点项目在内的多项科学研究项目；出版研究专著3部、教材9部，发表研究论文150余篇；曾获省部级科技进步奖（3项）、国家教学成果二等奖及教育部“高等学校教学名师奖”。

　　杨昕，1976年生，陕西西安人，副教授。2007年获南京师范大学地图学与地理信息系统专业博士学位。现在南京师范大学地理科学学院任教。主要从事数字地形分析、GIS空间分析等方面的研究。主持包括国家自然科学基金、教育部博士点基金在内的多项科学研究项目；出版教材4部，发表研究论文30余篇；获省部级科技进步奖，江苏省优秀博士学位论文、江苏省精品教材、南京师范大学教学十佳等奖励。

内页插图

前言
第1章导论
1.1 地理信息系统
1.1.1 基本概念
1.1.2 GIS系统构成
1.1.3 GIS功能与应用
1.1.4 GIS技术与发展
1.2 GIS空间分析
1.2.1 空间分析
1.2.2 基于GIS的空间分析
1.2.3 常用GIS平台空间分析功能比较
1.3 ArcGIS 10概述
1.3.1 ArcGIS 10体系结构
1.3.2 ArcGIS 10软件特色
1.3.3 ArcGIS 10空间分析

第2章 ArcGIS应用基础
2.1 ArcMap基础
2.1.1 ArcMap的窗口组成
2.1.2 新地图文档创建
2.1.3 数据层的加载
2.1.4 数据层的基本操作
2.1.5 数据层的保存
2.1.6 数据框的添加
2.1.7 要素的选择与转出
2.1.8 利用属性制作统计图表
2.2 ArcCatalog应用基础
2.2.1 ArcCatalog基础操作
2.2.2 目录内容浏览
2.2.3 数据搜索
2.2.4 地图与图层操作
2.2.5 地理数据输出
2.3 Geoprocessing地理处理框架
2.3.1 地理处理框架的基本介绍
2.3.2 ArcToolbox应用基础
2.3.3 ArcToolbox内容简介

第3章空间数据的采集与组织
3.1 Shapefile文件创建
3.1.1 创建Shapefile和dBASE表
3.1.2 添加和删除属性项
3.2 地理数据库创建
3.2.1 地理数据库概述
3.2.2 地理数据库建立的一般过程
3.2.3 创建一个新的地理数据库
3.2.4 建立数据库中的基本组成项
3.2.5 向地理数据库加载数据
3.2.6 进一步定义数据库
3.3 数据编辑
3.3.1 图形编辑
3.3.2 属性编辑
3.4 实例与练习
3.4.1 某地区地块的拓扑关系建立
3.4.2 某市区几何网络的建立

第4章空间数据的转换与处理
4.1 投影变换
4.1.1 定义投影
4.1.2 投影变换
4.1.3 数据变换
4.2 数据格式转换
4.2.1 数据结构转换
4.2.2 数据格式转换
4.3 数据处理
4.3.1 数据裁切
4.3.2 数据拼接
4.3.3 数据提取
4.4 练习:数据更新变换
4.4.1 背景
4.4.2 目的
4.4.3 要求
4.4.4 数据
4.4.5 操作步骤

第5章空间数据的可视化表达
5.1 数据符号化
5.1.1 矢量数据符号化
5.1.2 栅格数据符号化
5.2 专题地图编制
5.2.1 布局设计
5.2.2 制图数据操作
5.2.3 地图标注
5.2.4 地图整饰
5.2.5 地图输出
5.3 实例与练习--上海市行政区划图制作

第6章 GIS空间分析导论
6.1 空间分析的数据模型
6.1.1 栅格数据模型
6.1.2 矢量数据模型
6.1.3 矢量-栅格数据模型的区别与联系
6.1.4 其他数据模型
6.2 GIS空间分析的基本原理与方法
6.2.1 栅格数据分析的模式
6.2.2 矢量数据分析方法
6.2.3 空间统计分析与内插
6.2.4 三维空间分析
6.3 ArcGIS 10空间分析模块和功能

第7章矢量数据的空间分析
7.1 缓冲区分析
7.1.1 基本概念
7.1.2 缓冲区的建立
7.2 叠置分析
7.2.1 图层擦除(Erase)
7.2.2 标识叠加(Identity)
7.2.3 相交操作(Intersect)
7.2.4 交集取反(Symmetrical Difference)
7.2.5 图层联合(Union)
7.2.6 修正更新(Update)
7.3 网络分析
7.3.1 网络的组成
7.3.2 网络分析工具
7.3.3 传输网络分析(Network Analyst)
7.3.4 效应网络分析(utility network analysis)
7.4 追踪分析
7.4.1 追踪分析的相关概念
7.4.2 追踪分析的基本功能
7.5 实例与练习
7.5.1 市区择房分析
7.5.2 最短路径问题分析与应用

