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本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材《地理信息系统》的配套实践教材。书中简要介绍了国内外主流GIS软件ArcView、ArcGIS、MapInfo、MapGIS、SuperMap等的基本组成及主要特点，重点阐述了ArcView、ArcGIS、MapGIS在地图数字化、专题图制作、地图投影、误差校正、属性表建立、地理数据库创建、地址匹配、地图热链接、土地利用、灾害评估、矿产预测、地震工程、农田保护、土壤分析、粮食估产、人口统计、栅格分析、地形表面分析、道路选线、道路网络分析等方面的应用。本书很好地将GIS软件与项目应用结合起来，涉及多学科领域的各种GIS应用案例，内容经典、专业性强、范围广泛、知识全面，可帮助学生找到快速学习GIS软件的方法，达到事半功倍的效果。此外，随书所带的光盘提供了书中全部案例的源数据，方便读者参考与应用。

第1章  GIS的主要软件平台	(1)
1.1  GIS平台简介	(1)
1.2  ArcView	(1)
1.2.1  ArcView简介	(1)
1.2.2  ArcView的组成	(1)
1.2.3  ArcView的特点	(3)
1.3  ArcGIS	(3)
1.3.1  ArcGIS简介	(3)
1.3.2  ArcGIS的体系结构	(4)
1.3.3  ArcGIS的特点	(5)
1.4  MapInfo	(5)
1.4.1  MapInfo简介	(5)
1.4.2  MapInfo的组成	(5)
1.4.3  MapInfo的特点	(6)
1.5  MapGIS	(7)
1.5.1  MapGIS简介	(7)
1.5.2  MapGIS的体系结构	(7)
1.5.3  MapGIS的特点	(9)
1.6  SuperMap	(9)
1.6.1  SuperMap简介	(9)
1.6.2  SuperMap的组成	(9)
1.6.3  SuperMap的特点	(10)
第2章  ArcView分析与应用	(11)
2.1  ArcView地图投影应用	(11)
2.1.1  问题和数据分析	(11)
2.1.2  地图投影设置	(11)
2.2  属性表的创建与分析	(14)
2.2.1  问题和数据分析	(14)
2.2.2  创建与编辑表格	(15)
2.2.3  表格统计与汇总	(19)
2.2.4  表格连接与关联	(21)
2.3  地图热链接	(24)
2.3.1  问题和数据分析	(24)
2.3.2  热链接过程	(24)
2.3.3  热链接操作	(26)
2.4  地址匹配	(27)
2.4.1  问题和数据分析	(27)
2.4.2  编辑街道主题属性表	(28)
2.4.3  新建地址纯属性表	(30)
2.4.4  地址匹配过程	(30)
2.5  栅格分析	(33)
2.5.1  问题和数据分析	(33)
2.5.2  测定距离	(33)
2.5.3  邻近制图	(34)
2.5.4  计算密度	(35)
2.5.5  邻域分析	(37)
2.6  粮食产量分析	(38)
2.6.1  问题和数据分析	(38)
2.6.2  粮食产量栅格叠加局部统计	(39)
2.6.3  粮食产量关联因素分区统计	(40)
2.6.4  权重叠加运算预测粮食产量	(47)
2.7  ArcView数字高程模型的建立及应用	(50)
2.7.1  问题和数据分析	(50)
2.7.2  在ArcView中创建栅格表面(GRID)	(51)
2.7.3  在ArcView中建立TIN	(54)
2.7.4  表面分析	(59)
2.7.5  ArcView中的DEM应用	(64)
2.8  ArcView网络分析与应用	(67)
2.8.1  问题和数据分析	(67)
2.8.2  寻找最佳路径	(67)
2.8.3  确定最近设施	(69)
2.8.4  创建服务区域	(72)
2.9  地形地质要素三维建模分析	(75)
2.9.1  问题和数据分析	(75)
2.9.2  遥感影像数据处理	(75)
