A Python Primer for ArcGIS®

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出版者:CreateSpace Independent Publishing Platform
作者:Nathan Jennings
出品人:
页数:116
译者:
出版时间:2015-1-20
价格:USD 25.00
装帧:Paperback
isbn号码:9781505893328
丛书系列:
图书标签:
  • 外文
  • 地理学
  • Python
  • Programming
  • GIS
  • Python
  • ArcGIS
  • GIS
  • Programming
  • Spatial Analysis
  • Geoprocessing
  • Automation
  • Scripting
  • Data Science
  • Mapping
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具体描述

《Python赋能地理空间数据科学:从基础到高级应用》 概述 本书旨在为那些希望深入利用Python这一强大工具来处理、分析和可视化地理空间数据的专业人士、研究人员及学生提供一份全面且实用的指南。它摒弃了对特定软件平台(如ArcGIS)的依赖,转而聚焦于Python生态系统中主流的、开源的地理空间库,构建一个独立、灵活且前沿的技术栈。全书结构清晰,从Python环境的搭建与基础概念入手,逐步深入到复杂的数据处理、空间统计、机器学习在地理空间领域的应用,最终覆盖数据可视化和部署策略。 第一部分:Python与地理空间环境构建 本部分是读者构建坚实技术基础的起点。我们首先假设读者已具备一定的编程基础,但需要快速掌握构建地理空间分析环境的关键步骤。 第一章:现代地理空间分析工具链的建立 本章详细讲解如何配置一个高效的Python环境,不再局限于单一的商业软件集成。重点介绍Anaconda/Miniconda作为首选的环境管理器,如何创建隔离的虚拟环境以管理不同项目的依赖冲突。随后,我们深入探讨安装和配置核心开源库的流程,包括GDAL/OGR(作为底层数据读写引擎)、Fiona(Pythonic接口)和Rasterio(处理栅格数据的利器)。我们将提供详尽的跨平台(Windows, macOS, Linux)安装指南,并解决常见的编译和依赖性问题。 第二章:Python基础回顾与地理空间思维的衔接 虽然本书不侧重于Python语法教学,但本章会回顾对地理空间分析至关重要的Python概念,例如:数据结构(列表、字典、元组、集合)在处理要素集时的映射;理解NumPy数组在高效处理大型栅格数据中的核心作用;以及Pandas的DataFrame结构如何完美契合属性表数据的管理。重点在于建立“Python对象”与“地理空间要素(点、线、面、像素)”之间的思维桥梁。 第二部分:矢量数据处理与操作(Open Source GIS Stack) 本部分是本书的核心,专注于使用GeoPandas和Shapely库进行高效的矢量数据管理和几何运算。 第三章:GeoPandas:矢量数据的核心管理 GeoPandas是本书矢量数据操作的基石。本章将透彻解析GeoDataFrame的结构,它如何将Pandas的表格能力与Shapely的几何能力结合起来。内容包括: 1. 数据加载与存储:使用GeoPandas读取Shapefile、GeoJSON、GPKG等格式,并讲解不同数据源的性能差异。 2. 坐标参考系统(CRS)管理:深入讲解PyProj在GeoPandas中的应用,如何正确识别、转换和定义CRS,包括投影(Projected)与地理(Geographic)系统的区分,以及EPSG代码的最佳实践。 3. 几何操作基础:使用Shapely进行点(Point)、线(LineString)、面(Polygon)的创建、访问坐标和基本几何属性(长度、面积)。 第四章:拓扑关系与空间连接 空间分析的精髓在于要素间的关系。本章聚焦于如何利用GeoPandas的`sjoin`功能以及更底层的空间索引机制来执行复杂连接: 1. 空间连接(Spatial Joins):详细介绍“内连接(inner)”、“外连接(outer)”和“左连接(left)”在空间分析中的应用场景,例如地块与行政区的叠加分析。 2. 几何运算:实现缓冲(Buffer)、相交(Intersection)、合并(Union)和差异(Difference)等操作,并探讨在处理大规模数据集时,如何利用空间索引(如R-trees)显著提升计算速度。 3. 拓扑检查与修复:讲解如何识别和修复数据中的常见拓扑错误,如自相交多边形或重叠的线段,确保分析结果的准确性。 第三部分:栅格数据处理与遥感应用 本部分转向处理连续表面数据,主要围绕Rasterio和GDAL进行深度讲解,同时介绍Xarray在多维地球科学数据处理中的优势。 第五章:Rasterio:Pythonic的栅格操作 Rasterio为栅格数据提供了类似于处理文本文件的简洁接口。本章内容涵盖: 1. 栅格结构解析:理解元数据(Affine变换矩阵、NoData值、波段数)的重要性。 2. 数据读取与写入:高效地读取特定区域的栅格数据(窗口读取),并学习如何写入新的栅格文件,包括设置压缩和分块策略以优化磁盘I/O。 3. 栅格代数与蒙版:执行简单的数学运算(如归一化、指数运算),并演示如何使用矢量文件(Shapefile)创建精确的栅格蒙版。 第六章:高阶栅格分析与多维数据处理 本章将探讨更专业的栅格应用: 1. 重采样与配准:介绍不同重采样算法(最近邻、双线性、三次卷积)对分析结果的影响。 2. 地形分析:利用GDAL工具集(通过Python接口调用)计算坡度、坡向和地形起伏度。 3. Xarray与NetCDF:引入Xarray库,专门处理时间序列或多光谱遥感数据(如气象数据、卫星影像堆栈),理解其标签化数组的强大功能,实现跨时间的分析。 第四部分:空间统计与模式识别 本部分将分析工具链扩展到量化空间现象的统计学层面,不再停留在简单的空间查询。 第七章:探索性空间数据分析(ESDA) 本章聚焦于理解空间数据的内在模式: 1. 空间自相关性:深入讲解Moran's I统计量,并使用Pysal库(或其现代替代方案)进行全局和局部空间自相关的计算与可视化。 2. 热点分析:实现Getis-Ord Gi统计,识别显著集中的空间集群(热点与冷点),并讨论统计显著性的解读。 3. 空间回归基础:介绍如何构建和评估简单的空间回归模型(如OLS的空间残差分析),为后续的机器学习做铺垫。 第八章:地理空间机器学习集成 本章旨在桥接传统的GIS分析与现代数据科学技术: 1. 特征工程:如何从矢量和栅格数据中提取有意义的特征(如距离、密度、纹理指数)用于机器学习模型。 2. 监督学习应用:使用Scikit-learn库在地理空间数据上训练分类器(如随机森林、支持向量机)进行土地覆盖分类或风险预测。 3. 模型评估与空间验证:讨论在空间数据中,如何进行恰当的交叉验证,避免空间自相关导致的过度乐观的性能评估。 第五部分:高级可视化与成果展示 本部分关注如何将复杂的分析结果清晰、美观地传达给最终用户。 第九章:交互式与动态地理空间可视化 本书摒弃静态地图制作,转而聚焦于动态和Web友好的可视化: 1. Bokeh与Plotly:利用这些库创建可缩放、可交互的Web地图,展示空间查询结果。 2. Folium集成:如何将GeoPandas/Rasterio的结果高效地整合到Folium地图中,以实现Leaflet地图的快速原型设计。 3. 地图制作最佳实践:讨论在Python环境中,如何通过调整颜色方案、标注和图例来清晰地传达空间信息,包括对色盲友好方案的选择。 第十章:从脚本到部署:自动化与可复现性 本章强调地理空间分析的工作流化和自动化: 1. Jupyter Notebooks与文档化:利用Notebooks记录分析步骤、代码和结果,确保分析的可复现性。 2. 脚本化与批处理:将分析流程转化为可调用的Python脚本,实现批量处理大型数据集。 3. 性能优化与并行计算:介绍如何使用Dask或其他并行库来加速内存密集型或CPU密集型的空间计算任务,确保分析流程在面对海量数据时的效率。 总结 《Python赋能地理空间数据科学》提供的是一个现代、开放、面向未来的地理空间数据科学工具箱。它通过聚焦于行业领先的开源库,确保读者掌握的技能具有极高的通用性和前瞻性,能够独立于任何商业软件环境,解决从数据准备到高级空间统计和机器学习的完整分析链条。本书致力于培养读者构建和维护复杂地理空间数据分析流程的能力。

