地图制图学与地理信息工程学科进展与成就 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:测绘出版社

作者:王家耀 编

出品人:

页数:444

译者:

出版时间:2011-4

价格:98.00元

装帧:

isbn号码:9787503022838

丛书系列:

图书标签:

• 理论
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好的，这是一份关于一本名为《现代计算流体力学：理论、方法与应用》的图书简介，内容详尽，不含任何与您原书名相关的元素。 现代计算流体力学：理论、方法与应用 导言 流体力学，作为物理学和工程学的一个核心分支，研究流体（液体和气体）的运动规律及其与固体、其他流体的相互作用。在二十世纪中后期，随着电子计算机技术的飞速发展，传统的解析方法和实验方法已无法完全满足航空航天、能源、环境科学以及生物医学工程等前沿领域对复杂流动模拟的迫切需求。在此背景下，计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）应运而生，并迅速成为解决实际工程问题的关键工具。 《现代计算流体力学：理论、方法与应用》一书，旨在全面、深入地阐述CFD的基石理论、核心数值算法、先进的建模技术，并结合大量工程实例，展示其在当代科技进步中的巨大潜力与实际效能。本书的定位不仅是一本面向高年级本科生和研究生的教材，更是一本为从事相关领域研发工作的工程师和科学家提供的参考手册。 第一部分：理论基础与控制方程 本书伊始，首先为读者构建坚实的理论基础。我们从流体力学的基本假设和运动学、动力学原理出发，系统地推导了流体运动的基本控制方程——纳维-斯托克斯（Navier-Stokes, N-S）方程。重点讨论了这些偏微分方程的物理意义、数学特性（如椭圆性、抛物线性和双曲性）及其在不同流态下的简化形式（如欧拉方程、浅水波方程）。 随后，详细分析了湍流现象的本质。由于湍流固有的随机性和多尺度特性，直接数值模拟（DNS）往往计算成本过高。因此，本书投入大量篇幅介绍主流的湍流建模方法，包括雷诺平均纳维-斯托克斯（RANS）模型（如$k-epsilon$, $k-omega$ SST模型及其最新的改进版本）、大涡模拟（LES）以及混合RANS/LES方法。对于每种模型，不仅阐述其数学结构和假设，更重要的是剖析其在不同边界层和分离流问题中的适用性和局限性。 第二部分：核心数值算法与离散化技术 CFD的精髓在于如何将连续的偏微分方程转化为可由计算机求解的代数方程组。本部分聚焦于核心的数值方法。 首先，详细介绍了有限差分法（FDM）的原理，特别是高阶精度差分格式的构建、稳定性和色散误差的分析。接着，重点转向在复杂几何体上应用更为广泛的有限体积法（FVM）。书中对FVM的守恒性、通量计算（如通量限制器、高分辨率格式）进行了深入剖析，并对比了不同通量分裂策略的优劣。 对于网格生成，我们区分了结构化网格、非结构化网格以及混合网格的生成技术，并探讨了网格质量对计算结果准确性和稳定性的影响。书中特别关注了处理复杂边界和运动网格（如动网格技术和网格重构）的先进技术。 在求解器方面，本书系统梳理了求解线性代数方程组的迭代方法，特别是针对稀疏矩阵的预条件子技术。重点讲解了速度-压力耦合问题的求解策略，如SIMPLE、PISO和SIMPLER算法的演进和改进，以及在超音速和高马赫数流动中采用的基于压力校正或特征线法的算法。 第三部分：先进应用与专业课题 在掌握了基础理论和核心算法后，本书转向前沿应用，展示CFD在解决复杂工程问题中的强大能力。 1. 多相流与界面处理： 深入探讨了气-液、固-液、气-固多相流的建模，包括欧拉-欧拉法、欧拉-拉格朗日法（颗粒追踪）以及界面捕捉技术，如水平集（Level Set）方法、相场法（Phase Field）和体积平均法（VOF）。这些技术在燃烧、雾化和结冰问题中至关重要。 2. 传热传质耦合模拟： 涵盖了对流、传导和辐射传热的数值求解，特别是针对高温、高热流密度环境下的求解策略。 3. 非线性与流固耦合（FSI）： 讨论了如何将流体力学模型与结构力学模型（如有限元法）进行迭代耦合，模拟柔性结构在流场作用下的动态响应，这在涡轮叶片振动、生物瓣膜动力学等领域具有重要意义。 4. 高效计算与并行化： 鉴于现代CFD问题规模的爆炸性增长，本书介绍了如何利用大规模并行计算（HPC）架构，包括域分解、负载平衡以及基于GPU加速的求解器设计。 结语 《现代计算流体力学：理论、方法与应用》力求在理论的严谨性与工程的实用性之间取得完美平衡。通过对数学原理的深入挖掘、对数值技巧的细致梳理以及对前沿应用的全面覆盖，本书旨在帮助读者建立一个全面而深刻的CFD知识体系，从而能够自信地驾驭日益复杂的工程挑战，推动技术创新和科学探索迈向新的高度。本书中的每一个概念都通过清晰的数学推导和直观的物理图像加以阐释，确保读者能够真正掌握CFD的“软件”与“硬件”内核。

