《空間分析與建模/普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材》是作者在多年從事地理信息系統(tǒng)教學(xué)與科研的基礎(chǔ)上撰寫而成的。全書共9章，第1、2章探討了空間分析與建模的基本概念及基礎(chǔ)知識；第3～6章主要介紹了空間量測、表達(dá)變換、統(tǒng)計學(xué)分析及地形可視化分析；第7章主要介紹了空間數(shù)據(jù)挖掘的基本內(nèi)容及方法；第8章主要介紹了空間智能計算的基本原理及方法體系；第9章為空間分析建模實例應(yīng)用。《空間分析與建�！分攸c介紹了空間分析與建模的基本原理及方法體系。
《空間分析與建模/普通高等教育“十二五”規(guī)劃教材》可作為高校地理學(xué)信息系統(tǒng)專業(yè)本科生和研究生學(xué)習(xí)空間分析課程的教材，也可用作地理學(xué)、測繪學(xué)、地質(zhì)學(xué)等相關(guān)專業(yè)的本科生、研究生及科技人員的參考書。
空間分析與建模是地理信息系統(tǒng)（geographical information system，GIS）的核心功能，也是評價地理信息系統(tǒng)功能強弱的重要指標(biāo)之一。為了適應(yīng)地球信息科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，相關(guān)高校均已開設(shè)“空間分析原理與方法”課程。為此，我們在參閱了國內(nèi)外有關(guān)教材、專著的基礎(chǔ)上編寫了本書，以幫助本專業(yè)的學(xué)生學(xué)習(xí)和掌握空間分析與建模的基本理論、方法與技術(shù)。
本書是楊慧在多年從事空間分析與建模教學(xué)與科研的基礎(chǔ)上撰寫而成的，主要內(nèi)容包括：空間分析與建模導(dǎo)論、空間分析與建�；A(chǔ)、空間量測與表達(dá)變換、空間分析的基本方法、空間統(tǒng)計分析、地形可視化分析、空間數(shù)據(jù)挖掘、空間智能計算以及空間分析建模實例應(yīng)用。
第1章回顧了空間分析與建模的發(fā)展概況，論述了空間分析和地理建模的概念、研究內(nèi)容及功能和分類。第2章概括了空間分析與建模的基礎(chǔ)知識和概念框架，包括空間實體及空間關(guān)系、空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、地球體、地圖投影、坐標(biāo)系統(tǒng)和時間系統(tǒng)等。第3章闡述了空間幾何、形態(tài)和分布度量，并討論了空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、空間尺度轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換和地圖投影變換的內(nèi)容和方法。第4章闡述了空間目標(biāo)的幾何關(guān)系分析，其基本方法包括：疊置分析、鄰近度分析、緩沖區(qū)分析和網(wǎng)絡(luò)分析等。第5章介紹了確定性插值法、地統(tǒng)計插值法、探索性空間數(shù)據(jù)分析和空間回歸分析等空間統(tǒng)計分析方法。第6章討論了地形可視化分析方法，介紹地形特征的可視化表達(dá)和信息增強的三維實體構(gòu)造技術(shù)。第7章概述了空間數(shù)據(jù)挖掘的步驟、任務(wù)和知識類型，并進(jìn)一步討論了空間聚類、空間關(guān)聯(lián)分析、分類與預(yù)測以及異常值分析等方法。第8章介紹了智能化時空數(shù)據(jù)處理和分析模型，包括：神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、模糊數(shù)學(xué)、遺傳算法、元胞自動機、分形幾何以及小波分析等理論與方法。第9章介紹了空間分析與建模的常用工具，并結(jié)合選址分析、適宜性分析、網(wǎng)絡(luò)分析、山頂點提取、三維可視化分析及模型生成器建模等介紹實例應(yīng)用進(jìn)行闡述。
本書在編寫過程中參考和吸取了近年來國內(nèi)外諸多學(xué)者和專家的研究成果，在此表示誠摯的感謝。車耀偉、楊丹、郭志龍及郭朋輝等研究生參加了本書部分章節(jié)的編寫工作；張彥、徐云靖、耍倩倩、范璐瑛、孫曉倩、馮樂等研究生協(xié)助查閱了大量參考資料并校稿；加拿大Ryerson大學(xué)李松年教授提供了封面圖片；另外，本書得到了國家自然科學(xué)基金（41001230）、江蘇高校優(yōu)勢學(xué)科建設(shè)工程資助項目和中國礦業(yè)大學(xué)教學(xué)改革項目的大力支持，在此一并表示衷心感謝。
