GIS的应用及研究热点探讨
第26卷第3期2003年6月
现 代 测 绘
Modern Surveying and Mapping
Vol.26,No.3
J un.2003 GIS的应用及研究热点探讨Ξ
刘 春1,2,刘大杰1
(1同济大学测量与国土信息工程系,上海200092;2同济大学海洋科学博士后流动站,上海200092)
摘 要 地理信息系统(GIS)随着信息技术的发展,更加趋于多元化和多学科的交叉发展,本文从GIS应用发展开始,列举与GIS融合的其它信息技术,分析了GIS基础理论和技术研究的热点问题,通过这些问题可以展望未来GIS的进展。
关键词 地理信息系统 计算机系统 信息融合
中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1672-4097(2003)03-0007-04
1 GIS与相关信息技术的结合
GIS是一门综合性技术,它已经与其他技术互相融合。GIS应用需要利用和集成其他技术,同时,其它信息技术的应用也需要GIS。GIS与其他技术的融合见表1。
表1 GIS与几种信息技术结合
GIS2CAD CAD是一种计算机辅助制图和设计技术,主要用以设计空间位置,表达空间关系;而GIS是一门空间综合管理技术,既可以管理空间位置,又可以管理空间对应的属性信息,并具有很好的对应关系。
GIS2遥感遥感技术是GIS的重要组成部分,它的发展为GIS数据快速更新提供了一个有效的办法,当前In2 SAR的发展更是GIS数据采集的革命。同时,GIS应用的发展也提高了遥感的数据提取和分析能力。随着高精度遥感的发展和遥感动态网络的出现,GIS与遥感的结合会更加密切。
GIS2GPS GPS被认为是21世纪影响人类社会12大技术之一,然而GPS如与GIS结合,才能普及它的应用,而不只是停留在大地测量领域,如智能化交通(ITS)中基于电子地图的汽车车内自主导行系统等,同时与GPS结合也提高了GIS动态分析的能力。
GIS2Internet技术基于Internet技术的GIS,即Web GIS已成为GIS发展的重要方向,可以利用Internet在Web上发布和出版空间数据,为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能,从而使GIS的应用更加灵活。
GIS2多媒体技术GIS也是一种重要的多媒体。GIS与多媒体结合已经成为现实,在多媒体系统中嵌入GIS功能,或在GIS系统增加多媒体功能,能极大地增强GIS交互能力并加大GIS提供的信息量。
GIS2虚拟现实技术GIS与虚拟现实技术结合,提高了GIS图形显示的真实感和对图形的可操作性。使用户能身临其地理环境中实现观察、触摸、操作和检测等。
2 GIS应用类型
根据GIS所应用的领域不同可将其划分为:地籍信息系统(CIS)、基于影象的信息系统(IB IS)、土地信息系统(L IS)、自然资源管理信息系统(NR2 M IS)、市场分析信息系统(MA IS)、规划信息系统(PIS)、空间信息系统(SIS)、空间决策信息系统(SDIS)、城市信息系统(U IS)和交通运输地理信息系统(GIS2T)等。
尽管现存的地理信息系统软件很多,但对于它的应用,归纳概括起来有二种情况。一是利用GIS 系统来加工和管理用户的数据;二是在GIS的基础上,利用它的二次开发技术开发用户专用的地理信息系统。以下是一些具体的应用方式:
2.1 地理信息系统作为空间数据库管理系统
GIS目前采用野外数字测图、手工和扫描数字化、遥感与摄影测量等方式采用集空间数据,并有效地对这些数据进行数据库管理、更新、维护、进行快速查询检索,以多种方式输出决策所需的地理空间信息。
Ξ作者简介:刘春,男,博士,江苏海门人,1973年生。主要研究方向为GIS空间数据的质量研究、基础理论和GIS应用系统的开发。已于国内外刊物发表论文30余篇。
2.2 GIS在综合分析评价与模拟预测中的应用
GIS可以综合分析现实世界各个侧面的思维评价结果,得到综合分析评价结果;也可以摸拟自然过程、决策和倾向的发展,对比不同决策方案的效果以及可能产生的后果,以作出最优决策,避免和预防不良后果的发生。
2.3 GIS的空间查询和空间分析功能的应用
这种应用以原始图为输入,而查询和分析结果则是以原始图经过空间操作后生成的新图件来表示,在空间定位上仍与原始图一致。因此,也可将其称为空间变换。这种空间变换包括叠置分析、缓冲区分析、拓扑空间查询、空间集合分析(逻辑交运算、逻辑并运算、逻辑差运算)。
2.4 GIS在专题地图制图中的应用
地理信息系统的发展是从地图制图开始的,因而GIS的主要功能之一是用于地图制图,建立地图数据库。与传统手工制图方式相比,利用GIS建立起地图数据库,可以达到一次投入、多次产生的效果。它不仅可以为用户输出全要素地形图,而且可以根据用户需要分层输出各种专题。
2.5 建立专题信息系统和区域信息系统
专题信息系统如水资源管理信息系统、矿产资源信息系统、草场资源信息系统、水土流失信息系统和目前上海正在建立煤气管网GIS系统等等。区域信息系统主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标,可以有不同的规模,其特点是数据种类多,功能齐全,通常具有较强的开放性。
2.6 GIS与遥感图像处理系统相结合的应用
遥感数据是地理信息系统重要信息源,目前大多数GIS系统已嵌入图像处理功能,并把它作为一个子模块。
2.7 应用GIS系统提供的二次开发函数库或构件开发出具有特定功能的应用系统
3 GIS主要基础理论及技术研究的热点进入21世纪以后,地理信息系统主要的基础理论和技术研究热点有了新的变化,代表了地理信息系统研究的新进展,主要归纳如下:
3.1 稳定、快速的GIS数据采集和数据更新体系
GIS数据的来源可以包括:野外数字化采集系统、地图扫描矢量化采集系统、局域和广域差分GPS数据采集系统、遥感数据采集和更新系统、数字摄影测量数据采集系统等。对于每一种数据采集系统的研究都将设计许多具体内容,数据源采集和更新体系是GIS理论和技术研究的首要问题。3.2 GIS空间数据的质量与不确定性分析
数据和软件是GIS走向产业化的前提,同时GIS空间数据的质量直接影响GIS的分析和应用,影响了GIS的生存和发展。当前GIS空间数据的精度分析与质量控制研究中,从手工数字化数据采集质量到扫描数字化数据质量、从矢量数据误差模型研究到影象数据分类和分析质量研究、从空间位置数据质量研究到空间属性数据质量研究、从数据误差传播分析到数据误差模型的可视化、从模拟数据不确定性分析到批量数字产品生产的质量控制和抽样检验等的变化可看出GIS数据质量不确定性研究的对象越来越广,内容越来越多。
3.3 3D地理信息系统(3D GIS)的研究
在传统的二维(2D)GIS中,通常是将垂直方向的信息抽象成一个属性值,如D TM中的高程,然后进行空间操作和分析。如果在垂直方向上的采样多于一个,如:资源勘探中在一个钻孔中的多个采样, 2D GIS则难以处理。在这种场合下具有真三维(3D)处理和分析功能的GIS系统是必需的。而所谓的3D GIS就是在二维GIS的基础上对具有三维地理参考坐标的地理信息输入、存储、编辑、查询、空间分析和模拟操作的计算机系统。目前3D GIS的数据结构研究比较多。基于体素的(Voxel2based)三维系统比较成熟,广泛用于石油勘探中;基于矢量数据的系统模型处于研究中,例如四面体或边界表示的矢量方法、八叉树与TIN的混合结构、八叉树与TEN的混合结构、面向对象的矢量与栅格一体化结构等。目前3D GIS的数据模型研究有两个方向:第一是利用三维几何和CAD领域的可视化,构成3D GIS中交互式的模型和可视化功能;第二是开发3D GIS数据管理和空间分析功能,它从数据库方面进行考虑,这两个方面的结合以及迅速发展的虚拟现实技术将产生新的3D GIS数据模型。
