吴信才，男，中国地质大学教授、博士生导师、首届长江学者特聘教授，第十、十一届全国政协委员，第八、九、十届民盟中央委员，国家GIS产业技术创新战略联盟理事长，国家GISI程技术研究中心首席科学家，GIS工程中心主任，湖北省G1S工程中心主任。曾获得“湖北省青年科技精英”、“地矿部跨世纪人才”、“国家有突出贡献的中青年专家”、“全国很好教师”、“全国很好科技工作者”、“湖北省劳动模范”、“测绘科技工作优选个人”、“中国软件十年功勋奖”、“十一五测绘地理信息科技杰出贡献奖”等荣誉。
吴信才教授30多年来，一直坚持在数字制图及地理信息系统学科领域，不断技术创新与突破，先后主持国家863重点项目“面向网络海量空间信息的大型GIS”、“网格GIS软件及其重大应用”等10多项国家重大科技攻关项目。取得多项达到靠前优选水平的科研成果，获得国家科技进步二等奖三项，国家科技进步三等奖一项，省部级科技进步一等奖四项等。
他优选的贡献是：(1)研制出中国套“彩色地图编辑出版系统”，结束了干百年的手工地图制图历史，使中国彩色地图出版行业产生革命性变革；(2)自主研制出“中国套大型地理系统软件MapGIS”，打破外国GIS软件在我国一统天下局面，改变了我国长期依赖国外GIS软件平台的现状；(3)提出“悬浮式面向服务”的GIS架构理论体系，率先推出基于新一代GIS架构体系及新一代开发模式的数据中心集成开发平台，实现了“零编程、巧组合、易搭建”的可视化开发，开创了GIS应用软件研制不依赖程序员编程的新时代；(4)近期又提出了新型T―C―V GIS模型理论，采用悬浮式柔性架构、微内核群、松耦合接口和功能与数据分离等创新技术，研制出具有“纵生、飘移、聚合、重构”等自然云特性的云GIS平台，该平台在云GIS体系架构、生产模式、服务模式、应用模式和GIS生态链构建等方面取得了重大突破。
他对湖北省的优选贡献是，在GIS领域，推动产学研一体化发展，培养出一支强大的科研人才队伍、打造出GIS行业中的领军企业、建立了GIS领域拥有影响力的国家GIST程中心，从而奠定湖北省的空间信息产业在GIS行业中的靠前地位。

章 绪论\t1
1.1 GIS基本概念\t1
1.1.1 信息与数据\t1
1.1.2 空间数据与地图\t2
1.1.3 地理信息与地学信息\t2
1.1.4 信息系统和GIS\t3
1.2 GIS的发展过程\t3
1.2.1 GIS在国外的发展\t3
1.2.2 GIS在我国的发展\t5
1.3 地球信息科学与GIS软件及类型\t6
1.3.1 地球信息科学\t6
1.3.2 GIS软件\t7
1.3.3 GIS类型\t8
1.4 GIS与其他相关学科的关系\t9
1.4.1 GIS与测绘学\t9
1.4.2 GIS与地理学\t10
1.4.3 GIS与地图学\t10
1.4.4 GIS与一般事务数据库\t11
1.4.5 GIS与计算机地图制图\t11
1.4.6 GIS与CAD\t11
1.5 GIS组成\t12
1.5.1 计算机硬件系统\t12
1.5.2 计算机软件系统\t14
1.5.3 地理空间数据\t16
1.5.4 应用分析模型\t17
1.5.5 系统开发管理和使用人员\t17
1.6 GIS功能和应用\t17
1.6.1 GIS功能\t17
1.6.2 GIS应用\t19
习题1\t23
第2章 空间数据结构\t24
2.1 空间认知模型\t24
2.1.1 空间认知过程概述\t24
2.1.2 空间认知三层模型\t24
2.2 空间数据概念模型\t26
2.2.1 离散实体模型\t26
2.2.2 连续场模型\t27
2.3 矢量数据模型\t27
2.3.1 矢量数据的基本概念\t27
2.3.2 实体数据结构\t27
2.3.3 拓扑数据结构\t30
2.4 栅格数据模型\t33
2.4.1 栅格数据的基本概念\t33
2.4.2 栅格数据层的概念\t34
2.4.3 栅格数据模型的表示\t34
2.4.4 栅格数据的组织方法\t36
2.4.5 栅格数据取值方法\t36
2.4.6 栅格数据存储的压缩编码\t37
2.5 矢量数据模型与栅格数据模型\t42
2.5.1 矢量数据与栅格数据结构的比较\t42
