01 / 導讀
導讀
引用
Longley, P. A., Goodchild, M. F., Maguire, D. J., & Rhind, D. W. (2015). Geographic Information Science and Systems (4th ed.). Wiley.
章節概要
第四版共496頁、19章。開篇一章介紹這一領域，其餘各章分為四個部分：原理（第2–5章）、技術（第6–10章）、分析（第11–15章）以及政策、管理與行動（第16–19章）。Wiley 表示，本書把支撐 GIS 使用的科學原理與對操作方法、技術和公共政策應用的最新介紹結合在一起，並稱本版書名的細微改動反映了運用地理資訊科技解決問題的科學的演進。每章末尾都有「進一步學習的問題」和「延伸閱讀」。
第1章：地理資訊：科學、系統與社會
導論解釋了位置為什麼重要、為什麼說「空間是特殊的」，區分資料、資訊、證據、知識和智慧，並從歷史、商業、政府、電腦科學、地理學和社會等視角審視這一領域。
第一部分，第2–5章：地理資料的性質；表達地理；地理參照；不確定性
原理部分首先講述使地理資料與眾不同的特性：空間自相關、尺度、抽樣和距離衰減。接著是數位化表達（離散物件與連續場、網格與向量、綜合），地理參照（地名、地址、經緯度、投影、GPS），以及用整整一章講述概念、表達和分析中的不確定性。
第二部分，第6–10章：GI 系統軟體；地理資料建模；資料採集；建立和維護地理資料庫；地理網路
技術部分涵蓋相關技術：軟體架構和系統類型（桌面、網路、伺服器、行動）、網格、向量和物件資料模型、資料採集與轉換、基於 SQL 和拓撲的資料庫設計，以及透過地理入口網站、行動服務和網路服務進行的分發。
第三部分，第11–15章：製圖與地圖製作；地理視覺化；空間資料分析；空間分析與推斷；用 GI 系統進行空間建模
分析部分轉向結果的生成與分析：地圖設計與符號化；變形地圖、分割槽密度圖以及參與式和三維視覺化；基於位置（疊加、空間連線）和基於距離（緩衝區、插值）的分析；面積、中心性、表面和路徑問題以及假設檢驗；以及包括元胞模型和地圖代數在內的空間模型。
第四部分，第16–19章：管理 GI 系統；資訊與決策；應對風險；結語：服務於人類的 GISS
最後一部分討論組織與社會：風險與投資回報，作為基礎設施的資訊與開放資料，法律、隱私和倫理方面的約束以及空間資料基礎設施，最後一章講述公民科學和人口、健康、災害與永續性等全球挑戰。
核心概念
第1–5章：原理
- 空間自相關與尺度：相鄰的地方往往相似，而研究結果會隨分析尺度而變化。
- 離散物件與連續場：構想地理現象的兩種方式，是網格與向量資料的基礎。
- 地理參照與投影：給地方附上座標，並把地球表面展平的方法。
- 不確定性：分為概念、表達和分析三個階段來處理。
第6–15章：技術與分析
- 資料模型：網格、向量和物件表達及其在資料庫中的使用。
- 地理視覺化：空間資料的互動式和參與式展示。
- 空間分析：疊加、緩衝區、插值，以及基於地理資料的推斷。
- 地圖代數與元胞模型：第15章中的空間建模方法。
第16–19章：政策、管理與行動
- 開放資料與空間資料基礎設施：在組織和國家之間共享地理資訊。
- 公民科學與積極公民：結語中描繪的非專業人士參與 GI 專案的圖景。
評析
優點
- 科學、技術與社會合為一體。 四部分的結構先講原理後講軟體，先講分析後講管理，因而技術是在為其提供依據的觀念之後才被引入的。
- 專門的不確定性一章。 第5章在原理部分用整整一章講述地理現象的概念、表達和分析中的不確定性。
- 近期的發展。 Wiley 列出的本版變化包括大資料與開放資料、資料科學、移動計算與以公民為中心的科學、開放軟體、計算密集型方法，以及地理資訊在應對全球挑戰中的作用。
- 學習輔助。 Wiley 提到每章都有學習目標和複習框，目錄顯示每章末尾都有「進一步學習的問題」和「延伸閱讀」；教師資料包括幻燈片和手冊。
局限
- 不是軟體教程。 本書以概念而非某個軟體包來組織；第6章概述軟體類型和廠商，因此動手實踐需要另在某個 GIS 軟體中完成。
- 部分內容已顯陳舊。 本書出版於2015年，其中對廠商（Autodesk、Bentley、Esri、Intergraph）的概述以及對網路和移動技術的論述反映的是當時的情況。
- 篇幅與範圍。 19章、496頁涵蓋原理、技術、分析與管理；一學期的課程需要在各部分之間取捨，而第四部分面向的是組織和政策方面的讀者。
- 統計內容的篇幅有限。 空間分析與推斷佔第13章和第14章，按目錄約五十頁，因此需要統計深度的學生需要一本專門的教材。
在課程中的定位
Longley 等人的書是本課程中以原理為先的綜合性教材。Bolstad 的 Geographic Information Systems Fundamentals 被描述為 GIS 理論與實踐的全面導論，涵蓋空間資料的開發、管理、分析和製圖視覺化，是書單上另一本通用的 GIS 教材；兩者都可以作為主教材。Longley 等人用整整一個部分講述管理、政策與社會，Bolstad 的介紹則沒有強調這些內容。
若要深入具體領域，O'Sullivan 和 Unwin 的 Geographic Information Analysis 是一部講 GIS 背後統計方法的教材，對第13–14章的主題作了更深入的論述。Krygier 和 Wood 的 Making Maps 是一本插圖豐富的設計指南，寫給用 GIS 軟體製圖的人，是第11章在實踐中的對應。Monmonier 的 How to Lie with Maps 是一部講地圖如何簡化和扭曲的簡短導論，Harley 的 The New Nature of Maps 收集了把地圖作為文化文獻的論文，兩者都是表達相關章節的有益伴讀。
如何使用本書
Wiley 稱本書在廣泛的學科範圍內是暢銷書。第1章從頭介紹這一領域，因此似乎並不要求讀者事先接觸過 GIS；對地圖和計算機有基本的瞭解會有幫助。
一個實用的計畫：先讀第1章和整個原理部分（第2–5章），因為後面的技術章節以表達、地理參照和不確定性等觀念為前提。把第7章（資料建模）、第9章（資料庫）和第13–14章（分析）作為技術類課程的核心，並用第6、8、10章瞭解軟體、資料採集和網路釋出。第11–12章適合以製圖為重點的課程。第16–19章是管理、政策或應用類課程的自然讀物。
完成各章的「進一步學習的問題」、學習目標和複習框，並把閱讀與某個 GIS 軟體和真實資料集結合起來，使第一部分的概念得以在實踐中體會。