地理信息科學(xué)的理論問題是近年來研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。《地理信息科學(xué)基礎(chǔ)理論》介紹地理信息科學(xué)的產(chǎn)生、發(fā)展過程，及其理論基礎(chǔ)、技術(shù)體系、軟件系統(tǒng)、工程方法和應(yīng)用領(lǐng)域；討論認(rèn)知、認(rèn)知科學(xué)、空間認(rèn)知和地理空間認(rèn)知的理論、方法和基本過程；介紹信息與地理信息概念；探討基于對象、場和網(wǎng)絡(luò)的地理實體矢柵結(jié)構(gòu)的描述方法，對地理空間數(shù)據(jù)的基本特征進(jìn)行詳細(xì)論述；介紹地理信息的時間和空間基準(zhǔn)以及全球格網(wǎng)劃分方法，從人的視覺感受、地圖視覺變量與感受效果方面闡述了地理信息的可視化理論和方法；重點(diǎn)研究地理信息多尺度理論、地理空間實體的多尺度表達(dá)、實現(xiàn)機(jī)理以及地理空間數(shù)據(jù)的尺度變化"四倍規(guī)律"、多尺度分級、數(shù)據(jù)組織和可視化方法；闡述地理信息傳輸和解譯的理論方法；介紹地理空間數(shù)據(jù)的不確定性原理、產(chǎn)生根源、描述方法、類型以及質(zhì)量控制方法。 《地理信息科學(xué)基礎(chǔ)理論》條理清晰、敘述嚴(yán)謹(jǐn)、實例豐富，既適合作為地理信息系統(tǒng)專業(yè)或相關(guān)專業(yè)本科生、研究生教材，也可供從事信息化建設(shè)、信息系統(tǒng)開發(fā)等有關(guān)科研、企事業(yè)單位的科技工作者研究開發(fā)需要及閱讀參考。
本書作者崔鐵軍試圖從地理學(xué)、測繪學(xué)和信息學(xué)等學(xué)科中提煉出與地理信息密切相關(guān)的時空理論、空間認(rèn)知理論、地理信息理論、地理信息可視化理論、空間尺度理論、地理信息傳輸和解譯及其不確定性理論等，并綜合為地理信息科學(xué)的基礎(chǔ)理論。這些理論是包括空間信息科學(xué)在內(nèi)的很多學(xué)科的一個極其重要但又尚未解決的問題。編著這本書的目的是為了拋磚引玉，旨在引起國內(nèi)學(xué)者對地理信息科學(xué)理論問題的探討和思考，關(guān)注地理信息科學(xué)基礎(chǔ)理論研究，推動地理信息科學(xué)的發(fā)展。
序
前
第1章 地理信息科學(xué)概論
地球是人類的家，人類一直都十分關(guān)心這賴以生存和發(fā)展的地球表面的狀況，進(jìn)而萌生出各種地理概念。隨著人類社會的發(fā)展、地理知識的積累，逐步形成一門研究地球表面自然現(xiàn)象和人文現(xiàn)象以及它們之間的相互關(guān)系和區(qū)域分異的地理科學(xué)。計算機(jī)信息科學(xué)是近幾年發(fā)展起來的以信息為主要研究對象，以信息的運(yùn)動規(guī)律和應(yīng)用方法為主要研究內(nèi)容，以計算機(jī)等技術(shù)為主要研究工具，以擴(kuò)展人類的信息功能為主要目標(biāo)的一門新興的綜合性學(xué)科。為了解決時空分布的地球表層地理現(xiàn)象、社會發(fā)展、外層空間環(huán)境及動態(tài)變化的過程在計算機(jī)中的表示、模擬和推演的問題，地理科學(xué)如饑似渴地吸收信息科學(xué)的精華，同時也推動了計算機(jī)信息科學(xué)技術(shù)的發(fā)展。在地理科學(xué)與信息科學(xué)交叉融合過程中產(chǎn)生了一門從信息流的角度研究地球表層自然要素與人文要素相互作用及其時空變化規(guī)律的科學(xué)―――地理信息科學(xué)。30多年來，地理信息科學(xué)以應(yīng)用為目的、以技術(shù)為引導(dǎo)，在為社會各行各業(yè)服務(wù)過程中逐步從地理學(xué)、測繪學(xué)和信息學(xué)中自然形成一門邊緣學(xué)科。它不僅包含了現(xiàn)代測繪科學(xué)的所有內(nèi)容，而且其研究范圍較現(xiàn)代測繪學(xué)更加廣泛。本章1.1節(jié)主要介紹地理信息科學(xué)的形成與發(fā)展，1.2節(jié)探討地理信息科學(xué)的體系，1.3節(jié)介紹地理信息學(xué)科與其他學(xué)科的關(guān)系，1.4節(jié)展望地理信息學(xué)科的發(fā)展趨勢，1.5節(jié)介紹閱讀本書所需要的學(xué)科領(lǐng)域知識及章節(jié)安排。
1.1 地理信息科學(xué)的形成與發(fā)展
20世紀(jì)計算機(jī)的產(chǎn)生和發(fā)展，幾乎沖擊著社會的各個領(lǐng)域，給許多行業(yè)帶來了巨大的變化和深遠(yuǎn)的影響。地理學(xué)在這個變革時期也正發(fā)生著巨大的變化，用計算機(jī)來收集、存儲和處理各種與空間和地理分布有關(guān)的圖形和屬性數(shù)據(jù)，并希望通過計算機(jī)對數(shù)據(jù)的分析來直接為管理和決策服務(wù)。從技術(shù)發(fā)展角度看，地理信息科學(xué)產(chǎn)生和發(fā)展經(jīng)歷了計算機(jī)輔助地圖制圖、地理信息系統(tǒng)和地理信息服務(wù)三個階段。
1.1.1 早期的計算機(jī)輔助地圖制圖
20世紀(jì)50年代，計算機(jī)控制的行式打印機(jī)開始輸出圖形。人們把計算機(jī)引入地圖學(xué)從而產(chǎn)生了計算機(jī)輔助地圖制圖技術(shù)，將連續(xù)的以模擬方式存在于紙質(zhì)地圖的空間物體離散化，以便計算機(jī)能夠識別、存儲和處理。1964年，研制成英國牛津自動制圖系統(tǒng)。1967年，美國H.T.費(fèi)希爾領(lǐng)導(dǎo)的實驗室研制出組合統(tǒng)計制圖軟件包。1970年，美國人口統(tǒng)計局設(shè)計出具有拓?fù)渚庉嫻δ艿碾p重獨(dú)立地圖編輯技術(shù)(DIME)，奠定了機(jī)助制圖數(shù)據(jù)
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