Interoperating Geographic Information Systems pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:Goodchild, Michael (EDT)/ Egenhofer, Max J. (EDT)/ Fegeas, Robin (EDT)/ Kottman, Cliff (EDT)

出品人:

页数:531

译者:

出版时间:1999-2

价格:$ 360.47

装帧:

isbn号码:9780792384366

丛书系列:

图书标签:

GIS
互操作性
地理信息系统
数据集成
空间数据
标准
开放GIS
数据转换
地理技术
空间分析

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具体描述

Geographic information systems have developed rapidly in the past decade, and are now a major class of software, with applications that include infrastructure maintenance, resource management, agriculture, Earth science, and planning. But a lack of standards has led to a general inability for one GIS to interoperate with another. It is difficult for one GIS to share data with another, or for people trained on one system to adapt easily to the commands and user interface of another. Failure to interoperate is a problem at many levels, ranging from the purely technical to the semantic and the institutional. Interoperating Geographic Information Systems is about efforts to improve the ability of GISs to interoperate, and has been assembled through a collaboration between academic researchers and the software vendor community under the auspices of the US National Center for Geographic Information and Analysis and the Open GIS Consortium Inc. It includes chapters on the basic principles and the various conceptual frameworks that the research community has developed to think about the problem. Other chapters review a wide range of applications and the experiences of the authors in trying to achieve interoperability at a practical level. Interoperability opens enormous potential for new ways of using GIS and new mechanisms for exchanging data, and these are covered in chapters on information marketplaces, with special reference to geographic information. Institutional arrangements are also likely to be profoundly affected by the trend towards interoperable systems, and nowhere is the impact of interoperability more likely to cause fundamental change than in education, as educators address the needs of a new generation of GIS users with access to a new generation of tools. The book concludes with a series of chapters on education and institutional change. Interoperating Geographic Information Systems is suitable as a secondary text for graduate level courses in computer science, geography, spatial databases, and interoperability and as a reference for researchers and practitioners in industry, commerce and government.

