本书是以国产 GIS 软件 GeoScene 为核心，系统介绍现代空间分析从基础到高阶应用的实践教程。内容全面覆盖矢量与栅格分析、三维建模、水文分析、空间统计及网络分析等核心功能，并深度集成 GeoAI 前沿技术，提供深度学习目标检测与语义分割的实战案例。本书的突出特点是国产化平台与真实应用场景相结合，通过人口分布质心计算、充电桩选址、医疗设施可达性分析、流域划分和提取、土壤侵蚀定量研究等 15 个典型行业案例，详细而全面地指导读者将技术应用于自然资源管理、城市规划和新型基建等领域。本书旨在培养读者的空间思维与实操能力，既可作为地理信息、遥感等相关专业学生的教材，也可供自然资源、智慧城市等领域的从业人员参考使用，是掌握国产地理信息软件高端应用的必备手册。

聂芹，女，博士，入选福建省高等学校新世纪优秀人才支持计划，英国卡迪夫大学访学学者。主要研究方向包括：深度学习遥感影像智能解译、遥感数据挖掘、智慧城市、GeoAI相关研究与教学工作。兼任厦门市厦门理工学院院士专家工作站负责人、厦门市地理学会副会长，联合国教科文组织自然与文化遗产空间技术中心（HIST）妈祖文化研究基地核心成员，呼伦贝尔智慧城市发展研究院核心成员，厦门市科技局专家等。主要承担国家自然科学基金1项，福建省科技计划项目（自然科学基金）2项，福建省教育厅A类项目1项，厦门市产学研项目2项，企业委托项目6余项。以第一作者在国内外核心权威期刊发表学术论文30余篇，其中被SCI检索10余篇。成果分别获得地理信息科技进步奖一等奖、厦门市科技进步二等奖、三等奖各1项。

第 1 章　空间分析基本概念
1.1　空间分析的理论基础 001
1.2　空间分析的方法体系 001
1.3　空间分析与相关学科的关系 002
1.4　空间分析在 GIS 中的作用 002
1.5　未来发展趋势 002
第 2 章　GeoScene 应用基础
2.1　GeoScene 平台概述 005
2.1.1　GeoScene 体系结构 005
2.1.2　GeoScene 软件特色 005
2.1.3　GeoScene 空间分析 006
2.2　GeoScene 界面与操作 006
2.2.1　GeoScene 界面组成 006
2.2.2　地图文档创建与管理 006
2.2.3　数据层的加载与操作 008
2.2.4　地图视图与布局视图 009
2.3　GeoScene 空间分析工具 010
2.3.1　空间分析工具概述 010
2.3.2　空间分析工具应用基础 011
2.4　GeoScene 空间分析模块和功能 012
第 3 章　空间数据的采集与转换
3.1　空间数据的采集与组织 013
3.1.1　矢量数据组织 013
3.1.2　栅格数据组织 016
3.1.3　点云数据组织 018
3.1.4　地理数据库的创建与管理 021
3.1.5　数据的编辑 027
3.2　空间数据的转换 035
3.2.1　空间变换 035
3.2.2　数据格式转换 037
3.2.3　数据处理 041
第 4 章　矢量数据的空间分析
4.1　空间分析的数据模型 049
4.1.1　栅格数据模型 049
4.1.2　矢量数据模型 050
4.1.3　栅格和矢量数据模型的区别与联系 050
4.1.4　时空数据模型 051
4.2　GIS 空间分析的基本原理与方法 052
4.2.1　栅格数据分析模型 052
4.2.2　矢量数据分析方法 054
4.2.3　空间统计分析 057
4.2.4　三维空间分析 057
4.3　邻域分析 058
4.3.1　泰森多边形 058
4.3.2　近邻分析 059
4.4　叠置分析 061
4.4.1　空间连接 062
4.4.2　图层擦除 063
4.4.3　标识叠加 064
4.4.4　相交操作 064
4.4.5　交集取反 066
4.4.6　图层联合 066
4.4.7　修正更新 067
4.4.8　分割 068
4.4.9　裁剪 069
4.5　缓冲区分析 070
4.6　实例与练习 074
4.6.1　福建省人口分布质心计算 074
4.6.2　充电桩选址 082