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我尤其被书中对“地理人工智能”的探讨所吸引。过去，我将人工智能视为一种独立的、强大的技术，但这本书让我看到了它与地理信息工程如何深度融合，创造出前所未有的能力。 书中介绍了如何利用机器学习算法，从海量的遥感影像中自动提取地物信息，如建筑物、道路、农田等。这极大地提高了地理信息数据采集的效率和精度。同时，AI也被应用于空间预测和决策支持。例如，利用AI模型预测地质灾害的发生概率，或者优化城市物流配送路线。 更让我感到兴奋的是，书中还展望了AI在地理信息领域的未来发展方向，例如，利用AI技术构建更智能、更具交互性的地理信息服务，以及如何利用AI解决更大尺度、更复杂地理问题。这本书让我看到了，地理信息工程不再是简单的“数据处理”，而是正在迈向一个更加智能、更加自主的时代。

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阅读这本书的过程，对我而言，更像是一次思维模式的重塑。我过去对地图的认知，更多停留在“静态”和“描述性”的层面，而本书则将我引向了“动态”、“分析性”和“预测性”的地理信息世界。例如，书中关于“时空分析”的章节，让我明白，地理信息工程早已超越了简单的空间位置的叠加，而是更加关注事物在时间和空间上的演变规律。 通过分析城市人口流动的时间序列数据，可以预测高峰期的交通状况；通过追踪地表形变的时空变化，可以评估地震风险；甚至通过对生态环境数据的长期监测，可以预警气候变化带来的影响。这些复杂的时空分析，在本书中有清晰的逻辑和案例支撑，让我看到了地理信息工程在理解复杂系统、揭示事物内在联系方面的独特价值。它不再仅仅是“这是什么”，而是“为什么会这样”以及“未来会怎样”。

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《地图制图学与地理信息工程学科进展与成就》这本书，它最大的魅力在于其前瞻性与实用性的完美结合。在“进展”的部分，我看到了这个学科如何拥抱新兴技术，例如人工智能、云计算、区块链在地理信息领域的应用。AI如何赋能地图的自动更新和智能分析？云计算如何支撑海量地理数据的存储和处理？区块链又如何为地理信息的溯源和安全提供保障？这些章节的探讨，让我仿佛窥见了地理信息工程的未来图景，充满了无限可能。 而“成就”的部分，则用大量的真实案例，证明了这些理论和技术如何在现实世界中发挥作用。从智慧城市建设、精准农业，到环境保护监测、自然资源管理，再到公共安全、应急救援，地理信息工程的身影无处不在，并且在解决实际问题中发挥着越来越重要的作用。书中对于不同行业应用案例的深入剖析，让我切实体会到，地理信息工程并非仅仅是学术研究，它更是推动社会发展、提升生活品质的强大引擎。我尤其对书中关于“数字孪生城市”的介绍感到震撼，那种将物理世界与虚拟世界高度耦合的设想，真的让我对未来的城市形态充满了期待。

