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第1章 绪论和术语1

1.1动机和媒介1

1.1.1本书综述1

1.1.2空间分析、地理信息系统和软件工具1

1.1.3目标读者和范围4

1.2软件工具和配套材料4

1.2.1GIS和相关软件工具4

1.2.2建议阅读材料8

1.3全书结构10

1.4术语和缩写10

1.4.1定义11

1.5常用单位和符号14

1.5.1符号14

1.5.2统计度量和相关公式15

第2章 空间分析的概念框架21

2.1地理空间视角21

2.2基本单元21

2.2.1地点21

2.2.2属性22

2.2.3对象23

2.2.4地图25

2.2.5地点的多种属性25

2.2.6场25

2.2.7网络26

2.2.8密度估计26

2.2.9细节、分辨率和尺度26

2.2.10拓扑27

2.3空间关系28

2.3.1共同位置分析28

2.3.2距离和方向28

2.3.3多维尺度变换29

2.3.4空间背景29

2.3.5邻域29

2.3.6空间异质性30

2.3.7空间依赖性30

2.3.8空间采样30

2.3.9空间内插31

2.3.10平滑和锐化31

2.3.11一阶和二阶过程31

2.4空间统计学32

2.4.1空间概率32

2.4.2概率密度32

2.4.3不确定性33

2.4.4统计推断33

2.5空间数据基础设施34

2.5.1Geoportals34

2.5.2元数据35

2.5.3互操作35

2.6小结35

第3章 历史和方法论背景36

3.1历史背景36

3.2方法背景38

3.2.1作为过程的空间分析38

3.2.2分析方法39

3.2.3空间分析与PPDAC模型41

3.2.4PPDAC不断变化的背景47

第4章 空间分析的基本模块49

4.1空间数据模型和方法49

4.2几何及相关操作50

4.2.1矢量数据集的长度和面积50

4.2.2栅格数据集的长度和面积52

4.2.3表面积54

4.2.4曲线光滑与点的剔除56

4.2.5质心和中心58

4.2.6点（对象）在多边形内63

4.2.7多边形分解64

4.2.8形状65

4.2.9叠置和组合操作66

4.2.10区域插值69

4.2.11分区及重新分区71

4.2.12分类和聚类75

4.2.13边界和区域隶属度85

4.2.14镶嵌和三角剖分91

4.3查询和计算95

4.3.1空间选择和空间查询95

4.3.2简单计算96

4.3.3比值、指数、归一化和标准化99

4.3.4密度、核和占有率102

4.4距离操作109

4.4.1度量111

4.4.2成本距离115

4.4.3网络距离122

4.4.4缓冲区分析123

4.4.5距离衰减模型125

4.5方向操作128

4.5.1方向分析概述128

4.5.2线数据集的方向分析128

4.5.3点数据集方向分析133

4.5.4表面方向分析134

4.6格网操作和地图代数135

4.6.1单格网和多格网操作135

4.6.2线性空间滤波136

4.6.3非线性空间滤波139

4.6.4腐蚀和膨胀139

第5章 数据探测与空间统计学141

5.1统计方法与空间数据141

5.1.1描述性统计142

5.1.2空间采样142

5.2探测性空间数据分析147

5.2.1EDA、ESDA和ESTDA147

5.2.2异常值探测148

5.2.3交叉表和条件分区分布图150

5.2.4ESDA和地图化点数据152

5.2.5数据的趋势分析153

5.2.6聚集搜索154

5.3基于格网的统计155

5.3.1基于格网的统计概述155

5.3.2交叉表化格网数据156

5.3.3栅格数据集的样方分析157

5.3.4景观测度159

5.4点数据集和距离统计165

5.4.1基本距离派生统计量165

5.4.2最近邻方法165

5.4.3热点和聚集分析171

5.5空间自相关174

5.5.1自相关、时间序列和空间分析174

5.5.2全局空间自相关175

5.5.3局部空间关联指标185

5.5.4自相关指数的显著性检验187

5.6回归方法188

5.6.1回归概述188

5.6.2简单回归和趋势面建模192

5.6.3地理加权回归194

5.6.4空间自回归和贝叶斯建模197

5.6.5空间滤波模型202

第6章 表面和场分析204

6.1表面建模204

6.1.1测试数据集204

6.1.2表面和场204

6.1.3栅格模型206

6.1.4矢量模型208

6.1.5数学模型209

6.1.6统计模型和分形模型210

6.2表面几何211

6.2.1梯度、坡度和坡向211

6.2.2剖面与曲率215

6.2.3方向导数219

6.2.4表面上的路径220

6.2.5表面平滑220

6.2.6坑的填充221

6.2.7体积分析222

6.3可视性分析222

6.3.1视域和RF传播223

6.3.2视线225

6.3.3Isovist分析226

6.4分水岭和排水系统227

6.4.1分水岭和排水概述227

6.4.2排水建模227

6.4.3D-infinity模型228

6.4.4排水系统模型案例分析228

6.5格网化、内插和等值线生成230

6.5.1格网化和内插概述230

6.5.2格网化和内插方法232

6.5.3等高线生成235

6.6确定性内插方法236

6.6.1距离倒数加权237

6.6.2自然近邻法239

6.6.3最近邻法240

6.6.4径向基和样条函数240

6.6.5改进的Shepard242

6.6.6利用线性内插的三角剖分法243

6.6.7使用似样条内插的三角剖分243

6.6.8矩形或双线性内插243

6.6.9剖面法244

6.6.10多项式回归244

6.6.11最小曲率244

6.6.12移动平均法244

6.6.13局部多项式244

6.6.14拓扑格网/栅格拓扑245

6.7地统计内插方法245

6.7.1核心概念245

6.7.2克里金内插256

第7章 网络和位置分析263

7.1网络和位置分析简介263

7.1.1网络和空间位置分析概述263

7.1.2相关术语263

7.1.3源数据264

7.1.4算法和计算复杂度理论265

7.2网络和位置分析的关键问题266

7.2.1网络分析综述266

7.2.2启发式和元启发式算法273

7.3网络结构、最优路线和最优行程281

7.3.1最小生成树281

7.3.2Gabrie1网络282

7.3.3Steiner树284

7.3.4最短路径问题285

7.3.5行程、TSP问题和交通工具行程安排289

7.4选址和服务区问题293

7.4.1选址问题293

7.4.2拉格朗日p中心和p中值问题296

7.4.3服务区300

7.5弧路线安排302

7.5.1网络遍历问题302

第8章 地理计算方法和建模305

8.1地理计算概述305

8.1.1地理计算模型305

8.1.2地理信息系统中的动态过程建模306

8.2地理模拟311

8.2.1地理模拟简介311

8.2.2元胞自动机311

8.2.3智能体和基于智能体的建模314

8.2.4基于智能体的模型的应用316

8.2.5基于智能体的模型的优势318

8.2.6基于智能体模型的局限性320

8.2.7解释或预测320

8.2.8开发一个基于智能体的模型322

8.2.9用于基于智能体建模的模拟/建模系统类型323

8.2.10选择模拟/建模系统的指导意见324

8.2.11用于基于智能体建模的模拟/建模系统325

8.2.12基于智能体模型的检验和校正329

8.2.13基于智能体模型输出的验证和分析330

8.3人工神经网络332

8.3.1人工神经网络介绍332

8.3.2径向基函数网络343

8.3.3自组织网络344

8.4遗传算法和进化计算350

8.4.1遗传算法介绍350

8.4.2遗传算法的组成351

8.4.3遗传算法应用实例355

8.4.4进化计算和遗传规划358

附录网络链接359

参考文献364

后记380