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isbn号码:9780749552046

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地理信息的演进与新范式：跨越时空的探索之旅 本书简介 《地理信息的演进与新范式：跨越时空的探索之旅》并非是一部传统意义上的地图集或地理文献汇编，而是一部深刻探讨地理信息（Geographic Information, GI）从古至今的发展脉络、核心理论基础、关键技术变革，以及在当代社会中扮演角色的深度思辨之作。本书旨在为读者构建一个宏大且精微的知识框架，理解我们如何认知、量化、表达和利用我们所处的地球空间。 全书分为五个主要部分，层层递进，勾勒出地理信息科学的完整图景。 --- 第一部分：认知之源——早期空间表征与地图学的诞生 本部分深入剖析人类在进入文明之初，如何通过直觉、口述传统和早期的物理标记来理解和记录空间。我们将回顾史前岩画、古代文明（如美索不达米亚、古埃及、中国早期王朝）中的土地测量和制图尝试，重点分析这些早期实践如何受限于当时的工具和世界观。 随后，重点转向古典时代的地理学巅峰。我们详尽考察了托勒密的《地理学》的结构与影响，分析其在坐标系建立上的开创性贡献及其局限性。同时，书中也收录了中国古代测绘体系（如张衡的浑天仪、裴秀的制图六体）在独立发展中所取得的卓越成就。这一部分强调的是，地理信息记录的本质，是人类试图将三维世界“扁平化”的最初努力，以及由此产生的系统性思维的萌芽。 第二部分：技术革命的驱动力——从精度到可视化的飞跃 进入中世纪晚期和近代早期，随着航海大发现的推动，对精确空间信息的需求空前高涨。本部分聚焦于驱动地理信息技术变革的关键创新。 首先是测绘学的革新。详细介绍了三角测量法、经纬度确定方法的改进，以及如何通过这些数学工具，极大地提高了陆地和海洋地图的准确性。其次，印刷技术对地理信息的普及起到了决定性作用，从手绘到模板印刷，地图从稀有的统治工具转变为知识传播的载体。 更具颠覆性的是航空摄影测量学的兴起。本书将专门开辟章节，讨论第一次和第二次世界大战期间，空中侦察技术如何催生了高精度、大范围的地面信息获取手段。这标志着地理信息获取的方式从“地面接触”转向“空间遥感”的重大转折点。 第三部分：数字时代的降临——地理信息系统（GIS）的核心理论与结构 这是全书最核心的部分，详细阐述了地理信息科学（Geoinformatics）如何从传统制图学中分离并成为一门独立学科。本部分聚焦于地理信息系统（GIS）的理论基石。 我们首先界定“地理信息”的本质，即空间位置（Where）与属性数据（What）的结合。接着，深入探讨GIS的数据模型：矢量模型（点、线、面）和栅格模型（像元矩阵）的数学基础、优缺点及其适用场景。读者将了解到拓扑关系（Connectivity, Adjacency, Containment）在空间分析中的重要性。 理论部分延伸至空间分析的范式。本书不仅仅描述GIS软件的功能，更侧重于其背后的空间统计学和空间逻辑。例如，缓冲区分析、叠加分析（Overlay Analysis）、网络分析（Network Analysis）背后的数学原理和地理逻辑将被彻底剖析。我们讨论了如何利用这些工具来解决城市规划、资源管理和环境监测中的复杂问题。 第四部分：信息融合与感知前沿——现代地理信息获取与处理 数字革命并未停止，本部分着眼于当代地理信息获取手段的多元化和数据处理能力的爆炸式增长。 遥感技术的深化：不仅限于光学成像，本书详细介绍了雷达（SAR）和激光雷达（LiDAR）的工作原理，以及它们如何提供穿透云层、获取高精度三维模型的独特能力。我们探讨了多光谱和高光谱遥感在环境要素识别中的应用潜力。 全球导航卫星系统（GNSS）的普及：GPS、北斗、伽利略等系统的发展如何将“精确位置”从专业领域带入日常生活，并成为一切空间分析的基准。 大数据与实时性：本书探讨了物联网（IoT）传感器数据、众包地理信息（如社交媒体签到数据）如何与传统的精确测绘数据融合，形成了“情景感知”的地理信息。这要求我们重新思考地理数据的时效性、粒度和隐私保护问题。 第五部分：面向未来的挑战与伦理——地理信息的新范式 在总结部分，本书超越技术层面，探讨了地理信息科学在未来社会中的角色与责任。 我们将讨论“数字孪生”（Digital Twins）的兴起，即构建物理世界的高度动态、实时同步的虚拟副本，及其在智慧城市管理中的巨大潜力。同时，也正视当前面临的挑战： 1. 数据质量与不确定性：如何量化和管理来自不同源头、不同精度的海量数据的内在误差。 2. 空间公平性：当算法越来越多地决定资源分配时，基于地理空间分析的决策如何避免加剧社会不平等。 3. 隐私与监控：随着定位精度的提高，个人移动轨迹数据的使用边界在哪里。 《地理信息的演进与新范式：跨越时空的探索之旅》是一本为地理学、计算机科学、规划学以及所有对空间思维感兴趣的读者准备的深度读物。它不仅是回顾历史，更是对如何构建一个更智能、更精确、更具责任感的空间数据未来的前瞻性探讨。本书的核心在于，它揭示了地理信息学如何从一门记录地球的学科，演变为一门塑造人类未来决策的基础科学。

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