《数字地球的基石：地理信息系统在21世纪的演进与前沿》导言：超越孤岛的连接——信息时代的地理范式重塑在信息爆炸的时代，数据已成为驱动社会进步的核心动力。然而，与传统数据不同，地理信息承载着空间、时间与属性的复杂关联，是理解我们所处世界的关键。本书并非聚焦于特定技术或标准的互操作性，而是从宏观视角，深入探讨整个地理信息系统（GIS）学科体系在数字化、网络化浪潮下的结构性演变、核心挑战及其面向未来的前沿方向。我们正处在一个地理信息空前繁荣的时代。从高分辨率卫星遥感到物联网（IoT）传感器网络，从城市级的数字孪生到全球尺度的环境模拟，海量的空间数据正以空前的速度被采集、处理和应用。然而，数据的泛滥也带来了新的难题：如何构建一个统一、高效、智能的地理信息生态，使得不同来源、不同格式、不同语义的数据能够真正“对话”并相互赋能？《数字地球的基石：地理信息系统在21世纪的演进与前沿》旨在为研究人员、行业专家及高级决策者提供一个全面而深刻的框架，剖析当前GIS领域正在经历的范式转移，强调跨界融合与智能驱动的重要性。 --- 第一部分：地理信息基础设施的结构性重构本部分着眼于支撑现代地理信息应用的基础设施层面，审视传统集中式架构向分布式、服务化、云原生架构的转变过程。第一章：从桌面到云端——地理空间服务的现代化传统GIS高度依赖高性能的桌面工作站和本地服务器。本章将分析云计算、边缘计算对地理数据存储、处理和分发模式带来的颠覆性影响。我们将详细探讨基于微服务（Microservices）架构的地理空间数据基础设施（Geospatial Data Infrastructure, GDI）的构建原则，包括容器化技术（如Docker和Kubernetes）在管理大规模空间数据流中的应用。重点分析如何通过弹性伸缩的云计算资源，实现对突发性地理空间分析需求的快速响应。第二章：大数据与时空建模的挑战地理空间大数据（GeoBigData）的特点在于“四高”：数据量高、采集频率高、维度高（时空属性复杂）、异构性高。本章将深入探讨如何有效地对海量时空数据进行存储与索引。内容涵盖NoSQL数据库（如MongoDB、Cassandra）在存储非结构化地理数据中的优势，以及针对时空查询优化（如Hilbert曲线、R-Tree的演进版本）的最新研究。此外，还将讨论如何构建能够处理时间序列变化和空间相互作用的动态时空模型，而非仅仅是静态快照。第三章：数据驱动的地理空间本体论与语义深化地理信息的价值不仅仅在于其坐标，更在于其所代表的现实世界概念。本章将聚焦于地理空间语义的构建与管理。我们将阐述本体论（Ontology）在定义空间实体、关系及属性的层次结构中的核心作用。分析如何利用机器学习和自然语言处理（NLP）技术从非结构化文本（如报告、新闻）中自动抽取、关联和验证地理空间知识，从而构建更加丰富、可推理的地理知识图谱（GeoKnowledge Graph），为高级分析提供坚实的语义基础。 --- 第二部分：智能驱动的分析与洞察生成现代GIS的核心竞争力在于其分析能力。本部分将探讨人工智能技术如何渗透并重塑传统的地理空间分析流程，实现从描述性到预测性、规范性的飞跃。第四章：深度学习在遥感影像解译中的突破遥感影像作为重要的空间数据源，其信息提取的自动化是当前研究热点。本章将全面回顾卷积神经网络（CNN）在目标检测、语义分割及变化检测中的应用。我们不仅会介绍U-Net、Mask R-CNN等经典模型的空间适应性改进，还会探讨Transformer模型在处理大尺度遥感序列数据时所展现出的潜力。重点分析如何解决小目标识别、多光谱融合以及数据标签稀疏性等关键问题。第五章：时空预测与因果推断传统的时空插值方法已无法满足复杂系统的动态预测需求。本章将介绍基于图神经网络（GNN）的空间依赖性建模，以及循环神经网络（RNN/LSTM）在捕捉时间依赖性上的应用。核心内容包括如何利用图卷积网络（GCN）模拟城市交通流、疫情扩散或环境污染物迁移的复杂空间交互机制，并进一步探讨利用因果推断方法，探究空间因素对结果变量的真实因果效应，以指导更科学的政策制定。第六章：从地球观测到数字孪生数字孪生（Digital Twin）是融合物理世界、虚拟模型与实时数据的终极体现。本章将系统阐述构建高保真、高动态性的城市或区域数字孪生的技术路径。讨论的关键要素包括：多源异构数据（BIM、LIDAR、IoT）的实时融合算法、物理引擎与空间模型的耦合技术，以及如何利用实时反馈数据对虚拟模型进行自校准和预测性维护。 --- 第三部分：普适化与用户体验的未来图景地理信息不再是专业人员的专属工具。本部分关注如何打破技术壁垒，实现地理智能的普适化部署和沉浸式的人机交互体验。第七章：地理空间可视化与沉浸式交互设计随着虚拟现实（VR）、增强现实（AR）技术的成熟，地理信息的可视化进入了新的维度。本章将探讨三维场景的实时渲染技术（如基于Voxel和Mesh的优化），以及如何设计符合人类认知规律的空间交互范式。内容涵盖手势识别、眼动追踪在三维地理场景导航中的应用，以及如何利用全息投影技术实现多用户协同的空间决策支持。第八章：移动与边缘计算中的地理空间能力下放移动设备和边缘节点正成为数据采集和即时分析的重要前沿。本章分析了在资源受限环境中（如偏远地区、灾害现场）部署轻量级地理空间分析模型的策略。我们将研究模型剪枝、量化技术在移动GIS应用中的实践，以及如何利用边缘计算节点进行数据的预处理和初步分析，减少云端传输的延迟和带宽压力。第九章：伦理、隐私与数据治理的边界重塑地理信息具有高度的敏感性和隐私风险。本章将对数据治理中的核心伦理问题进行深入探讨，包括个人轨迹数据的匿名化技术（如差分隐私在空间查询中的应用）、数据所有权与共享的法律框架演进，以及算法公平性在空间决策中的体现。目标是确保地理信息技术的进步不会以牺牲公民隐私和权益为代价。 --- 结语：构建一个连接与理解的世界本书的最终目标是描绘一幅清晰的蓝图：未来的地理信息系统将是一个高度集成、智能驱动、普适可用的网络，它不仅能描述世界“在哪里”，更能解释世界“为什么如此变化”，并预测“未来将如何发展”。通过对这些前沿领域和底层逻辑的深入剖析，我们期望能够激发下一代地理信息科学工作者，共同致力于构建一个更加智能、透明和可持续的数字地球。