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1.1 “数字地球”的基本概念1

1.1.1 “数字地球”概念的形成背景1

第一章 “数字地球”概念与组成1

1.1.2 “数字地球”概念的涵义3

1.1.3 “数字地球”概念的影响5

1.2 “数字地球”的主要组成7

1.2.1 数据系统7

1.2.2 软硬件系统9

1.2.3 应用模型10

1.3.1 “数字地球”的基本特点11

1.3 “数字地球”的主要特点11

1.3.2 “数字地球”的学科特点12

1.3.3 “数字地球”的技术特点13

1.3.4 “数字地球”的应用特点15

参考文献15

第二章 数字地球信息的描述与表达17

2.1 地表特征的认知与抽象17

2.1.1 地表特征的认知与抽象17

2.1.2 地表特征的认知与抽象模型25

2.2 基于要素的空间关系描述与表达27

2.2.1 拓扑空间关系28

2.2.2 方位空间关系32

2.2.3 度量空间关系35

2.3 数字地球信息的二维描述与表达35

2.3.1 概述35

2.3.2 基于栅格的描述与表达35

2.3.3 基于矢量的描述与表达38

2.3.4 矢栅一体化的描述与表达41

2.4.1 概述42

2.4 数字地球的三维描述与表达42

2.4.2 基于面的三维几何表示44

2.4.3 基于体的三维几何表示47

2.4.4 混合数据结构概述52

2.4.5 空间数据表达方式的对比与评价55

参考文献58

第三章 数字地球的相关理论与技术60

3.1 对地观测技术61

3.1.1 遥感技术的基本概念62

3.1.2 遥感数据的分析处理63

3.1.3 遥感信息的地学应用68

3.2.1 全球定位系统的基本组件72

3.2 全球定位系统72

3.2.2 全球定位系统的工作原理74

3.2.3 全球定位系统的定位方法75

3.2.4 全球定位系统的定位误差77

3.3 地理信息系统技术79

3.3.1 地理信息系统的主要类型79

3.3.2 地理信息系统的系统构成80

3.3.3 地理信息系统的功能概述82

3.3.4 分布式地理信息系统83

3.4.1 宽带网络的基本概念87

3.4 宽带网与虚拟现实技术87

3.4.2 虚拟现实技术88

参考文献90

第四章 数字地球信息的获取与采集91

4.1 地图数字化92

4.1.1 地图数字化方式92

4.1.2 数据分层97

4.1.3 地图定向坐标变换97

4.1.4 地图自动接边100

4.1.5 地图数字化数据质量101

4.1.6 地图自动矢量化——地图信息识别与提取技术103

4.2 实地信息获取104

4.2.1 常规测量104

4.2.2 数字测量105

4.2.3 GPS数据采集106

4.3 摄影测量信息获取108

4.3.1 解析摄影测量108

4.3.2 数字摄影测量109

4.4 遥感信息获取113

4.4.1 多源传感器及遥感分辨率113

4.4.2 多光谱遥感及信息获取116

4.4.3 微波遥感及其信息获取118

4.4.4 高光谱遥感及其信息获取121

4.4.5 多源信息复合122

参考文献124

第五章 地球信息的存储与组织管理126

5.1 地球信息的类型与特征126

5.1.1 地球信息的类型126

5.1.2 地球信息的特征128

5.2 地球信息的存储方式130

5.2.1 文件系统130

5.2.2 数据库系统132

5.2.3 地球信息的存储137

5.3 地球信息的组织管理139

5.3.1 多尺度与多要素139

5.3.2 分块组织管理140

5.3.3 无缝组织管理143

5.3.4 分布式组织管理152

参考文献156

第六章 数字地球信息的传输与共享157

6.1 共享数据的标准化和规范化158

6.1.1 意义和作用158

6.1.2 标准化与规范化160

6.2 分布式对象与数据仓库166

6.2.1 地球信息的分布式特征166

6.2.2 分布式对象技术的应用167

6.2.3 空间数据仓库172

6.3 网络化条件与信息传输175

6.3.1 “数字地球”中的Internet175

6.3.2 “数字地球”与NII177

6.3.3 互联网GIS技术179

6.3.4 “数字地球”的信息传输技术180

6.4.1 地理数据共享的解决方案186

6.4 信息资源的共享与互操作186

6.4.2 OGC与地理数据互操作191

参考文献200

第七章 地球信息的虚拟再现202

7.1 虚拟现实简介202

7.1.1 虚拟现实的基本概念202

7.1.2 虚拟现实的分类203

7.1.3 虚拟现实的关键技术205

7.1.4 虚拟现实系统的构成209

7.1.5 虚拟现实开发工具214

7.2 地貌的三维再现217

7.1.6 虚拟现实的意义217

7.2.1 历史上的地貌描绘方法218

7.2.2 三维数字地形模型的构建219

7.2.3 地形模型的外观仿真方法221

7.3特 殊地物的三维造型224

7.3.1 树木造型224

7.3.2 火焰与云雾的造型225

7.3.3 建筑物的造型226

7.4 地理专题信息与地理过程的可视化226

7.4.1 概述226

7.4.2 视觉化变量227

7.4.3 地理专题信息的可视化229

7.4.4 地理过程的可视化229

7.5 系统集成与人机交互230

7.5.1 系统集成230

7.5.2 计算机三维显示的基本原理231

7.5.3 人机交互技术232

参考文献235

第八章 数字地球信息的分析与建模237

8.1.1 对象的度量238

8.1 空间特征的度量238

8.1.2 点群的度量240

8.1.3 表面的度量243

8.1.4 类型栅格的度量244

8.1.5 连养栅格的度量246

8.1.6 网络的度量247

8.1.7 分形度量248

8.2 空间分析249

8.2.1 对象的空间分析250

8.2.2 点群的空间分析251

8.2.3 地形表面的空间分析253

8.2.4 网络空间分析255

8.2.5 栅格的空间分析256

8.3 空间模型与模拟257

8.3.1 空间模型的概念257

8.3.2 地理遥感模型258

8.3.3 两类地理模型259

8.3.4 模拟的类型260

参考文献262

9.1 “数字地球”的创建策略264

9.1.1 国际合作——“数字地球”创建的必由之路264

第九章 “数字地球”的创建与应用264

9.1.2 中国“数字地球”建设方针265

9.2 “数字地球”的应用意义266

9.2.1 战略意义266

9.2.2 科学意义267

9.2.3 社会意义268

9.3 “数字地球”应用示范269

9.3.1 数字城市269

9.3.2 全球变化研究280

9.4 “数字地球”应用前景284

参考文献287