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第1章 导论1

1.1地理信息系统1

1.1.1基本概念1

1.1.2 GIS系统构成1

1.1.3 GIS功能与应用3

1.1.4 GIS技术与发展4

1.2 GIS空间分析6

1.2.1空间分析6

1.2.2基于GIS的空间分析7

1.2.3常用GIS平台空间分析功能比较9

1.3 ArcGIS 10概述10

1.3.1 ArcGIS 10体系结构10

1.3.2 ArcGIS 10软件特色12

1.3.3 ArcGIS 10空间分析14

第2章ArcGIS应用基础16

2.1 ArcMap基础16

2.1.1 ArcMap的窗口组成16

2.1.2新地图文档创建22

2.1.3数据层的加载22

2.1.4数据层的基本操作25

2.1.5数据层的保存30

2.1.6数据框的添加30

2.1.7要素的选择与转出31

2.1.8利用属性制作统计图表33

2.2 ArcCatalog应用基础33

2.2.1 ArcCatalog基础操作33

2.2.2目录内容浏览36

2.2.3数据搜索38

2.2.4地图与图层操作39

2.2.5地理数据输出40

2.3 Geoprocessing地理处理框架41

2.3.1地理处理框架的基本介绍41

2.3.2 ArcToolbox应用基础44

2.3.3 ArcToolbox内容简介45

第3章 空间数据的采集与组织48

3.1 Shapefile文件创建48

3.1.1创建Shapefile和dBASE表48

3.1.2添加和删除属性项50

3.2地理数据库创建50

3.2.1地理数据库概述50

3.2.2地理数据库建立的一般过程52

3.2.3创建一个新的地理数据库53

3.2.4建立数据库中的基本组成项54

3.2.5向地理数据库加载数据58

3.2.6进一步定义数据库64

3.3数据编辑87

3.3.1图形编辑87

3.3.2属性编辑95

3.4实例与练习97

3.4.1某地区地块的拓扑关系建立97

3.4.2某市区几何网络的建立107

第4章 空间数据的转换与处理112

4.1投影变换112

4.1.1定义投影113

4.1.2投影变换115

4.1.3数据变换117

4.2数据格式转换131

4.2.1数据结构转换132

4.2.2数据格式转换134

4.3数据处理137

4.3.1数据裁切137

4.3.2数据拼接140

4.3.3数据提取142

4.4练习：数据更新变换145

4.4.1背景145

4.4.2目的145

4.4.3要求145

4.4.4数据145

4.4.5操作步骤146

第5章 空间数据的可视化表达151

5.1数据符号化151

5.1.1矢量数据符号化152

5.1.2栅格数据符号化162

5.2专题地图编制165

5.2.1布局设计166

5.2.2制图数据操作170

5.2.3地图标注177

5.2.4地图整饰180

5.2.5地图输出191

5.3实例与练习——上海市行政区划图制作192

第6章GIS空间分析导论198

6.1空间分析的数据模型198

6.1.1栅格数据模型199

6.1.2矢量数据模型200

6.1.3矢量-栅格数据模型的区别与联系200

6.1.4其他数据模型201

6.2 GIS空间分析的基本原理与方法201

6.2.1栅格数据分析的模式201

6.2.2矢量数据分析方法204

6.2.3空间统计分析与内插206

6.2.4三维空间分析208

6.3 ArcGIS 10空间分析模块和功能209

第7章 矢量数据的空间分析211

7.1缓冲区分析211

7.1.1基本概念211

7.1.2缓冲区的建立211

7.2叠置分析217

7.2.1图层擦除（Erase）217

7.2.2标识叠加（Identity）218

7.2.3相交操作（Intersect）219

7.2.4交集取反（Symmetrical Difference）220

7.2.5图层联合（Union）221

7.2.6修正更新（Update）222

7.3网络分析223

7.3.1网络的组成224

7.3.2网络分析工具224

7.3.3传输网络分析（Network Analyst）225

7.3.4效应网络分析（utility network analysis）241

7.4追踪分析253

7.4.1追踪分析的相关概念253

7.4.2追踪分析的基本功能255

7.5实例与练习264

7.5.1市区择房分析264

7.5.2最短路径问题分析与应用271

第8章 栅格数据的空间分析277

8.1设置分析环境277

8.1.1加载分析模块277

8.1.2设置工作路径277

8.1.3设置单元大小279

8.1.4设置分析区域280

8.1.5选择坐标系统281

8.2距离制图281

8.2.1距离制图基础282

8.2.2直线距离284

8.2.3区域分配285

8.2.4成本距离286

8.2.5最短路径287

8.3密度制图288

8.4栅格插值289

8.4.1反距离权重插值（IDW）289

8.4.2样条函数插值（Spline）291

8.4.3克里金插值（Kriging）292

8.4.4自然邻域法插值（Natural Neighborhood）293

