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1.1 概述1

1.2 算法设计原则1

第1章 算法设计和分析1

1.3 算法复杂性的度量2

1.3.1 时间复杂性2

1.3.2 空间复杂性8

1.4 最优算法8

1.5 算法的评价9

1.5.1 如何估计算法运行时间9

1.5.2 最坏情况和平均情况的分析11

1.5.3 平摊分析13

1.5.4 输入大小和问题实例13

思考题14

2.1.1 概述15

2.1.2 模型介绍15

2.1 维数扩展的9交集模型15

第2章 GIS算法的计算几何基础15

2.1.3 空间关系的判定17

2.2 矢量的概念21

2.2.1 矢量加减法21

2.2.2 矢量叉积22

2.3 折线段的拐向判断22

2.5 判断两线段是否相交23

2.4 判断点是否在线段上23

2.6 判断矩形是否包含点25

2.7 判断线段、折线、多边形是否在矩形中25

2.8 判断矩形是否在矩形中25

2.9 判断圆是否在矩形中25

2.10 判断点是否在多边形内25

2.10.1 射线法26

2.10.2 转角法28

2.11 判断线段是否在多边形内30

2.13 判断多边形是否在多边形内32

2.12 判断折线是否在多边形内32

2.14 判断矩形是否在多边形内33

2.15 判断圆是否在多边形内33

2.16 判断点是否在圆内33

2.17 判断线段、折线、矩形、多边形是否在圆内33

2.18 判断圆是否在圆内33

2.19 计算两条共线的线段的交点33

2.20 计算线段或直线与线段的交点34

2.21 求线段或直线与圆的交点35

2.22 中心点的计算36

2.23 过点作垂线37

2.24 作平行线37

2.25 过点作平行线38

2.26 线段延长38

2.27 三点画圆39

2.28 线段打断39

2.29 前方交会40

2.30 距离交会41

2.31 极坐标作点43

思考题44

第3章 空间数据的变换算法45

3.1 平面坐标变换45

3.1.1 平面直角坐标系的建立45

3.1.2 平面坐标变换矩阵45

3.1.3 平移变换46

3.1.4 比例变换47

3.1.5 对称变换47

3.1.6 旋转变换47

3.1.7 错切变换48

3.1.8 复合变换48

3.1.9 相对（xf,yf）点的比例变换49

3.1.10 相对（xf,yf）点的旋转变换49

3.2.1 球面坐标系的建立50

3.2 球面坐标变换50

3.1.11 几点说明50

3.2.2 确定新极Q地理坐标中？0、λ051

3.3 仿射变换54

3.4 地图投影变换55

3.4.1 概述55

3.4.2 地球椭球体的相关公式57

3.4.3 兰勃特投影62

3.4.4 墨卡托投影64

3.4.5 高斯-克吕格投影65

3.4.6 通用横轴墨卡托投影68

思考题69

第4章 空间数据转换算法70

4.1 矢量数据向栅格数据转换70

4.1.1 矢量点的栅格化70

4.1.2 矢量线的栅格化71

4.1.3 矢量面的栅格化73

4.2.1 栅格点坐标与矢量点坐标的关系77

4.2 栅格数据向矢量数据转换77

4.2.2 栅格数据矢量化的基本步骤78

4.2.3 线状栅格数据的细化78

4.2.4 多边形栅格转矢量的双边界搜索算法84

4.2.5 多边形栅格转矢量的单边界搜索算法86

思考题89

第5章 空间数据组织算法90

5.1 矢量数据的压缩90

5.1.1 间隔取点法90

5.1.2 垂距法和偏角法90

5.1.3 道格拉斯-普克法91

5.1.4 光栏法93

5.1.5 曲线压缩算法的比较95

5.1.6 面域的数据压缩算法96

5.2 栅格数据的压缩98

5.2.1 链式编码98

5.2.2 游程长度编码99

5.2.4 差分映射法101

5.2.3 块式编码101

5.2.5 四叉树编码102

5.3 拓扑关系的生成102

5.3.1 基本数据结构103

5.3.2 弧段的预处理106

5.3.3 结点匹配算法112

5.3.4 建立拓扑关系114

思考题117

第6章 空间度量算法118

6.1 直线和距离118

6.1.1 直线118

6.1.2 直线方程119

6.1.3 点到直线的距离120

6.3 多边形面积的量算125

6.3.1 三角形面积量算125

6.2 角度量算125

6.3.2 四边形面积量算127

6.3.3 任意二维平面多边形面积量算129

6.3.4 任意三维平面多边形面积量算131

思考题134

第7章 空间数据索引算法135

7.1 B树与B+树135

7.1.1 B树索引结构136

7.1.2 B+树索引结构140

7.2 R树结构141

7.2.1 R树定义141

7.2.2 R树索引的主要操作算法142

7.2.3 R*树算法146

7.3 四叉树结构147

7.3.1 常规四叉树147

7.3.2 线性四叉树149

7.3.3 线性四叉树的编码149

7.3.4 Z曲线和Hibert曲线算法155

思考题158

第8章 空间数据内插算法159

8.1 概述159