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读后感

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用户评价

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我是一名在学术界从事地理信息科学研究的博士生。我的研究课题常常需要处理海量空间数据,并进行复杂的空间统计分析和建模。虽然我熟练掌握了ArcGIS的各项功能,但在面对需要进行大规模批量处理或者自定义分析流程时,ArcGIS内置的工具往往显得不够灵活。我一直都知道Python在自动化和数据科学领域有着强大的能力,并且ArcGIS也提供了强大的Python接口(ArcPy),但苦于没有一个系统性的学习资源来引导我入门。我曾经尝试过一些在线的Python课程,但它们与ArcGIS的结合度不够紧密,让我难以将学到的知识直接应用于我的研究。我需要一本能够清晰地阐释Python基础知识,并且能够详细讲解如何利用ArcPy与ArcGIS中的各种数据格式(Shapefile, Geodatabase, Raster等)进行交互的书籍。我特别希望能学习如何利用Python脚本来自动化数据预处理、空间查询、缓冲区分析、叠加分析等常用GIS操作,甚至希望能够了解如何利用Python进行更高级的空间计量经济学分析和机器学习在GIS中的应用。这本书的标题,"A Python Primer for ArcGIS®",让我觉得它很有可能就是我所需要的“敲门砖”。我期待它能够帮助我掌握Python在ArcGIS环境下的编程技能,从而能够更高效地进行我的研究,探索更多未知的空间关系和地理规律。我希望这本书能够提供一些具有启发性的案例,展示Python如何解决我在研究中遇到的具体问题,让我能够从“使用者”转变为“创造者”,用代码的力量驱动我的GIS研究。

