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(chǎn)生、發(fā)展過程，及其理論基礎、技術體系、軟件系統(tǒng)、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；探討基于對象、場和網(wǎng)絡的地理實體矢柵結(jié)構(gòu)的描述方法，對地理空間數(shù)據(jù)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(wǎng)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(xiàn)機理以及地理空間數(shù)據(jù)的尺度變化“四倍規(guī)律”、多尺度分級、數(shù)據(jù)組織和可視化方法；闡述地理信息傳輸和解譯的理論方法；最后介紹地理空間數(shù)據(jù)的不確定性原理、產(chǎn)生根源、描述方法、類型以及質(zhì)量控制方法�！兜乩硇畔⒖茖W基礎理論》條理清晰、敘述嚴謹、實例豐富，既適合作為地理信息系統(tǒng)專業(yè)或相關專業(yè)本科生、研究生教材，也可供從事信息化建設、信息系統(tǒng)開發(fā)等有關科研、企事業(yè)單位的科技工作者研究開發(fā)需要及閱讀參考。
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本書作者崔鐵軍試圖從地理學、測繪學和信息學等學科中提煉出與地理信息密切相關的時空理論、空間認知理論、地理信息理論、地理信息可視化理論、空間尺度理論、地理信息傳輸和解譯及其不確定性理論等，并綜合為地理信息科學的基礎理論。這些理論是包括空間信息科學在內(nèi)的很多學科的一個極其重要但又尚未完全解決的問題。編著這本書的目的是為了拋磚引玉，旨在引起國內(nèi)學者對地理信息科學理論問題的探討和思考，關注地理信息科學基礎理論研究，推動地理信息科學的發(fā)展。
目錄
序
前言
第1章 地理信息科學概論
1.1 地理信息科學的形成與發(fā)展
1.2 地理信息科學的體系 24
1.3 地理信息科學與其他科學的關系 35
1.4 地理信息科學發(fā)展趨勢 39
1.5 本書內(nèi)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(shù)據(jù)描述 137
4.3 基于對象的地理實體矢量表示 147
4.4 基于場的地理實體柵格表示 158
4.5 矢柵結(jié)構(gòu)的比較及轉(zhuǎn)換算法 170
4.6 地理空間數(shù)據(jù)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(wǎng) 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(shù)據(jù)尺度 277
6.4 地理空間數(shù)據(jù)多尺度表達 284
6.5 地理實體多尺度實現(xiàn)機理 293
6.6 地理空間數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)的不確定性與質(zhì)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(shù)據(jù)的不確定性 349
8.3 地理空間數(shù)據(jù)不確定性描述 357
8.4 研究不確定性的數(shù)學方法 368
8.5 地理空間數(shù)據(jù)不確定性的類型 382
8.6 地理空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制與檢驗 390
參考文獻 401
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(fā)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(fā)展、地理知識的積累，逐步形成一門研究地球表面自然現(xiàn)象和人文現(xiàn)象以及它們之間的相互關系和區(qū)域分異的地理科學。計算機信息科學是近幾年發(fā)展起來的以信息為主要研究對象，以信息的運動規(guī)律和應用方法為主要研究內(nèi)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(xiàn)象、社會發(fā)展、外層空間環(huán)境及動態(tài)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(fā)展。在地理科學與信息科學交叉融合過程中產(chǎn)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(guī)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(yè)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(xiàn)代測繪科學的所有內(nèi)容，而且其研究范圍較現(xiàn)代測繪學更加廣泛。本章1.1節(jié)主要介紹地理信息科學的形成與發(fā)展，1.2節(jié)探討地理信息科學的體系，1.3節(jié)介紹地理信息學科與其他學科的關系，1.4節(jié)展望地理信息學科的發(fā)展趨勢，1.5節(jié)介紹閱讀本書所需要的學科領域知識及章節(jié)安排。
1.1 地理信息科學的形成與發(fā)展
20世紀計算機的產(chǎn)生和發(fā)展，幾乎沖擊著社會的各個領域，給許多行業(yè)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(fā)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(shù)據(jù)，并希望通過計算機對數(shù)據(jù)的分析來直接為管理和決策服務。從技術發(fā)展角度看，地理信息科學產(chǎn)生和發(fā)展經(jīng)歷了計算機輔助地圖制圖、地理信息系統(tǒng)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(chǎn)生了計算機輔助地圖制圖技術，將連續(xù)的以模擬方式存在于紙質(zhì)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系統(tǒng)。1967年，美國H.T.費希爾領導的實驗室研制出組合統(tǒng)計制圖軟件包。1970年，美國人口統(tǒng)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(shù)據(jù)
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