数理地图学：地图学及其数学原理（第二版） [Mathematical Cartography：Cartography and Its Mathematical Elements] pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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钟业勋，胡宝清 著

图书标签:

• 地图学
• 数学地图学
• 数学原理
• 空间分析
• 地理信息系统
• 制图学
• 坐标系统
• 投影
• 几何学
• 数据可视化

出版社： 测绘出版社

ISBN：9787503040566

版次：2

商品编码：12314564

包装：平装

外文名称：Mathematical Cartography：Cartography and Its Mathematical Elements

开本：16开

出版时间：2017-10-01

用纸：胶版纸

页数：355

字数：456

内容简介

　　《数理地图学：地图学及其数学原理（第二版）》是理论地图学的基础论著，运用拓扑学、代数学、集合论、函数论、模糊数学等数学工具，对地图学中的相关概念进行刻画和描述，揭示其本质特征和内在联系。全书共分12章，包含地图概论、地球椭球与地物的空间定位、地图投影、地物的时空特性、地图色彩、地图符号、地图表示、地图概括、若干地图学概念的数学模型、基于布尔代数的构建地图内容的数学原理、基于同构变换的地图复制原理、计算机地图制图等内容。全书将数学与地图学紧密联系，突显出理论特征和创新特点。
　　《数理地图学：地图学及其数学原理（第二版）》可作为地图学与地理信息系统专业研究生教材，也可供大学本科以上地图学相关专业以及地理、测量、土地、环境科学、农、林等部门的科技人员，高等院校师生参考和使用。

作者简介

　　钟业勋，男，1939年生，广西玉林人。1963年毕业于武汉测绘学院地图制图系。广西测绘地理信息局高级工程师，广西师范学院省部级重点实验室特聘教授，广西首批硕士研究生导师；曾任广西高校工程技术系列高级评委。从事地图学理论研究，已发表学术论文100余篇。与原国际地图制图协会副主席胡毓钜教授共创“比较地图学”。著有“数理地图学））等多部专著，出版译著1部。曾获广西有突出贡献科技人员称号。
　　
　　胡宝清，男，1966年生，江西临川人。二级教授，博士生导师，北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室主任，教育部新世纪优秀人才，教育部地理科学教学指导委员会委员，中国地理学会和中国自然资源学会理事。出版专著10余部，发明专利8个，获得广西科技进步二等奖、广西社会科学优秀成果一等奖和广西高校教学优秀威果一等奖等10余个奖项。

内页插图

目录

第1章 地图概论
1．1 地图的基本特性和地图的功能
1．2 地图的内容与地图的分类
1．3 地图成图方法
1．4 地图学结构体系
1．5 现代地图学的若干理论

第2章 地球椭球与地物的空间定位
2．1 地球椭球
2．2 地球坐标系统
2．3 高程系统和高程框架
2．4 天文大地控制网和GPS定位网
2．5 重力测量和重力基本网

第3章 地图投影
3．1 地图投影的定义和投影变形
3．2 地图投影的特征函数和地图投影的分类
3．3 基于不同经纬线类型组合的地图投影新定义
3．4 地球椭球上基本元素的公式及计算
3．5 高斯一克吕格投影
3．6 由高斯一克吕格投影平面直角坐标反解地理坐标的方法
3．7 图幅分幅编号和图幅范围的快速确定方法
3．8 方位投影、伪圆锥投影、伪圆柱投影和古德分瓣投影
3．9 多圆锥投影
3．1 0地图投影的科学美和艺术美
3．1 1地图投影的选择

第4章 地物的时空特性
4．1 地理空间和制图区域
4．2 地球系统信息模型
4．3 地物的性质特征、数量特征和拓扑关系
4．4 地物演化空间的恒定性
4．5 地物时空存在的有限性和时态变换
4．6 山地和平原的数学定义
4．7 基本地貌形态的数学表述
4．8 等高线悖论与广义等高线的定义

第5章 地图色彩
5．1 色彩三要素
5．2 色彩的表示法
5．3 色彩的混合
5．4 基于色光三原色和色料三原色的色彩表象特征值计算公式
5．5 色彩变化因素
5．6 地图用色选择
5．7 地图用色特点及原则