3.4 GIS时空系统(spatio-temporal system)研究
在许多应用领域中,如环境监测、地震救援、天气预报等,空间对象是随时间变化的,而这种动态变化的规律在求解过程中起着十分重要的作用。过去GIS忽略时态主要是受器件的限制,也有技术方面的原因。近年来,对GIS中时态特性的研究变得十分活跃,即所谓“时空系统”。
根据处理时间和有效时间的划分,可以把时空系统分为4类:静态时空系统(static ST system)、历史时态系统(historical ST system)、回溯时态系统(rollback ST system)和双系统(bitemporal ST sys2 tem)。时空系统主要研究时空模型,时空数据的表示、存储、操作、查询和时空分析。目前比较流行的
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做法是在现有数据模型基础上扩充,如在关系模型的元组中加入时间,在对象模型中引入时间属性。
3.5 GIS空间数据查询语言的研究
GIS数据描述的是空间信息,一般包括位置、属性和时间三个方面。在GIS应用中,使用最广泛的是空间数据的查询,有时查询某一个图形,有时是查询空间图形之间的相互关系。目前许多GIS软件提供的是常用的关系数据库结构化查询语言(SQL),而关系数据库结构化查询语言有其固有的缺陷,例如:不支持空间概念特别是空间关系、空间对象的查询结果不能用空间图形的方式有效地显示给用户以及不支持元数据查询、知识查询、定性查询和基于图形对象的查询等。
当前对空间查询语言的研究包括:(1)空间结构化查询语言(Spatial SQL)。它是在关系型SQL上发展起来的,不仅能完成空间数据的查询,而且能表达查询结果。其形式为:(空间数据库查询语言) SQL+(目标表示语言)GPL=Spatial SQL。(2)可视化查询语言。将查询语言的操作对象和过程及其空间关系等,用直观的图形或表格显示给用户,构成可视化查询语言。(3)自然查询语言。引入自然语言的概念,使查询语言的描述更接近自然语言,另外用模糊数学方法将模糊概念量化为确定的范围,实现具有能理解模糊概念的查询。
3.6 GIS空间数据共享和数据标准研究
现有GIS软件与应用都有自己的数据格式和数据标准,不同GIS软件之间还不能直接读取和操纵其他GIS软件的数据,而必需经过数据转换。所以在GIS的建设和发展中对空间数据共享和数据标准化问题迫切需要进行研究。
一方面国家和行业部门指定自己的外部交换数据标准,要求采用公共的数据格式,以解决不同GIS 软件之间空间数据的转换问题:另一方面指定空间数据相互操作协议(O GIS),指定一套大家能够接受的空间数据操作函数(API),软件开发商必须提供与这一API函数一致的驱动程序,这样不同的软件就可以操作对方的数据。目前已有几个重要空间数据转换标准:
DIGEST———数字地理信息交换标准(Digital G eographic Information Exchange Standard)由北大西洋公约组织NA TO的数字地理信息工程组D GI2 W G制定,可以处理栅格、矩阵和矢量数据的转换(含拓扑结构)。
STDS———空间数据转换标准(Spatial Data Transfer Standard)由美国地质测量协会USCS制定,是一种不同计算机体系中空间数据的转换标准。
O GIS———开放地理数据互操作规范(Open G eodata Inferoperdility Specification)是通过各软件开发商提供的与其定义的API函数一致的驱动来实现的,从而使得不同软件可操纵对象的数据。3.7 地理计算(G eoComputation)
上个世纪未围绕GIS所做的研究和大量工作基本是围绕建立庞大的空间数据库,以及建立各种相关数据与空间的位置或二、三维的坐标建立的一种连接关系。而在次基础上推广和应用G eoCom2 putaiton(GC)无疑将是对GIS的又一次革命。地理计算所要做的工作就是如何在已有的庞大的空间数据库基础上,进行大量更有意义的分析和计算,从而使数据的效益得以提升。然而G eoComputation (GC)不仅仅是一个计算机在地理信息领域中的应用,关键可以辅助进行地理研究,从而可以获得基于数据驱动的地理信息管理和地理信息分析。
G eoComputation主要涉及四个边缘技术:(1) GIS,为之创建数据库;(2)人工智能技术(Artifical intelligence,A I)和智能计算技术(Computational in2 telligence,CI),为之提供计算原理和计算工具;(3)高性能计算服务系统(High performance computing, HPC),为之提供动力;(4)以及科学原理,为之提供运行的理论机理。
G eoComputation吸收了很多最新的计算新技术用于结合空间数据进行分析,当然分析的有效性与空间数据的模型是有很大关系的,这些新技术包括元胞自动机技术(Cellular automata),模糊建模(Fuzzy modeling),遗传算法(G enetic algorithm),分形分析(Fractal analysis)计算等等。
3.8 构件式地理信息系统Com GIS研究
提出GIS的构件化思想是符合软件资源重组,提高软件生产效率这一思路的。所谓的Com GIS就是把GIS的各个功能模块分解为若干构件或控件,每个构件具有不同的功能,不同的构件可以来自不同时间和不同的开发商。利用构件的OL E(对象连接与嵌入)和ActiveX(OCX)控件技术,用户可以在工业标准的可视化开发环境中,如Visual Basic,Vi2 sual C++,Dephi,PowerBuilder等,只需在设计阶段将GIS组件嵌入到用户的应用程序中,就可以实现地图制图和GIS功能。
3.9 万维网地理信息系统Web GIS研究
Web GIS是Internet技术应用于GIS开发的产物。从WWW的任意一个节点,Internet用户可以浏览Web GIS站点中的空间数据、制作专题图,以及进行各种空间检索和空间分析,从而使GIS进入千家万户。Web GIS具有以下特点:(1)全球化的
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第3期刘 春等:GIS的应用及研究热点探讨
