了得網自然科學_地理信息科學基礎理論

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地理信息科學

內容簡介

地理信息科學的理論問題是近年來研究的熱點領域。《地理信息科學基礎理論》全面介紹地理信息科學的產生、發展過程，及其理論基礎、技術體繫、軟件繫統、工程方法和應用領域；討論認知、認知科學、空間認知和地理空間認知的理論、方法和基本過程；介紹信息與地理信息概念；探討基於對像、場和網絡的地理實體矢柵結構的描述方法，對地理空間數據的基本特征進行詳細論述；介紹地理信息的時間和空間基準以及全球格網劃分方法，從人的視覺感受、地圖視覺變量與感受效果方面闡述了地理信息的可視化理論和方法；重點研究地理信息多尺度理論、地理空間實體的多尺度表達、實現機理以及地理空間數據的尺度變化“四倍規律”、多尺度分級、數據組織和可視化方法；闡述地理信息傳輸和解譯的理論方法；*後介紹地理空間數據的不確定性原理、產生根源、描述方法、類型以及質量控制方法。

目錄
序
前言
第1章地理信息科學概論 1
1.1 地理信息科學的形成與發展 1
1.2 地理信息科學的體繫 24
1.3 地理信息科學與其他科學的關繫 35
1.4 地理信息科學發展趨勢 39
1.5 本書內容和基礎知識 42
第2章認知與地理空間認知 44
2.1 認知與認知科學 44
2.2 空間認知 53
2.3 地理空間認知 56
第3章地理信息概念 77
3.1 信息概念 77
3.2 地理信息 93
第4章地理實體表達 127
4.1 地理實體及其描述 127
4.2 地理實體的數據描述 137
4.3 基於對像的地理實體矢量表示 147
4.4 基於場的地理實體柵格表示 158
4.5 矢柵結構的比較及轉換算法 170
4.6 地理空間數據的特性 175
第5章地理信息時空基準 186
5.1 空間與時間 186
5.2 地理空間 199
5.3 地理空間基準及變換 200
5.4 地理格網 218
第6章地理信息可視化與尺度 235
6.1 視覺與感受 235
6.2 地理信息可視化 245
6.3 地理空間數據尺度 277
6.4 地理空間數據多尺度表達 284
6.5 地理實體多尺度實現機理 293
6.6 地理空間數據多尺度可視化 299
第7章地理信息傳輸和解譯 307
7.1 信息傳輸 307
7.2 地圖信息傳輸 214
7.3 地理信息傳輸 322
7.4 地理信息解譯 333
第8章地理空間數據的不確定性與質量 345
8.1 不確定性原理及其普遍存在性 345
8.2 地理整間數據的不確定性 349
8.3 地理空間數據不確定性描述 357
8.4 研究不確定性的數學方法 368
8.5 地理空間數據不確定性的類型 382
8.6 地理空間數據質量控制與檢驗 390
參考文獻 401

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第1章地理信息科學概論

地球是人類的家，人類一直都十分關心這賴以生存和發展的地球表面的狀況，進而萌生出各種地理概念。隨著人類社會的發展、地理知識的積累，逐步形成一門研究地球表面自然現像和人文現像以及它們之間的相互關繫和區域分異的地理科學。計算機信息科學是近幾年發展起來的以信息為主要研究對像，以信息的運動規律和應用方法為主要研究內容，以計算機等技術為主要研究工具，以擴展人類的信息功能為主要目標的一門新興的綜合性學科。為了解決時空分布的地球表層地理現像、社會發展、外層空間環境及動態變化的過程在計算機中的表示、模擬和推演的問題，地理科學如饑似渴地吸收信息科學的精華，同時也推動了計算機信息科學技術的發展。在地理科學與信息科學交叉融合過程中產生了一門從信息流的角度研究地球表層自然要素與人文要素相互作用及其時空變化規律的科學―――地理信息科學。30多年來，地理信息科學以應用為目的、以技術為引導，在為社會各行各業服務過程中逐步從地理學、測繪學和信息學中自然形成一門邊緣學科。它不僅包含了現代測繪科學的所有內容，而且其研究範圍較現代測繪學更加廣泛。本章1.1節主要介紹地理信息科學的形成與發展，1.2節探討地理信息科學的體繫，1.3節介紹地理信息學科與其他學科的關繫，1.4節展望地理信息學科的發展趨勢，1.5節介紹閱讀本書所需要的學科領域知識及章節安排。

1.1 地理信息科學的形成與發展

20世紀計算機的產生和發展，幾乎衝擊著社會的各個領域，給許多行業帶來了巨大的變化和深遠的影響。地理學在這個變革時期也正發生著巨大的變化，用計算機來收集、存儲和處理各種與空間和地理分布有關的圖形和屬性數據，並希望通過計算機對數據的分析來直接為管理和決策服務。從技術發展角度看，地理信息科學產生和發展經歷了計算機輔助地圖制圖、地理信息繫統和地理信息服務三個階段。

1.1.1 早期的計算機輔助地圖制圖

20世紀50年代，計算機控制的行式打印機開始輸出圖形。人們把計算機引入地圖學從而產生了計算機輔助地圖制圖技術，將連續的以模擬方式存在於紙質地圖的空間物體離散化，以便計算機能夠識別、存儲和處理。1964年，研制成英國牛津自動制圖繫統。1967年，美國H.T.費希爾領導的實驗室研制出組合統計制圖軟件包。1970年，美國人口統計局設計出具有拓撲編輯功能的雙重獨立地圖編輯技術（DIME），奠定了機助制圖數據

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