地理信息系統應用與實踐

本書以武漢中地數碼科技有限公司自主研發的MapGIS 10為基礎，詳細介紹MapGIS 10的基本操作方法。主要內容包括初識地理信息系統、空間數據管理、GIS數據輸入及可視化、空間數據的處理方法、空間分析、數字高程模型、三維GIS、GIS數據的輸出、地圖綜合等。本書採用案例的教學模式，按照業務處理流程的順序編排內容。全書穿插了大量的應用實例，內容全面、針對性強，為讀者系統學習MapGIS 10提供了便捷的學習資料。

第1部分　初識地理信息系統
第1章　地理信息系統概述 3
1.1 地理信息系統的定義和發展歷程 3
1.1.1 地理信息系統的定義 3
1.1.2 地理信息系統的發展歷程 3
1.2 地理信息系統的新特性 6
1.2.1 全新的T-C-V架構 6
1.2.2 全生態開發體系 8
1.2.3 多維全空間 11
1.2.4 地理大數據 13
1.2.5 智能GIS 15
1.2.6 構建GIS生態圈 16
習題1 19
第2部分　空間數據管理
第2章　本地數據庫的創建與管理　 23
2.1 地理信息系統軟件的安裝與卸載 23
2.1.1 產品安裝 23
2.1.2 產品續期 30
2.1.3 產品更新 32
2.1.4 產品解綁 33
2.1.5 產品卸載 34
2.2 創建地理數據庫 35
2.3 附加地理數據庫 38
2.4 註銷與刪除地理數據庫 39
2.5 維護地理數據庫 40
2.5.1 啟動存儲服務 40
2.5.2 檢查地理數據庫 41
2.5.3 搜索地理數據庫 43
習題2 44
第3章　空間數據的管理 45
3.1 空間數據類型 45
3.2 矢量數據的轉換 46
3.2.1 MapGIS數據轉換 46
3.2.2 表格數據的轉換 53
3.2.3 其他數據轉換 56
3.3 柵格數據的轉換 62
3.4 地圖集的創建與使用 66
3.4.1 創建地圖集 67
3.4.2 創建圖幅 69
3.4.3 數據入庫 72
3.4.4 地圖集的顯示 74
3.4.5 地圖集的其他管理操作 75
3.5 鑲嵌數據集 76
3.5.1 創建鑲嵌數據集 76
3.5.2 在鑲嵌數據集中添加柵格數據 78
3.5.3 鑲嵌數據集的修改和編輯 80
習題3 88
第4章　空間參照系 91
4.1 查看空間參照系 92
4.2 創建空間參照系 92
4.2.1 創建地理坐標系 92
4.2.2 創建投影坐標系 93
4.3 設置空間參照系 95
4.4 導入空間參照系 96
4.5 導出空間參照系 97
習題4 98
第5章　域集和規則 99
5.1 域集 99
5.1.1 添加和編輯域集 99
5.1.2 刪除域集 101
5.2 規則 101
5.2.1 屬性規則 102
5.2.2 關系規則 105
5.2.3 拓撲規則 108
5.2.4 連接規則 112
習題5 117
第6章　其他數據源的配置和使用 119
6.1 基於SQLServer的地理數據庫 119
6.1.1 配置SQLServer數據源 119
6.1.2 創建地理數據庫 120
6.1.3 附加基於SDE的地理數據庫 123
6.2 基於Oracle的地理數據庫 124
6.2.1 Oracle客戶端的配置 124
6.2.2 配置基於Oracle的數據源 127
6.2.3 創建地理數據庫 128
6.2.4 附加基於SDE的地理數據庫 130
習題6 131
第3部分　GIS數據輸入及可視化
第7章　地圖文檔與地圖管理 135
7.1 新建地圖文檔 135
7.2 打開地圖文檔 136
7.3 添加二維地圖 136
7.3.1 新建圖層 136
7.3.2 打開圖層 137
7.3.3 圖層排序 139
7.3.4 圖層成組 141
7.3.5 管理組圖層 142
7.4 添加三維場景 142
7.4.1 新建三維場景 142
7.4.2 在三維場景中添加圖層 143
7.4.3 瀏覽三維場景模型 143
7.5 保存地圖文檔 144
習題7 145