Client/Server应用。全球范转内任意一个Internet 用户都可以通过浏览器访Web GIS站点提供的各种GIS服务,甚至还可以进行全球范围内的GIS数据更新。(2)Web GIS给更多用户提供了使用GIS的机会。Web GIS可以使用通用浏览器进行浏览、查询GIS空间信息,额外的插件(plug2in)、ActiveX控件和Java Applet通常都是免费的,这样可以降低终端用户的经济和技术负担,很大程度上扩大了GIS 的潜在用户范围。(3)具有很好的扩展性。Web GIS 很容易跟Internet上的其他公用信息服务融合在一起,实现无缝集成,从而可以建立灵活多变的GIS 应用。(4)跨平台特性。在Web GIS以前,尽管一些厂商为不同的操作系统(如:Windows、UN IX、Mac2 intosh)分别提供了相应的GIS软件版本,但是没有一个GIS软件真正具有跨平台的特性。而基于Ja2 va的Web GIS可以做到“一次编成,到处运行(write once,run anywhere)”,充分发挥了跨平台的特点。
3.10 空间数据可视化与虚拟现实研究
可视化(Visualization)和虚拟现实(VR)是GIS 发展中涉及的一个重要技术问题。GIS可视化就是采用计算机图形图像技术,将复杂的自然景观,甚至十分抽象的地理概念图形化,以便了解自然现象,发现规律和传播知识。可视化的概念最初是由Mc2 cormick(1981)提出来的,他认为科学可视化是计算机计算的一种方法;Brown(1995)认为科学计算可视化已是一个较独立、相对集中的领域,是计算机图形学、三维可视化、立体涂刷、商用图形、图像处理、动画和虚拟现实(VR)的一个集体名词。GIS与可视化有很密切的关系,一方面GIS支持空空间数据的可视化,它可以描述精确的空间地理位置,GIS的数据库管理技术,可以克服可视化系统出现的数据冗余和不灵活性,同时GIS提供了大量的空间数据可视化过程中所需要的空间分析功能,缩短了视觉和模型之间的关系;另一方面,空间数据的可视化也增强了GIS的功能,数据质量的可视化,可以有效地把数据误差的效果直接传递给分析者,提高用户的数据质量意识,同时数据的不确定性的可视化,可以把用户的注意力吸引到潜在的问题中来,可视化可以大大改善数据分析过程的界面,使用户看到数据处理全过程。此外,VR技术特别是VRML(虚拟现实建模语言,一种描述Internet上交互3D多媒体的标准文件格式)的研究将促进GIS与Internet、Web的集成,使用户在三维护虚拟环境中,采用VR 系统设备,在模拟的地理环境中实现观察、触摸、操作和检测。
4 结束语
GIS的发展应该从技术开发和理研究两个方面并重,不应过分的强调技术或过分的强调理论研究。当前主要的GIS基础理论研究主要集中在一些高校和科研院所,同时很多企业与之合作,积极从事应用的开始。另外政府部门借助GIS建立了一些辅助决策系统,通过这些系统,控制、管理和掌握涉及空间信息的政府基础数据,并取得了很好的效果。
参考文献
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The Application Development and R esearching H otspots in GIS
Liu Chun1,2,Liu Dajie1
(1Surveying and Land Information Engineering Department of Tongji University,Shanghai200092;
2Oceanics Doctor Station of Tongji University,Shanghai200092)
Abstract With the development of information technology,GIS tends to cross development of multi2unit and multi2science.This pa2 per begins with GIS application development,enumerates other information technology which combines with GIS and analyzes hotspots problems about GIS basic theory and technology researching.We can view GIS progress in the future by researching these problems.
K ey Words GIS,Compute system,Information combination
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GIS设计及应用复习题.doc
GIS软件应用（MapInfo）（书） 一.填空题 1. MapInfo软件具备的GIS基本功能有、、、 和等。 1. GIS基本功能有、、、、和 等 地理信息输入、编辑、查询、显示、分析和输出 P8 2. GIS（mapInfo）中空间数据可用和数据结构表示。 2. GIS中目前主要采用和数据结构表示空间数据。 矢量和栅格 P9 3. 根据代码符号的表示形式可将代码分为、和三种类型。 数字型、字母型、数字和字母混合型 P10 3. 根据代码符号的作用可将代码分为和两种类型。 P10 分类码和标识码 4. MapInfo中提供的坐标系统有、和三种类型。 经纬度表示的地理坐标系统、多种投影坐标系统和非投影（Non-Earth）坐标系 P13 4. MapInfo系统默认的坐标系统是，并用表示坐标值。 经纬度表示的地理坐标系统，用十进制弧度值表示坐标值。 5. MapInfo中提供的选取地理目标方法可分为、和三种类型。 定位区域属性 P25 6.地理数据采用的表示方法有、、和等。 文字、报表、图表、地图和数字地图等 7. MapInfo中地图标注可采用和两种方法实现。 自动标注或交互式标注 8. 通常一个MapInfo表包含、、、 和等五个文件。 属性数据的表结构文件（.TAB）、属性数据文件（.DAT）、交叉索引文件（.ID）、图形数据文件（.MAP）、索引文件（.IND）。 9. MapInfo中，除了一般操作的图层外，还有和两个特殊图层。 装饰图层、无缝图层 9. MapInfo中的图层控制工具可以控制、、和属性。 图层可见、可编辑、可选和可标注 10. MapInfo中，输入线的工具有、和 直线、折线、曲线
GIS设计和开发
gis设计与开发 Gis设计与开发思路 现实需求、GIS概念模型、机理过程、人机交互系统、现实需求 开发方式：独立开发，扩展式二次开发，集成式二次开发 第一章GIS设计思想内容，标准 （一）GIS设计目标 通过改进系统设计方法，严格执行开发的内容划分，进行阶段质量把关以及做好项目建设的组织管理工作，从而达到增强系统的实用性，降低系统开发和应用的成本，延长系统生命周期的目的。 （二）GIS设计的特点 1、数据：数据量大，实体种类繁多、实体间关联复杂的特点 2、功能：GIS设计以空间数据为驱动 3、工程：GIS工程投资大，周期长，风险大，涉及部门繁多 二gis设计的理论基础 Gis工程学：GIS本身发展和将系统工程学思想引入GIS设计的产物 （一）GIS工程学体系 1、任务：寻求系统总体最优化 2、基础理论：（1）系统学思想（整体性，层次性，相关性，功能性，动态性），（2）系统工程学（3）软件工程学（4）地理信息科学三层次（理论，技术，应用） 3、方法论：根据GIS工程学的基础理论而形成的一系列程序化的基本操作技术与方法（二）GIS工程学的特点 1、以空间信息系统工程优化为目的 2、横跨多学科 3、直接面向决策，为可持续发展提供决策支持 4、与GIS产业化密切相关 三GIS设计的内容 （一）设计原则：标准化，先进性，兼容性，高效性，可靠性通用性 （二）设计内容 软件设计和数据库设计 第二章gis设计的方法 一、结构化生命周期法 1、结构化生命周期法又称结构化分析和设计方法，又称结构化系统开发方法 结构化生命周期法是系统分析员，软件工程师，程序员以及最终用户按照用户至上的原则，自顶向下分析与设计和自底向上逐步实施建立计算机系统的一个过程，是组织，管理和控制信息系统的开发过程的一种基本框架。 2、基本思想：（1）要求设计过程必须严格按照阶段进行 （2）在系统建立之前就必须严格的定义和描述用户的需求。 3、阶段划分：（1）系统开发的准备阶段 （2）调查研究及可行性研究阶段
