本書是以國產(chǎn) GIS 軟件 GeoScene 為核心，系統(tǒng)介紹現(xiàn)代空間分析從基礎到高階應用的實踐教程。內(nèi)容全面覆蓋矢量與柵格分析、三維建模、水文分析、空間統(tǒng)計及網(wǎng)絡分析等核心功能，并深度集成 GeoAI 前沿技術，提供深度學習目標檢測與語義分割的實戰(zhàn)案例。本書的突出特點是國產(chǎn)化平臺與真實應用場景相結合，通過人口分布質(zhì)心計算、充電樁選址、醫(yī)療設施可達性分析、流域劃分和提取、土壤侵蝕定量研究等 15 個典型行業(yè)案例，詳細而全面地指導讀者將技術應用于自然資源管理、城市規(guī)劃和新型基建等領域。本書旨在培養(yǎng)讀者的空間思維與實操能力，既可作為地理信息、遙感等相關專業(yè)學生的教材，也可供自然資源、智慧城市等領域的從業(yè)人員參考使用，是掌握國產(chǎn)地理信息軟件高端應用的必備手冊。
聶芹，女，博士，入選福建省高等學校新世紀優(yōu)秀人才支持計劃，英國卡迪夫大學訪學學者。主要研究方向包括：深度學習遙感影像智能解譯、遙感數(shù)據(jù)挖掘、智慧城市、GeoAI相關研究與教學工作。兼任廈門市廈門理工學院院士專家工作站負責人、廈門市地理學會副會長，聯(lián)合國教科文組織自然與文化遺產(chǎn)空間技術中心（HIST）媽祖文化研究基地核心成員，呼倫貝爾智慧城市發(fā)展研究院核心成員，廈門市科技局專家等。主要承擔國家自然科學基金1項，福建省科技計劃項目（自然科學基金）2項，福建省教育廳A類項目1項，廈門市產(chǎn)學研項目2項，企業(yè)委托項目6余項。以第一作者在國內(nèi)外核心權威期刊發(fā)表學術論文30余篇，其中被SCI檢索10余篇。成果分別獲得地理信息科技進步獎一等獎、廈門市科技進步二等獎、三等獎各1項。
第 1 章 空間分析基本概念
1.1 空間分析的理論基礎 001
1.2 空間分析的方法體系 001
1.3 空間分析與相關學科的關系 002
1.4 空間分析在 GIS 中的作用 002
1.5 未來發(fā)展趨勢 002
第 2 章 GeoScene 應用基礎
2.1 GeoScene 平臺概述 005
2.1.1 GeoScene 體系結構 005
2.1.2 GeoScene 軟件特色 005
2.1.3 GeoScene 空間分析 006
2.2 GeoScene 界面與操作 006
2.2.1 GeoScene 界面組成 006
2.2.2 地圖文檔創(chuàng)建與管理 006
2.2.3 數(shù)據(jù)層的加載與操作 008
2.2.4 地圖視圖與布局視圖 009
2.3 GeoScene 空間分析工具 010
2.3.1 空間分析工具概述 010
2.3.2 空間分析工具應用基礎 011
2.4 GeoScene 空間分析模塊和功能 012
第 3 章 空間數(shù)據(jù)的采集與轉(zhuǎn)換
3.1 空間數(shù)據(jù)的采集與組織 013
3.1.1 矢量數(shù)據(jù)組織 013
3.1.2 柵格數(shù)據(jù)組織 016
3.1.3 點云數(shù)據(jù)組織 018
3.1.4 地理數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建與管理 021
3.1.5 數(shù)據(jù)的編輯 027
3.2 空間數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換 035
3.2.1 空間變換 035
3.2.2 數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換 037
3.2.3 數(shù)據(jù)處理 041
第 4 章 矢量數(shù)據(jù)的空間分析
4.1 空間分析的數(shù)據(jù)模型 049
4.1.1 柵格數(shù)據(jù)模型 049
4.1.2 矢量數(shù)據(jù)模型 050
4.1.3 柵格和矢量數(shù)據(jù)模型的區(qū)別與聯(lián)系 050
4.1.4 時空數(shù)據(jù)模型 051
4.2 GIS 空間分析的基本原理與方法 052
4.2.1 柵格數(shù)據(jù)分析模型 052
4.2.2 矢量數(shù)據(jù)分析方法 054
4.2.3 空間統(tǒng)計分析 057
4.2.4 三維空間分析 057
4.3 鄰域分析 058
4.3.1 泰森多邊形 058
4.3.2 近鄰分析 059
4.4 疊置分析 061
4.4.1 空間連接 062
4.4.2 圖層擦除 063
4.4.3 標識疊加 064
4.4.4 相交操作 064
4.4.5 交集取反 066
4.4.6 圖層聯(lián)合 066
