數理地圖學：地圖學及其數學原理（第二版） [Mathematical Cartography：Cartography and Its Mathematical Elements] 下載 mobi epub pdf 電子書 2025

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鍾業勛，鬍寶清 著

圖書標籤:

• 地圖學
• 數學地圖學
• 數學原理
• 空間分析
• 地理信息係統
• 製圖學
• 坐標係統
• 投影
• 幾何學
• 數據可視化

齣版社： 測繪齣版社

ISBN：9787503040566

版次：2

商品編碼：12314564

包裝：平裝

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

開本：16開

齣版時間：2017-10-01

用紙：膠版紙

頁數：355

字數：456

內容簡介

　　《數理地圖學：地圖學及其數學原理（第二版）》是理論地圖學的基礎論著，運用拓撲學、代數學、集閤論、函數論、模糊數學等數學工具，對地圖學中的相關概念進行刻畫和描述，揭示其本質特徵和內在聯係。全書共分12章，包含地圖概論、地球橢球與地物的空間定位、地圖投影、地物的時空特性、地圖色彩、地圖符號、地圖錶示、地圖概括、若乾地圖學概念的數學模型、基於布爾代數的構建地圖內容的數學原理、基於同構變換的地圖復製原理、計算機地圖製圖等內容。全書將數學與地圖學緊密聯係，突顯齣理論特徵和創新特點。
　　《數理地圖學：地圖學及其數學原理（第二版）》可作為地圖學與地理信息係統專業研究生教材，也可供大學本科以上地圖學相關專業以及地理、測量、土地、環境科學、農、林等部門的科技人員，高等院校師生參考和使用。

作者簡介

　　鍾業勛，男，1939年生，廣西玉林人。1963年畢業於武漢測繪學院地圖製圖係。廣西測繪地理信息局高級工程師，廣西師範學院省部級重點實驗室特聘教授，廣西首批碩士研究生導師；曾任廣西高校工程技術係列高級評委。從事地圖學理論研究，已發錶學術論文100餘篇。與原國際地圖製圖協會副主席鬍毓钜教授共創“比較地圖學”。著有“數理地圖學））等多部專著，齣版譯著1部。曾獲廣西有突齣貢獻科技人員稱號。
　　
　　鬍寶清，男，1966年生，江西臨川人。二級教授，博士生導師，北部灣環境演變與資源利用教育部重點實驗室主任，教育部新世紀優秀人纔，教育部地理科學教學指導委員會委員，中國地理學會和中國自然資源學會理事。齣版專著10餘部，發明專利8個，獲得廣西科技進步二等奬、廣西社會科學優秀成果一等奬和廣西高校教學優秀威果一等奬等10餘個奬項。

內頁插圖

目錄

第1章 地圖概論
1．1 地圖的基本特性和地圖的功能
1．2 地圖的內容與地圖的分類
1．3 地圖成圖方法
1．4 地圖學結構體係
1．5 現代地圖學的若乾理論

第2章 地球橢球與地物的空間定位
2．1 地球橢球
2．2 地球坐標係統
2．3 高程係統和高程框架
2．4 天文大地控製網和GPS定位網
2．5 重力測量和重力基本網

第3章 地圖投影
3．1 地圖投影的定義和投影變形
3．2 地圖投影的特徵函數和地圖投影的分類
3．3 基於不同經緯綫類型組閤的地圖投影新定義
3．4 地球橢球上基本元素的公式及計算
3．5 高斯一剋呂格投影
3．6 由高斯一剋呂格投影平麵直角坐標反解地理坐標的方法
3．7 圖幅分幅編號和圖幅範圍的快速確定方法
3．8 方位投影、僞圓錐投影、僞圓柱投影和古德分瓣投影
3．9 多圓錐投影
3．1 0地圖投影的科學美和藝術美
3．1 1地圖投影的選擇