GIS设计与开发 简答题 论述题练习题
简答题 1．何为GIS设计？ GIS设计就是在GIS开发的整体过程中，遵循一般软件工程的原理和方法，结合GIS开发的特点、特殊规律和要求，对GIS软件从系统定义、系统总体设计、系统详细设计、空间数据库和地理模型库设计、GIS实施、GIS软件测试与评价、直到GIS维护的各个阶段进行工程化规范的方法体系。 2．GIS设计的目标和主要内容是什么？ GIS设计目标就是通过改进系统设计方法、严格执行开发的阶段划分、进行各阶段质量把关以及做好项目建设的组织管理工作，从而达到增强系统的实用性、降低系统开发和应用的成本、延长系统生命周期的目的。GIS设计包括软件设计和数据库设计两部分的内容。 3．GIS有哪些特点？ GIS作为一个特殊的软件领域，其主要特点是海量数据存储及空间数据与属性数据一体化管理，基于GIS本身的特殊性，GIS设计也有其自身的特点：⑴ GIS处理的是空间数据，具有数据量庞大、实体种类繁多、实体间的关联复杂等特点。⑵ GIS设计以空间数据为驱动。⑶ GIS工程投资大、周期长、风险大、涉及部门繁多。 4．简要说明GIS有哪些产品模式及其主要特征。 GIS产品可归结为以下几种模式。 数字地图 数字地图是GIS最简单、最基本的产品之一。通过GIS的地图数据库，可以实现地图的数字化存储，即数字地图。 b）桌面制图 很多GIS产品具有桌面制图的功能（如MapInfo公司的MapInfo，ESRI公司的ArcView，ArcEditor和ArcInfo等产品）。桌面制图提供的产品不仅可以对数字地图进行显示、漫游、缩放，还可以对地图进行实时的编辑。桌面制图是GIS传统的市场领域，也是份额最大的一块。 c）桌面GIS 桌面GIS同时管理空间信息与属性信息，可以进行简单的空间分析操作，还可以在此基础上进行二次开发。由于它们具有界面友好、操作简单等优点，所以广泛应用于城市规划、土地管理、市政管理等部门。 d）专业化GIS 专业化GIS的主要特点是具有相对较强的分析功能。地理数据的基本组成要素包括空间数据、属性数据和拓扑数据。其中，拓扑数据指的是地理要素间的空间位置关系。专业化GIS不仅存储地理要素的空间数据和属性数据，而且还对其拓扑数据进行存储，极大增强了GIS的空间分析功能。 5．为实现地理信息资源共享，必须具备哪些基本条件？ 要实现地理信息资源共享，必须具备三个基本条件：一是数据资源的贮备；二是要有技术支撑系统的保障，例如通讯技术、网络技术、数据库技术等现代化技术手段；三是共享规则的制订、被广泛采纳和遵循，主要包含标准、规范、政策和相关法律。 6．简要说明使用结构化生命周期法进行GIS设计需要完成的六个阶段内容。 ⑴系统开发准备阶段。针对用户提出开发系统的要求，有关人员进行初步调查，组成开发领导小组，制定开发的进度和计划。如果新系统开发采取外包方式，本阶段还要包括招投标过程。⑵调查研究及可行性研究阶段。采用各种方式进行调查研究，了解现行系统的界限、组织分工、业务流程、资源及薄弱环节等，绘制现行系统的相关图表。在此基础上，与用户协商方案，提出初步的新系统目标，并进行系统开发的可行性研究，提交可行性报告。⑶系统分析阶段。在对现行系统进行调查研究的基础上，使用一系列的图表工具进行系统的目标分析，划分子系统以及功能模块，构造出新系统的逻辑模型，确定其逻辑功能需求，交付新系统的逻辑功能说明书。⑷系统设计阶段。根据逻辑模型进行物理模型的设计，并具体选择一个物理的计算机信息处理系统。这个阶段还要进行人-机过程的设计、代码设计、输入、输出、文件数据库设计及程序模块、通讯网络设计等。⑸系统实施阶段。系统实施是新系统付诸实现的实践阶段，主要是实现系统设计阶段所完成的新系统物理模型。包括软硬件设备的安装和调试、程序设计、代码编写、调试。还包括对用户及操作人员进行培训，编制操作、使用手册和有关文档。⑹维护和评价阶段。对系统的修改和完善进行维护，如针对系统处理过程、程序、文件、数据库甚至某些设备和组织的变动进行相应的维护。系统的评价，广义上贯穿于系统开发过程的始终，这里主要指系统开发后期的评价。旨在将建成的新系统与预期的目标做一一比较，不同的指标综合体现为用户的满意程度——可接受性。、原型法是应软件设计新情况和新要求的出现而产生的，其特点主要体现为鼓励用户不断修改和完善需求，并根据新的需求不断修改和完善原型。请说明应用原型法开发信息系统各个阶段的内容。 7．原型法开发信息系统包括哪几个阶段？ ⑴确定用户的基本需求。在这一阶段中，用户根据系统的特点清楚地表达自己的基本需求，系统分析开发人员据此来确定系统的规模及基本框架，判断系统需要的数据能否得到，同时应估算出开发原型的成本。⑵开发初始原型。开发初始原型仅仅反映用户的基本需求，并不要求完善。⑶利用原型来提炼用户需求。用户通过亲自使用原型，从而了解其需求得到的满足程度以及存在的问题。开发人员一方面记录下用户提出的该系统的缺点和不足之处；另一方面也要借助原型系统引导、启发用户表达对系统的最终要求，在用户和开发人员共同反复讨论过程中进一步提炼用户需求以及需要修改和变动之处。⑷修正和改进原型。开发人员根据第三阶段中用户提出的修改意见或发现的问题，对初始原型系统进行修改、扩充和完善。这是一个多次反复的过程，直到用户满意为止。 8．用UML模型进行系统的分析和设计有什么优点？ 采用UML模型进行系统的分析和设计具有以下优点：①在面向对象设计领域，存在数十种面向对象的建模语言，都是相互独立的，而UML可以消除一些潜在的不必要的差异，以免用户混淆；②通过统一语义和符号表示，能够稳定面向对象技术市场，使项目根植于一个成熟的标准建模语言，从而可以大大拓宽所研制与开发的软件系统的适用范围，并大大提高其灵活程度。 9．系统定义时期的主要任务是什么？ 系统定义时期的主要任务是确定软件开发工程必须完成的总目标以及工程的可行性；导出实现工程目标应该采用的策略即系统必须完成的功能；估计完成该项工程需要的资源和成本；并且制定工程进度表；最后编写系统需求分析报告。这个时期的工作通常又称为系统分析，由系统分析员负责完成。10．简述GIS数据字典的任务？ GIS数据字典的任务是对GIS数据流图中出现的所有被命名的图形要素在数据字典中作为一个词条加以定义，使得每一个图形要素的名字都有一个确切的解释。 11．简述GIS成本有哪些部分组成？ GIS的成本由五个部分组成：①购置并安装软硬件及其相关设备的费用；②生产系统所需数据的费用；③软件开发费用；④系统安装、运行和维护费用； ⑤人员培训费用。 12．总体设计的主要任务是什么？ 总体设计的主要任务是确定系统总体架构与软、硬件配置，根据系统分析成果进行系统功能模块的划分，建立模块的层次结构及调用关系，确定模块间的接口及人机界面，并设计数据库总体结构。 