2.5.2 矢量、栅格一体化\t43
2.5.3 矢量和栅格数据结构的选择\t43
2.6 MapGIS空间数据模型概述\t44
习题2\t49
第3章 GIS的地理数学基础\t51
3.1 几何空间\t51
3.1.1 距离空间\t51
3.1.2 欧氏空间\t52
3.1.3 基于集合的几何空间\t55
3.1.4 拓扑空间\t59
3.2 地球椭球体与大地控制\t61
3.2.1 地球椭球体\t61
3.2.2 大地控制\t62
3.3 地图投影\t66
3.3.1 地图投影的概念\t66
3.3.2 地图投影的变形\t66
3.3.3 地图投影的分类\t67
3.3.4 GIS中的地图投影\t70
3.4 空间坐标转换\t75
3.4.1 坐标系转换\t75
3.4.2 投影转换\t80
习题3\t83
第4章 GIS数据输入\t84
4.1 GIS数据来源\t84
4.1.1 矢量数据来源\t84
4.1.2 栅格数据来源\t84
4.1.3 属性数据来源\t85
4.2 数据输入\t85
4.2.1 野外数据采集\t85
4.2.2 地图数字化\t86
4.2.3 数字摄影测量\t89
4.2.4 遥感影像处理\t90
4.2.5 现有数据转换\t90
4.3 数据输入质量控制\t91
4.3.1 数据质量问题\t91
4.3.2 误差来源\t93
4.3.3 数据质量控制主要方法\t94
习题4\t95
第5章 空间数据处理\t96
5.1 空间数据的显示基础\t96
5.1.1 二维观察变换\t96
5.1.2 投影变换\t97
5.1.3 几何变换\t99
5.1.4 窗口裁剪技术\t102
5.2 空间数据的编辑方法\t103
5.2.1 图形数据编辑\t103
5.2.2 属性数据编辑\t106
5.2.3 拓扑关系的构建与编辑\t107
5.2.4 图幅拼接处理\t109
5.3 空间数据的误差分析和校正\t110
5.3.1 空间数据的误差分析\t110
5.3.2 空间数据的误差校正\t113
5.4 空间数据的压缩与光滑\t114
5.4.1 数据压缩\t114
5.4.2 曲线光滑\t115
5.5 栅格数据与矢量数据的互相转换\t115
5.5.1 矢量数据转换成栅格数据\t115
5.5.2 栅格数据转换成矢量数据\t118
习题5\t118
第6章 空间数据管理\t120
6.1 概述\t120
6.1.1 空间数据管理方式\t120
6.1.2 数据库管理系统\t121
6.1.3 空间数据库系统\t121
6.2 空间数据模型\t122
6.2.1 传统数据模型\t122
6.2.2 面向对象模型\t124
6.3 空间数据组织\t128
6.3.1 地图数据的基本组成\t128
6.3.2 图形数据模型\t129
6.3.3 专题属性数据模型\t130
6.3.4 图形数据与专题属性数据的连接\t130
6.3.5 地理实体信息框架\t131
6.4 空间索引和空间查询\t132
6.4.1 空间索引\t132
6.4.2 空间查询\t137
6.4.3 空间查询处理\t140
6.4.4 查询优化\t142
6.5 空间数据引擎\t143
6.5.1 空间数据引擎的概念\t143
6.5.2 空间数据引擎的工作原理\t144
6.5.3 空间数据引擎实例\t146
6.6 空间元数据\t147
6.6.1 空间元数据的定义及其作用\t147
6.6.2 空间元数据的分类\t148
6.6.3 空间元数据的内容\t149
6.7 空间数据库设计\t151
6.7.1 空间数据库概念结构设计\t151
6.7.2 空间数据库逻辑结构设计\t155
6.7.3 空间数据库物理结构设计\t162
习题6\t163
第7章 空间分析\t164
7.1 空间分析的内容与步骤\t164
7.2 空间度量基础算法\t166
7.2.1 长度量算\t166
7.2.2 角度量算\t170
7.2.3 任意多边形面积量算\t170
7.2.4 分布中心的计算\t171
7.3 数据检索分析\t172
7.3.1 属性统计分析\t172
7.3.2 布尔逻辑查询分析\t173