第8章栅格数据的空间分析
8.1 设置分析环境
8.1.1 加载分析模块
8.1.2 设置工作路径
8.1.3 设置单元大小
8.1.4 设置分析区域
8.1.5 选择坐标系统
8.2 距离制图
8.2.1 距离制图基础
8.2.2 直线距离
8.2.3 区域分配
8.2.4 成本距离
8.2.5 最短路径
8.3 密度制图
8.4 栅格插值
8.4.1 反距离权重插值(IDW)
8.4.2 样条函数插值(Spline)
8.4.3 克里金插值(Kriging)
8.4.4 自然邻域法插值(Natural Neighborhood)
8.4.5 趋势面法插值(Trend)
8.4.6 数据重采样(Resample)
8.5 表面分析
8.5.1 等值线绘制
8.5.2 地形因子提取
8.5.3 山体阴影
8.6 统计分析
8.6.1 像元统计
8.6.2 邻域统计
8.6.3 分类区统计
8.7 重分类
8.7.1 新值替代
8.7.2 重新分类
8.7.3 空值设置
8.8 栅格计算
8.8.1 数学运算
8.8.2 函数运算
8.8.3 栅格计算器
8.9 多元分析
8.9.1 ISO聚类
8.9.2 最大似然分类
8.9.3 主成分分析
8.9.4 树状图
8.10 实例与练习
8.10.1 学校选址
8.10.2 寻找最佳路径
8.10.3 熊猫分布密度制图
8.10.4 GDP区域分布图的生成与对比
8.10.5 山顶点的提取

第9章三维分析
9.1 创建表面
9.1.1 栅格表面的创建
9.1.2 TIN表面的创建
9.1.3 地形数据集(Terrain)创建与管理
9.2 表面分析
9.2.1 计算表面积与体积
9.2.2 坡度与坡向的计算
9.2.3 可视性分析
9.2.4 提取断面
9.2.5 表面阴影
9.3 三维要素分析
9.3.1 3D集合运算
9.3.2 可视性分析
9.4 ArcScene三维可视化
9.4.1 要素的立体显示
9.4.2 设置场景属性
9.4.3 飞行动画
9.5 数据转换
9.5.1 二维要素三维化
9.5.2 表面数据的矢量转换
9.6 实例与练习
9.6.1 地形指标提取
9.6.2 地形特征信息提取
9.6.3 表面创建及景观图制作
9.6.4 污染物在蓄水层中的可视化
9.6.5 模拟场景飞行
9.6.6 爆炸影响分析

第10章地统计分析
10.1 地统计基础
10.1.1 基本原理
10.1.2 克里金插值
10.1.3 ArcGIS地统计分析
10.2 探索数据
10.2.1 数据分析工具
10.2.2 检验数据分布
10.2.3 寻找数据离群值
10.2.4 全局趋势分析
10.2.5 空间自相关及方向变异
10.2.6 多数据集协变分析
10.3 空间确定性插值
10.3.1 反距离加权插值
10.3.2 全局多项式插值
10.3.3 局部多项式插值
10.3.4 径向基函数插值
10.4 地统计插值
10.4.1 克里金插值基础
10.4.2 普通克里金插值
10.4.3 简单克里金插值
10.4.4 泛克里金插值
10.4.5 指示克里金插值
10.4.6 概率克里金插值
10.4.7 析取克里金插值
10.4.8 协同克里金插值
10.4.9 合理使用地统计分析工具
10.5 含障碍插值
10.5.1 含障碍的核插值(Kernel Smoothing)
10.5.2 含障碍的扩散插值(Diffusion Kernel)
10.6 练习:克里金方法内插生成高程曲面

第11章水文分析
11.1 无洼地DEM生成
11.1.1 水流方向提取
11.1.2 洼地计算
11.1.3 洼地填充
11.2 汇流累积量
11.3 水流长度
11.4 河网的提取
11.4.1 河网的生成
11.4.2 Stream link的生成
11.4.3 河网分级的生成
11.5 流域的分割
11.5.1 流域盆地的确定
11.5.2 汇水区出水口的确定
11.5.3 集水流域的生成
11.6 Arc Hydro水文数据模型
11.6.1 Arc Hydro数据模型
11.6.2 Arc Hydro工具集
11.6.3 Arc Hydro的优点
11.7 实例与练习
11.7.1 利用水文分析方法提取山脊、山谷线
11.7.2 地形鞍部的提取
11.7.3 沟谷网络的提取及沟壑密度的计算

第12章空间分析建模
12.1 空间分析模型与建模
12.1.1 空间分析模型及其分类
12.1.2 空间分析建模
12.2 图解建模
12.2.1 基本概念及类型
12.2.2 图解模型的形成过程
12.2.3 实例分析
12.3 脚本文件
12.3.1 简介
12.3.2 Python脚本编写基础
12.3.3 利用Python创建脚本文件
12.3.4 Python脚本应用实例
12.4 图解与脚本混合建模
12.4.1 简介
12.4.2 模型的形成过程
12.4.3 图解与脚本混合建模
12.5 实例与练习
12.5.1 明暗等高线制作
12.5.2 提取坡向变率(SOA)

第13章综合分析练习
13.1 数据编辑与更新
13.2 寻找最短路径
13.3 土壤稳定性评估
13.4 找出某种珍贵药材的生长区域
13.5 城市建筑日照分析
主要参考文献