13．试述详细设计与总体设计阶段工作的差别？ 详细设计以总体设计阶段的工作为基础，但又不同于总体设计阶段，这主要表现为以下两个方面：⑴在总体设计阶段，数据项和数据结构以比较抽象的方式描述，例如，总体设计阶段可以声明矩阵在概念上可以表示一幅遥感图像，详细设计就要确定用什么数据结构来表示这样的遥感影像。⑵详细设计要提供关于算法的更多细节，例如，总体设计可以声明一个模块的作用是对一个表进行排序，详细设计则要确定使用哪种排序算法。总之，在详细设计阶段为每个模块增加足够的细节，使得程序员能够以相当直接的方式对每个模块编码。 14．结构化方法详细设计的主要表达工具有哪些？ 结构化方法详细设计的主要表达工具有：程序流程图、N-S盒式图、问题分析图、类程序设计语言、序列图和活动图。 15．试说明关系型数据库建库三个范式的内涵。 第一范式（first normal form，简称1st NF）要求同一张表中没有重复项出现，如果有则应将重复项删除。这个删除重复项的过程就称为规范化处理。第二范式（sencond normal form，简称2nd NF）要求每个表必须有一个（而且仅一个）数据元素为主关键词（primary key），其它数据元素与主关键词一一对应。主关键词在表中必须具有唯一性，作为主关键词的数据项中不能出现重复的记录。第三范式（third normal form，简称3rd NF）是指表格中的所有数据元素不但要能够唯一地被主关键词所标识，而且他们之间还必须相互独立，不存在其它的函数关系。也就是说对于一个满足2nd NF的关系表来说，表中有可能存在某些数据元素的函数还依赖于其它非关键词数据元素的现象。 16．程序编写的组织管理包括哪些内容？ 程序编写的组织管理包括：1)对程序员组织训练；2)购进软件消化利用；3)程序编写；4)程序模块的调试；5)程序模块的验收。 17．组件式GIS具有哪些特点？ 1)小巧灵活、价格便宜；2)无须专门GIS开发语言，直接嵌入可视化开发工具；3)不逊色于传统GIS软件的强大GIS功能；4)直接嵌入各种开发工具，开发简捷；5)更加大众化，使非专业的普通用户也能够开发和集成GIS应用系统。 18．简述述组件式GIS应用系统的开发过程。 用户调研、可行性研究、用户需求分析、系统总体设计、系统详细设计、基础平台选择、熟悉基础平台、进行二次开发、系统测试、系统维护和系统使用。 19．简述程序代码编写过程中应注意的问题？ 1)程序语言的选择；2)程序设计风格的确定；3)系统代码文档的编写。20．简述程序调试过程中发现的错误有哪些排除方法？ 方法有：1)硬性排错：采用试验的方法，比如设置临时变量、增加调试语句、设置断点、单步执行等。2)归纳法排错：准备几组有代表性的输入数据，反复执行，对得出的错误结果进行整理、分析、归纳，提出错误原因及位置假想，再用新的一组测试数据去验证这些假想。3)演绎法排错：针对各组测试数据所得出的结果，列举出所有可能引起出错的原因，然后逐一排除不可能发生的原因与假设，将余下的原因作为主攻方向，最终确定错误位置4)跟踪法排错：在错误征兆附近进行跟踪找错；错误诊断出来以后，需要进行修改；修改完后，应立即利用先前的测试用例，重复先前的测试过程，进一步验证排错的正确性。 21.系统文档主要包括哪些内容？ 系统文档主要包括系统实施方案、系统架构方案、系统分析报告、系统总体设计、数据库设计报告、系统详细设计、系统测试报告、用户手册等。22.如何有效地维护和管理系统文档？ 1)软件开发小组应由一位文档保管员负责集中保管本项目的已生成文档（主 文档）。2)开发小组成员可根据工作需要自己保留一些个人文档，但这些文档 一般都应是主文本的复制件，应与主文本保持一致，在做必要修改时，也应 同步修改主文档。3)开发人员个人只保存主文档中与本人工作有关的部分文 档。4)在新文档取代旧文档时，管理人员应及时注销旧文档。在文档的内容 有更改时，管理人员应随时修订主文档，使其及时保持最新。5)在软件开发 过程中，可能需要修改已完成的文档。修改主文档前应充分估计修改可能带 来的影响，并且按照提议—评议—审核—批准—实施的步骤加以严格控制。 6)开发过程结束时，文档管理人员应收回开发人员的个人文档，并同时检查 个人文档与主文档的一致性，当发现两者有差别时，应立即着手解决。 23.简答系统实施阶段的任务？ 系统实施阶段的任务可概括为以下五个方面： ①硬件和软件的购置及安装。包括计算机、绘图机、数字化仪、扫描仪等输 入输出和分析处理设备以及各种支撑软件如操作系统、数据库系统、编译系 统的购置安装。②程序的编写与调试。由于各模块的详细设计已经形成，只 需要编写相关程序。一般的处理办法是自编程序，但对于一些比较特殊的成 熟的算法可购买，程序编写后要进行调试，以减少程序的错误。③系统的安 装与调试。即对系统硬软件的安装及调试。④培训。在购买硬件、编写软件 的同时，应对用户进行培训。同时，这也是考验及检查系统结构、硬件设备 和应用程序的过程。⑤系统中有关数据的录入或转换。指的是各种地图数据 及属性数据的输入或从其它系统转化过来的过程，这个工作量是相当大的， 需要耗费大量人力、物力及时间。 24.在系统实施阶段，如何选择程序语言？ 程序语言的选择应作如下考虑：①考虑编程的效率及代码的可读性。一般应 选择高级语言作为主要的编程工具。②考虑要符合详细设计的思想。一般应 选择结构化的语言，如C、Pascal等，这些语言的特点是直接支持结构化的 控制结构，具有完备的过程结构和数据结构。③程序设计语言应是一种通用 语言。因为GIS软件既包括数据、图形处理及分析，还包括对各种软硬件的 控制等，任何一种专用型的高级语言都无法完全胜任。④考虑到程序的执行 效率以及对某些特殊硬件的控制和操作要求。可以针对特定的模块采用混合 编程，达到程序的特别目的。⑤考虑编码和维护成本。选择合适的高级语言 以降低编码量及日常维护工作中的困难程度。⑥根据系统开发的不同规模， 选择合适的高级语言。比如对于一个大型的GIS，用Turbo C就可能不完全 适用，而应选择Visual C++等易于项目管理的高级语言。⑦根据不同的开发 平台和使用平台，选择不同的语言。⑧系统的兼容性、移植性等。 25.简单述GIS软件评价的含义以及评价的内容。 GIS评价是在GIS测试的基础上，通过对技术因子、经济因子和社会因子（如 进行评价，从而得出对系统整体水平以及系统实施所能取得的效益的认识和 评价。软件评价的内容包括：1)技术评价：可靠性、可扩展性、可移植性、 系统效率。2)经济评价：系统产生的效益、软件商品化程度、技术服务支持 能力、软件维护与运行管理。3)社会评价：系统的科学价值、系统的政治与 军事意义、系统决策能力、管理工作改革。 26.试简述GIS维护流程？ 1）提交GIS维护申请；2）评估维护请求；3）维护过程；①确定维护的类型。 ②改正性维护。③适应性和完善性维护。④实施维护工作。⑤编写详细的维 护报告。 简述GIS可行性研究工作的主要内容？ 简述系统详细设计阶段的目标与任务？ 简述地理建模的一般过程？ 简述GIS软件维护工作的影响因素？ 论述题 1．论述系统可行性研究的主要内容是什么？ 2．论述GIS工程学的主要任务、理论基础和内容分别是什么？ 3．GIS规范化和标准化在GIS产业化和社会化过程中的作用是什么？其具体 内容主要体现在哪些方面？ 4．论述GIS详细设计阶段的表达工具有哪几种？各有什么特点？ 5．简要论述GIS软件评价的基本方法，评价类型及评价指标？ 6．论述空间数据库建库流程？ 7．试简述结构化生命周期法包括哪几个阶段？每个阶段的基本任务是什么？ 8．简述在GIS系统实施时有哪些系统实施人员参与及他们各自的任务？ 9．论述地理信息管理与更新的主要技术手段及各自的特点？ 1