第4章 地物的時空特性
4．1 地理空間和製圖區域
4．2 地球係統信息模型
4．3 地物的性質特徵、數量特徵和拓撲關係
4．4 地物演化空間的恒定性
4．5 地物時空存在的有限性和時態變換
4．6 山地和平原的數學定義
4．7 基本地貌形態的數學錶述
4．8 等高綫悖論與廣義等高綫的定義

第5章 地圖色彩
5．1 色彩三要素
5．2 色彩的錶示法
5．3 色彩的混閤
5．4 基於色光三原色和色料三原色的色彩錶象特徵值計算公式
5．5 色彩變化因素
5．6 地圖用色選擇
5．7 地圖用色特點及原則

第6章 地圖符號
6．1 符號的概念和實質
6．2 地圖符號的形式、實質和特點
6．3 地圖符號的分類
6．4 地圖符號的視覺變量
6．5 地圖符號視覺變量的數學定義
6．6 點狀、綫狀和麵狀地圖符號定義的圖論基礎
6．7 基於地圖符號的基本結構和功能的地圖符號定義的推導
6．8 基於約束變換的地圖符號新定義
6．9 地圖符號設計的一般要求
6．1 0地形圖符號的使用規定
6．1 1地圖注記

第7章 地圖錶示
7．1 地圖可視化是實現地圖錶示的手段
7．2 基於快速製造（3D打印）技術的立體地形錶示
7．3 地圖空間認知過程的理論闡釋
7．4 國傢基本比例尺地形圖
……
第8章 地圖概括
第9章 若乾地圖學概念的數學模型
第10章 基於布爾代數的構建地圖內容數學原理
第11章 基於同構變換的地圖復製原理
第12章 計算機地圖製圖
參考文獻
附錄A 地圖學術語英漢對照錶
附錄B 數學名詞與數學符號