2.9.3  地质要素三维可视化分析	(76)
2.9.4  通过二维数据转换来创建三维形状	(82)
2.9.5  交互创建三维形状	(82)
第3章  ArcGIS分析与应用	(85)
3.1  初识ArcGIS	(85)
3.1.1  问题和数据分析	(85)
3.1.2  ArcCatalog操作	(85)
3.1.3  ArcMap中的栅格数据操作	(87)
3.1.4  ArcMap中的矢量数据操作	(91)
3.2  农田保护区域分析	(95)
3.2.1  问题和数据分析	(95)
3.2.2  连接并添加数据	(95)
3.2.3  找出洪水淹没区域	(96)
3.2.4  寻找可耕种区域	(98)
3.2.5  确定水坝保护的可耕种区域	(99)
3.2.6  计算可耕种区域的面积	(100)
3.2.7  选择面积为数公顷的区域	(105)
3.2.8  对研究区域土质进行重分类	(106)
3.3  度假村选址	(110)
3.3.1  问题和数据分析	(110)
3.3.2  确定以水系为条件的区域	(110)
3.3.3  确定Kerri森林以外的区域	(113)
3.3.4  确定坡度小于3%的区域	(115)
3.3.5  提取年平均温度高于16.5℃的区域	(119)
3.3.6  确定最终的度假村选址	(121)
3.4  屏幕矢量化及拓扑建库	(125)
3.4.1  问题和数据分析	(125)
3.4.2  图像配准	(125)
3.4.3  为数字化地图建立地理数据库	(127)
3.4.4  地图数字化	(129)
3.4.5  拓扑构建	(131)
3.5  投影转换及图形裁剪	(132)
3.5.1  问题和数据分析	(132)
3.5.2  投影转换	(133)
3.5.3  设定CropPoly图层的外边界	(134)
3.6  注记及属性编辑与连接	(136)
3.6.1  问题和数据分析	(136)
3.6.2  为CropCov属性表添加字段	(136)
3.6.3  添加注记	(137)
3.6.4  新建纯属性表	(138)
3.6.5  连接属性	(139)
3.7  燕麦试验田选址	(141)
3.7.1  问题和数据分析	(141)
3.7.2  数据预处理	(141)
3.7.3  缓冲区分析	(144)
3.7.4  叠加分析	(146)
3.7.5  确定最后的选址	(149)
3.8  商店选址评价	(154)
3.8.1  问题和数据分析	(154)
3.8.2  确定商店的服务范围	(155)
3.8.3  分析消费者特征	(160)
3.8.4  确定服务范围内的潜在客户	(162)
3.9  土壤肥沃度分析	(163)
3.9.1  问题和数据分析	(163)
3.9.2  查看数据	(163)
3.9.3  分析土壤类型与钾元素含量的关系	(167)
3.10  统计图表	(173)
3.10.1  问题和数据分析	(173)
3.10.2  制作散点图	(173)
3.11  网络分析	(177)
3.11.1  问题和数据分析	(177)
3.11.2  创建一个几何网络	(177)
3.11.3  网络流向分析	(182)
3.11.4  最短路径分析	(188)
3.12  ArcGIS中DEM的建立及应用	(190)
3.12.1  问题和数据分析	(190)
3.12.2  ArcGIS中GRID的建立	(190)
3.12.3  ArcGIS中TIN的建立	(193)
3.12.4  ArcGIS中DEM的应用	(196)
第4章  MapGIS分析与应用	(209)
4.1  MapGIS数据输入	(209)
4.1.1  问题和数据分析	(209)
4.1.2  GIS数据分层	(209)
4.1.3  数据预处理	(211)
4.1.4  MapGIS矢量化	(212)
4.2  地质专题图制作	(214)
4.2.1  问题和数据分析	(214)
4.2.2  计算机辅助制图设计	(215)
4.2.3  图形数据输入	(215)
4.2.4  线数据预处理	(217)
4.2.5  造区及区编辑	(218)
4.2.6  点数据编辑	(220)