GIS在旅游线路设计中的应用(定稿)总结
1绪论 1.1 研究背景 作为朝阳型的世界第一大产业，旅游业越来越受到人们的亲睐，数十年来全球旅游业实现了持续发展。来自世贸组织的预测，在21世纪初中国将成为世界上最大的旅游国。而到2020年，中国入境旅游的人数就将达1.37亿人次，对如此巨大的旅游流的研究也显得具有极大的紧迫性和必要性。其实科技的不断发展，也使得地理学研究的各个方面都需要有新技术融入，尤其是如此蓬勃的旅游业。旅游流研究中海量的数据反映出的丰富信息以及各景区景点间的联系和动态变化资料需要GIS技术的支撑和协调。建立一个专门研究中国旅游景区整体规划的地理信息系统能从定量、动态等方面进行综合分析处理，把各种地理信息数据转换成支持决策的科学根据。 人类用来纪录各种空间现象的主要工具之一，地图对于人类的生产生活实在是不可忽视。经过长时间的经验累积，人类都是按照惯用的使用方法及使用型态来使用地图；不再是用纸张来而是电子讯号来传递信息的电子地图，有着许多传统地图无法达到的优势，例如：查询分析，路径规划等。再次基础上结合计算机的发展，地理信息系统（GIS）即应运而生。 虽然早在50年前加拿大地理信息系统（CGIS）就已经开始运作，但在早期，其主要的工作平台也都是价钱昂贵的工作站计算机，极高的软硬件价位也使得小老百姓望而却步，只有政府或大型研究机构才能负担，这使得多年来GIS始终定位在专业用途上；就连操作人员，也必须经过多年训练的专业人才才能胜任各项工作。可叹的是近十年来的发展，使用者计算机接口及软硬件功能的进步使得地理信息系统已经可以很方便地在个人计算机上安装，经过短期训练的人员也可以加以操作。 1.2 国内外研究现状 信息技术在第一届信息技术与旅游国际会议上被认为是现代旅游业发展与提高竞争力的一个决定性的因素。例如分布式旅游目的地数据库会对
gis设计与应用试题
第一章 一．地理信息系统基本概念 1．地理信息系统：GIS是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。2．GIS使用的工具：计算机软、硬件系统； 3．GIS研究对象：空间物体的地理分布数据及属性 4．GIS数据建立过程：采集、存储、管理、查询、分析和显示。 5．GIS是在计算机软、硬件支持下，采集、存储、管理、处理、检索、分析和显示空间物体的地理分布数据及与之相关的属性，并以回答用户问题等为主要任务的技术系统。 二．GIS软件技术经历以下五个阶段：集成式GIS，模块式GIS，核心式GIS，组件式GIS，万维网GIS 三．GIS发展的各阶段特点 1集成式GIS 特点在一个系统中集成了GIS的各项功能 存在问题系统过于复杂，软件成本高；难与其它系统集成 2模块式GIS 特点：系统分成许多相对独立的功能模块 存在问题：难于与其它系统集成 3核心式GIS 特点：从底层提供GIS功能，通过API访问 存在问题：开发难度高，不能进行可视化程序设计 4组件式GIS 特点：通过标准通信接口实现模块间通信及GIS与其它系统集成 存在问题：有待于进一步发展 5万维网GIS 特点：结合Internet，实现GIS的共享和互操作 存在问题：目前还不成熟 四．GIS构成：硬件软件数据人员 五．GIS软件的分类:工具型软件应用型软件 地理信息系统的类型: 工具型地理信息系统，应用型地理信息系统(专题地理信息系统,区域地理信息系统),大众地理信息系统 第二章 一．GIS软件的主要特点 （1）在存储技术上，传统的GIS采用两库结构，即空间数据库和属性数据库的分离。 （2）在数据组织与处理模式上，传统的GIS仍然沿袭地图处理的模式。在实现上，将空间数据组织成物理实体（点、线、面等）、图层、地图和图库几个层次。 （3）在网络和分布式环境下系统组成方面，传统的GIS支持树型的系统结构和主－从工作模式，上下级数据交换基本上以图层为单位进行。 （4）在空间数据管理范围方面，目前的GIS可以比较有效地处理二维空间数据，并能较好地处理DEM数据、实现三维实体的表面显示。 （5）在数据共享和功能共享方面，虽然目前开始注意元数据问题，已经解决了不同格式空间数据之间转换问题，可以实现有缝的数据共享。但是GIS功能共享和互操作问题尚未得到解决。以系统为中心的问题没有得到根本克服。 因此，传统的GIS软件的特点可以简要地归纳为：以系统为中心，以地图为基础，二维处理，静态管理，尺度割裂，数据集中。 二、GIS软件开发过程中的问题 （1）经费预算经常突破，完成时间一再拖延。 （2）开发的软件不能满足用户的要求。 （3）开发的软件可维护性差。 （4）开发的软件可靠性差。 （5）数据工程量特别大，特别是数据采集工作量十分大。 （6）软件需求与软件生产的矛盾日益加剧，突出表现在软件生产率低。 （7）软件可重用性差。
GIS设计与实现课程设计
目录 1．设计背景：................................................................................................................ 2．设计目标.................................................................................................................... 设计原则与设计方法...................................................................................................... 1．设计原则：................................................................................................................ 设计方法.......................................................................................................................... 三、需求分析（系统定义）.......................................................................................... 1．系统设计的方法........................................................................................................ 2．系统定义：................................................................................................................ 