前言/序言

　　《數理地圖學》自2007年齣版後，即被列入地球科學基礎書目，受到測繪界及地球科學相關學科學者的關注與重視，多所高校把它作研究生教材或定為考研參考書。測繪科學技術的飛速發展和社會的需求，測繪齣版社的圖書齣版創新理念和精心決策，終於迎來瞭齣版第二版《數理地圖學》的機遇！
　　《數理地圖學》（第二版）在保留地圖概論、地球橢球和地物的空間定位、地圖投影、地圖符號、地圖色彩和計算機製圖等經典內容精華的基礎上，增加瞭許多地圖學界的創新成果，使其更具可讀性。在內容結構和錶現形式上，《數理地圖學》（第二版）把拓撲學、幾何學、代數學、集閤論、函數論、模糊數學等與地圖學的相關概念緊密結閤，賦予其數學形式和定量描述。因此，本書對諸如製圖區域、點、綫、麵地圖符號，地物的擴大或縮小，符號的選取、捨棄、增補、簡化，基本地貌形態如山、窪地、山脊、榖地、鞍部等，都以數學定義的形式錶述。通過數理邏輯的運用，使地圖學概念成為數學演繹和邏輯推理的結果，這是本書的特色。
　　本書的新內容包括：提齣瞭基於相對論時空觀的物質存在的空間非空性和時間非負性條件，論證瞭地物在時空中演化的必然性、普遍性和時態變換的規律，給齣瞭地物演化的數學模型；地物演化的時空特性錶現為地物的擴大或縮小，消失或新生。而任何性質的地物在擴大的同時必然導緻另一異質地物的等量縮小，從而使相關地物的擴、縮代數和為零，確保地物演化空間的恒定性。地物演化空間的恒定性原理可對製圖區域內各種地物基於自然原因或人類行為引發的種種變化進行錶達和描述。地圖符號的生成源於三重拓撲映射：從三維空間X到地球橢球麵S的映射f：X→S；從S到製圖者認知結構y的映射g：S→Y；從Y到二維平麵Z的映射q：Y→Z。三重拓撲映射（拓撲變換）使地圖符號錶現為製圖物體的同胚或拓撲映射，即x≈qgf（x）。拓撲映射必須滿足的雙一一函數（一一對應）關係，是地圖符號qgf（x）能傳遞其錶示對象z的空間信息和屬性信息的數學基礎，是地圖具有強大的空間認知功能的原因所在。從x到qgf（x）的拓撲變換的約束條件關聯著地圖符號的性質，改變約束條件可推導齣點狀符號、綫狀符號、麵狀符號、依比例符號、不依比例符號、半依比例符號等不同類型的地圖符號，由此構建既有聯係又有區彆的地圖符號分類的邏輯體係。給定不同的約束條件，也可推導齣選取、捨棄、增補、簡化等製圖綜閤算子。布爾代數結構是製圖綜閤算子的運算的基礎，而地圖圖像係統、地圖符號係統和地圖數據庫係統的布爾代數結構是通過地圖編繪構建地圖內容的數學基礎。地圖復製本質上是同構變換，它是通過一係列的同構變換還原印刷原圖的過程與結果。在基本地貌形態的錶示方麵，通過引入論域內的平均海拔高程、起伏度和地名信息三個變量，給齣瞭山、窪地、榖地、鞍部、平原、高原、盆地、島嶼等的數學定義，構建瞭基本地貌形態定義體係。對現代地圖學理論，在介紹經典理論時特彆推介瞭我國學者的獨特觀點和創新理論。計算機地圖製圖已成現代地圖編製和更新的主要方法。本書介紹瞭國傢基礎地理信息數據庫建設與更新、省級地理信息數據庫及數字城市的最新進展，展示瞭我國地理信息基礎框架建設與更新的巨大成就。
　　本書共分12章：第1章，地圖概論；第2章，地球橢球與地物的空間定位；第3章，地圖投影；第4章，地物的時空特性；第5章，地圖色彩；第6章，地圖符號；第7章，地圖錶示；第8章，地圖概括；第9章，若乾地圖學概念的數學模型；第10章，基於布爾代數的構建地圖內容的數學原理；第11章，基於同構變換的地圖復製原理；第12章，計算機地圖製圖。本書由鍾業勛和鬍寶清分工撰寫：鍾業勛撰寫第1章的4、5節，第2章全章，第3章的1～6節，第4章的4～8節，第5章的4～7節，第6章的1～5節，第7章的1、2節，第8章全章，第9章的1～4節，第10章的5、6節，第11章的1、2節，第12章的4、5節。其餘部分由鬍寶清撰寫，即：第1章的1～3節，第3章的7～11節，第4章的1～3節，第5章的1～3節，第6章的6～11節，第7章的3～6節，第9章的5、6節，第10章的1～4節，第11章的3、4節，第12章的1～3節。全書由鍾業勛統稿、審校、修改、定稿。
　　特彆感謝中國工程院院士王傢耀教授。王傢耀院士認真審讀瞭本書，提齣瞭許多寶貴意見並欣然為本書作序！
　　本書承濛郭仁忠院士、鬍毓钜教授、黃仁濤教授、硃重光教授、邊少鋒教授審閱並提齣寶貴的意見，謹嚮五位專傢錶示衷心的感謝！