4.2.7  图幅校验输出	(221)
4.3  图幅拼接	(221)
4.3.1  问题和数据分析	(221)
4.3.2  拼图基本原理	(222)
4.3.3  图幅拼接过程	(223)
4.4  地图投影转换	(225)
4.4.1  问题和数据分析	(225)
4.4.2  钻孔大地坐标到平面直角坐标的转换	(227)
4.4.3  矿区大地坐标到平面直角坐标的转换	(230)
4.4.4  地质图平面投影直角坐标转换为大地坐标	(231)
4.4.5  地质图大地坐标转换为平面投影直角坐标	(232)
4.5  误差校正	(233)
4.5.1  问题和数据分析	(233)
4.5.2  几何误差校正的基本原理	(234)
4.5.3  MapGIS自动误差校正	(234)
4.5.4  MapGIS交互式误差校正	(239)
4.5.5  影像匹配误差校正	(242)
4.6  属性表的建立与连接	(244)
4.6.1  问题和数据分析	(244)
4.6.2  属性表的建立	(245)
4.6.3  空间与属性数据连接	(246)
4.6.4  MapGIS属性数据导出	(248)
4.7  洪水灾害损失的分析	(249)
4.7.1  问题和数据分析	(249)
4.7.2  地形/地块数据预处理	(251)
4.7.3  洪水灾害损失分析	(252)
4.8  实验室选址	(255)
4.8.1  问题和数据分析	(255)
4.8.2  数据预处理	(257)
4.8.3  属性结构编辑	(257)
4.8.4  实验室选址分析	(259)
4.9  MapGIS数字高程模型的建立与应用	(261)
4.9.1  问题和数据分析	(261)
4.9.2  GRID模型的建立及应用	(262)
4.9.3  不规则三角网(TIN)模型的建立	(263)
4.9.4  DEM表面分析	(268)
4.9.5  可视性分析	(273)
4.9.6  道路选线	(276)
4.9.7  高程库应用	(278)
4.10  MapGIS网络分析与应用	(285)
4.10.1  问题和数据分析	(285)
4.10.2  道路网络文件建立	(285)
4.10.3  路径分析	(287)
4.10.4  资源分配	(288)
4.10.5  定位分配	(290)
第5章  GIS综合分析与应用	(293)
5.1  空间数据的描述统计与显示	(293)
5.1.1  问题和数据分析	(293)
5.1.2  人口分类	(293)
5.1.3  地图投影及数据导出	(297)
5.1.4  在Excel中对城镇数据进行统计分析	(299)
5.1.5  在Excel中计算空间中心	(303)
5.1.6  在ArcMap中显示空间中心	(304)
5.2  空间数据的线性回归分析	(308)
5.2.1  问题和数据分析	(308)
5.2.2  数据预处理	(308)
5.2.3  在Excel中利用客户化工具分析空间数据	(312)
5.2.4  在ArcMap中利用客户化工具进行回归分析	(314)
5.3  GIS数据转换	(316)
5.3.1  问题和数据分析	(316)
5.3.2  MapGIS数据转换成MapInfo数据	(317)
5.3.3  将MapInfo数据转换成MapGIS点、线、面文件	(321)
5.3.4  将MapGIS文件转换成ArcGIS文件	(322)
5.3.5  将ArcGIS数据转换成MapGIS的点、线、面文件	(328)
5.4  地震点坐标转换及图形套合	(329)
5.4.1  问题和数据分析	(329)
5.4.2  地震点坐标转换	(330)
5.4.3  误差校正及图形套合	(331)
5.5  MapGIS在成矿预测中的应用	(335)
5.5.1  研究区地质概况	(335)
5.5.2  数据准备	(336)
5.5.3  找矿空间分析	(337)
5.6  MapGIS在油气勘探中的应用	(342)
5.6.1  空间多源地学数据库的建立	(342)
5.6.2  多源地学数据的空间二维模型分析	(344)
5.6.3  多源地学数据的空间三维模型分析	(345)