四、系统设计（系统结构体系、模块设计）.............................................................. 结构体系设计：.............................................................................................................. 2．系统模块设计：........................................................................................................ 五、数据库设计.............................................................................................................. 1．概述............................................................................................................................ 2．需求分析.................................................................................................................... 3．概念设计.................................................................................................................... 4．逻辑模型.................................................................................................................... 5．物理设计.................................................................................................................... 6．数据字典设计............................................................................................................ 六、系统实施计划.......................................................................................................... 七、总结.......................................................................................................................... 设计背景与目标 1．设计背景： 随着现代社会的发展，大学校园的规模日益扩展，传统的管理方法显得力不从心，为了提高效率，节省物力人力资源，大学校园的管理也将逐步实现现代信息化管理。而地理信息系统（一种基于空间数据库的空间信息处理与分析技术，已被广泛应用于市政、交通、电信、军事和旅游等领域，具有极其广泛的应用前景，从地理关系的角度分析和解决与地理信息有关的问题往往会得到意想不到的效果。）技术的发展恰好迎合了这个需求，可以为大学校园的数字化、信息化管理提供相应的技术支持，大学校园多媒体管理系统应运而生。我校虽然已经有了较完善的校园多媒体管理系统，但是身为我校地理信息系统专业的学生，专业相关的课程设计选择这个题目显得更有意义，特建立我校的空间管理GIS系统。 2．设计目标 要求包括道路及道路基本信息、建筑基本信息、校园特殊标记的空间数
GIS设计与应用
姓名：函授站：年级： 专业：学号： 测验作业一： 1、何为GIS？GIS的主要研究内容是什么？ 答：地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）作为信息处理技术的一种，是以计算机技术为依托，以具有空间内涵的地理数据为处理对象，运用系统工程和信息科学的理论和方法，集采集、存储、显示、处理、分析、输出地理信息于一体的计算机系统。 地理信息系统主要研究内容包括：数据采集、数据存储、数据处理和分析、数据输出等。 2、常用的GIS设计方法主要有结构化生命周期法、原型法和面向对象的设计方法。试简要说明使用结构化生命周期法进行GIS设计需要完成的六个阶段内容。答：（1）系统开发准备阶段 现行系统无法满足需求时，用户提出开发新系统的要求。有关人员进行初步调查，成立专门负责新系统开发的领导小组，制定新系统开发的进度和计划，负责新系统开发的一切工作。 （2）调查研究及可行性研究阶段 了解现行系统的界限、组织分工、业务流程、资源及薄弱环节等，绘制现行系统的相关图表。与用户协商方案，提出初步的新系统目标，并进行系统开发的可行性研究，提交可行性报告。 （3）系统分析阶段 在上一阶段的基础上，进行系统的目标分析，划分子系统以及功能模块，构造出新系统的逻辑模型及其逻辑功能需求，交付逻辑功能说明书。 （4）系统设计阶段 根据新系统的逻辑模型进行物理模型的设计，并具体选择一个物理的计算机信息处理系统。这个阶段还要进行人—机过程的设计、代码设计、输入、输出、文件数据库设计及程序模块、通讯网络设计等。 （5）系统实施阶段 实现系统设计阶段所完成的新系统物理模型。首先进行计算机系统设备的安装和调试工作，然后程序员根据程序模块进行程序的设计、代码编写和调试工作。对用户和操作人员进行培训，编制操作、使用手册和有关文档。 （6）维护和评价阶段 在新系统使用期间，需要对系统进行不断的修改完善。并将新建成的系统与预期的目标做一比较。 3、系统总体设计报告是系统总体设计阶段的最终成果，说明GIS总体设计报告的构成和内容。 答：表：GIS系统总体设计报告的构成和内容 1 引言 编写目的（阐明编写需求说明的目的，指明用户对象） 1.1 GIS项目背景（应包括：a.GIS项目的委托单位、开发单位和主管部门；b.该GIS软件系统与其它系统的关系）
GIS设计与应用
课程编号：08054216 《GIS设计与应用》课程教学大纲 （The Design and Application of Geographic Information System） 适用专业：城乡规划 总学时：32 学分：2 制定单位：建筑系执笔者：胡晓红审核人：高树峰编写日期：2017年3月20日 一、课程性质、目的和任务 《GIS设计与应用》是城乡规划专业本科开设的一门专业必修课。 通过本课程的学习，使学生了解多种GIS软件的使用、数据结构和数据组织关系，加深对地理信息的认识和空间数据的可视化表达方法，并了解各种软件的空间数据转换关系，了解空间数据的采集、编辑和空间数据的分层处理方法、空间数据的分析功能等。可以熟练地使用相关GIS软件，为学习后续课程及从事规划专业工作打好必要的基础。 二、课程教学的基本要求 第一章ARC/INFO数据模型 基本要求： 了解： 1、地图如何描述空间数据 2、空间信息如何在计算机中表示 掌握：ARC/INFO的表达模型 重点、难点： 1、ARC/INFO支持的特征类型 2、ARC/INFO中拓扑结构的表示； 第二章ARC数字化及建立拓扑关系 基本要求： 了解： 1、数字化工具和命令 2、使空间数据可用 掌握：对地图特征指定正确的属性