8.4.5趋势面法插值（Trend）294

8.4.6数据重采样（Resample）295

8.5表面分析296

8.5.1等值线绘制297

8.5.2地形因子提取297

8.5.3山体阴影302

8.6统计分析303

8.6.1像元统计303

8.6.2邻域统计305

8.6.3分类区统计307

8.7重分类309

8.7.1新值替代310

8.7.2重新分类310

8.7.3空值设置311

8.8栅格计算312

8.8.1数学运算312

8.8.2函数运算314

8.8.3栅格计算器315

8.9多元分析317

8.9.1 IS（）聚类317

8.9.2最大似然分类319

8.9.3主成分分析321

8.9.4树状图322

8.10实例与练习323

8.10.1学校选址323

8.10.2寻找最佳路径328

8.10.3熊猫分布密度制图334

8.10.4 GDP区域分布图的生成与对比337

8.10.5山顶点的提取343

第9章 三维分析346

9.1创建表面346

9.1.1栅格表面的创建347

9.1.2 TIN表面的创建354

9.1.3地形数据集（Terrain）创建与管理358

9.2表面分析361

9.2.1计算表面积与体积362

9.2.2坡度与坡向的计算362

9.2.3可视性分析364

9.2.4提取断面367

9.2.5表面阴影368

9.3三维要素分析370

9.3.1 3D集合运算370

9.3.2可视性分析377

9.4 ArcScene三维可视化380

9.4.1要素的立体显示381

9.4.2设置场景属性384

9.4.3飞行动画389

9.5数据转换393

9.5.1二维要素三维化393

9.5.2表面数据的矢量转换396

9.6实例与练习398

9.6.1地形指标提取398

9.6.2地形特征信息提取403

9.6.3表面创建及景观图制作405

9.6.4污染物在蓄水层中的可视化409

9.6.5模拟场景飞行413

9.6.6爆炸影响分析415

第10章 地统计分析419

10.1地统计基础419

10.1.1基本原理419

10.1.2克里金插值424

10.1.3 ArcGIS地统计分析425

10.2探索数据428

10.2.1数据分析工具428

10.2.2检验数据分布436

10.2.3寻找数据离群值437

10.2.4全局趋势分析439

10.2.5空间自相关及方向变异440

10.2.6多数据集协变分析441

10.3空间确定性插值442

10.3.1反距离加权插值442

10.3.2全局多项式插值445

10.3.3局部多项式插值446

10.3.4径向基函数插值447

10.4地统计插值448

10.4.1克里金插值基础448

10.4.2普通克里金插值450

10.4.3简单克里金插值454

10.4.4泛克里金插值455

10.4.5指示克里金插值456

10.4.6概率克里金插值458

10.4.7析取克里金插值459

10.4.8协同克里金插值459

10.4.9合理使用地统计分析工具461

10.5含障碍插值469

10.5.1含障碍的核插值（Kernel Smoothing）469

10.5.2含障碍的扩散插值（Diffusion Kernel）471

10.6练习：克里金方法内插生成高程曲面472

第11章 水文分析478

11.1无洼地DEM生成478

11.1.1水流方向提取478

11.1.2洼地计算480

11.1.3洼地填充483

11.2汇流累积量484

11.3水流长度486

11.4河网的提取487

11.4.1河网的生成487

11.4.2 Stream link的生成488

11.4.3河网分级的生成489

11.5流域的分割490

11.5.1流域盆地的确定490

11.5.2汇水区出水口的确定492

11.5.3集水流域的生成492

11.6 Arc Hydro水文数据模型493

11.6.1 Arc Hydro数据模型493

11.6.2 Arc Hydro工具集495

11.6.3 Arc Hydro的优点502

11.7实例与练习503

11.7.1利用水文分析方法提取山脊、山谷线503

11.7.2地形鞍部的提取506

11.7.3沟谷网络的提取及沟壑密度的计算509

第12章 空间分析建模512

12.1空间分析模型与建模512

12.1.1空间分析模型及其分类512

12.1.2空间分析建模513

12.2图解建模514

12.2.1基本概念及类型514

12.2.2图解模型的形成过程516

12.2.3实例分析518

12.3脚本文件522

12.3.1简介522

12.3.2 Python脚本编写基础522

12.3.3利用Python创建脚本文件523

12.3.4 Python脚本应用实例526

12.4图解与脚本混合建模527

12.4.1简介527

12.4.2模型的形成过程527

12.4.3图解与脚本混合建模528

12.5实例与练习529

12.5.1明暗等高线制作529

12.5.2提取坡向变率（SOA）532

第13章 综合分析练习537

13.1数据编辑与更新537

13.2寻找最短路径542

13.3土壤稳定性评估548

13.4找出某种珍贵药材的生长区域555

13.5城市建筑日照分析566

主要参考文献578