本教材概述了GIS基础及WebGIS框架，介绍了ASP.NET网络编程、数据库等WebGIS编程基础知识，讲解了常用的GIS开源Python库：GeoPandas、NetWorkX、0SMnx。示例GeoPandas读取和可视化玄武岩构造环境大数据、实现不同坐标系转换、地图栽剪；利用Networkx构建和操作图结构，分析图的算法如路径分析的使用；利用0SMnx获取地图，基于Folium进行二维WebGIS程序开发。本教材重点讲解三维WebGIS框架Cesium的编程，包括：坐标系和图层的使用，Entity和Primitive两种方式的绘图，Cesium中GeoJSON、kmz／kml和CZML等矢量空间数据的使用，地下工程（如钻孔）的可视化。本教材介绍了无人机航拍选冶渣场，利用contextCapture建立数字正射影像和数字地面模型，实现三维模型的瓦片化和三维建筑的可视化；介绍了地质统计学基本理论，基于选冶渣场数据库，采用克里格法估算场地重金属污染物浓度，并可视化地呈现在Cesium数字地球上。 本教材可供高等院校地矿专业的学生及WebGIS编程爱好者使用。

第1章 三维GIS概述
1.1 地球空间模型的描述
1.1.1 地球自然表面
1.1.2 大地水准面
1.1.3 地球椭球体
1.1.4 数学模型
1.2 坐标系
1.2.1 地理坐标系
1.2.2 投影坐标系
1.2.3 EPSG
1.2.4 WKT
1.2.5 ArcGIS中坐标系的转换
1.3 数字地面模型
1.3.1 高程的概念
1.3.2 数字地面模型概述
1.3.3 数字高程模型的表示
1.4 GIS地图数据的结构
1.4.1 矢量数据模型
1.4.2 栅格数据模型
1.5 三维WebGIS及其框架
1.5.1 WebGIS软件开发的方式
1.5.2 WebGIS地图服务
1.5.3 三维WebGIS框架
1.6 WebGIS下瓦片金字塔技术
1.6.1 瓦片金字塔技术的分割原理
1.6.2 ArcGIS的切片
1.7 WebGL技术
第2章 Web编程基础
2.1 构建基于Cesium的三维GIS平台
2.1.1 IIS的安装
2.1.2 IIS的配置
2.1.3 安装和使用VisualStudio
2.2 网页程序设计基础
2.2.1 HTML
2.2.2 CSS
2.2.3 JavaScript
2.3 Web开发技术及框架
2.3.1 服务器端框架
2.3.2 客户端框架
2.4 浏览器端框架——jQuery
2.4.1 jQuery的作用
2.4.2 jQuery处理DOM
2.4.3 jQuery的选择器
2.4.4 jQuery代码执行的时机和事件
2.4.5 jQuery对HTML/CSS操作
2.4.6 jQuery与AJAX
2.5 服务器端框架ASP.NET
2.5.1 类属性的定义
2.5.2 数据集合
2.5.3 序列化和反序列化
第3章 数据库管理与Web访问
3.1 数据库基础知识
3.1.1 数据库管理系统
3.1.2 关系数据库
3.1.3 关系数据库规范化
3.1.4 数据库系统
3.2 关系数据库标准语言——SQL
3.2.1 查询语句
3.2.2 增加、删除、更新语句
3.3 ASP.NET数据库编程基础
3.3.1 ADO.NET
3.3.2 Connection对象
3.3.3 Command和Reader对象
3.3.4 DataAdapter、DataSet和DataTable对象
3.4 三层架构下ASP.NET编程
3.4.1 数据访问层
3.4.2 业务逻辑层
3.4.3 用户界面层
3.5 将数据库中的记录序列化
3.5.1 使用Newtonsoft.Json.DLL
3.5.2 使用JavaScriptSerializer
3.5.3 输出特定格式的JSON字符串
第4章 Python下GIS数据管理与编程
4.1 地图的获取
4.2 GeoPandas库
4.2.1 读取文件
4.2.2 输出文件
4.2.3 坐标系间转换
4.2.4 矢量数据的裁剪
4.3 NetWorkX库
4.3.1 定义图
4.3.2 操作节点和边
4.3.3 图的绘制
4.3.4 图的分析
4.3.5 图的读取
4.4 OSMnx
4.4.1 OSMnx获取地图的方法
4.4.2 保存和读入路网图
4.4.3 地图的可视化
4.4.4 路网分析
4.5 基于Folium的WebGIS开发
4.5.1 环境搭建
4.5.2 Folium装载地图
4.5.3 Folium在地图上标注
4.5.4 制作热力图
4.5.5 Folium下显示最短路径
第5章 Cesium应用基础
5.1 CesiumJS的安装和配置
5.1.1 CesiumJS的安装
5.1.2 CesiumJS的配置
5.2 CesiumAPI中各个类
5.2.1 Viewer类属性
5.2.2 Scene类属性
5.2.3 Entity类
5.2.4 DataSourceCollection
5.2.5 空间计算
5.3 Viewer和地图图层
5.3.1 Viewer介绍
5.3.2 椭球体
5.3.3 图层介绍
5.3.4 使用动画控件控制动画时间
5.4 Cesium中的坐标系统
5.4.1 坐标系统介绍
5.4.2 各种坐标系统转换
5.5 相机
5.5.1 setView方法定位到指定位置
5.5.2 setView方法定位到矩形区域
5.5.3 flyTo跳转镜头到指定位置
5.5.4 lookAt将视角固定在设置的点上
5.5.5 zoomTo定位到特定的Entity
5.6 Cesium中的事件
5.6.1 鼠标事件
5.6.2 相机事件
5.6.3 渲染事件
5.7 地图定位
第6章 Cesium场景中三维绘图
6.1 Entity方式绘图
6.1.1 创建Entity
6.1.2 Entity的材质
6.1.3 Cesium的Property机制
6.1.4 Entity的管理
6.2 Primitive方式绘图
6.2.1 几何体
6.2.2 外观
6.2.3 组合几何形状
6.3 地下数据的可视化
6.3.1 地下数据可视化时参数设置
6.3.2 钻孔数据的可视化
第7章 Cesium矢量空间数据
7.1 Cesium中支持的矢量数据
7.2 GeoJSON
7.2.1 GeoJSON介绍
7.2.2 Cesium加载GeoJSON点数据
7.2.3 Cesium加载GeoJSON面数据
7.3 kml/kmz
7.3.1 kml/kmz数据格式
7.3.2 Cesium加载kml/kmz
7.4 用CZML描述动态场景
7.4.1 时间的表述
7.4.2 CZML流式加载
7.4.3 availability属性
第8章 地质统计学三维插值及其应用
8.1 区域化变量理论