第6章 地图符号
6．1 符号的概念和实质
6．2 地图符号的形式、实质和特点
6．3 地图符号的分类
6．4 地图符号的视觉变量
6．5 地图符号视觉变量的数学定义
6．6 点状、线状和面状地图符号定义的图论基础
6．7 基于地图符号的基本结构和功能的地图符号定义的推导
6．8 基于约束变换的地图符号新定义
6．9 地图符号设计的一般要求
6．1 0地形图符号的使用规定
6．1 1地图注记

第7章 地图表示
7．1 地图可视化是实现地图表示的手段
7．2 基于快速制造（3D打印）技术的立体地形表示
7．3 地图空间认知过程的理论阐释
7．4 国家基本比例尺地形图
……
第8章 地图概括
第9章 若干地图学概念的数学模型
第10章 基于布尔代数的构建地图内容数学原理
第11章 基于同构变换的地图复制原理
第12章 计算机地图制图
参考文献
附录A 地图学术语英汉对照表
附录B 数学名词与数学符号

前言/序言

　　《数理地图学》自2007年出版后，即被列入地球科学基础书目，受到测绘界及地球科学相关学科学者的关注与重视，多所高校把它作研究生教材或定为考研参考书。测绘科学技术的飞速发展和社会的需求，测绘出版社的图书出版创新理念和精心决策，终于迎来了出版第二版《数理地图学》的机遇！
　　《数理地图学》（第二版）在保留地图概论、地球椭球和地物的空间定位、地图投影、地图符号、地图色彩和计算机制图等经典内容精华的基础上，增加了许多地图学界的创新成果，使其更具可读性。在内容结构和表现形式上，《数理地图学》（第二版）把拓扑学、几何学、代数学、集合论、函数论、模糊数学等与地图学的相关概念紧密结合，赋予其数学形式和定量描述。因此，本书对诸如制图区域、点、线、面地图符号，地物的扩大或缩小，符号的选取、舍弃、增补、简化，基本地貌形态如山、洼地、山脊、谷地、鞍部等，都以数学定义的形式表述。通过数理逻辑的运用，使地图学概念成为数学演绎和逻辑推理的结果，这是本书的特色。
　　本书的新内容包括：提出了基于相对论时空观的物质存在的空间非空性和时间非负性条件，论证了地物在时空中演化的必然性、普遍性和时态变换的规律，给出了地物演化的数学模型；地物演化的时空特性表现为地物的扩大或缩小，消失或新生。而任何性质的地物在扩大的同时必然导致另一异质地物的等量缩小，从而使相关地物的扩、缩代数和为零，确保地物演化空间的恒定性。地物演化空间的恒定性原理可对制图区域内各种地物基于自然原因或人类行为引发的种种变化进行表达和描述。地图符号的生成源于三重拓扑映射：从三维空间X到地球椭球面S的映射f：X→S；从S到制图者认知结构y的映射g：S→Y；从Y到二维平面Z的映射q：Y→Z。三重拓扑映射（拓扑变换）使地图符号表现为制图物体的同胚或拓扑映射，即x≈qgf（x）。拓扑映射必须满足的双一一函数（一一对应）关系，是地图符号qgf（x）能传递其表示对象z的空间信息和属性信息的数学基础，是地图具有强大的空间认知功能的原因所在。从x到qgf（x）的拓扑变换的约束条件关联着地图符号的性质，改变约束条件可推导出点状符号、线状符号、面状符号、依比例符号、不依比例符号、半依比例符号等不同类型的地图符号，由此构建既有联系又有区别的地图符号分类的逻辑体系。给定不同的约束条件，也可推导出选取、舍弃、增补、简化等制图综合算子。布尔代数结构是制图综合算子的运算的基础，而地图图像系统、地图符号系统和地图数据库系统的布尔代数结构是通过地图编绘构建地图内容的数学基础。地图复制本质上是同构变换，它是通过一系列的同构变换还原印刷原图的过程与结果。在基本地貌形态的表示方面，通过引入论域内的平均海拔高程、起伏度和地名信息三个变量，给出了山、洼地、谷地、鞍部、平原、高原、盆地、岛屿等的数学定义，构建了基本地貌形态定义体系。对现代地图学理论，在介绍经典理论时特别推介了我国学者的独特观点和创新理论。计算机地图制图已成现代地图编制和更新的主要方法。本书介绍了国家基础地理信息数据库建设与更新、省级地理信息数据库及数字城市的最新进展，展示了我国地理信息基础框架建设与更新的巨大成就。
　　本书共分12章：第1章，地图概论；第2章，地球椭球与地物的空间定位；第3章，地图投影；第4章，地物的时空特性；第5章，地图色彩；第6章，地图符号；第7章，地图表示；第8章，地图概括；第9章，若干地图学概念的数学模型；第10章，基于布尔代数的构建地图内容的数学原理；第11章，基于同构变换的地图复制原理；第12章，计算机地图制图。本书由钟业勋和胡宝清分工撰写：钟业勋撰写第1章的4、5节，第2章全章，第3章的1～6节，第4章的4～8节，第5章的4～7节，第6章的1～5节，第7章的1、2节，第8章全章，第9章的1～4节，第10章的5、6节，第11章的1、2节，第12章的4、5节。其余部分由胡宝清撰写，即：第1章的1～3节，第3章的7～11节，第4章的1～3节，第5章的1～3节，第6章的6～11节，第7章的3～6节，第9章的5、6节，第10章的1～4节，第11章的3、4节，第12章的1～3节。全书由钟业勋统稿、审校、修改、定稿。
　　特别感谢中国工程院院士王家耀教授。王家耀院士认真审读了本书，提出了许多宝贵意见并欣然为本书作序！
　　本书承蒙郭仁忠院士、胡毓钜教授、黄仁涛教授、朱重光教授、边少锋教授审阅并提出宝贵的意见，谨向五位专家表示衷心的感谢！

