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序1

前言1

1 土地管理信息系统概述1

1.1 土地管理信息系统基本概念1

1.1.1 信息、数据与数据库1

目录1

1.1.2 管理信息系统与土地管理信息系统3

1.1.3 土地管理信息系统（LIS）与地理信息系统（GIS）4

1.1.4 土地管理信息系统中的数据与数据组织6

1.1.5 图像（Image）与图形（Graph）7

1.2 土地管理信息系统的结构9

1.2.1 土地管理信息系统的业务范围9

1.2.2 土地管理信息系统的功能结构10

1.3 土地管理信息化与土地管理信息系统管理11

1.3.1 土地管理信息化是国土资源管理部门现代化的必然发展趋势11

1.2.3 土地管理信息系统的硬件设备11

1.3.2 土地管理信息化的内容12

1.3.3 土地管理信息系统的管理13

1.4 土地管理信息系统与地理信息系统国内外发展状况13

1.4.1 国外发展历程13

1.4.2 我国地理／土地管理信息系统的发展历程16

1.5 我国土地管理信息系统发展趋势与存在的问题19

1.5.1 土地管理信息系统发展趋势19

1.5.2 地理／土地管理信息系统学科前沿问题20

1.5.3 我国土地管理信息系统建设亟待解决的几个问题21

思考题23

2 土地信息与数据表达23

2.1 土地信息24

2.1.1 土地信息的特点24

2.1.2 土地信息分类与编码25

2.1.3 土地信息的标准化26

2.2.1 投影的概念28

2.2 图件投影与制图原理28

2.2.2 地图学初步知识33

2.3 地形图37

2.3.1 地形图概述37

2.3.2 地形图分幅38

2.3.3 高斯-克吕格投影下的条带划分40

2.3.4 高斯-克吕格投影下的条带坐标设置与坐标变换42

2.3.5 有关数字化地形图几个问题42

2.4 图件的矢量数据表达45

2.4.1 图件分析46

2.4.2 矢量格式数字图件的数据结构51

2.4.3 欧拉定理56

2.5 图件的网格数据表达57

2.5.1 网格格式数字图件概述57

2.5.2 游程码（Running Code）59

2.5.3 四叉树MD码（Quad-Tree Code）61

2.6 矢量格式与网格格式数据的比较67

思考题68

3 数据库管理系统69

3.1 概述69

3.1.1 数据库在土地管理信息系统中的重要地位69

3.1.2 土地管理信息系统对数据库管理的需求70

3.1.3 数据库的三种模型：层次型、网状型、关系型71

3.1.4 数据文件的概念与文件的组织74

3.2 关系型数据库与属性数据管理76

3.2.1 关系型数据库基本概念77

3.2.2 关系代数78

3.2.3 关系型数据库的规范化80

3.2.4 SQL查询语言84

3.3 空间数据库与空间数据库管理87

3.4 Sybase数据库管理系统简介90

3.4.1 客户／服务器体系90

3.4.2 Sybase的基本功能简介91

3.4.3 Sybase数据库在土地信息系统中的应用96

3.5 数据库技术的最新进展97

3.5.1 混合型、对象数据库97

3.5.2 面向对象数据库系统98

3.5.3 空间数据库发展100

3.5.4 网络数据库（分布式数据库）103

3.6 土地管理信息系统中的数据库设计104

3.6.1 土地管理中的基础数据105

3.6.2 数据库文件联系和数据完备一致性保证105

3.6.3 数据库逻辑结构设计（E-R分析方法）107

思考题113

4 计算机图形功能与图形学基础114

4.1 计算机的图形功能114

4.1.1 计算机图形功能的硬件环境与工作原理114

4.1.2 计算机高级语言与操作系统的图形功能118

4.1.3 计算机屏幕图形显示的离散数学分析119

4.2 二维图形显示变换121

4.2.1 平移变换122

4.2.2 缩放变换122

4.2.3 旋转变换123

4.2.4 使用图形变换显示图件的两个实例124

4.3 图形剪裁127

4.3.1 图形剪裁的概念与意义127

4.3.2 矩形剪裁129

4.3.3 圆形剪裁132

4.4 图斑面积量算及其应用134

4.4.1 辛普森（Simposion）面积计算公式134

4.4.2 辛普森公式的应用136

4.5 点位判别139

4.5.1 点位判别的意义和点位初步判断139

4.5.2 点位最终判别141

4.6.2 坐标链快速求交147

4.6.1 坐标链求交概述147

4.6 坐标链求交147

4.6.3 矢量格式坐标链求交的细节问题148

思考题149

5 图形输入150

5.1 图形输入综述150

5.1.1 图形输入在土地管理信息系统中的特殊地位150

5.1.2 土地管理信息系统中图形输入的特殊问题-数据关联问题150

5.1.3 图件输入的两条途径152

5.2 手扶数字化仪图形输入过程152

5.3 三个坐标系及其相互转换155

5.3.1 三个坐标系155

5.3.2 手扶数字化仪坐标系转换成图件或实地坐标系156

5.3.3 图件或实地坐标系与计算机屏幕坐标系之间相互转换157

5.4 端点弥合与结点搜索158

5.4.1 问题的提出158

5.4.2 矢—栅数据格式160

5.4.3 矢—栅数据格式的生成162

5.4.4 结点搜索164

5.5 组合闭合区域与自动生成拓扑关系166

5.5.1 连通域的拓扑分析与角度搜索法166

5.5.2 角度搜索的实施方法169

5.5.3 图斑的生成171

5.5.4 图斑编码的配赋予弧段拓扑关系的生成173

5.5.5 系统对图形数据的自动校验173