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这本书的标题本身就足够吸引我,"A Python Primer for ArcGIS®"。作为一个长期在GIS领域工作,但对Python编程却始终感到望而却步的从业者,我一直渴望能找到一本真正能够带领我入门Python,并且能将Python的强大功能与我赖以生存的ArcGIS平台无缝结合的书籍。我的工作流程中充斥着重复性的任务,从数据处理、空间分析到地图制图,每一个环节都耗费了我大量的时间和精力。我知道Python能够极大地提升我的工作效率,自动化这些繁琐的过程,但每当我尝试去学习Python,那些抽象的概念和陌生的语法总让我觉得无从下手。ArcGIS本身是一个非常庞大的系统,而Python作为它的自动化脚本语言,其深度和广度更是让我感到压力。我曾尝试过一些通用的Python入门书籍,但它们往往缺乏与GIS领域的结合点,让我很难看到学习成果的应用前景。反之,一些过于专业的GIS自动化书籍又显得过于晦涩,对于我这种初学者来说,更像是一本天书。因此,当我在书店偶然翻阅到这本《A Python Primer for ArcGIS®》时,我的内心涌起了一种强烈的期待。它的标题承诺了一种“入门”和“为ArcGIS而设”的结合,这正是我一直在寻找的。我迫不及待地想知道,这本书是否真的能够打破我对Python的恐惧,为我打开一个全新的GIS自动化世界,让我能够更有效地解决工作中的难题,甚至探索GIS分析的更多可能性。这本书的书页泛着一股淡淡的油墨香,仿佛预示着一段激动人心的学习旅程的开始,我希望它能真正成为我GIS技能栈中的一个重要补充,而不是又一次半途而废的尝试。

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作为一名GIS新手,我之前接触的大多是ArcGIS Desktop的界面操作。虽然能够完成基本的地图制作和空间分析,但面对大量数据和复杂的分析流程时,效率低下且容易出错的问题就暴露无遗。我深知自动化是GIS发展的必然趋势,而Python无疑是实现这一目标的关键。然而,市面上关于GIS与Python结合的书籍,要么过于偏向编程理论,让我觉得枯燥乏味,要么就是直接跳到复杂的脚本编写,让我完全跟不上节奏。我迫切需要一本能够循序渐进,从最基础的Python语法讲起,然后逐步引入ArcGIS的Python模块(如ArcPy)的书籍。我希望这本书能够详细解释每一个概念,提供清晰的代码示例,并且最好能够结合一些实际的GIS应用场景,让我能够理解这些代码是如何服务于我的工作的。例如,我非常希望学习如何用Python批量处理矢量数据,比如统一坐标系、裁剪、空间连接等等,这些都是我在日常工作中经常需要进行的繁琐操作。我也对如何利用Python生成动态地图、进行栅格数据分析以及与地理数据库进行交互非常感兴趣。这本书的标题“A Python Primer for ArcGIS®”让我看到了希望,我期望它能够填补我在这方面的知识空白,让我能够真正地将Python的力量运用到ArcGIS平台上来,提升我的工作效率和分析能力,让我从繁重的重复性劳动中解放出来,将更多的精力投入到更具创造性的GIS项目设计和研究中。