7.4 叠置分析\t173
7.4.1 栅格叠加分析\t173
7.4.2 矢量叠加分析\t177
7.5 缓冲区分析\t181
7.5.1 缓冲区分析的概念\t181
7.5.2 建立缓冲区的算法\t182
7.6 网络分析\t182
7.6.1 网络数据模型――几个基本概念\t182
7.6.2 常规的网络分析功能\t183
7.7 空间统计分析\t188
7.7.1 空间自相关\t188
7.7.2 空间聚类分析\t190
7.7.3 空间关联分析\t192
习题7\t196
第8章 GIS数据可视化与制图\t197
8.1 地图符号与符号库\t197
8.1.1 地图符号的定义与分类\t197
8.1.2 地图符号的基本结构\t198
8.1.3 点状符号的构造\t199
8.1.4 线状符号的构造\t200
8.1.5 面状符号的构造\t201
8.1.6 地图符号的设计要求\t202
8.1.7 地图符号库\t203
8.2 GIS符号化\t204
8.2.1 符号化的两种方式\t204
8.2.2 符号化的基本元素\t205
8.2.3 符号化信息的内容\t206
8.2.4 符号化信息编辑\t207
8.2.5 要素、符号化信息的关联方式\t208
8.3 GIS地图制图\t208
8.3.1 GIS制图的关键技术\t208
8.3.2 GIS制图工艺流程\t210
8.3.3 GIS制图的特征\t210
8.3.4 GIS制图的三个层次\t211
8.4 GIS制图表达\t212
8.4.1 地图符号间的关系\t212
8.4.2 地图符号冲突\t213
8.4.3 符号冲突的处理原则\t215
8.4.4 常见的符号冲突处理方法\t216
8.5 GIS地图输出\t219
习题8\t220
第9章 数字高程模型\t221
9.1 基本概念\t221
9.1.1 DEM的概念\t221
9.1.2 DEM的类型\t221
9.1.3 DEM的特点\t223
9.1.4 DEM的用途\t223
9.2 DEM数据源\t224
9.2.1 DEM数据特征\t224
9.2.2 DEM数据获取\t224
9.3 DEM的构建\t225
9.3.1 数学方法\t225
9.3.2 TIN的生成方法\t230
9.3.3 Grid的生成\t234
9.4 DEM的应用\t240
9.4.1 三维方块图\t240
9.4.2 视线图\t241
9.4.3 等高线图\t241
9.4.4 地形特征的数字表示\t242
9.4.5 地貌晕渲图\t244
9.4.6 DEM数据自动形成地形轮廓线\t245
9.4.7 剖面分析\t246
9.5 DEM分析的误差与精度\t246
9.5.1 DEM的误差研究概况\t246
9.5.2 DEM的误差来源\t246
9.5.3 DEM的误差分析\t247
9.5.4 DEM的精度评价模型\t248
习题9\t249
0章 网络GIS\t250
10.1 概述\t250
10.1.1 网络GIS的基本概念\t250
10.1.2 网络GIS的功能特征\t252
10.1.3 网络GIS的应用\t253
10.2 网络GIS体系结构\t256
10.2.1 传统WebGIS体系结构阶段\t256
10.2.2 面向服务的WebGIS体系结构\t257
10.2.3 GIS服务器独立的WebGIS体系结构\t258
10.2.4 集群环境下的WebGIS体系结构\t259
10.3  网络GIS数据组织与管理\t260
10.3.1 网络GIS数据组织概述\t260
10.3.2 基础数据组织\t261
10.3.3 专题数据组织\t267
10.3.4 共享服务数据\t268
10.3.5 元数据管理\t268
10.3.6  网络GIS数据管理\t269
10.4 网络GIS关键技术\t270
10.4.1 海量空间数据网络服务\t270
10.4.2 任务并行处理与负载均衡\t272
10.4.3 功能与服务动态自定义扩展\t273
10.4.4 服务不间断运行\t277
习题10\t277
1章 三维GIS\t278