《地理信息系统基础与应用》 作者： [此处填写作者姓名，例如：张伟、李明] 出版社： [此处填写出版社名称，例如：高等教育出版社] 出版日期： [此处填写具体年份] --- 内容简介 《地理信息系统基础与应用》一书旨在系统、全面地介绍地理信息系统（GIS）的理论基础、核心技术、关键数据模型以及在现代社会各个领域的实际应用。本书立足于当前信息技术高速发展的时代背景，深入剖析了GIS从数据采集、处理、分析到可视化表达的完整工作流程，为读者构建一个坚实的GIS理论框架和实用的操作技能体系。 第一部分：GIS的理论基石与概念框架 本书首先从地理信息科学（Geographic Information Science, GIScience）的视角出发，阐明了地理空间信息的基本属性、特征及其数字化表示的必要性。GIS的概念并非孤立存在，它深度融合了计算机科学、测绘学、遥感技术、统计学乃至社会科学的交叉学科知识。本部分详细阐述了地理信息系统的基本组成要素，包括硬件平台、软件系统、数据资源、操作人员和应用流程，并探讨了GIS在认知世界、辅助决策中的核心价值。 一个重要的章节专门探讨了空间参考系统。这包括地球椭球体的定义、大地基准的选择、地图投影的数学原理与分类（如等角投影、等积投影和等距投影的适用场景及变形特征）。读者将理解为何不同的投影方式会产生不同的空间失真，以及在特定应用中如何选择最恰当的投影方案以满足精度和保真度的要求。 第二部分：空间数据模型与结构 本书的核心内容之一聚焦于空间数据的组织方式。我们详细区分和分析了两种主要的空间数据模型：矢量模型和栅格模型。 矢量模型部分，深入讲解了点、线、面（多边形）的拓扑关系定义。拓扑结构是确保空间分析准确性的关键，例如，如何定义相邻多边形的边界共享、孤岛的表达、连通性的验证等。我们不仅停留在概念层面，更探讨了如何通过数据库管理系统（DBMS）来高效存储和检索这些复杂的几何对象，特别是关系型数据库（RDBMS）与对象关系型数据库（ORDBMS）在处理空间数据时的优势与挑战。 栅格模型部分，则侧重于网格单元（像素）的定义、分辨率的选择对信息表达精度的影响。我们讨论了如何将连续的地理现象（如高程、温度）离散化为栅格数据，并介绍了栅格数据的压缩存储技术和层次化数据结构。 此外，本书也涵盖了不确定性在空间数据中的体现。地理数据往往是带有误差和模糊性的，本部分将介绍如何量化和管理这些不确定性，避免“垃圾进，垃圾出”的分析结果。 第三部分：数据采集、处理与质量控制 任何GIS应用都离不开高质量的初始数据。本部分系统介绍了获取地理空间数据的各种主流技术： 1. 遥感技术（RS）： 介绍电磁波谱基础、不同传感器（光学、雷达）的工作原理、影像的辐射校正与几何校正过程，以及如何利用遥感影像进行地物分类和变化检测。 2. 全球导航卫星系统（GNSS）： 详细解析了GPS、北斗等系统的定位原理、误差来源（如电离层延迟、多路径效应）及提高定位精度的差分技术（如RTK和PPK）。 3. 传统测量与数字摄影测量： 探讨了数据采集与更新的传统方法，以及现代三维激光扫描技术（LiDAR）如何快速构建高精度数字表面模型（DSM）和数字高程模型（DEM）。 数据预处理是确保分析有效性的关键步骤。我们详细讨论了数据配准（将不同来源数据统一到同一坐标系）、数据转换（如从矢量到栅格的转换）、以及如何使用拓扑检查工具发现并修复数据中的错误（如悬挂节点、重叠边界）。 第四部分：空间分析与建模 空间分析是GIS区别于传统制图和数据库系统的核心能力。本书将空间分析方法划分为以下几类，并配以丰富的案例说明： 1. 查询与度量： 包括属性查询、空间查询（相交、包含、邻近）以及距离、面积、周长等几何属性的精确计算。 2. 叠加分析（Overlay Analysis）： 重点讲解了缓冲区分析（Buffer）、联合（Union）、相交（Intersect）和擦除（Erase）等操作在国土规划、环境影响评估中的应用。 3. 网络分析： 针对交通流和资源分配问题，深入探讨了最短路径算法（如Dijkstra算法在GIS中的应用）、服务区分析和路径优化问题。 4. 表面分析： 围绕高程数据展开，讲解了坡度、坡向、坡度变化率、可视域分析（Line-of-Sight）的计算方法和地形对现象分布的影响。 5. 空间统计与建模： 介绍了空间自相关性（Moran's I）、空间回归模型以及如何利用GIS进行趋势面分析和地统计插值（如克里金法）。 第五部分：GIS的应用与未来发展 本书最后一部分将视角转向实际应用领域，展示GIS如何驱动决策过程： 城市规划与管理： 如何利用多源数据进行土地利用变化监测、基础设施选址优化。 环境科学与资源管理： 洪水淹没分析、生态廊道规划、污染扩散模拟。 公共安全与应急响应： 灾害风险评估、疫情扩散模型的可视化与分析。 此外，本书也展望了GIS技术的最新前沿，包括三维GIS（3D GIS）的数据组织与渲染技术、实时定位与物联网（IoT）数据的集成、基于云计算的GIS服务（SaaS模式），以及地理大数据（Geo-Big Data）的处理挑战与机遇。 《地理信息系统基础与应用》结构严谨，图文并茂，既提供了深入的数学和技术原理阐述，又不失其实践指导意义。本书适合地理信息科学、测绘工程、城市规划、环境科学、遥感技术等相关专业的高年级本科生、研究生，以及从事相关领域工作的专业技术人员阅读和参考。通过学习本书，读者将能够熟练掌握利用GIS工具解决复杂地理空间问题的能力。