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之前我在学习ArcGIS时,更多的是依赖于其图形用户界面。虽然能够完成很多任务,但当需要处理大量数据或者进行重复性操作时,效率就显得非常低下,而且容易出现人为失误。我知道Python是ArcGIS强大的自动化工具,但一直以来,我都感觉Python是一门非常高深的语言,对它充满了畏惧感,担心自己无法学好。偶然间看到了《A Python Primer for ArcGIS®》这本书,书名中的“Primer”一词让我觉得它可能是一本适合初学者的入门书籍,这让我眼前一亮。我非常希望这本书能够从Python最基本的一些概念讲起,比如变量、数据类型、循环、条件语句等等,用通俗易懂的语言来解释,而不是那些晦涩难懂的专业术语。更重要的是,我希望这本书能够将这些Python基础知识与ArcGIS紧密地结合起来,例如,如何用Python来批量命名和重命名文件,如何用Python来批量裁剪和投影数据,如何用Python来生成地图并导出为不同的格式。我希望书中能够提供大量的代码示例,并且这些示例能够直接在ArcGIS环境中运行,让我能够亲手去实践,去感受Python带来的便捷。如果这本书还能有一些关于ArcGIS数据库(Geodatabase)的Python操作,比如创建要素类、添加字段、写入数据等,那就更完美了。我期待这本书能够让我真正迈出学习Python的第一步,并感受到它在GIS工作中的强大力量。

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作为一名GIS项目经理,我需要确保我的团队能够高效地完成各项GIS任务。近年来,Python在数据科学和自动化领域的崛起,让我意识到掌握Python对于提升团队整体效率至关重要。然而,我的团队成员背景各异,有些人对编程完全陌生,有些人则只熟悉其他编程语言。我迫切需要一本能够帮助我的团队快速入门Python,并且能够将其与ArcGIS平台相结合的书籍。我希望这本书能够语言通俗易懂,逻辑清晰,能够循序渐进地引导读者掌握Python的基础知识,并逐步深入到ArcGIS的Python自动化应用。我期待这本书能够包含一些实际的GIS项目场景,比如如何利用Python脚本来批量处理大量的影像数据,如何自动化生成报告和统计图表,如何开发自定义的GIS工具来满足特定的项目需求。我希望这本书能够让我的团队成员在学习过程中能够快速看到学习成果,并能够直接将所学知识应用到实际工作中,从而提升项目的执行效率和质量。这本书的标题,“A Python Primer for ArcGIS®”,让我觉得它非常适合作为我们团队的入门教材,我希望能通过它,让我的团队能够熟练运用Python,为我们的GIS项目带来更大的价值,并为公司节省更多的时间和成本。

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过去几年,我一直在使用ArcGIS Desktop进行各种空间分析和地图制作,虽然对它的界面操作已经非常熟悉,但我总觉得在效率和灵活性方面还有很大的提升空间。我经常需要处理大量的重复性任务,比如批量重命名文件、批量转换坐标系、批量裁剪数据等,这些操作在ArcGIS的GUI界面中显得非常繁琐且容易出错。我一直都知道Python是ArcGIS强大的自动化工具,但我对编程一直心存芥蒂,觉得它非常复杂和难以掌握。看到《A Python Primer for ArcGIS®》这本书,它的标题让我觉得它可能是一本非常适合我这种“半路出家”的GIS用户的入门书籍。我非常希望这本书能够从最基础的Python语法开始讲解,用最简单易懂的语言解释各种概念,并且能够提供大量的与GIS相关的代码示例,让我能够直接上手实践。我特别希望学习如何利用Python来批量处理矢量数据,比如批量裁剪、批量空间连接、批量计算面积和长度等;也希望能够学习如何批量处理栅格数据,比如批量重投影、批量计算像元统计量等;同时,我也对如何利用Python来自动化地图制作流程非常感兴趣,比如如何批量生成地图文档,如何设置图层样式,如何导出为不同的图片格式等。我期待这本书能够帮助我克服对编程的恐惧,真正掌握Python在ArcGIS中的应用,从而大幅提升我的工作效率,让我能够从繁琐的重复性劳动中解脱出来,将更多精力投入到更有价值的分析和创新中。

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我是一位资深的GIS分析师,虽然我已经熟练掌握了ArcGIS的各种分析功能,但我总觉得我的工作还可以做得更高效、更深入。我观察到许多优秀的GIS从业者能够利用Python脚本自动化许多繁琐的重复性操作,从而将更多精力投入到更具创造性的分析和模型构建上。然而,我之前接触Python的尝试都以失败告终,那些抽象的概念和复杂的语法让我望而却步。我非常渴望找到一本能够让我真正理解Python与ArcGIS结合的精髓的书籍,并且能够提供我急需的实用技巧。我希望这本书能够详细地讲解如何利用Python来批量处理矢量和栅格数据,如何进行高级的空间分析(例如,多准则决策分析、网络分析中的路径优化等),如何自动化地图的制作和输出(例如,批量生成不同布局的地图、设置比例尺和坐标系等),以及如何与ArcGIS的地理数据库进行交互(例如,创建、修改、删除要素类和数据集)。我希望书中能够提供清晰的代码示例,并且这些示例能够直接应用到我日常工作中遇到的实际问题上,让我能够快速上手,看到学习的成效。这本书的标题“A Python Primer for ArcGIS®”让我充满了期待,我希望它能够成为我掌握Python在GIS领域应用的一把金钥匙,帮助我突破瓶颈,实现更高级的数据分析和更高效的工作流程。