第8章　圖元的輸入編輯 147
8.1 基本圖元的輸入與編輯 147
8.1.1 點的輸入與編輯 147
8.1.2 線的輸入與編輯 150
8.1.3 區的輸入與編輯 157
8.1.4 註記的輸入與編輯 165
8.2 通用編輯工具 168
8.3 快速矢量化輸入 175
8.3.1 交互式矢量化 175
8.3.2 全自動矢量化 175
習題8 176
第9章 地圖顯示與控制 177
9.1 地圖相關控制 177
9.1.1 地圖常規控制 177
9.1.2 地圖相關顯示 178
9.2 符號相關控制 180
9.3 自繪驅動 180
習題9 182
第10章 生成圖框與專題圖 183
10.1 為地圖添加圖框 183
10.1.1 基本比例尺地形圖圖框 183
10.1.2 標準分幅圖框 183
10.1.3 任意圖框 185
10.1.4 格網工具 185
10.2 為地圖添加專題圖 186
10.2.1 矢量數據專題圖 186
10.2.2 柵格數據專題圖 191
10.2.3 專題圖的應用 192
習題10 196
第11章 系統庫與樣式庫 197
11.1 系統庫管理 197
11.1.1 符號庫 198
11.1.2 顏色庫 202
11.1.3 字體庫 203
11.2 樣式庫管理 204
11.2.1 花邊 205
11.2.2 顏色條 205
11.2.3 統計圖 206
11.2.4 比例尺 206
11.2.5 圖例板 207
11.2.6 指北針 207
11.2.7 格網 208
習題11 208

第12章 柵格影像的顯示與調節 209
12.1 影像信息 209
12.1.1 打開柵格影像 209
12.1.2 查看柵格影像信息 209
12.1.3 查看影像數據屬性頁信息 210
12.2 影像顯示 213
12.2.1 顯示設置 213
12.2.2 直方圖拉伸 215
12.2.3 捲簾顯示 217
12.2.4 閃爍顯示 217
12.2.5 透明顯示 218
12.2.6 無效值設置 218
12.2.7 對比度調節 219
12.2.8 顏色合成 220
12.2.9 色表編輯 221
習題12 221
第4部分 空間數據的處理方法
第13章 屬性表格的創建與編輯 225
13.1 屬性結構的創建 225
13.2 屬性值的輸入與編輯 226
13.2.1 屬性值的直接輸入與編輯 226
13.2.2 屬性值的間接輸入與編輯 226
13.3 屬性處理 229
13.3.1 屬性檢查 229
13.3.2 屬性工具 229
13.4 如何通過屬性值及參數修改地圖 237
13.4.1 根據參數改參數 237
13.4.2 根據屬性改參數 237
13.4.3 根據參數改屬性 238
13.4.4 根據屬性改屬性 239
習題13 239
第14章 誤差校正及坐標轉換 241
14.1 矢量地圖的誤差校正 241
14.1.1 手動誤差校正 241
14.1.2 自動誤差校正 244
14.1.3 批量誤差校正 245
14.2 地圖整圖變換 246
14.2.1 交互式整圖變換 247
14.2.2 鍵盤定義整圖變換 247
14.3 地圖投影變換 248
14.3.1 單點投影 249
14.3.2 批量投影 250
14.3.3 地理轉換參數設置 251
習題14 253
第15章 柵格地圖配準 255
15.1 標準分幅柵格地圖配準 255
15.2 非標準分幅柵格地圖配準 257
習題15 259
第16章 柵格影像的處理分類 261
16.1 AOI編輯 261
16.2 柵格影像重採樣 262
16.3 柵格影像鑲嵌 263
16.4 柵格影像融合 266
16.5 柵格影像裁剪 267
16.6 投影變換 268
16.7 柵格計算器 269
16.8 柵格影像增強 270
16.8.1 波段合成 270
16.8.2 波段分解 271
16.8.3 色彩空間變換 271
16.8.4 影像二值化 279
16.8.5 影像濾波 280
