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第1章 绪论1

1.1 引言1

1.2 空间数据1

1.2.1 空间数据的类型2

1.2.2 空间数据的基本特性2

1.2.3 空间数据的表达方法3

1.3 空间分析的定义与研究进展4

1.3.1 空间分析的定义4

1.3.2 空间分析的研究进展5

1.4 空间分析的研究内容6

1.5 空间分析与地理信息系统7

1.6 空间分析与应用模型8

1.7 空间模型与数学基础8

1.7.1 空间模型8

1.7.2 数学基础9

第2章 空间量算10

2.1 基本几何参数量算10

2.1.1 位置量算10

2.1.2 长度量算10

2.1.3 面积量算12

2.1.4 中心与重心12

2.1.5 表面积13

2.1.6 体积15

2.2 空间形态量算15

2.2.1 曲率和弯曲度15

2.2.2 形状系数17

2.2.3 长轴、短轴与大地长度17

2.2.4 简单图形概括20

2.2.5 空间抽样22

2.2.6 曲线插值与光滑25

2.2.7 曲面拟合26

2.2.8 地形特征点计算29

2.2.9 曲面结构线计算30

2.3 空间分布计算33

2.3.1 空间分布的类型33

2.3.2 描述空间分布的参数33

2.3.3 空间聚类36

2.3.4 梯森多边形39

2.4 空间拓扑关系42

2.5 空间距离44

2.5.1 距离的表示44

2.5.2 空间距离的定义与计算44

2.5.3 欧氏距离变换45

2.5.4 曲面距离的计算47

2.6 空间方位48

第3章 空间变换50

3.1 空间数据格式转换50

3.1.1 空间数据格式类型50

3.1.2 空间数据格式转换52

3.2 地图投影与空间坐标变换54

3.2.1 地图投影和投影变形54

3.2.2 中国基本比例尺地形图投影57

3.2.3 地图投影变换60

3.2.4 地图平面坐标计算及其变换62

3.3 空间尺度变换64

3.3.1 空间数据的多尺度表达64

3.3.2 空间尺度变换方法65

第4章 基本空间分析方法67

4.1 缓冲区分析67

4.1.1 缓冲区生成算法67

4.1.2 动态缓冲区69

4.1.3 三维缓冲区71

4.2 叠置分析72

4.2.1 点与点的叠置72

4.2.2 点与线的叠置73

4.2.3 点与多边形的叠置74

4.2.4 线与线的叠置74

4.2.5 线与多边形的叠置76

4.2.6 多边形与多边形的叠置77

4.2.7 栅格叠置运算80

4.3 栅格数据的聚类、聚合分析82

4.4 栅格数据的追踪分析83

4.5 栅格数据的窗口分析83

4.6 方向分析85

4.6.1 线数据集的方向分析85

4.6.2 点数据集的方向分析86

4.6.3 表面方向分析87

第5章 空间网络分析88

5.1 图的相关概念88

5.2 网络数据模型89

5.3 最短路径分析91

5.3.1 Dijkstra算法91

5.3.2 Floyd算法93

5.3.3 A＊算法94

5.4 最佳路径分析95

5.4.1 最可靠路径95

5.4.2 最大容量路径96

5.5 连通性分析96

5.6 资源定位与分配97

5.6.1 资源分配模型97

5.6.2 P－中心定位与分配问题98

5.7 流分析99

5.7.1 问题99

5.7.2 基本概念100

5.7.3 求解最大流——标号法102

5.7.4 最小费用最大流问题103

5.8 线性参考系统与动态分段技术105

5.8.1 线性参考系统105

5.8.2 动态分段技术106

5.9 地址匹配106

第6章 三维地形分析107

6.1 DTM及其表示方法107

6.2 不规则三角网的构建108

6.2.1 角度判别法建立TIN109

6.2.2 Delaunay三角网构建TIN109

6.3 地形因子计算111

6.3.1 曲面曲元曲率111

6.3.2 坡度和坡向112

6.3.3 地表粗糙度114

6.3.4 格网面元凹凸系数115

6.3.5 高程变异系数115

6.4 剖面分析116

6.4.1 基于正方形格网的剖面线116

6.4.2 基于TIN的剖面线118

6.5 通视分析118

6.5.1 点对点通视119

6.5.2 点对线通视119

6.5.3 点对区域通视120

6.5.4 地物可视化模型120

6.6 淹没分析120

6.6.1 给定洪水水位的淹没分析121

6.6.2 给定洪水量的淹没分析123

第7章 空间统计分析124

7.1 空间自相关分析124

7.2 确定性空间数据插值125

7.2.1 反距离加权插值126

7.2.2 趋势面插值128

7.2.3 局部多项式插值130

7.2.4 径向基函数插值131

7.3 地质统计学分析132

7.3.1 变差函数133

7.3.2 变差函数的理论拟合135

7.3.3 克里格估值137

7.4 地理加权回归140

7.4.1 普通线性回归模型140

7.4.2 地理加权回归模型140

第8章 智能化空间分析143

8.1 智能计算技术143

8.1.1 人工智能技术的产生与发展143

8.1.2 智能计算技术的概念145

8.1.3 智能计算技术的特点及组成146

8.2 地理空间数据的不确定性147

8.2.1 空间数据不确定性的概念及类型147

8.2.2 空间数据不确定性的来源149

8.2.3 空间数据不确定性研究的内容与理论方法150

8.2.4 智能化空间分析技术150

8.3 模糊地理空间数据分析151

8.3.1 模糊集合与模糊逻辑152

8.3.2 模糊空间信息的表达与度量153

8.3.3 模糊拓扑关系模型156

8.3.4 模糊查询158

8.3.5 模糊叠加160

8.4 基于人工神经网络的地理空间问题模拟161

8.4.1 复杂地理问题的研究方法161

8.4.2 人工神经网络模型161

8.4.3 基于人工神经网络的地理空间模型163

8.5 基于遗传算法的地理空间问题分析166

8.5.1 遗传算法166

8.5.2 基于遗传算法的地理空间问题模拟与求解167

8.6 基于分形理论的地理空间问题分析169

8.6.1 分形理论169

8.6.2 基于分形理论的地理空间问题模拟与求解176

8.7 基于小波分析的地理空间问题分析177

8.7.1 小波分析理论177

8.7.2 基于小波分析的地理空间问题模拟与求解181

8.8 空间决策支持系统182

8.8.1 空间决策支持系统概念183

8.8.2 空间决策分析183

8.8.3 GIS与专业模型集成分析185

第9章 空间分析建模及应用案例188

9.1 空间分析建模概述188

9.1.1 地图模型的概念188

9.1.2 地图模型实例189

9.1.3 地图模型实现190

9.2 土壤重金属污染现状评价191

9.2.1 评价方法191

9.2.2 土壤重金属污染评价分级192

9.2.3 基于GIS的土壤重金属污染分析193

9.3 建筑群空间分布模式提取199

9.3.1 建筑群空间分布模式199

9.3.2 建筑格式塔群201

9.3.3 潜在格式塔群的选取202

9.3.4 格式塔特征的提取204

9.4 建筑朝向分析206

9.5 地形山体分割208

9.5.1 Morse理论208

9.5.2 分割计算的实现209

9.6 证据权法及资源三维预测建模210

9.6.1 证据权法的基本原理210

9.6.2 三维空间下的证据权建模方法211

9.6.3 三维空间下的证据权法成矿预测应用研究214

9.7 非水平河道洪水淹没模拟215

9.7.1 基本思路216

9.7.2 原理与方法216

9.7.3 实例计算与结果分析219

主要参考文献221