GIS原理与应用

　　《GIS原理与应用/国家林业和草原局普通高等教育“十三五”规划教材》分为10章，简要内容和具体编写分工如下：第1章介绍了地理信息系统发展过去、现在和将来，GIS相关的概念、信息、数据、地理信息、地理信息系统的组成、基本功能和应用功能；第2章介绍了从现实世界到地理空间世界的抽象过程、空间数据模型的概念、类型、特点等；第3章介绍了空间实体的概念、类型、特征、存储以及空间实体的空间关系，同时介绍了空间参照系、地图投影的基本知识；第4章分别介绍了空间数据库的基本知识和GIS中的数据结构；本章由刘畅编写，董钊、李宁负责文字校对和编排。第5章分别介绍了GIS数据的采集、质量控制和数据共享；第6章介绍了矢量数据的编辑、拓扑关系的建立、栅格数据和矢量数据的压缩、矢量和栅格数据的转换等；第7章分别介绍了空间查询和GIS中缓冲区分析、叠加分析、地形分析、统计分析、网络分析等空间分析方法，同时总结了GIS中空间建模的过程和方法；第8章介绍了GIS与地图学的联系、地图的符号、专题信息的表现、制图综合及地理信息的可视化等；第9章介绍了GIS在各个行业中的应用；第10章介绍了目前GIS发展中的热点技术，包括人工智能GIS、大数据CIS、深度学习和人工智能结合下的GIS、GIS中的虚拟现实技术。

前言

第1章 绪论
1．1 GIS发展简况
1．2 GIS相关的基本概念
1．3 GIS的发展状况
1．4 GIS的组成
1．5 GIS的基本功能和应用功能
1．6 GIS相关学科
复习题
应用及实践习作

第2章 空间数据模型
2．1 从地理空间现象到计算机世界
2．2 场模型
2．3 要素模型
2．4 网络模型
2．5 时空模型
重要的理论知识点和术语
复习题
应用及实践习作

第3章 GIS的空间特性
3．1 空间实体及其描述
3．2 常见空间问题的论述
3．3 空间参照系及地图投影
重要的理论知识点和术语
复习题
应用及实践习作

第4章 空间数据结构
4．1 地理数据
4．2 空间数据库
4．3 GIS数据结构
重要的理论知识点和术语
复习题
应用及实践习作

第5章 空间数据采集与质量控制
5．1 GIS数据源与数据获取方式
5．2 元数据与GIS数据共享
5．3 地理数据的分类与编码
5．4 地理数据采集
5．5 数据质量评价与控制
重要的理论知识点和术语
复习题
应用及实践习作

第6章 空间数据的处理
6．1 矢量数据的编辑
6．2 矢量数据拓扑关系的自动建立
6．3 空间数据的压缩处理
6．4 空间数据的插值方法
6．5 空间数据格式转换
重要的理论知识点和术语
复习题

　　地理信息技术近些年来已经深入应用到了各个行业中，国内外多所高校、研究中心都在培养相关的专业技术人才。然而地理信息技术的掌握既要依托地理信息系统的基本原理，还要结合实践掌握地理信息系统相关软件操作。此外，作为地理信息学科的研究人员，同时需要对地理信息领域相关的热点技术跟进。结合地理信息系统原理教学中的以上思考，本教材在编写时兼顾了GIS专业和非GIS专业学生学习中的基础原理、概念的掌握，同时针对基本原理、概念匹配了相应的实践操作。
　　与目前市场上多数GIS教材不同，本教材的每个章节由理论、要点、复习、实践四个部分组成，首先介绍基础理论，然后总结理论学习中的重要的知识点和术语，并结合重点内容形成每章的复习题，最后结合各知识点设计相应的实践操作。实践习作部分综合考虑了GIS的应用特点，为读者提供了丰富的数字资源。读者在具体的实践操作中，可通过扫描二维码的方式，在浏览器中下载课后习作相应的数据，并可使用手机在线观看相应的操作视频。通过这种系统的方式，保证学生在学习过程中将理论与实践相结合，实现所学知识的融会贯通。
　　结合地理信息的基本功能和应用功能，本书分为10章，简要内容和具体编写分工如下：第1章介绍了地理信息系统发展过去、现在和将来，GIS相关的概念、信息、数据、地理信息、地理信息系统的组成、基本功能和应用功能；本章由张王菲、姬永杰编写，崔鋆波负责文字校正和编排。第2章介绍了从现实世界到地理空间世界的抽象过程、空间数据模型的概念、类型、特点等；本章章由聂俊堂编写，刘钱威、李望负责文字校对和编排。第3章介绍了空间实体的概念、类型、特征、存储以及空间实体的空间关系，同时介绍了空间参照系、地图投影的基本知识；本章由唐静编写，李鑫、马鹏根负责文字校对和编排。第4章分别介绍了空间数据库的基本知识和GIS中的数据结构；本章由刘畅编写，董钊、李宁负责文字校对和编排。第5章分别介绍了GIS数据的采集、质量控制和数据共享；本章由刘畅、姬永杰编写，刘钱威、李望负责文字校对和编排。第6章介绍了矢量数据的编辑、拓扑关系的建立、栅格数据和矢量数据的压缩、矢量和栅格数据的转换等；本章由姬永杰编写，董钊、李宁负责文字校对和编排。第7章分别介绍了空间查询和GIS中缓冲区分析、叠加分析、地形分析、统计分析、网络分析等空间分析方法，同时总结了GIS中空间建模的过程和方法；本章由张王菲编写，杨玥、廖朝芳负责文字校对和编排。第8章介绍了GIS与地图学的联系、地图的符号、专题信息的表现、制图综合及地理信息的可视化等；本章由殷晓洁、张王菲、李建刚编写，丁阳、张月负责文字校对和编排。第9章介绍了GIS在各个行业中的应用；本章由牟风云、文哲编写，王涵、李兆碧、蒲标标负责文字校对和编排。第10章介绍了目前GIS发展中的热点技术，包括人工智能GIS、大数据CIS、深度学习和人工智能结合下的GIS、GIS中的虚拟现实技术；本章由牟风云、杨玥、薛倩编写，姜兴雪、陈婕负责文字校对和编排。
　　本教材由张王菲、姬永杰确定整体结构，完成统稿。本教材的完成，是多位从事地理信息系统原理及相关课程教学的各位教师多年教学工作的结晶，编者所在教研室的其他教师也为本教材提供了极好的编写素材。
　　本教材的出版得到了国家自然科学基金（31860240）、国家复合应用型农林人材培养模式改革试点项目以及云南省区域特色高水平大学林学品牌专业项目的资助。同时，本教材的完成还得到了西南林业大学森林经理教研室多位老师的关怀和支持，胥辉教授、岳彩荣教授、徐天蜀教授等都为本教材提出了许多有益的建议和修改意见；地理信息系统专业的文哲、杨玥、刘钱威、丁阳、李鑫、蒲标标等也参与了部分插图的绘制及实践内容的数据准备和整理工作。此外，本教材的编写和出版得到了西南林业大学林学院王昌命院长、张堂松书记、张大才副院长的大力支持，得到了中国林业出版社范立鹏博士的大力指导和支持，在此一并致谢！
　　尽管本教材已有40余万字，但要全面阐述地理信息系统原理及相关技术，显然还不够多，大家在学习的过程中，应当结合相应知识点和实践内容多思考，同时还要结合各行业应用深入体会，真正领会GIS中的理论基础。
　　虽然本教材编写几易其稿，但由于编者水平有限，错误与不妥之处在所难免，敬请读者批评指正！