4.4.7 修正更新 067
4.4.8 分割 068
4.4.9 裁剪 069
4.5 緩沖區(qū)分析 070
4.6 實例與練習 074
4.6.1 福建省人口分布質(zhì)心計算 074
4.6.2 充電樁選址 082
第 5 章 網(wǎng)絡分析
5.1 基本概念 093
5.2 網(wǎng)絡數(shù)據(jù)集 094
5.2.1 源設置 094
5.2.2 出行屬性 098
5.3 網(wǎng)絡分析類型 104
5.3.1 路徑分析 105
5.3.2 最近設施點分析 106
5.3.3 服務區(qū)分析 107
5.3.4 OD 成本矩陣分析 108
5.3.5 車輛配送分析 109
5.3.6 位置分配分析 111
5.4 實例與練習——醫(yī)療設施可達性分析 113
第 6 章 柵格數(shù)據(jù)的空間分析
6.1 分析環(huán)境設置 121
6.1.1 加載分析模塊 121
6.1.2 設置工作路徑 122
6.1.3 設置單元大小 122
6.1.4 設置分析區(qū)域 123
6.1.5 選擇坐標系統(tǒng) 124
6.2 基礎運算 125
6.2.1 柵格計算器 125
6.2.2 數(shù)學運算 125
6.2.3 函數(shù)運算 126
6.3 表面分析 127
6.3.1 等值線繪制 127
6.3.2 地形因子提取 128
6.3.3 山體陰影 129
6.4 重分類 129
6.5 密度分析 130
6.6 距離制圖 130
6.6.1 距離制圖基礎 131
6.6.2 距離累積 131
6.6.3 距離分配 133
6.6.4 最佳路徑 134
6.7 實例與練習 135
6.7.1 黃河流域 NDVI 年度特征指標提取 135
6.7.2 福建省山頂點提取 142
6.7.3 學校選址 145
第 7 章 水文分析
7.1 工具介紹 154
7.1.1 洼地填充 154
7.1.2 流向計算 155
7.1.3 流量計算 156
7.1.4 水流長度 157
7.1.5 河網(wǎng)分級 157
7.1.6 集水區(qū) 157
7.1.7 盆域 158
7.1.8 流動距離 158
7.1.9 派生連續(xù)流 159
7.2 實例與練習——福建省流域劃分和提取 161
第 8 章 空間插值分析
8.1 理論基礎與分析流程 167
8.2 插值分類與方法 167
8.2.1 插值分類 167
8.2.2 插值方法 168
8.2.3 插值方法選擇 175
8.3 實例與練習——福建省平均氣溫插值分析 176
第 9 章 三維分析
9.1 場景設置 181
9.1.1 場景視圖 181
9.1.2 照明設置 182
9.1.3 高程表面 185
9.1.4 導航工具 188
9.2 數(shù)據(jù)模型 192
9.2.1 3D 矢量數(shù)據(jù) 192
9.2.2 多面體 /3D 對象 194
9.2.3 建筑信息模型 200
9.2.4 點云數(shù)據(jù) 202
9.2.5 體元柵格 203
9.3 治理及優(yōu)化 206
9.3.1 傾斜攝影模型 206
9.3.2 場景圖層 206
9.3.3 I3S 開放三維數(shù)據(jù)標準 209
9.3.4 三維數(shù)據(jù)治理模塊 209
9.4 實例與練習 211
9.4.1 可視域分析 211
9.4.2 天際線分析 228
9.4.3 三維數(shù)據(jù)空間分析 241
第 10 章 空間統(tǒng)計分析
10.1 空間統(tǒng)計基礎 251
10.2 探索性空間數(shù)據(jù)分析 253
10.2.1 檢驗數(shù)據(jù)分布 253
10.2.2 尋找數(shù)據(jù)離群值 253
10.3 空間模型與空間關系建模 254
10.3.1 度量地理要素的基本特征 254
10.3.2 地理要素的全局模式分析 254
10.3.3 地理要素的局部模式分析 255
10.4 實例與練習——閩南非遺時空分布的空間自相關分析 256
第 11 章 空間分析建模
11.1 模型構建器工具 263
11.2 Python 工具 266
11.3 實例與練習 269
11.3.1 長汀縣土壤侵蝕定量研究——ModelBuilder 實現(xiàn) 269
11.3.2 長汀縣土壤侵蝕定量研究——ArcPy 實現(xiàn) 283
第 12 章 GeoAI 簡介與場景案例應用
12.1 GeoScene 平臺 GeoAI 配置 291
12.2 深度學習工作流 291
12.3 實例與練習 293
12.3.1 廈門市島內(nèi)道路提取 293
12.3.2 福州市長樂機場飛機目標識別 301
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