8.1.1 几何方法159

8.1.2 统计方法159

8.1.3 空间统计方法160

8.1.4 函数方法160

8.1.5 随机模拟方法160

8.1.6 确定性模拟161

8.1.7 综合方法161

8.2 分段圆弧法161

8.3 分段三次多项式插值法162

8.3.1 三点法162

8.3.2 五点法162

8.4 趋势面插值算法163

8.6 双线性插值算法166

8.5 反距离权重插值算法166

8.7 薄板样条函数法167

8.7.1 薄板样条函数法167

8.7.2 规则样条函数168

8.7.3 薄板张力样条法168

8.8 克里金法169

8.8.1 普通克里金法169

思考题171

8.8.2 通用克里金法171

第9章 Delaunay三角网与Voronoi图算法172

9.1 概述172

9.2 Voronoi图173

9.3 Delaunay三角形174

9.4 Voronoi图生成算法174

9.4.1 半平面的交174

9.4.2 增量构造方法175

9.4.3 分治算法178

9.4.4 减量算法180

9.4.5 平面扫描算法182

思考题184

第10章 缓冲区分析算法185

10.1 概述185

10.2 缓冲区边界生成算法基础185

10.3 点缓冲区边界生成算法187

10.4 线缓冲区边界生成算法188

10.5 面缓冲区边界生成算法195

10.6 多目标缓冲区合并算法195

思考题200

第11章 网络分析算法201

11.1 概述201

11.2 网络数据模型201

11.3 路径分析算法203

11.3.1 单源点的最短路径204

11.3.3 单结点对间最短路径问题208

11.3.2 单目标最短路径问题208

11.3.4 多结点对间最短路径问题209

11.3.5 次短路径求解算法209

11.4 最佳路径算法210

11.4.1 最大可靠路径210

11.4.2 最大容量路径211

11.5 连通性分析算法212

11.5.1 Prim算法212

11.5.2 Kruskal算法214

11.6 资源分配算法216

思考题218

第12章 地形分析算法219

12.1 数字地面模型的生成算法219

12.1.1 基于离散点的DEM规则网格的生成219

12.1.2 基于不规则三角网的DEM生成221

12.1.3 DEM数据结构的相互转换221

12.2.1 坡面因子提取的算法基础235

12.2 基本地形因子分析算法235

12.2.2 坡度、坡向239

12.2.3 坡形241

12.3 地形特征提取算法244

12.3.1 地形特征点的提取245

12.3.2 基于规则格网DEM数据提取山脊与山谷线的典型算法246

12.4 通视分析算法248

12.4.1 判断两点之间的可视性的算法248

12.4.2 计算可视域的算法248

思考题249

第13章 空间数据挖掘算法250

13.1 概述250

13.2 分类算法250

13.2.1 数据分类的基本过程250

13.2.2 决策树分类概述251

13.2.3 决策树的特点251

13.2.4 二叉决策树算法与分类规则的生成252

13.2.5 决策树分类算法253

13.2.6 决策树属性的选取254

13.2.7 改进决策树性能的方法255

13.3 泛化规则算法256

13.3.1 概念层次256

13.3.2 面向属性泛化的策略与特点258

13.3.3 基于规则的面向属性泛化方法260

13.4 相关分析263

13.4.1 两要素间的相关分析263

13.4.2 多要素之间的相关分析265

13.4.3 关联规则算法267

13.5 回归分析274

13.5.1 一元线性回归模型274

13.5.2 多元线性回归模型277

13.5.3 非线性回归模型281

13.5.4 回归分析与相关分析282

13.6.2 聚类要素预处理283

13.6 系统聚类分析283

13.6.1 概述283

13.6.3 分类统计量284

13.6.4 系统聚类法286

13.6.5 其他聚类方法概述292

13.7 判别分析293

13.7.1 距离判别294

13.7.2 费歇判别法297

13.7.3 贝叶斯判别法300

13.7.4 判别分析应注意的问题302

13.8 主成分分析303

13.8.1 主成分分析的基本原理303

13.8.2 主成分分析的方法304

思考题306

14.1 概述308

14.1.1 地图符号构成元素组成308

第14章 数据输出算法308

14.1.2 地图符号几何特征309

14.1.3 基于SVG的地图符号描述模型310

14.2 点状地图符号的绘制312

14.2.1 圆的绘制312

14.2.2 椭圆的绘制314

14.2.3 多边形的绘制314

14.2.4 五角星的绘制316

14.3 线状地图符号的绘制318

14.3.1 平行线绘制319

14.3.2 虚线绘制321

14.3.3 短齿线的绘制322

14.3.4 铁路线的绘制324

14.3.5 境界线的绘制326

14.4 面状地图符号的绘制328

思考题333

主要参考文献334