精彩书摘

　　第1章导论　　随着信息社会的到来，人类社会进入了信息大爆炸的时代。面对海量信息，人们对信息的要求发生了巨大变化，对信息的广泛性、精确性、快速性及综合性要求越来越高。随着计算机技术的出现及其快速发展，对空间位置信息和其他属性类信息进行统一管理的地理信息系统也随之快速发展起来，在此基础上进行空间信息挖掘和知识发现是当前亟待解决的问题，也是GIS研究的热点和难点之一。地理信息系统空间分析也越来越凸显其重要作用。　　1.1地理信息系统　　1.1.1基本概念　　地理信息系统是在计算机软硬件支持下，对整个或者部分地球表层空间中的有关地理分布数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。地理信息系统处理和管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，主要用于分析和处理一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。　　1.1.2GIS系统构成　　一个完整的地理信息系统主要由四个部分构成，即硬件系统、软件系统、地理空间数据和系统管理操作人员。其中计算机硬件、软件系统是GIS使用工具，空间数据库反映了GIS的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表达方式。　　1.硬件系统　　计算机硬件系统是计算机系统中的实际物理配置的总称，可以是电子的、电的、磁的、机械的、光的元件或装置，是GIS的物理外壳。系统的规模、精度、速度、功能、形式、使用方法甚至软件都与硬件有极大的关系，受硬件指标的支持或制约。GIS由于其任务的复杂性和特殊性，必须由计算机设备支持。构成计算机硬件系统的基本组件包括输入/输出设备、中央处理单元、存储器等。这些硬件组件协同工作，向计算机系统提供必要的信息，使其完成任务，也可以保存数据以备现在或将来使用，或将处理得到的结果或信息提供给用户。　　2.软件系统　　GIS运行所需的软件系统有三个。　　1）计算机系统软件　　由计算机厂家提供的、为用户使用计算机提供方便的程序系统，通常包括操作系统、汇编程序、编译程序、诊断程序、库程序，以及各种维护使用手册、程序说明等，是GIS日常工作所必需的软件。　　2）地理信息系统软件和其他支持软件　　包括通用的GIS软件包，也可以包括数据库管理系统、计算机图形软件包、计算机图像处理系统、CAD等，用于支持对空间数据的输入、存储、转换、输出和与用户接口等操作。　　3）应用分析程序　　系统开发人员或用户根据地理专题或区域分析模型编制的用于某种特定任务的程序，是系统功能的扩展与延伸。在GIS工具支持下，应用程序的开发应是透明的和动态的，与系统的物理存储结构无关，并能随着系统应用水平的提高不断优化和扩充。应用程序作用于地理专题或区域数据，构成GIS的具体内容，这是用户最为关心的真正用于地理分析的部分，也是从空间数据中提取地理信息的关键。用户进行系统开发的大部分工作是开发应用程序，而应用程序的水平在很大程度上决定系统应用的优劣和成败。　　3.系统开发、管理与使用人员　　人是构成GIS的重要因素。地理信息系统从其设计、建立、运行到维护的整个生命周期，处处都离不开人的作用。仅有系统软硬件和数据还不能构成完整的地理信息系统，还需要人进行系统组织、管理、维护和数据更新，以及系统扩充完善、应用程序开发，并灵活采用地理分析模型提取多种信息，为研究和决策服务。地理信息系统专业人员是地理信息系统应用的关键，而强有力的组织是系统运行的保障。　　4.地理空间数据　　地理空间数据是以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。它是由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他系统通信设备输入GIS，是系统程序作用的对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。不同用途的GIS，其地理空间数据的种类、精度均不相同，包括以下三种信息。　　1）已知坐标系中的位置　　已知坐标系中的位置即几何坐标，标识地理景观在自然界或包含某个区域的地图中的空间位置，如经纬度、平面直角坐标、极坐标等。采用数字化仪输入时通常采用数字化仪直角坐标或屏幕直角坐标。　　2）实体间的空间关系　　实体间的空间关系通常包括：度量关系，如两个地物之间的距离远近；延伸关系（或方位关系），定义了两个地物之间的方位；拓扑关系，定义了地物之间连通、邻接等关系，是GIS分析中最基本的关系，其中包括了网络结点与网络线之间的枢纽关系、边界线与面实体间的构成关系、面实体与岛或内部点的包含关系等。　　3）与几何位置无关的属性　　与几何位置无关的属性即通常所说的非几何属性或简称属性，是与地理实体相联系的地理变量或地理意义。属性分为定性和定量两种。定性包括名称、类型、特性等；定量包括数量和等级。定性描述的属性如土壤种类、行政区划等；定量描述的属性如面积、长度、土地等级、人口数量等。非几何属性一般是经过抽象的概念，通过分类、命名、量算、统计得到。任何地理实体至少有一个属性，而地理信息系统的分析、检索和表示主要是通过对属性的操作运算实现的。因此，属性的分类系统、量算指标对系统的功能有地理信息系统理论与应用丛书：ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程（第2版）下载 mobi epub pdf txt 电子书格式