评分☆☆☆☆☆

这本《数理地图学：地图学及其数学原理（第二版）》绝对是那些对地图背后数学逻辑感到好奇的读者的福音。我之前对地图的认知仅限于它的图形展示，但这本书彻底打开了新世界的大门。从最初接触书中关于投影几何的讲解，我就被深深吸引住了。那些看似复杂的公式，在作者的娓娓道来中，竟然变得如此直观和有逻辑。我尤其喜欢书中对于不同地图投影的详细分析，不仅仅是列出公式，更重要的是解释了每种投影的数学原理，以及它们在实际应用中各自的优劣势。比如，当作者探讨到如何用球面几何来解释地图投影时，我仿佛看到了一个立体的地球如何在二维平面上被“拆解”和“重构”，这种思维的转换过程非常有趣。而且，书中对于误差分析和精度评估的部分，也让我对地图的科学性有了更深刻的认识。以前只觉得地图是“画”出来的，现在才知道，里面蕴含着多么精密的数学计算和严谨的科学方法。这本书的语言风格也是我非常欣赏的，虽然是学术性很强的书籍，但作者避免了枯燥的术语堆砌，而是用一种更具引导性的方式，一步步带领读者进入数学与地图学的奇妙世界。对于我这样一个非专业出身的读者来说，这无疑是一次非常棒的学习体验。

