01 / 导读
导读
引用
Longley, P. A., Goodchild, M. F., Maguire, D. J., & Rhind, D. W. (2015). Geographic Information Science and Systems (4th ed.). Wiley.
章节概要
第四版共496页、19章。开篇一章介绍这一领域，其余各章分为四个部分：原理（第2–5章）、技术（第6–10章）、分析（第11–15章）以及政策、管理与行动（第16–19章）。Wiley 表示，本书把支撑 GIS 使用的科学原理与对操作方法、技术和公共政策应用的最新介绍结合在一起，并称本版书名的细微改动反映了运用地理信息技术解决问题的科学的演进。每章末尾都有“进一步学习的问题”和“延伸阅读”。
第1章：地理信息：科学、系统与社会
导论解释了位置为什么重要、为什么说“空间是特殊的”，区分数据、信息、证据、知识和智慧，并从历史、商业、政府、计算机科学、地理学和社会等视角审视这一领域。
第一部分，第2–5章：地理数据的性质；表达地理；地理参照；不确定性
原理部分首先讲述使地理数据与众不同的特性：空间自相关、尺度、抽样和距离衰减。接着是数字化表达（离散对象与连续场、栅格与矢量、综合），地理参照（地名、地址、经纬度、投影、GPS），以及用整整一章讲述概念、表达和分析中的不确定性。
第二部分，第6–10章：GI 系统软件；地理数据建模；数据采集；创建和维护地理数据库；地理网络
技术部分涵盖相关技术：软件架构和系统类型（桌面、网络、服务器、移动）、栅格、矢量和对象数据模型、数据采集与转换、基于 SQL 和拓扑的数据库设计，以及通过地理门户、移动服务和网络服务进行的分发。
第三部分，第11–15章：制图与地图制作；地理可视化；空间数据分析；空间分析与推断；用 GI 系统进行空间建模
分析部分转向结果的生成与分析：地图设计与符号化；变形地图、分区密度图以及参与式和三维可视化；基于位置（叠加、空间连接）和基于距离（缓冲区、插值）的分析；面积、中心性、表面和路径问题以及假设检验；以及包括元胞模型和地图代数在内的空间模型。
第四部分，第16–19章：管理 GI 系统；信息与决策；应对风险；结语：服务于人类的 GISS
最后一部分讨论组织与社会：风险与投资回报，作为基础设施的信息与开放数据，法律、隐私和伦理方面的约束以及空间数据基础设施，最后一章讲述公民科学和人口、健康、灾害与可持续性等全球挑战。
核心概念
第1–5章：原理
- 空间自相关与尺度：相邻的地方往往相似，而研究结果会随分析尺度而变化。
- 离散对象与连续场：构想地理现象的两种方式，是栅格与矢量数据的基础。
- 地理参照与投影：给地方附上坐标，并把地球表面展平的方法。
- 不确定性：分为概念、表达和分析三个阶段来处理。
第6–15章：技术与分析
- 数据模型：栅格、矢量和对象表达及其在数据库中的使用。
- 地理可视化：空间数据的交互式和参与式展示。
- 空间分析：叠加、缓冲区、插值，以及基于地理数据的推断。
- 地图代数与元胞模型：第15章中的空间建模方法。
第16–19章：政策、管理与行动
- 开放数据与空间数据基础设施：在组织和国家之间共享地理信息。
- 公民科学与积极公民：结语中描绘的非专业人士参与 GI 项目的图景。
评析
优点
- 科学、技术与社会合为一体。 四部分的结构先讲原理后讲软件，先讲分析后讲管理，因而技术是在为其提供依据的观念之后才被引入的。
- 专门的不确定性一章。 第5章在原理部分用整整一章讲述地理现象的概念、表达和分析中的不确定性。
- 近期的发展。 Wiley 列出的本版变化包括大数据与开放数据、数据科学、移动计算与以公民为中心的科学、开放软件、计算密集型方法，以及地理信息在应对全球挑战中的作用。
- 学习辅助。 Wiley 提到每章都有学习目标和复习框，目录显示每章末尾都有“进一步学习的问题”和“延伸阅读”；教师资料包括幻灯片和手册。
局限
- 不是软件教程。 本书以概念而非某个软件包来组织；第6章概述软件类型和厂商，因此动手实践需要另在某个 GIS 软件中完成。
- 部分内容已显陈旧。 本书出版于2015年，其中对厂商（Autodesk、Bentley、Esri、Intergraph）的概述以及对网络和移动技术的论述反映的是当时的情况。
- 篇幅与范围。 19章、496页涵盖原理、技术、分析与管理；一学期的课程需要在各部分之间取舍，而第四部分面向的是组织和政策方面的读者。
- 统计内容的篇幅有限。 空间分析与推断占第13章和第14章，按目录约五十页，因此需要统计深度的学生需要一本专门的教材。
在课程中的定位
Longley 等人的书是本课程中以原理为先的综合性教材。Bolstad 的 Geographic Information Systems Fundamentals 被描述为 GIS 理论与实践的全面导论，涵盖空间数据的开发、管理、分析和制图可视化，是书单上另一本通用的 GIS 教材；两者都可以作为主教材。Longley 等人用整整一个部分讲述管理、政策与社会，Bolstad 的介绍则没有强调这些内容。
若要深入具体领域，O'Sullivan 和 Unwin 的 Geographic Information Analysis 是一部讲 GIS 背后统计方法的教材，对第13–14章的主题作了更深入的论述。Krygier 和 Wood 的 Making Maps 是一本插图丰富的设计指南，写给用 GIS 软件制图的人，是第11章在实践中的对应。Monmonier 的 How to Lie with Maps 是一部讲地图如何简化和扭曲的简短导论，Harley 的 The New Nature of Maps 收集了把地图作为文化文献的论文，两者都是表达相关章节的有益伴读。
如何使用本书
Wiley 称本书在广泛的学科范围内是畅销书。第1章从头介绍这一领域，因此似乎并不要求读者事先接触过 GIS；对地图和计算机有基本的了解会有帮助。
一个实用的计划：先读第1章和整个原理部分（第2–5章），因为后面的技术章节以表达、地理参照和不确定性等观念为前提。把第7章（数据建模）、第9章（数据库）和第13–14章（分析）作为技术类课程的核心，并用第6、8、10章了解软件、数据采集和网络发布。第11–12章适合以制图为重点的课程。第16–19章是管理、政策或应用类课程的自然读物。
完成各章的“进一步学习的问题”、学习目标和复习框，并把阅读与某个 GIS 软件和真实数据集结合起来，使第一部分的概念得以在实践中体会。