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商品描述
本書深入探討了Python編程在地理信息系統（GIS）和遙感（RS）領域的應用，重點關註空間數據處理的核心技術。本書內容分為三個層次：初級篇介紹Python科學計算基礎及GDAL空間數據處理基礎；進階篇深入剖析GDAL空間數據處理細節及常見空間數據處理相關庫的使用；高級篇涵蓋QGIS二次開發、遙感定量反演、地物分類以及機器學習在遙感中的應用。通過系統學習，讀者將構建完整的空間數據處理知識體系，顯著提升科研創新能力和工程實踐水平。 本書適合地理環境、測繪遙感及相關領域的本科生、研究生及從業人員使用，特別是希望掌握Python空間數據處理技能的讀者。本書內容基於開源軟件，支持多種操作系統和平臺，便於讀者深入學習。除了理論講解，本書還通過豐富的案例幫助讀者積累解決實際問題的經驗，提升其實踐能力。在空間信息產業向智能化轉型的背景下，本書將為讀者提供關鍵的技術儲備，助力其在科研創新和行業應用中建立競爭優勢。
目錄大綱
第一部分初級篇1
第1 章Python 語言入門3
1.1 Python 語言概述. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.2 基本數據類型及運算符. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.3 字符串及輸入輸出. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4 序列與字典. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.5 流程控制. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.6 函數與模塊. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.7 文件操作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.8 面向對象編程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.9 函數式編程. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
1.10 本章小結. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.11 牛刀小試. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
第2 章Python 科學計算47
2.1 多維數組. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.2 二維表. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
2.3 Matplotlib 繪圖庫. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
2.4 SciPy 科學計算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.5 Scikit-learn 機器學習. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
2.6 Scikit-image 圖像處理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
2.7 本章小結. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
2.8 牛刀小試. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
第3 章GIS 與空間數據基礎95
3.1 地理信息系統. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
3.2 遙感技術. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
3.3 空間數據. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
3.4 空間參考. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
3.5 地圖投影. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
3.6 空間數據庫. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
3.7 本章小結. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
3.8 牛刀小試. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111
第4 章GDAL 入門基礎113
4.1 GDAL 簡介及安裝. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
4.2 空間矢量數據. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
4.3 空間柵格數據. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
4.4 GDAL 命令行工具. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134
4.5 本章小結. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
4.6 牛刀小試. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
第二部分進階篇145
第5 章矢量數據處理進階147
5.1 數據生成. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
5.2 屬性操作. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149
5.3 空間查詢. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 155
5.4 常用處理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
5.5 空間分析. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
5.6 空間數據庫. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 170
5.7 本章小結. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
5.8 牛刀小試. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
第6 章柵格數據處理進階177
6.1 波段疊加. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
6.2 影像拼接. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180
6.3 影像裁剪. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
6.4 波段運算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 183
6.5 投影轉換. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
6.6 格式轉換. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 186
6.7 柵格數據插值. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
6.8 柵格數據與多維數組. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 188
6.9 基於NumPy 的柵格計算. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 190
6.10 再談拼接、裁剪和重投影. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191
6.11 本章小結. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 192
6.12 牛刀小試. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
第7 章其他開源庫的使用195
7.1 Fiona 矢量數據處理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 195
7.2 Rasterio 柵格數據處理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
7.3 GeoPandas 矢量數據處理. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
7.4 空間多維數據處理工具包. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 207
7.5 CartoPy 地圖繪制. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 212
7.6 本章小結. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 214
7.7 牛刀小試. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 215
第三部分高級篇217
第8 章GIS 系統二次開發219
8.1 PyQGIS 入門. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
8.2 Qt GUI 入門. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 226
8.3 基於QGIS 的二次開發. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
8.4 本章小結. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
8.5 牛刀小試. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 242
第9 章遙感影像處理與應用243
9.1 遙感影像反演—經驗模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
9.2 遙感影像反演—機器學習模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 246
9.3 遙感影像分類—非監督學習 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 250
9.4 遙感影像分類—監督學習 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 253
9.5 本章小結. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257
9.6 牛刀小試. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
附錄A Python 開發環境與調試259
A.1 幾個重要概念. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259
A.2 Python 開發環境搭建. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
A.3 程序調試. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 273
A.4 Python 代碼規範. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
參考文獻278
後記279