16.8.6 紋理分析 281
16.8.7 數學形態學 281
16.8.8 主成分變換 283
16.8.9 小波變換 284
16.8.10 傅里葉變換在影像中的應用 285
16.9 柵格影像分類 288
16.9.1 監督分類 288
16.9.2 非監督分類 289
16.9.3 混合像元分解 291
16.9.4 柵格影像分類後的處理 291
習題16 295

第17章 瓦片的處理 297
17.1 瓦片裁剪 297
17.1.1 配置裁剪信息 297
17.1.2 配置圖層信息 298
17.1.3 配置瓦片輸出 299
17.2 瓦片瀏覽 300
17.3 瓦片更新 301
17.3.1 利用矢量地圖直接對瓦片地圖進行更新 301
17.3.2 利用新瓦片地圖對舊瓦片地圖進行更新 303
17.4 瓦片升級 304
17.5 瓦片合並 304
習題17 304
第5部分 空間分析
第18章 地圖空間分析與查詢 307
18.1 疊加分析 307
18.1.1 求並運算 308
18.1.2 相交運算 309
18.1.3 相減運算 311
18.1.4 判別運算 312
18.1.5 更新運算 313
18.1.6 對稱差運算 314
18.2 緩沖分析 314
18.2.1 基於點圖層的緩沖區 316
18.2.2 基於線圖層的緩沖區 316
18.2.3 基於區圖層多邊形邊界的緩沖區 316
18.3 空間查詢 317
18.4 地圖裁剪 318
18.4.1 矢量裁剪 318
18.4.2 柵格裁剪 321
習題18 324
第19章 網絡分析 325
19.1 網絡創建 325
19.1.1 建網原理 325
19.1.2 建網操作 329
19.2 網絡分析 335
19.2.1 網絡分析設置 336
19.2.2 查找路徑 337
19.2.3 查找連通元素 339
19.2.4 查找非連通元素 340
19.2.5 查找環路 340
19.2.6 追蹤分析 341
19.3 網絡分析應用 344
19.3.1 查找最近設施 344
19.3.2 查詢服務範圍 346
19.3.3 最佳路徑 348
19.3.4 定位分配 349
19.3.5 多車送貨 350
習題19 352
第6部分 數字高程模型
第20章 創建地形數據 355
20.1 高程點和高程線的三角化 356
20.2 高程點和高程線的柵格化 357
20.3 特徵點和特徵線的編輯 358
20.4 離散數據網絡化 359
20.5 函數生成規則網 360
20.6 地形數據轉換 360
20.6.1 TIN轉換 360
20.6.2 TIN簡單要素類轉點簡單要素類 362
20.6.3 點簡單要素類轉TIN簡單要素類 362
20.6.4 TIN三角網轉柵格數據集DEM 363
20.6.5 矢量轉柵格 363
20.6.6 柵格轉矢量 364
20.7 地形數據查詢分析 365
20.7.1 頻率統計 365
20.7.2 多層疊加統計 366
20.7.3 像元累積計算 366
20.7.4 像元鄰域統計 367
20.7.5 像元聚集統計 368
20.7.6 區域幾何統計 368
20.7.7 像元分類統計 369
20.7.8 柵格分類輸出 370
20.7.9 柵格數據比較 371
20.8 地形圖件製作 371
20.8.1 地形因子分析 371
20.8.2 山脊線提取 372
20.8.3 剖面分析 373
20.8.4 平面等值線繪制 375
20.8.5 等高線綜合 376
20.8.6 日照暈渲圖 376
習題20 377
第7部分 三維GIS
第21章 三維地形顯示 381
21.1 地表貼圖顯示 381
21.2 裙邊顯示 383
習題21 383
第22章 三維建模與顯示 385
22.1 三維模型的創建與修改 385
22.1.1 矢量區建模 385
22.1.2 矢量線建模 387
22.2 三維模型數據的導入 390