本書注重理論與實踐相結(jié)合，反映了當(dāng)前空間分析與建模發(fā)展的最新技術(shù)。但由于GIS發(fā)展的日新月異，同時也由于作者水平有限，不足之處在所難免，敬請各位專家和廣大讀者批評指正。
教材的實驗數(shù)據(jù)的獲取網(wǎng)址為：http://www.relimap.com/SpatialAnalysis.zip。
編 者
第1章 導(dǎo)論
1.1 空間分析與建模
1.1.1 發(fā)展概況
1.1.2 相關(guān)學(xué)科
1.1.3 國內(nèi)的專業(yè)領(lǐng)域
1.2 空間分析
1.2.1 空間分析的定義
1.2.2 空間分析的研究內(nèi)容
1.2.3 空間分析的功能和分類
1.3 地理模型
1.3.1 地理模型的相關(guān)概念
1.3.2 地理模型的構(gòu)建原則
1.3.3 地理模型的功能與分類
第2章 空間分析與建�；A(chǔ)
2.1 空間實體及空間關(guān)系 第1章 導(dǎo)論
1.1 空間分析與建模
1.1.1 發(fā)展概況
1.1.2 相關(guān)學(xué)科
1.1.3 國內(nèi)的專業(yè)領(lǐng)域
1.2 空間分析
1.2.1 空間分析的定義
1.2.2 空間分析的研究內(nèi)容
1.2.3 空間分析的功能和分類
1.3 地理模型
1.3.1 地理模型的相關(guān)概念
1.3.2 地理模型的構(gòu)建原則
1.3.3 地理模型的功能與分類
第2章 空間分析與建�；A(chǔ)
2.1 空間實體及空間關(guān)系
2.1.1 空間實體及描述
2.1.2 實體的空間特征
2.1.3 實體的時間特征
2.1.4 實體的屬性特征
2.1.5 實體的空間關(guān)系
2.2 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.2.1 柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.2.2 矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.2.3 矢柵一體化數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2.3 地球體
2.3.1 地球的自然表面
2.3.2 地球的物理表面
2.3.3 地球的數(shù)學(xué)表面
2.3.4 地球上點的高程
2.4 地圖投影
2.4.1 地圖投影的產(chǎn)生和定義
2.4.2 地圖投影的變形
2.4.3 地圖投影的分類
2.4.4 常見的地圖投影
2.5 坐標(biāo)系統(tǒng)和時間系統(tǒng)
2.5.1 坐標(biāo)系統(tǒng)
2.5.2 常用坐標(biāo)系
2.5.3 時間系統(tǒng)
第3章 空間量測與表達(dá)變換
3.1 空間量測尺度
3.1.1 空間維度
3.1.2 分?jǐn)?shù)維度
3.1.3 屬性數(shù)據(jù)的量測尺度
3.2 空間幾何度量
3.2.1 位置
3.2.2 中心
3.2.3 重心
3.2.4 距離
3.2.5 長度
3.2.6 面積
3.2.7 體積
3.3 空間形態(tài)度量
3.3.1 方向
3.3.2 曲率和彎曲度
3.3.3 破碎度和完整性
3.4 空間分布度量
3.4.1 點模式的空間分布
3.4.2 線模式的空間分布
3.4.3 區(qū)域模式的空間分布
3.5 空間表達(dá)變換
3.5.1 空間數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換
3.5.2 空間量測尺度轉(zhuǎn)換
3.5.3 地理空間坐標(biāo)轉(zhuǎn)換
第4章 空間幾何關(guān)系分析
4.1 疊置分析
4.1.1 疊置分析類別
4.1.2 矢量疊置分析
4.1.3 柵格疊置分析
4.2 鄰近度分析
4.2.1 緩沖區(qū)分析
4.2.2 泰森多邊形分析
4.3 網(wǎng)絡(luò)分析
4.3.1 網(wǎng)絡(luò)分析概念
4.3.2 路徑分析
4.3.3 連通性分析
4.3.4 資源分配分析
4.3.5 流分析
4.3.6 動態(tài)分段技術(shù)
4.3.7 地址匹配
第5章 空間統(tǒng)計分析
5.1 空間統(tǒng)計分析的理論基礎(chǔ)
5.1.1 空間統(tǒng)計分析
5.1.2 理論假設(shè)
5.1.3 常用統(tǒng)計量
5.2 確定性插值法