《地理信息係統基礎與應用》 作者： [此處填寫作者姓名，例如：張偉、李明] 齣版社： [此處填寫齣版社名稱，例如：高等教育齣版社] 齣版日期： [此處填寫具體年份] --- 內容簡介 《地理信息係統基礎與應用》一書旨在係統、全麵地介紹地理信息係統（GIS）的理論基礎、核心技術、關鍵數據模型以及在現代社會各個領域的實際應用。本書立足於當前信息技術高速發展的時代背景，深入剖析瞭GIS從數據采集、處理、分析到可視化錶達的完整工作流程，為讀者構建一個堅實的GIS理論框架和實用的操作技能體係。 第一部分：GIS的理論基石與概念框架 本書首先從地理信息科學（Geographic Information Science, GIScience）的視角齣發，闡明瞭地理空間信息的基本屬性、特徵及其數字化錶示的必要性。GIS的概念並非孤立存在，它深度融閤瞭計算機科學、測繪學、遙感技術、統計學乃至社會科學的交叉學科知識。本部分詳細闡述瞭地理信息係統的基本組成要素，包括硬件平颱、軟件係統、數據資源、操作人員和應用流程，並探討瞭GIS在認知世界、輔助決策中的核心價值。 一個重要的章節專門探討瞭空間參考係統。這包括地球橢球體的定義、大地基準的選擇、地圖投影的數學原理與分類（如等角投影、等積投影和等距投影的適用場景及變形特徵）。讀者將理解為何不同的投影方式會産生不同的空間失真，以及在特定應用中如何選擇最恰當的投影方案以滿足精度和保真度的要求。 第二部分：空間數據模型與結構 本書的核心內容之一聚焦於空間數據的組織方式。我們詳細區分和分析瞭兩種主要的空間數據模型：矢量模型和柵格模型。 矢量模型部分，深入講解瞭點、綫、麵（多邊形）的拓撲關係定義。拓撲結構是確保空間分析準確性的關鍵，例如，如何定義相鄰多邊形的邊界共享、孤島的錶達、連通性的驗證等。我們不僅停留在概念層麵，更探討瞭如何通過數據庫管理係統（DBMS）來高效存儲和檢索這些復雜的幾何對象，特彆是關係型數據庫（RDBMS）與對象關係型數據庫（ORDBMS）在處理空間數據時的優勢與挑戰。 柵格模型部分，則側重於網格單元（像素）的定義、分辨率的選擇對信息錶達精度的影響。我們討論瞭如何將連續的地理現象（如高程、溫度）離散化為柵格數據，並介紹瞭柵格數據的壓縮存儲技術和層次化數據結構。 此外，本書也涵蓋瞭不確定性在空間數據中的體現。地理數據往往是帶有誤差和模糊性的，本部分將介紹如何量化和管理這些不確定性，避免“垃圾進，垃圾齣”的分析結果。 第三部分：數據采集、處理與質量控製 任何GIS應用都離不開高質量的初始數據。本部分係統介紹瞭獲取地理空間數據的各種主流技術： 1. 遙感技術（RS）： 介紹電磁波譜基礎、不同傳感器（光學、雷達）的工作原理、影像的輻射校正與幾何校正過程，以及如何利用遙感影像進行地物分類和變化檢測。 2. 全球導航衛星係統（GNSS）： 詳細解析瞭GPS、北鬥等係統的定位原理、誤差來源（如電離層延遲、多路徑效應）及提高定位精度的差分技術（如RTK和PPK）。 3. 傳統測量與數字攝影測量： 探討瞭數據采集與更新的傳統方法，以及現代三維激光掃描技術（LiDAR）如何快速構建高精度數字錶麵模型（DSM）和數字高程模型（DEM）。 數據預處理是確保分析有效性的關鍵步驟。我們詳細討論瞭數據配準（將不同來源數據統一到同一坐標係）、數據轉換（如從矢量到柵格的轉換）、以及如何使用拓撲檢查工具發現並修復數據中的錯誤（如懸掛節點、重疊邊界）。 第四部分：空間分析與建模 空間分析是GIS區彆於傳統製圖和數據庫係統的核心能力。本書將空間分析方法劃分為以下幾類，並配以豐富的案例說明： 1. 查詢與度量： 包括屬性查詢、空間查詢（相交、包含、鄰近）以及距離、麵積、周長等幾何屬性的精確計算。 2. 疊加分析（Overlay Analysis）： 重點講解瞭緩衝區分析（Buffer）、聯閤（Union）、相交（Intersect）和擦除（Erase）等操作在國土規劃、環境影響評估中的應用。 3. 網絡分析： 針對交通流和資源分配問題，深入探討瞭最短路徑算法（如Dijkstra算法在GIS中的應用）、服務區分析和路徑優化問題。 4. 錶麵分析： 圍繞高程數據展開，講解瞭坡度、坡嚮、坡度變化率、可視域分析（Line-of-Sight）的計算方法和地形對現象分布的影響。 5. 空間統計與建模： 介紹瞭空間自相關性（Moran's I）、空間迴歸模型以及如何利用GIS進行趨勢麵分析和地統計插值（如剋裏金法）。 第五部分：GIS的應用與未來發展 本書最後一部分將視角轉嚮實際應用領域，展示GIS如何驅動決策過程： 城市規劃與管理： 如何利用多源數據進行土地利用變化監測、基礎設施選址優化。 環境科學與資源管理： 洪水淹沒分析、生態廊道規劃、汙染擴散模擬。 公共安全與應急響應： 災害風險評估、疫情擴散模型的可視化與分析。 此外，本書也展望瞭GIS技術的最新前沿，包括三維GIS（3D GIS）的數據組織與渲染技術、實時定位與物聯網（IoT）數據的集成、基於雲計算的GIS服務（SaaS模式），以及地理大數據（Geo-Big Data）的處理挑戰與機遇。 《地理信息係統基礎與應用》結構嚴謹，圖文並茂，既提供瞭深入的數學和技術原理闡述，又不失其實踐指導意義。本書適閤地理信息科學、測繪工程、城市規劃、環境科學、遙感技術等相關專業的高年級本科生、研究生，以及從事相關領域工作的專業技術人員閱讀和參考。通過學習本書，讀者將能夠熟練掌握利用GIS工具解決復雜地理空間問題的能力。

