Advances in Geoinformatics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:Davis, Clodoveu Augusto (EDT)/ Monteiro, Antonio Miguel Vieira (EDT)

出品人:

页数:0

译者:

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价格:1474.00元

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isbn号码:9783540734130

丛书系列:

图书标签:

• 遥感
• GIS
• 空间分析
• 地理信息系统
• 测绘科学
• 地球信息科学
• 计算机地理学
• 地理数据
• 空间建模
• 环境遥感

空间信息科学前沿：从数据采集到智能应用 编著： 空间信息科学研究集体 出版社： 科技文献出版社 出版年份： 2024年 ISBN： 978-7-5045-XXXX-X --- 内容简介 本书全面深入地探讨了现代空间信息科学（Geoinformatics）领域的核心理论、关键技术及其在多行业中的前沿应用。内容涵盖了从基础的数据获取、处理、分析到高阶的智能决策支持系统的构建，旨在为该领域的科研人员、工程师、政策制定者以及高年级学生提供一本兼具深度与广度的参考著作。全书共分为六大部分，三十个章节，逻辑严密，图文并茂，力求展现空间信息科学在数字化时代的核心驱动力。 第一部分：空间信息科学基础与数据采集 本部分重点奠定了理解现代地理空间信息系统的理论基石，并详细阐述了获取高精度、多源异构空间数据的最新技术和挑战。 第一章：空间信息科学的内涵与发展趋势 本章首先界定了空间信息科学（Geoinformatics）的范畴，将其视为地理学、计算机科学、遥感科学、测量学等多学科交叉融合的产物。探讨了空间信息理论的演变，从传统的地图学和地籍测量，逐步过渡到基于数字模型和语义网络的环境感知系统。重点分析了当前驱动该领域发展的核心技术趋势，包括大数据处理、实时动态监测需求以及对地球系统科学的支撑作用。讨论了空间数据基础设施（SDI）的演进及其在全球治理中的战略意义。 第二章：高精度地理空间数据采集技术 本章聚焦于空间信息获取的“源头”。详尽介绍了激光雷达（LiDAR）技术的原理与应用，包括机载、地面和无人机（UAV-LiDAR）系统在复杂地形和城市环境中的点云数据采集精度、数据密度和后处理流程。同时，深入剖析了高分辨率卫星遥感技术的最新进展，特别是多光谱、高光谱成像传感器在辐射定标、几何校正及信息提取上的突破。 第三章：无人机摄影测量与三维建模 本章专门探讨了以无人机为核心的低空对地观测系统。详细讲解了摄影测量的基础理论，包括像片几何模型、空中三角测量的工作流程。重点在于三维重建算法，如Structure from Motion (SfM) 和 Multi-View Stereo (MVS) 技术如何从大量二维图像中生成高精度的数字表面模型（DSM）、数字地表模型（DSM）和正射影像（DOM）。讨论了面向倾斜摄影测量的质量控制标准和数据融合策略。 第四章：室内外一体化定位与导航技术 本章关注空间信息获取的连续性挑战，即如何实现从宏观到微观、从室外到室内的无缝定位。对比分析了全球导航卫星系统（GNSS）在高精度差分定位（RTK/PPK）中的应用瓶颈与改进方向。针对室内环境，详细介绍了惯性导航系统（INS）、视觉里程计（Visual Odometry, VO）、蓝牙信标（Beacons）和超宽带（UWB）技术的定位精度、部署成本及数据融合方法，为构建室内外一体化空间信息平台提供技术支撑。 第二部分：空间数据管理与处理 本部分着眼于如何有效地存储、组织和管理海量的空间数据，并介绍数据质量控制与标准化的关键环节。 第五章：地理信息系统（GIS）的数据模型与结构 本章深入探讨了现代GIS的底层数据结构。除了传统的矢量数据模型（点、线、面）和栅格数据模型（影像、高程数据）的优缺点外，重点介绍了不规则三角网（TIN）、四叉树/八叉树等空间索引结构如何优化大规模空间查询和分析效率。此外，详细讨论了面向对象的GIS模型和地理数据库（Geodatabase）的设计原则，强调了拓扑关系维护的重要性。 第六章：空间数据库与大数据管理 本章聚焦于支撑现代空间应用的海量空间数据存储与管理。阐述了关系型数据库（如PostGIS扩展）在空间查询优化方面的机制。随后，转向NoSQL数据库（如MongoDB, Cassandra）在处理非结构化和半结构化空间数据（如社交媒体签到数据、物联网传感器流数据）方面的优势与挑战。讨论了空间并行计算框架（如Hadoop/SparkGIS扩展）在大规模空间数据立方体处理中的应用实践。 第七章：空间数据质量评估与标准化 空间数据的质量直接决定了分析结果的可靠性。本章构建了一个全面的空间数据质量评估框架，涵盖了几何精度、拓扑一致性、属性准确性和时相一致性等维度。详细介绍了元数据（Metadata）的构建标准（如ISO 19115）及其在数据互操作性中的作用。探讨了数据清洗、纠错和数据融合过程中的冲突解决策略。 第三部分：空间分析与建模 本部分是本书的核心，详细介绍了如何从空间数据中提取知识和洞察力的各种先进分析技术。 第八章：经典空间分析方法与拓扑运算 本章复习和深化了GIS中的基础空间分析，包括缓冲区分析、叠加分析（Intersection, Union, Erase）和网络分析（最短路径、服务区）。