GIS与遥感

地理信息系统概论（第三版）

2026-08-28·—次浏览

如果你只能选一本中文 GIS 教材打地基，黄杏元、马劲松这本《地理信息系统概论》是绕不开的选项。它从 1990 年首版问世，到 2008 年出到第三版，中间修订过两次，几乎陪伴了中国 GIS 学科从"引进来"到"走出去"的整个青年期。这本书不是某一类工具的操作手册，也不是某一段时期行业热点的拼盘——它写的是 GIS 这个学科自身的"骨与肉"，所以你可以反复读，每次回到不同章节，都会有新的理解。

一、为什么是这本

GIS 在中国走过 40 多年。从 20 世纪 60 年代加拿大人 Roger Tomlinson 推动 CGIS，到 80 年代学术圈零星接触，再到 2000 年之后"数字城市""数字国土""数字地球"概念一波接一波，GIS 这个交叉学科一直在演化。

本书前言里把这三段演变凝成了三个词——GISystem（技术系统）→ GIScience（学科）→ GIService（社会服务）。理解这三个词的接力，就能理解为什么这本教材每一版都要"大动"章节结构：不是因为编排喜好变了，而是 GIS 这个学科本身的内核在长大。

二、第三版相比前两版的关键变化

第三版在普通高等教育"十一五"国家级规划教材体系下修订，承接的是面向 21 世纪课程教材和"九五"国家级重点教材建设基础。具体改了哪些？

章节结构彻底重组。前两版大体按"概念 → 数据结构 → 数据获取与处理 → 应用"线性展开，第三版把"空间数据库"独立成章（第 4 章），把"应用模型"独立成章（第 6 章），把"产品输出设计"独立成章（第 8 章）。这种重组对应了 GIS 行业 2000–2008 年间的三个事实变化：

数据库技术（Oracle Spatial、PostGIS、ArcSDE）成熟，空间数据库不再是"数据结构"的附属，而是 GIS 工程的中台；
模型驱动的研究范式普及，GIS 应用从"画图"走向"模拟"，土地定级、交通规划、地学模拟都成为独立问题；
三维可视化与虚拟现实进入高校视野，输出层从"二维地图"扩成"地图 + 场景"。

新增若干前沿专题。第 4 章加了一节"空间时态数据库"——回应"地籍变更""环境演变"这类必须同时记空间和时间的真实业务。第 5 章把"空间分析"扩展成 DTM 分析、空间叠合、空间邻近度、空间网络四大块，Dijkstra 最短路径、Voronoi 多边形、DEM 通视分析都进了基础课。第 8 章直接放进"可视化与虚拟现实"，包括三维空间制图模型和数字高程模型的构造。

保留经典骨架。矢量/栅格/曲面三大数据结构类型、几何纠正与地图投影、矢量栅格互转、多元数据融合、压缩与重分类、空间内插、拓扑编辑——这些"经典 GIS 技法"在第三版仍然完整保留，只是叙述更紧、案例更新。

三、章节全景

全书共分 8 章，目录如下：

导论——数据与信息、GIS 基本构成（硬件/软件/空间数据/应用人员/应用模型）、GIS 基本功能与应用功能、发展概况与基础理论。这是给零基础读者准备的入门图。
地理信息系统的数据结构——地理空间及其表达、空间数据分类与特征、矢量/栅格/曲面三大数据结构类型、数据结构的建立（输入、编辑、分类与编码）。这是 GIS 学科最经典的"内功"。
空间数据处理——几何纠正、地图投影及其转换、矢量栅格互转、多元数据融合、压缩与重分类、空间内插、空间拓扑关系编辑。
地理信息系统空间数据库——空间数据库的概念/设计/实现、概念模型设计（语义/面向对象）、逻辑模型设计（关系）、物理设计、空间查询（关系/属性/空间属性联合/SQL）、空间索引（范围/格网/四叉树）、空间元数据、空间数据库引擎、空间时态数据库。
空间分析的原理与方法——数字地形模型分析（地形因子、剖面线、DEM 通视分析）、空间叠合分析、空间邻近度分析（缓冲区、Voronoi 多边形）、空间网络分析（图论、Dijkstra 算法）。
地理信息系统的应用模型——土地定级估价模型、适宜性分析模型、发展预测模型、区位选择模型、交通规划模型、地球科学模拟模型（含土壤侵蚀数值分析）。
地理信息系统的设计与评价——应用型 GIS 设计的目的/模式/流程、系统分析/设计/实施/运行维护、地理信息标准化（内容/制定）、GIS 评价方法。
地理信息系统产品的输出设计——产品输出形式（地图/网络地图/数字地球）、图形输出系统设计（坐标系与颜色模型、几何变换、地形图与专题地图输出组织形式）、可视化与虚拟现实（三维空间制图模型、数字高程模型的构造、虚拟现实设计与实现）。

附录与参考文献约占 28 页（249–277），引用大量国内外会议论文集、专著与学术报告。

五、作者背景

黄杏元，1990 年代起就在南京大学主持 GIS 教学与科研工作，是中国高校 GIS 教育早期推动者之一。本书第一版由北京大学承继成教授、华东师范大学梅安新教授审定。第二版修订过程中，得到华东师范大学张超、武汉大学李德仁、胡鹏、南京大学顾朝林、李满春等专家帮助。第三版由南京大学闾国年教授审阅书稿——闾国年是中国 GIS 界对"GIService"与"全空间信息系统"提出系统论述的学者，他的审阅让第三版的学科结构框架更清晰。

作者分工：本书前言署名"作者"，写作时间 2007 年 7 月于南京大学，联系邮箱为 huangxy@nju.edu.cn 和 majs@nju.edu.cn。出版社编辑为高等教育出版社徐丽萍、蔺峰。

这本书能进"十一五"国家级规划教材序列，并连续三版保持稳定发行，本身就是对其学术质量的背书——很多同名教材在 2000 年之后陆续被边缘化，这一本始终是地球科学类本科生 GIS 基础课的标准选项。

六、读者对象与学习路径

按前言给出的明确定位：

大学地球科学类专业本科生专业基础课教材——地理科学、地理信息科学、测绘工程、遥感科学、土地资源管理、城市规划、生态环境等专业的"GIS 概论"或"地理信息系统原理"课程。
研究生主要参考书——特别是硕士阶段补 GIS 本科基础的同学，比直接看英文教材门槛低得多。
科研和产业部门科技人员——做国土、规划、农林、水利、应急等业务的同事，需要回到概念层面查证术语时随手翻。

自学建议：第 1 章先通读，建立框架；第 2 章配合 ArcGIS 或 QGIS 实际操作矢量/栅格概念；第 3 章配合 GDAL/OGR 或 FME 跑流程；第 4 章配合 PostGIS/PostgreSQL 装环境跑 SQL；第 5 章做一组练习题（地形因子提取、网络分析）；第 6 章选一个模型（如土地定级）做小项目；第 7 章和第 8 章则在真正做毕业设计或工程报告时再回头看，效果最好。

图书部分截图：

地理信息系统概论