22.2.1 傾斜攝影測量數據的導入 391
22.2.2 BIM模型數據的導入 391
22.2.3 點雲模型數據的導入 393
22.3 三維場景的特效 394
22.3.1 粒子特效 394
22.3.2 水面特效 394
22.4 三維場景的設置 395
22.4.1 環境光 395
22.4.2 相機管理 395
22.4.3 天空 396
22.4.4 霧效 396
22.4.5 交互與顯示 396
22.5 三維模型數據的緩存 397
22.5.1 生成模型緩存 397
22.5.2 生成地形緩存 398
22.5.3 生成M3D緩存 399
習題22 400
第23章 三維模型分析 401
23.1 洪水淹沒分析 401
23.2 坡度分析 402
23.3 坡向分析 402
23.4 填挖方計算 402
23.5 單點查詢 403
23.6 通視性分析 404
23.7 可視域分析 404
23.8 地形剖切 404
23.9 路徑漫游 405
23.10 軌跡點展示 406
23.11 天際線分析 407
23.12 陰影率分析 408
23.13 場景投放 409
習題23 410
第8部分 GIS數據的輸出
第24章 地圖排版 413
24.1 版面元素的添加與編輯 413
24.1.1 指北針 413
24.1.2 比例尺 415
24.1.3 圖例 417
24.1.4 統計圖 421
24.1.5 圖片 425
24.1.6 表格 426
24.1.7 文本 426
24.2 按照指定的比例尺排版 427
24.3 按照指定的版面排版 429
習題24 429
第25章 地圖輸出 431
25.1 柵格文件的輸出 431
25.1.1 輸出TIF、JPG文件 431
25.1.2 輸出PS（EPS）文件 431
25.2 Windows打印方式 432
25.3 大幅面地圖光柵打印 433
25.4 地圖快速打印 433
習題25 434

第9部分 地圖綜合
第26章 圖元處理與地圖綜合 437
26.1 圖元化簡 437
26.1.1 不規則多邊形化簡 437
26.1.2 建築物多邊形化簡 438
26.1.3 曲線化簡 439
26.1.4 曲線光滑 439
26.1.5 坐標壓縮 439
26.1.6 等高線化簡 440
26.1.7 等高線水系關系檢查 440
26.2 圖元概括 441
26.2.1 建築物變小板房 441
26.2.2 共享邊界咬合 442
26.2.3 多邊形毗鄰 443
26.2.4 建築物多邊形合並 444
26.2.5 不規則多邊形合並 444
26.2.6 碎部合並 445
26.2.7 高程點選取 445
26.3 圖元降維 446
26.3.1 線轉點 446
26.3.2 面轉點 447
26.3.3 提取中軸線（保留面圖元） 447
26.3.4 提取中軸線（刪除面圖元） 448
26.4 全自動綜合 448
26.4.1 多邊形自動綜合 448
26.4.2 自動生成中軸線 449
26.4.3 自動生成街區道路中心線 450
26.4.4 自動生成線狀道路中心線 451
26.4.5 居民地自動選取 451
26.4.6 居民地多邊形化簡 452
26.4.7 根據區屬性條件合並 452
26.4.8 自動碎部合並 453
26.4.9 等高線自動綜合 453
26.4.10 水系自動化簡 454
26.5 綜合協調處理 455
26.5.1 等高線提取谷底點、山脊點（交互） 455
26.5.2 等高線提取谷底點、山脊點（全圖） 455
26.5.3 線弧段串接 456
26.5.4 區弧段串接 457
26.6 綜合輔助工具 457
26.6.1 綜合目標圖比例尺 457
26.6.2 原始資料圖比例尺 457
26.6.3 多邊形小間距探測距離 458
26.6.4 多邊形瓶頸探測距離 458
26.6.5 曲線小彎曲探測彎曲深度 459
26.7 綜合質量評價 459
習題26 460
附錄A 實踐內容 461