重点阐述了拓扑关系在空间分析中的基础地位及其在保证分析结果正确性方面的关键作用。 第九章：地统计学在空间插值中的应用 本章深入探讨了处理连续空间现象的统计方法。详细解释了克里金插值（Kriging）的理论基础，包括半变异函数（Semivariogram）的建模与参数估计。对比分析了普通克里金、指示克里金和协同克里金在处理不同空间分布特征数据时的适用性。 第十~十二章：高级空间统计与分析 这三章聚焦于高阶的空间分析工具： 第十章：空间计量经济学导论： 引入空间自相关性概念（Moran's I, Geary's C），探讨如何利用空间回归模型（如OLS、空间滞后模型SAR和空间误差模型SEM）解决传统回归分析中的空间依赖性问题。 第十一章：地形分析与水文建模： 专注于数字高程模型（DEM）的深度应用，包括坡度、坡向、地形起伏度的计算，以及集水区域划分、水流路径追踪和洪水淹没模拟的基础模型。 第十二章：空间模式识别与聚类分析： 介绍了基于密度的空间聚类方法（DBSCAN）和层次聚类方法在发现空间热点、冷点和异常区域中的应用，以及马尔可夫随机场（MRF）在模拟空间过程中的潜力。 第四部分：遥感影像处理与信息提取 本部分专注于从遥感数据中提取有意义的地理信息的技术流程。 第十三章：遥感影像几何与辐射校正 本章讲解了遥感影像预处理的两个关键步骤。几何校正是指将影像与地面坐标系对准的过程，详细介绍了几何校正模型（如多项式模型、投影变换）和控制点选择策略。辐射校正则关注如何消除大气影响和传感器自身差异，恢复地物真实反射率，为定量反演奠定基础。 第十四章：面向对象影像分析（OBIA） 本章对比了传统的像素级分类方法和新兴的面向对象影像分析（OBIA）。详细阐述了OBIA的工作流程：影像分割（Segmentation）、特征集构建（Feature Extraction）和分类器应用。重点讨论了如何通过融合纹理、形状和上下文信息，提高复杂地表覆盖分类的精度和语义一致性。 第十五章：高光谱影像处理与物性反演 针对高光谱数据，本章深入探讨了维度灾难问题及其解决方案，如波段选择、特征提取（如最小噪声分量MNF）。重点介绍端元识别（Endmember Extraction）技术（如MVP, PPI）和光谱解混（Spectral Unmixing）模型，以及如何利用这些技术反演植被指数、水体参数和矿物成分。 第五部分：时空数据分析与动态建模 随着物联网和实时监测的兴起，处理随时间变化的动态空间数据成为新的研究热点。 第十六章：时空数据结构与表示 本章探讨了如何有效地存储和检索具有时间维度的数据。介绍了时空立方体模型（Spatio-Temporal Cube）和事件序列模型。讨论了如何设计高效的时间索引结构，以支持对历史数据和实时流数据的快速查询。 第十七章：时空变化检测与趋势分析 本章关注识别地理现象随时间的变化。详细介绍了遥感影像变化检测的经典方法（如图像代数法、人脸识别技术）和基于机器学习的分类后对比方法。引入时间序列分析工具，如Mann-Kendall趋势检验和时间序列分解法，用于识别空间要素的长期演变趋势。 第十八章：动态系统建模与仿真 本章转向预测和模拟。介绍了元胞自动机（CA）在模拟城市扩张、土地利用变化等离散空间过程中的应用。详细阐述了基于主体的模型（Agent-Based Modeling, ABM）如何模拟个体行为对宏观空间格局的涌现影响，特别是在交通流和疫情传播模拟中的实现细节。 第六部分：空间智能与新兴交叉领域 本部分将目光投向空间信息科学与人工智能、人机交互的前沿交叉点。 第十九章：深度学习在地理空间分析中的应用 本章重点介绍深度学习在处理大规模空间数据时的变革性作用。详细阐述了卷积神经网络（CNN）在影像语义分割和目标检测中的架构（如U-Net, YOLO）。同时，探讨了图神经网络（GNN）在处理空间关系网络数据（如路网、社会关系网络）中的优势，以及如何将其与地理实体相结合。 第二十章：地理空间大数据挖掘与知识发现 本章讨论如何从海量、多模态的空间数据中挖掘深层次的模式和知识。涵盖了空间关联规则挖掘、地理文本挖掘（从非结构化文本中抽取空间实体和关系）以及空间预测模型的集成框架，强调知识图谱在地理空间领域构建中的作用。 第二十一章：人机交互与沉浸式空间体验 随着技术的发展，用户如何更自然地与空间信息互动至关重要。本章探讨了虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术在空间数据可视化和现场辅助工作流中的应用。讨论了如何设计直观的三维可视化界面，以及触觉反馈和自然语言处理在提升空间信息交互效率上的潜力。 第二十二章：空间信息安全与隐私保护 本章关注空间信息系统的安全性和伦理问题。分析了空间数据泄露的风险点，包括定位信息泄露和高精度地形数据安全。详细介绍了差分隐私（Differential Privacy）技术在保护个体空间轨迹数据，同时保证统计分析有效性方面的最新研究进展。 --- 结语 本书力图构建一个连贯、深入且与时俱进的空间信息科学知识体系。通过对基础理论的夯实、核心技术的剖析以及对前沿交叉领域的展望，期望能够激发读者对利用空间信息解决复杂现实问题的热情与能力。本书的深度和广度，使其成为空间信息领域学者和实践者不可或缺的工具书。

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