评分☆☆☆☆☆

《数理地图学：地图学及其数学原理（第二版）》这本书，与其说是一本学术专著，不如说是一次精彩的数学与地理的“对话”。我尤其喜欢书中对于“数据可视化”背后数学逻辑的探讨。地图本身就是一种强大的数据可视化工具，而这本书则深入挖掘了这种可视化背后的数学基础。例如，在介绍等值线图和坡度分析时，书中详细讲解了插值算法的原理，以及如何通过数学模型来推算未知区域的值。这让我意识到，地图上的每一条线、每一个颜色块，都可能经过了复杂的数学推导和计算。我特别欣赏书中关于“空间分析”数学方法的阐释，比如邻域分析、缓冲区分析等，这些都是GIS中常用的功能，而这本书则将它们背后的数学原理剥茧抽丝地展示出来。对于我这样喜欢钻研技术细节的读者来说，能够理解这些工具是如何运作的，是一件非常有成就感的事情。作者在章节的编排上，也做得非常出色，循序渐进，从基础的几何概念，逐步深入到更复杂的统计和分析模型，使得读者能够在一个坚实的基础上进行学习。

评分☆☆☆☆☆

当我翻开《数理地图学：地图学及其数学原理（第二版）》时，我并没有抱太大的期望，只是想了解一下地图学的一些基础数学知识。然而，这本书的深度和广度远远超出了我的想象。作者在处理“地图学”和“数学原理”这两者关系时，展现出了极高的驾驭能力。我印象最深刻的是关于坐标系统和大地测量学的章节。书中对于不同坐标系（例如地理坐标系、投影坐标系）的定义、转换以及它们在实际测绘中扮演的角色，都有非常清晰的阐述。我从未想过，我们日常使用的地图，其背后的定位和测量系统是如此复杂而精确。书中对大地水准面、参考椭球体等概念的解释，虽然涉及高深的数学，但通过图文并茂的方式，让我能够相对容易地理解这些抽象的概念。更让我惊喜的是，作者还将这些数学原理与现代GIS（地理信息系统）技术紧密结合，阐述了数学模型如何在GIS软件中得以实现和应用。这对于我这样对技术应用感兴趣的读者来说，非常有启发性。这本书不仅仅是理论的堆砌，而是将理论与实践紧密地联系起来，让我看到了数学在地理信息科学领域中的实际价值。

评分☆☆☆☆☆

《数理地图学：地图学及其数学原理（第二版）》这本书，为我打开了一扇通往地图学“幕后”世界的大门。我一直觉得地图是一种静态的呈现，但读了这本书后，我才意识到地图的背后蕴含着如此动态的数学计算。书中对于“制图综合”的数学方法论述，尤其令我着迷。作者解释了在地图缩小的过程中，如何通过数学算法来简化地物、概括信息，以保持地图的可读性和信息传达的有效性。这不仅仅是简单的“删减”，而是一个充满数学智慧的过程。我特别喜欢书中关于“误差传播”的数学分析，以及如何通过统计学的方法来量化和控制地图制作过程中的误差。这让我对地图的科学性和可靠性有了更深的认识。另外，书中对于“数据模型”的数学基础，以及如何利用这些模型来构建和更新地图，都有非常深入的探讨。对于我这样一个对算法和模型开发感兴趣的读者来说，这本书无疑是一份宝贵的财富，它不仅提供了理论知识，更激发了我对如何利用数学原理来解决实际地图学问题的思考。

评分☆☆☆☆☆

这本书《数理地图学：地图学及其数学原理（第二版）》的阅读体验，更像是在进行一场深入的“探险”。作者以一种非常引人入胜的方式，带领读者探索地图学的数学“疆域”。我之前对“地图的尺度”以及“比例尺”的概念，只是停留在比较模糊的认识上，但这本书让我对其背后的数学原理有了清晰的理解。书中对于尺度变换、坐标转换以及不同比例尺下地图表示精度的数学考量，都有非常详尽的论述。让我眼前一亮的是，作者还涉及了关于“数据模型”在地图学中的应用，例如矢量数据和栅格数据的数学表示方式，以及它们在存储和处理上的差异。这对于我这样一个热衷于数据处理和模型构建的读者来说，提供了非常宝贵的视角。书中的数学推导虽然严谨，但作者的解释非常到位，尽量避免了晦涩的表达，使得这些复杂的数学概念能够被更广泛的读者所理解。我尤其赞赏书中关于“空间统计学”的引入，这让我看到了数学在地图分析中更高级的应用，例如如何通过统计方法来发现地图上的空间模式和趋势。