第 5 章　网络分析
5.1　基本概念 093
5.2　网络数据集 094
5.2.1　源设置 094
5.2.2　出行属性 098
5.3　网络分析类型 104
5.3.1　路径分析 105
5.3.2　最近设施点分析 106
5.3.3　服务区分析 107
5.3.4　OD 成本矩阵分析 108
5.3.5　车辆配送分析 109
5.3.6　位置分配分析 111
5.4　实例与练习——医疗设施可达性分析 113
第 6 章　栅格数据的空间分析
6.1　分析环境设置 121
6.1.1　加载分析模块 121
6.1.2　设置工作路径 122
6.1.3　设置单元大小 122
6.1.4　设置分析区域 123
6.1.5　选择坐标系统 124
6.2　基础运算 125
6.2.1　栅格计算器 125
6.2.2　数学运算 125
6.2.3　函数运算 126
6.3　表面分析 127
6.3.1　等值线绘制 127
6.3.2　地形因子提取 128
6.3.3　山体阴影 129
6.4　重分类 129
6.5　密度分析 130
6.6　距离制图 130
6.6.1　距离制图基础 131
6.6.2　距离累积 131
6.6.3　距离分配 133
6.6.4　最佳路径 134
6.7　实例与练习 135
6.7.1　黄河流域 NDVI 年度特征指标提取 135
6.7.2　福建省山顶点提取 142
6.7.3　学校选址 145
第 7 章　水文分析
7.1　工具介绍 154
7.1.1　洼地填充 154
7.1.2　流向计算 155
7.1.3　流量计算 156
7.1.4　水流长度 157
7.1.5　河网分级 157
7.1.6　集水区 157
7.1.7　盆域 158
7.1.8　流动距离 158
7.1.9　派生连续流 159
7.2　实例与练习——福建省流域划分和提取 161
第 8 章　空间插值分析
8.1　理论基础与分析流程 167
8.2　插值分类与方法 167
8.2.1　插值分类 167
8.2.2　插值方法 168
8.2.3　插值方法选择 175
8.3　实例与练习——福建省平均气温插值分析 176
第 9 章　三维分析
9.1　场景设置 181
9.1.1　场景视图 181
9.1.2　照明设置 182
9.1.3　高程表面 185
9.1.4　导航工具 188
9.2　数据模型 192
9.2.1　3D 矢量数据 192
9.2.2　多面体 /3D 对象 194
9.2.3　建筑信息模型 200
9.2.4　点云数据 202
9.2.5　体元栅格 203
9.3　治理及优化 206
9.3.1　倾斜摄影模型 206
9.3.2　场景图层 206
9.3.3　I3S 开放三维数据标准 209
9.3.4　三维数据治理模块 209
9.4　实例与练习 211
9.4.1　可视域分析 211
9.4.2　天际线分析 228
9.4.3　三维数据空间分析 241
第 10 章　空间统计分析
10.1　空间统计基础 251
10.2　探索性空间数据分析 253
10.2.1　检验数据分布 253
10.2.2　寻找数据离群值 253
10.3　空间模型与空间关系建模 254
10.3.1　度量地理要素的基本特征 254
10.3.2　地理要素的全局模式分析 254
10.3.3　地理要素的局部模式分析 255
10.4　实例与练习——闽南非遗时空分布的空间自相关分析 256
第 11 章　空间分析建模
11.1　模型构建器工具 263
11.2　Python 工具 266
11.3　实例与练习 269
11.3.1　长汀县土壤侵蚀定量研究——ModelBuilder 实现 269
11.3.2　长汀县土壤侵蚀定量研究——ArcPy 实现 283
第 12 章　GeoAI 简介与场景案例应用
12.1　GeoScene 平台 GeoAI 配置 291
12.2　深度学习工作流 291
12.3　实例与练习 293
12.3.1　厦门市岛内道路提取 293
12.3.2　福州市长乐机场飞机目标识别 301