5.2.1 反距離加權(quán)插值法
5.2.2 全局多項式插值法
5.2.3 局部多項式插值法
5.2.4 徑向基函數(shù)插值法
5.3 地統(tǒng)計插值法
5.3.1 克里格法
5.3.2 普通克里格法
5.3.3 其他克里格法
5.4 探索性空間數(shù)據(jù)分析
5.4.1 可視化探索分析
5.4.2 空間自相關(guān)
5.4.3 空間變異描述
5.5 空間回歸分析
5.5.1 回歸分析模型
5.5.2 空間自回歸模型
5.5.3 地理加權(quán)回歸模型
第6章 地形可視化分析
6.1 數(shù)字地形模型
6.1.1 DEM的表示方法
6.1.2 DEM的構(gòu)建
6.1.3 DEM的分類
6.1.4 DEM之間的轉(zhuǎn)換
6.2 數(shù)字地形分析
6.2.1 地形因子分析
6.2.2 地形特征提取
6.2.3 地形統(tǒng)計分析
6.2.4 地學(xué)模型分析
6.3 三維可視化
6.3.1 三維數(shù)據(jù)模型
6.3.2 可視化工具及平臺
6.3.3 三維場景制作流程
6.4 可視化分析
6.4.1 剖面分析
6.4.2 通視分析
6.4.3 水文分析
6.4.4 其他可視化分析
第7章 空間數(shù)據(jù)挖掘
7.1 空間數(shù)據(jù)挖掘概述
7.1.1 空間挖掘的步驟
7.1.2 空間挖掘的任務(wù)
7.1.3 空間挖掘的知識類型
7.1.4 空間數(shù)據(jù)挖掘方法
7.2 空間聚類
7.2.1 聚類統(tǒng)計量
7.2.2 聚類算法分類
7.2.3 聚類分析算法
7.3 空間關(guān)聯(lián)分析
7.3.1 空間關(guān)聯(lián)規(guī)則
7.3.2 Apriori算法
7.3.3 關(guān)聯(lián)規(guī)則的其他算法
7.4 分類與預(yù)測
7.4.1 分類與預(yù)測的基本概念
7.4.2 決策樹方法
7.4.3 支持向量機
7.4.4 貝葉斯網(wǎng)絡(luò)
7.4.5 近鄰分類方法
7.5 異常值分析
7.5.1 異常值的定義
7.5.2 異常點數(shù)據(jù)檢測算法
7.5.3 異常值挖掘算法
第8章 空間智能計算
8.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
8.1.1 神經(jīng)元模型
8.1.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)算法
8.1.3 典型的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型
8.2 模糊邏輯模型
8.2.1 模糊邏輯的基礎(chǔ)理論
8.2.2 模糊邏輯系統(tǒng)
8.2.3 模糊系統(tǒng)與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
8.3 遺傳算法
8.3.1 遺傳算法機理
8.3.2 簡單遺傳算法
8.3.3 遺傳算法的應(yīng)用
8.4 元胞自動機模型
8.4.1 元胞自動機的定義
8.4.2 地理元胞自動機
8.4.3 不同類型的地理元胞自動機
8.5 分形幾何
8.5.1 分形理論的基本概念
8.5.2 分形維數(shù)的基本測量方法
8.5.3 多重分形
8.6 小波分析
8.6.1 小波變換及其基本性質(zhì)
8.6.2 多尺度分析
8.6.3 Mallat算法
第9章 空間分析建模實例應(yīng)用
9.1 空間分析常用工具
9.1.1 疊加分析工具
9.1.2 緩沖區(qū)分析工具
9.1.3 網(wǎng)絡(luò)分析工具
9.1.4 重分類工具
9.1.5 表面分析工具
9.2 選址分析
9.2.1 實驗?zāi)康募皽?zhǔn)備
9.2.2 實驗內(nèi)容及步驟
9.3 適宜性分析
9.3.1 實驗?zāi)康募皽?zhǔn)備
9.3.2 實驗內(nèi)容及步驟
9.4 網(wǎng)絡(luò)分析
9.4.1 實驗?zāi)康募皽?zhǔn)備
9.4.2 實驗內(nèi)容及步驟
9.5 山頂點的提取
9.5.1 實驗?zāi)康募皽?zhǔn)備
9.5.2 實驗內(nèi)容及步驟
9.6 三維可視性分析
9.6.1 實驗?zāi)康募皽?zhǔn)備
9.6.2 實驗內(nèi)容及步驟
9.7 模型生成器建模
9.7.1 基本概念及模型類型
9.7.2 模型形成過程
9.7.3 實例建模
參考文獻(xiàn)
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