評分☆☆☆☆☆

當我翻開《數理地圖學：地圖學及其數學原理（第二版）》時，我並沒有抱太大的期望，隻是想瞭解一下地圖學的一些基礎數學知識。然而，這本書的深度和廣度遠遠超齣瞭我的想象。作者在處理“地圖學”和“數學原理”這兩者關係時，展現齣瞭極高的駕馭能力。我印象最深刻的是關於坐標係統和大地測量學的章節。書中對於不同坐標係（例如地理坐標係、投影坐標係）的定義、轉換以及它們在實際測繪中扮演的角色，都有非常清晰的闡述。我從未想過，我們日常使用的地圖，其背後的定位和測量係統是如此復雜而精確。書中對大地水準麵、參考橢球體等概念的解釋，雖然涉及高深的數學，但通過圖文並茂的方式，讓我能夠相對容易地理解這些抽象的概念。更讓我驚喜的是，作者還將這些數學原理與現代GIS（地理信息係統）技術緊密結閤，闡述瞭數學模型如何在GIS軟件中得以實現和應用。這對於我這樣對技術應用感興趣的讀者來說，非常有啓發性。這本書不僅僅是理論的堆砌，而是將理論與實踐緊密地聯係起來，讓我看到瞭數學在地理信息科學領域中的實際價值。

評分☆☆☆☆☆

這本書《數理地圖學：地圖學及其數學原理（第二版）》的閱讀體驗，更像是在進行一場深入的“探險”。作者以一種非常引人入勝的方式，帶領讀者探索地圖學的數學“疆域”。我之前對“地圖的尺度”以及“比例尺”的概念，隻是停留在比較模糊的認識上，但這本書讓我對其背後的數學原理有瞭清晰的理解。書中對於尺度變換、坐標轉換以及不同比例尺下地圖錶示精度的數學考量，都有非常詳盡的論述。讓我眼前一亮的是，作者還涉及瞭關於“數據模型”在地圖學中的應用，例如矢量數據和柵格數據的數學錶示方式，以及它們在存儲和處理上的差異。這對於我這樣一個熱衷於數據處理和模型構建的讀者來說，提供瞭非常寶貴的視角。書中的數學推導雖然嚴謹，但作者的解釋非常到位，盡量避免瞭晦澀的錶達，使得這些復雜的數學概念能夠被更廣泛的讀者所理解。我尤其贊賞書中關於“空間統計學”的引入，這讓我看到瞭數學在地圖分析中更高級的應用，例如如何通過統計方法來發現地圖上的空間模式和趨勢。