参考文献	(349)

前    言
21世纪，世界进入了信息科学高速发展的时代。地理信息系统(GIS)是信息科学的重要组成部分，其涉及面广，并且大跨度多学科相互交叉渗透。地理信息系统经过40多年的发展历程，其理论研究已日趋成熟，现已进入了一个新的发展时期。GIS技术在各个领域中的应用正在受到越来越广泛的重视，已深入到各行各业，其应用和产业发展已成为势不可挡的国际潮流。GIS在我国已显示出巨大的潜在市场，几乎每个行业都在研制适合本系统特点的GIS。目前国内广泛应用的GIS软件主要有：ArcView、ArcGIS、MapInfo、MapGIS、SuperMap、GeoStar、CityStar等。本书正是以这些软件为基础编写完成的，书中融入了ArcView、ArcGIS、MapGIS的精典分析与应用。
地理信息系统既是一门基本理论学科，又是一门应用性较强的技术性学科，教学必须紧密结合应用，加强实践内容的研究，重视GIS应用环节，做到理论与应用并重。只有通过理论与应用紧密结合，才能更好地培养基础扎实、知识全面、实践较强、动手敏捷、勇于探索、开拓创新的GIS人才。目前地理信息系统原理的教材较为普及，已经可以满足教学的需要，但与应用结合的配套实践教材较少，仅汤国安、宋小冬等编写了几部实践教程，提供了丰富的应用素材，深受广大用户喜爱，其他大多局限于各种软件的使用手册和说明书，市场上有关地理信息系统实践应用的教科书相当缺乏，地理信息系统应用教材建设普遍滞后。本教材的推出必将为GIS发展及GIS人才培养起着重要的推动作用，可以帮助学生系统地、全面地掌握GIS的基本概念、基本原理、基本知识、基本方法和基本技能，找到快速学习国内外主导GIS软件的方法，并能用之解决工程中的实际应用问题，提高学生GIS应用能力，完善学生的知识结构。
该书涉及GIS输入、编辑、管理、分析、输出等功能的应用。考虑到使用的方便，全书按照GIS软件平台类型来划分章节，共分为5章。第1章介绍目前国内外主流GIS软件平台的基本组成及主要特点，第2章介绍ArcView的分析与应用，第3章介绍ArcGIS的分析与应用，第4章介绍MapGIS的分析与应用，第5章介绍GIS的综合分析与应用。内容涉及地质、矿产、地震、环境、资源、土地、农业、灾害、人口、市政、交通等领域各种工程应用案例。此外，随书所带的光盘提供了书中全部案例的源数据，方便读者参考与应用。
本书作者长期从事GIS的教学和科研工作，近年来潜心钻研、立足创新、努力不懈，在工作实践中面向应用，注意总结经验，组织了多项GIS应用软件开发项目，在教学和科研过程中积累了丰富的实践经验和应用案例。教材内容丰富，以满足教学需要为原则，尽量吸收国内外GIS研究的新进展与新成果，认真精选GIS软件的实践内容，力争做到全面、适中、典型，注意与原理课程的衔接关系，避免内容不必要的重复或相互脱节。在写作风格上注重理论和实践的结合、软件和工程的结合、教学与科研的结合，尽可能做到系统性、科学性、综合性、实用性的统一。
本书由郑贵洲策划组织编写，第2章2.2节至2.9节、第3章3.11节至3.12节、第4章4.2节至4.8节、第5章5.3节至5.6节由郑贵洲编写，第3章3.2节至3.10节、第5章5.1节至5.2节由晁怡编写，第1章1.4节至1.6节、第4章4.1节、第4章4.9节由花卫华和尚建嘎编写，第1章1.1节至1.3节、第2章2.1节、第3章3.1节由长江大学的何贞铭和中国地质大学(北京)的邢廷炎编写。此外，研究生齐付超、本科生王亮亮参加了本书的数据实验工作，彭俊芳参加了本书数据实验、文字整理和绘图工作。在此真诚感谢他们为本书付出的辛勤劳动。
由于编写时间仓促，编者水平有限，书中可能存在不少缺点和错误，切盼广大使用者提出批评意见，以便进一步提高教材质量。

                                                             郑贵洲
                                                            2009年11月于武汉





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