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这本书给我带来的最直接感受，就是地理信息工程学科的“深度”和“广度”都远超我的想象。在我看来，很多看似独立的领域，在地理信息的视角下，却能建立起深刻的联系。 例如，在讨论“地理可视化”时，我才了解到，将复杂的地理空间数据以直观、易懂的方式呈现出来，本身就是一门深奥的学问。书中详细介绍了从传统的地图图例、专题地图，到如今的交互式三维地球、虚拟现实漫游，每一种可视化方式都有其科学的理论基础和设计原则。这不仅是视觉的享受，更是信息传递效率的飞跃。 更让我惊喜的是，本书并没有将地理信息工程局限于传统意义上的测绘和制图，而是将其与众多新兴领域紧密结合。例如，在探讨“地理信息与人工智能的融合”时，我看到了AI在提升地理信息处理效率、挖掘深层地理规律方面的巨大潜力；在阅读“地理信息与遥感科学”的章节时，我理解了如何从太空“看”地球，并从中获取丰富的地理信息。这种跨学科的视角，让这本书的内涵极其丰富，满足了不同背景读者的求知欲。

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从一名普通读者的角度来看，这本书最令人印象深刻的特质之一，就是它能够将极其专业和前沿的学科知识，用一种相对易懂的方式呈现出来，同时又不失学术的严谨性。 当我翻开关于“三维地理信息建模”的章节时，我原以为会看到大量的专业术语和复杂的建模理论。但作者们通过精美的插图和循序渐进的讲解，成功地让我理解了如何将现实世界的地理环境，如建筑物、地形、河流等，以三维数字模型的形式进行表达。从基础的点、线、面建模，到复杂的纹理映射、地形渲染，本书都进行了细致的阐述。 我特别欣赏书中对于“地理信息与其他学科交叉应用”的论述。它让我看到了地理信息工程如何与城市规划、环境科学、公共卫生、历史学等多个学科相互渗透，共同解决复杂问题。例如，如何利用GIS分析历史文献中的地理信息，来重构古代城市的面貌；如何利用三维GIS模型，来模拟城市发展对环境的影响。这种跨学科的研究视角，极大地拓展了我对地理信息工程应用范围的认识。

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这本书的另一个显著优点，在于它对“地理信息标准与规范”的关注。在如今数据爆炸的时代，不同系统之间的数据兼容性和互操作性变得尤为重要。 书中详细介绍了国际上通行的地理信息标准，例如OGC（开放地理空间联盟）制定的标准。这些标准的出现，使得不同来源、不同格式的地理空间数据能够相互理解和交流，极大地促进了地理信息资源的共享和利用。我了解到，许多看似复杂的地理信息应用，其背后都离不开一套严谨的标准和规范体系。 同时，本书也对“地理信息教育与人才培养”的发展进行了回顾和展望。它让我看到了这个学科在人才培养方面所面临的机遇和挑战，以及未来需要关注的方向。这对于有志于投身于这个领域的年轻人来说，无疑是一份宝贵的参考。

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每一次阅读《地图制图学与地理信息工程学科进展与成就》，我都会有新的发现和感悟。这本书的内容极其丰富，并且覆盖了学科发展的各个重要方面，堪称是该领域的百科全书。 在“地理信息安全与隐私保护”的章节中，我第一次深入思考了地理信息在安全和隐私方面所面临的挑战。随着地理信息数据的日益普及和广泛应用，如何保护个人隐私，如何防止敏感地理信息被滥用，已经成为一个亟待解决的问题。本书对相关技术和法规的探讨，让我意识到，地理信息的价值伴随着巨大的责任。 此外，书中对“地理信息服务与众包”的论述，也让我看到了普通用户参与到地理信息生产和更新中的可能性。例如，通过众包平台，用户可以贡献实时的交通信息、POI（兴趣点）信息，甚至校正地图错误。这种“人人都是制图师”的理念，极大地丰富了地理信息的来源和时效性。