評分☆☆☆☆☆

這本《數理地圖學：地圖學及其數學原理（第二版）》絕對是那些對地圖背後數學邏輯感到好奇的讀者的福音。我之前對地圖的認知僅限於它的圖形展示，但這本書徹底打開瞭新世界的大門。從最初接觸書中關於投影幾何的講解，我就被深深吸引住瞭。那些看似復雜的公式，在作者的娓娓道來中，竟然變得如此直觀和有邏輯。我尤其喜歡書中對於不同地圖投影的詳細分析，不僅僅是列齣公式，更重要的是解釋瞭每種投影的數學原理，以及它們在實際應用中各自的優劣勢。比如，當作者探討到如何用球麵幾何來解釋地圖投影時，我仿佛看到瞭一個立體的地球如何在二維平麵上被“拆解”和“重構”，這種思維的轉換過程非常有趣。而且，書中對於誤差分析和精度評估的部分，也讓我對地圖的科學性有瞭更深刻的認識。以前隻覺得地圖是“畫”齣來的，現在纔知道，裏麵蘊含著多麼精密的數學計算和嚴謹的科學方法。這本書的語言風格也是我非常欣賞的，雖然是學術性很強的書籍，但作者避免瞭枯燥的術語堆砌，而是用一種更具引導性的方式，一步步帶領讀者進入數學與地圖學的奇妙世界。對於我這樣一個非專業齣身的讀者來說，這無疑是一次非常棒的學習體驗。

評分☆☆☆☆☆

《數理地圖學：地圖學及其數學原理（第二版）》這本書，為我打開瞭一扇通往地圖學“幕後”世界的大門。我一直覺得地圖是一種靜態的呈現，但讀瞭這本書後，我纔意識到地圖的背後蘊含著如此動態的數學計算。書中對於“製圖綜閤”的數學方法論述，尤其令我著迷。作者解釋瞭在地圖縮小的過程中，如何通過數學算法來簡化地物、概括信息，以保持地圖的可讀性和信息傳達的有效性。這不僅僅是簡單的“刪減”，而是一個充滿數學智慧的過程。我特彆喜歡書中關於“誤差傳播”的數學分析，以及如何通過統計學的方法來量化和控製地圖製作過程中的誤差。這讓我對地圖的科學性和可靠性有瞭更深的認識。另外，書中對於“數據模型”的數學基礎，以及如何利用這些模型來構建和更新地圖，都有非常深入的探討。對於我這樣一個對算法和模型開發感興趣的讀者來說，這本書無疑是一份寶貴的財富，它不僅提供瞭理論知識，更激發瞭我對如何利用數學原理來解決實際地圖學問題的思考。

評分☆☆☆☆☆

《數理地圖學：地圖學及其數學原理（第二版）》這本書，與其說是一本學術專著，不如說是一次精彩的數學與地理的“對話”。我尤其喜歡書中對於“數據可視化”背後數學邏輯的探討。地圖本身就是一種強大的數據可視化工具，而這本書則深入挖掘瞭這種可視化背後的數學基礎。例如，在介紹等值綫圖和坡度分析時，書中詳細講解瞭插值算法的原理，以及如何通過數學模型來推算未知區域的值。這讓我意識到，地圖上的每一條綫、每一個顔色塊，都可能經過瞭復雜的數學推導和計算。我特彆欣賞書中關於“空間分析”數學方法的闡釋，比如鄰域分析、緩衝區分析等，這些都是GIS中常用的功能，而這本書則將它們背後的數學原理剝繭抽絲地展示齣來。對於我這樣喜歡鑽研技術細節的讀者來說，能夠理解這些工具是如何運作的，是一件非常有成就感的事情。作者在章節的編排上，也做得非常齣色，循序漸進，從基礎的幾何概念，逐步深入到更復雜的統計和分析模型，使得讀者能夠在一個堅實的基礎上進行學習。