11.1 三维GIS概述\t278
11.1.1  三维GIS的定义、特点及功能\t279
11.1.2  三维GIS发展面临的机遇与挑战\t281
11.1.3  三维GIS研发的问题分析\t282
11.2 三维空间数据模型及其索引方法\t283
11.2.1 三维空间数据模型\t283
11.2.2 三维空间数据索引\t291
11.3  三维城市模型数据获取方法\t294
11.4 常用三维建模软件与建模方法\t295
11.4.1 基于二维GIS数据的三维建模\t295
11.4.2 基于遥感影像的三维建模\t295
11.4.3 基于激光扫描系统的三维
建模\t296
11.4.4 基于CAD模型的三维建模\t296
11.5 三维GIS可视化\t297
11.5.1 三维空间数据可视化的基本流程\t298
11.5.2 三维场景管理与可视化策略\t298
11.5.3 基于体素地理数据的可视化\t299
11.5.4 虚拟现实展示技术\t301
11.6 三维GIS空间分析方法\t302
11.6.1 空间量算\t302
11.6.2 地形分析\t303
11.6.3 交互分析\t304
习题11\t304
2章 GIS工程与标准\t305
12.1  GIS工程的概念\t305
12.2  GIS工程建设过程\t306
12.2.1  GIS工程建设模式\t306
12.2.2  应用型GIS设计步骤和方法\t307
12.2.3  需求分析\t308
12.2.4  系统设计\t310
12.2.5  系统开发与实施\t313
12.2.6  系统的评价和维护\t315
12.3  GIS工程开发模式\t316
12.3.1 搭建式开发模式\t316
12.3.2 纵生式开发模式\t318
12.4  GIS工程建设标准\t321
12.4.1  GIS工程标准概述\t322
12.4.2  GIS工程标准作用\t324
12.4.3  国际GIS标准化组织\t324
12.4.4  常用国际GIS标准\t326
12.4.5  国内GIS标准及其组织\t327
习题12\t329
3章 GIS发展趋势\t330
13.1 互操作GIS\t330
13.1.1 传统GIS在数据标准化上的缺陷和面临的新课题\t330
13.1.2 GIS互操作的概念\t331
13.1.3 OGIS及其特点\t332
13.1.4 OGIS的组成部分\t333
13.1.5 OGIS的实现技术\t335
13.2 集成化GIS\t336
13.2.1 GPS、RS与GIS的集成\t336
13.2.2 GIS多源空间数据集成\t339
13.2.3 GIS与多媒体技术集成\t341
13.2.4  GIS与VR技术集成\t342
13.3 移动GIS\t345
13.3.1 移动GIS概述\t345
13.3.2 移动GIS的关键技术\t346
13.3.3 移动GIS的应用\t346
13.4 网格GIS\t347
13.4.1 网格GIS概念\t347
13.4.2 网格GIS体系结构\t348
13.4.3 网格GIS实现技术\t349
13.5 云GIS\t351
13.5.1 云GIS概述\t351
13.5.2 云GIS的应用模式\t352
13.6  智能GIS\t353
13.6.1  智能GIS的概念\t353
13.6.2  智能GIS的结合方式\t354
13.6.3  智能GIS的应用场景\t354
13.7  三维GIS\t355
13.8 物联网GIS\t356
13.9  地理空间信息服务生态环境建设\t357
13.9.1  地理空间信息服务生态环境发展背景\t357
13.9.2  地理空间信息服务生态环境模型\t358
13.9.3  地理空间信息服务生态环境实现\t359
习题13\t360

本书详细介绍了地理信息系统的原理与方法。全书共分13章，重点介绍了空间数据模型、GIS的地理数学基础、GIS数据输入、空间数据处理、空间数据管理、空间分析、GIS数据可视化与制图、数字高程模型、网络GIS、三维GIS、地理信息系统工程与标准、GIS发展趋势等内容。本书免费提