5.6 扫描仪图件输入简介175

5.6.1 概述175

5.6.2 扫描仪扫描获取初始数据177

5.6.3 两件数据处理工作——数据二值化与线条细化178

5.6.4 生成矢量格式坐标链179

5.6.5 坐标变换与自动生成拓扑关系，以及自动生成网格格式数据180

思考题181

6.1.2 开发图形处理功能的技术路线183

6.1.1 土地管理信息系统中的图形处理功能需求183

6 图形分析与处理183

6.1 概述183

6.2 图形编辑184

6.2.1 问题综述184

6.2.2 图斑的增删185

6.2.3 局部拓扑188

6.3 缓冲区生成与缓冲区搜索189

6.3.1 缓冲区（Buffer）概念189

6.3.2 缓冲区生成190

6.3.3 缓冲区搜索192

6.4 泰森多边形分析192

6.4.1 泰森多边形的由来与性质192

6.4.2 泰森多边形的生成194

6.5 面插值分析195

6.5.1 面插值的基本思路195

6.4.3 泰森多边形的应用195

6.5.2 预备概念196

6.5.3 面插值的算法198

6.5.4 在有隔离带情况下的面插值200

6.6 等高线图分析203

6.6.1 等高线图分析的准备203

6.6.2 坡度分析204

6.6.3 断面分析206

6.7 网格格式与矢量格式数据相互转换208

6.7.1 网格格式与矢量格式两个坐标体系的相互关系209

6.7.2 矢量格式转换成网格格式210

6.7.3 网格格式转换成矢量格式212

6.8 图形叠加（Overlay）214

6.8.1 图形叠加概述215

6.8.2 矢量格式下图形叠加拓扑分析218

6.8.3 矢量格式下的两种图形叠加220

6.8.4 矢量格式下图形叠加的算法222

思考题225

7 输出子系统227

7.1 概述227

7.1.1 输出子系统的特点及工作过程227

7.1.2 输出子系统分析228

7.2 符号库的设置与调用231

7.3 曲线的平滑233

7.4 面积量测统计有关问题235

7.4.1 网格格式下的面积量测统计235

7.4.2 矢量格式下的面积量测统计236

7.4.3 矢量格式下图斑面积量测的误差分析239

7.4.4 面积平差问题242

7.5 输出子系统的主要外部设备243

7.5.1 打印机244

7.5.2 绘图仪245

7.6.1 多媒体技术概述247

7.6 多媒体技术简介247

7.6.2 音频技术248

7.6.3 视频技术250

7.7 网络化的输出子系统252

思考题254

8 土地管理信息系统的应用模型255

8.1 模型的概念255

8.2 权重确定模型257

8.2.1 特尔菲法258

8.2.2 排序法259

8.2.3 层次分析模型（AHP）259

8.3 相似距模型264

8.4 聚类分析266

8.4.1 欧氏距离聚类266

8.4.2 模糊聚类269

8.5 主成分分析模型274

8.6 时序分析模型276

8.7 区位分析模型278

8.8.1 线性规划279

8.8 规划模型279

8.8.2 DYNAMO系统动力学软件介绍282

8.8.3 多目标规划模型290

思考题295

9 土地管理信息系统建设296

9.1 土地管理信息系统建设概述296

9.1.1 土地管理信息系统建设的系统工程指导思想296

9.1.2 土地管理信息系统建设的过程步骤297

9.1.3 系统建设的组织准备298

9.2 可行性研究299

9.2.1 系统建设的数据条件299

9.2.2 系统建设的技术条件299

9.2.4 成本／效益分析300

9.2.5 项目进度计划300

9.2.3 系统建设的经济条件300

9.3 系统需求分析301

9.3.1 调查研究302

9.3.2 作流程分析302

9.3.3 数据流程分析303

9.3.4 数据结构框架设计305

9.4 总体设计307

9.4.1 设计方法307

9.4.2 功能设计309

9.4.3 数据结构设计311

9.4.4 界面设计315

9.5 详细设计316

9.5.1 功能模块的详细设计316

9.5.2 数据库结构设计318

9.5.3 数据字典319

9.6 系统测试320

9.6.1 系统测试的步骤320

9.6.2 单元测试321

9.6.4 验收测试322

9.6.3 综合测试322

9.7 系统数据库建立323

9.7.1 源数据获取与预处理324

9.7.2 数据录入324

9.7.3 数据质量控制和评价325

9.7.4 数据维护330

9.8 系统维护331

9.8.1 系统日常维护331

9.8.2 系统软硬件维护331

9.8.3 系统故障分析332

9.8.4 系统再开发与系统软件移植332

9.9 系统分析文档规范332

思考题333

10.1 地籍管理子系统334

10.1.1 地籍管理概述334

10 土地管理信息系统专项子系统334

10.1.2 地籍管理系统的内容335

10.1.3 地籍管理子系统建立过程336

10.1.4 地籍管理子系统的几个关键功能341

10.2 城镇土地定级估价子系统343

10.2.1 土地分等定级343

10.2.2 土地估价347

10.3.1 概述353

10.3 土地资源管理子系统353

10.3.2 土地资源管理子系统软件开发主要关键技术354

10.3.3 县级土地利用现状数据库管理系统应用功能358

10.3.4 全国1∶50万土地利用现状数据库管理系统359

思考题365

参考文献366

附录369

附录一 国外8种主要GIS软件的基本情况与基本功能一览表369

附录二 英文缩写索引374