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《地图制图学与地理信息工程学科进展与成就》这本书，让我对“地图”有了全新的定义。它不再是冰冷的二维图纸，而是活的、动态的、可交互的地理信息系统。 书中对于“地理信息系统（GIS）”的详细介绍，彻底刷新了我对地图软件的认知。我之前以为GIS只是高级版的地图软件，可以做一些叠加分析。但本书让我明白了，GIS是一个集数据采集、存储、管理、分析、显示和应用为一体的强大平台。它能够整合来自不同源头、不同格式的地理空间数据，并进行各种复杂的空间分析，从而解决现实世界中的各类问题。 我尤其被书中关于“空间数据模型”的章节所打动。它让我意识到，如何科学地表达和组织地理要素的空间信息，对于GIS的有效运行至关重要。无论是矢量模型还是栅格模型，亦或是更加复杂的TIN模型，每一种模型都有其适用场景和优势。这种对底层数据处理逻辑的深入解析，让我更加理解了GIS强大的背后支撑。

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读完《地图制图学与地理信息工程学科进展与成就》后，我才真正意识到自己过去对这个领域的理解有多么片面和肤浅。一直以来，我脑海中的地图只是那些静静躺在书架上，或是存在于手机里的二维平面图形，用来指引方向、了解地理概况。但这本书彻底颠覆了我的认知。它就像一把钥匙，打开了我通往一个更加广阔、更加动态、更加智能的地理信息世界的大门。 我尤其被书中关于“地理空间大数据”的部分深深吸引。过去，我总觉得“大数据”是互联网、金融、电商的专属词汇，与地图这种相对“传统”的学科似乎没有什么必然联系。然而，本书详细阐述了如今我们生活中的各种数据，从手机信令、社交媒体的签到，到遥感影像、物联网传感器，都蕴含着丰富的地理空间信息。这些海量的数据如何被收集、处理、分析，并最终转化为有价值的地理信息产品，本书给出了非常系统和详实的解答。书中描绘的场景，例如利用大数据分析城市交通拥堵的热点区域，预测传染病的传播路径，甚至指导城市规划和灾害应急响应，都让我惊叹于地理信息工程的强大力量。它不再是简单的“画地图”，而是“理解世界”、“改变世界”的关键技术。

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不得不说，这本书的编纂者们在梳理“地图制图学”的发展脉络上，功力深厚。我原以为地图学就是研究如何绘制地图的技艺，但本书让我看到了它背后庞大的理论体系和不断演进的科学方法。从早期的依赖人工测绘和手工绘制，到后来的摄影测量、数字地图的兴起，再到如今三维可视化、沉浸式地图的出现，地图制图学的发展史就是一部人类认识和表达空间信息能力的进步史。 书中对不同历史时期地图投影方法的演变，以及各种投影方法在不同应用场景下的优缺点分析，让我印象深刻。比如，在讨论不同地理区域的地图投影时，作者们不仅给出了数学公式，更结合实际案例，说明了不同投影方式如何影响地理信息的准确性和视觉呈现效果。这种深入浅出的讲解方式，让即使是对数学公式感到些许畏惧的我，也能理解其背后的逻辑。更重要的是，本书让我认识到，每一张地图的背后，都蕴含着制图者在数学、几何、历史、文化等多个层面的深刻思考和权衡。

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全书最有用之处在于，每个专题之后皆列举代表性专著简介及论文专著列表，对于想切入某个主题时可供阅读索引之用。

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