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在我多年的GIS实践中,我逐渐认识到,仅仅依赖ArcGIS的图形用户界面来完成工作,效率上存在很大的局限性。尤其是面对海量数据和需要重复执行的分析任务时,手动操作不仅耗时耗力,而且容易引入人为错误。我深知Python在自动化和数据处理方面有着巨大的优势,并且ArcGIS也提供了强大的Python接口(ArcPy),但如何将这两者有机地结合起来,我一直缺乏一个清晰的指引。我尝试过阅读一些在线教程和零散的文档,但效果并不理想,总是感觉难以形成完整的知识体系。我非常希望找到一本能够系统地介绍Python在ArcGIS环境中应用的图书。《A Python Primer for ArcGIS®》这个书名让我眼前一亮,它似乎能够满足我对于“入门”和“ArcGIS专属”的双重需求。我迫切希望这本书能够从Python最基础的语法和概念讲起,例如变量、数据类型、循环、条件语句等,然后逐步过渡到ArcPy模块的使用,包括如何读取和写入Shapefile、Geodatabase、Raster等各种GIS数据格式,如何执行常用的空间分析工具(如缓冲区、叠加、空间连接),以及如何自动化制图流程(如批量生成地图、设置图层属性、导出地图等)。我希望书中能够提供大量清晰、可执行的代码示例,并且这些示例能够紧密结合实际的GIS应用场景,让我能够快速理解并应用所学的知识,从而真正提升我的工作效率和分析能力。

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在我看来,GIS技术的核心价值在于数据驱动的洞察力。ArcGIS作为行业的领军者,提供了强大的平台,但要真正释放其潜力,自动化和自定义是关键。我一直认为,掌握一门编程语言,特别是Python,是提升GIS分析能力和工作效率的必由之路。然而,我发现市面上的Python书籍要么过于理论化,要么与ArcGIS的结合不够紧密,让我难以找到真正切合实际需求的学习资源。这本书,《A Python Primer for ArcGIS®》,正是瞄准了这一痛点。我满怀期待地希望它能够为我提供一条清晰的学习路径,从Python的基本语法(变量、数据类型、控制流、函数等)开始,逐步深入到ArcPy库的应用。我尤其希望书中能够涵盖如何使用Python进行复杂的数据管理,例如在地理数据库中创建和管理数据集、执行空间查询和空间关系分析,以及如何实现复杂的空间分析流程自动化,例如批量创建缓冲区、执行叠加分析、进行空间插值等。此外,我也希望能学习如何利用Python来自动化地图制作和报告生成,从而提高工作效率并确保输出的一致性。我希望这本书不仅能教会我“怎么做”,更能让我理解“为什么这样做”,从而培养我解决实际GIS问题的能力。这本书的标题“Primer”让我相信它能够成为我进入Python与ArcGIS深度结合世界的第一步。

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在我看来,GIS不仅仅是关于地图和空间数据,更重要的是如何从这些数据中提取有价值的信息,并将其转化为决策支持。ArcGIS作为业界领先的GIS平台,其功能已经非常强大,但很多时候,我们需要更灵活、更高效的方式来处理数据和执行分析。我之前尝试过一些ArcGIS的自动化脚本,但往往需要花费大量时间去查阅文档,或者在网上零散地寻找解决方案。我一直希望能够找到一本系统性的书籍,能够全面地介绍Python在ArcGIS中的应用,从基础语法到高级技巧,再到实际项目案例。这本书,《A Python Primer for ArcGIS®》,听起来正是我所需要的。我尤其期待书中能够详细介绍ArcPy模块的各种功能,比如如何利用它来访问和操作ArcGIS中的各种地理数据(矢量、栅格、网络等),如何进行空间分析(缓冲区、叠加、空间连接等),如何进行数据管理(创建、修改、删除要素类、属性表等),以及如何自动化制图流程(创建地图文档、设置图层属性、导出地图等)。我希望这本书能够提供清晰的代码示例,并且这些示例能够覆盖我在日常GIS工作中遇到的各种常见问题。更重要的是,我希望这本书能够引导我理解“为什么”要这样做,而不仅仅是“如何”做,这样我才能真正掌握Python在GIS领域的精髓,并将它灵活运用到我的工作中,提升我的数据分析能力和解决问题的效率,甚至能够开发出更强大的GIS工具。

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