重点、难点： 1、ARC/INFO中的Coverage的重要容限值 2、利用Coverage的叠置进行更新和维护 第三章ARCEDIT地图编辑 基本要求 了解： 1、建立工作站的环境 2、编辑和结合（SNAPPING）环境 3、特征的绘制和符号表示 掌握： 1、加入COVERAGE特征 2、选择要编辑的要素 3、编辑坐标 4、编辑属性 重点、难点：编辑坐标、属性、注记 第四章INFO数据库管理系统 基本要求： 了解：INFO的数据文件结构、INFO目录、INFO的启动和退出、INFO外部数据文件 掌握：主要的INFO命令 第五章M APINFO的基本概念和基本操作 基本要求： 了解： 1、表的基本概念、地图图层 2、MAPINFO的窗口类型 掌握：地图对象 重点、难点： 1、打开数据表和工作空间 2、浏览地图
GIS设计与实现考试复习资料
第一章 1.GIS发展的各阶段特点 答：①集成式GIS，在一个系统中集成了GIS的各项功能，满足啦GIS综合应用的需求，但是系统过于复杂，软件成本高，难与其他系统集成。②模块式GIS,系统分为许多相对独立的功能模块，用户根据需求选择功能模块，难与其他系统集成。③核心式GIS，从底层提供GIS功能，通过API访问，易于集成其它系统，开发难度高。④组件式GIS，通过标准通线接口实现模块间通信及GIS与其它系统集成，开发成本低，难度小，可以在通用语言环境中实现GIS功能，系统开发依赖开发环境，难以实现移植。⑤WebGIS，结合Internet,实现GIS的共享和互操作，社会化的GIS，可扩展性好，跨平台，用户参与程度不足，分析功能较简单。 2.GIS规范标准化的原因！ 答：GIS规范标准化是体现在GIS的软件开发，系统建立与运行质量的重要要素。从技术的角度看，GIS是建立在计算机，网络以及信息处理等多种技术标准之上的，离开了这些标准就无法开发哪怕是最基本的系统。从应用的角度看，标准是实现信息共享，推进GIS 发展最基本的保障。 3.GIS数据标准化的主要内容：GIS相关的名词或术语标准化；与空间数据库建设有关的标准化活动；与GIS数据共享有关的标准化工作。 4.地理信息标准：统一的地理坐标系统、空间信息分类和编码系统、数据模型的标准。 5.数据标准：数据交换、空间元数据标准、数据质量、GIS数据产品标准。 元数据就是对数据集现势性，精度，内容，组织形式，属性，来源，适用性等多种信息的表述。空间数据元数据标准的建立是空间数据标准化的前提和保证，只有建立起规范的空间元数据才能有效地利用空间数据。数据质量;它对空间数据在表达空间位置，空间关系，专题特征以及时间等要素时，所能表达的准确性，一致性，完整性以及它们之间统一性的度量，一般描述为空间数据的可靠性和精度，用误差来表示。 6.GIS设计概念：在GIS开发的整体过程中，遵循一般软件工程的原理和方法，结合GIS 开发的特点、特殊规律和要求，对GIS软件从系统定义、系统总体设计、系统详细设计、空间数据库和地理模型库设计、GIS实施、GIS软件测试与评价、直到GIS维护的各个阶段进行工程化规范的方法体系。 7.GIS设计目标:通过改进系统设计方法，严格执行开发的阶段划分，进行各阶段质量把关以及做好项目建设的组织管理工作，从而达到增强系统的实用性，降低系统开发和应用的成本以及延长系统生命周期的目的。 8.软件危机：一是如何开发软件以满足对软件日益增长的需要；二是如何维护数量不断膨胀的已有软件。
GIS设计与实现(完整版)
第一章 1.GIS研究内容：数据采集、数据存储、数据处理和分析、数据输出 2.GIS设计含义：遵循软件工程的原理和方法，结合GIS开发的特点要求，对GIS软件从定义、设计、 地理模型库设计、GIS实施、GIS测试维护各个阶段进行工程化规范的体系。 3.GIS设计目标：通过改进设计方法，做好项目组织管理，增强实用性，降低成本，延长系统生命周期。 4.GIS设计的基本原则：标准化、先进性、兼容性、高效性、可靠性、通用性。 5.GIS设计的内容： （1）软件设计：首先，进行系统的工程管理，保证了系统建设的进度和软件质量；其次，针对GIS软件设计特点，采用最适合的软件生存周期模型，确保了系统的用户接受度和系统功能设置的合理 性；最后，对系统技术实现方案进行设计，确保软件开发风格的同意和功能模块之间的有机联系。 （2）数据库设计：取决于设计者的开发经验，工程组织和数据源准备等方面。同时，数据库设计与整个系统设计的相关环节是紧密结合的，有必要将软件工程的方法和工具应用于数据库设计中。6.GIS设计的特点： （1）GIS处理的是空间数据，具有数据量庞大，实体种类繁多，实体间的关联复杂等特点。 （2）GIS设计以空间数据为驱动。 （3）GIS工程投资大，周期长，风险大，涉及部门繁多。 第二章 1.GIS工程学结构体系：GIS工程学结构体系主要由任务，基础理论和方法论三方面组成。 GIS工程三维结构图P27 2.系统定义：由相互作用、相互依赖的若干组成部分构成的具有一定功能的有机整体。 3.系统工程学特点：
①研究的对象是一个表现为普遍联系、相互影响、规模和层次都极其复杂的大工程。 ②知识结构复杂，是自然科学和社会科学交叉的边缘学科。 ③工程学是方法学，是泛化系统的研究方法。 ④是目的性很强的应用科学。 4.结构法生命周期法：它要求设计过程必须严格的按阶段进行，只有前一阶段完成之后，才能开始下一 阶段的工作，同时，它要求在系统建立之前就必须严格地定义和描述用户的需求。 5.系统开发过程六个主要阶段： （1）系统开发准备阶段 （2）调查研究及可行性研究阶段 （3）系统分析阶段 （4）系统设计阶段 （5）系统实施阶段 （6）维护和评价阶段 6.面向对象的概念： 7.面向对象分析与设计方法的特点： ①分析与设计能自然转换，设计变得简单，分析阶段成为重点。 ②面向对象的分析是分析系统中的对象和这些对象之间相互作用时出现的时间。 ③实现映射的工具可以使面向过程的，也可以是面向对象的，当实现工具是面向对象时，映射关系有 着比较一一对应的关系。 ④面向对象的开发方法促使软件开发按应用域的观点来工作和思考。 ⑤分析和设计中使用差异很大的工具。 8.面向对象设计方法： （1）OMT：采用对象模型、动态模型和功能模型等来描述一个系统。（34-35） （2）UML：是一个通用的标准建模语言。一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。其支持模型化和软件系统开发的图形化语言，为软件开发的所有阶段提供模型化和可视化支持，包括由需求分析到规格，到构造和配置。 9.原型法概念：其主要思想是借助原型来辅助软件开发。开发人员根据自己对用户需求的理解，利用开 发工具快速构造出原型软件，用户及开发人员通过对原型软件的试运行、评价、修正和改进，逐步明
GIS设计与实现——课程设计
目录 设计背景与目标 1．设计背景： 随着现代社会的发展，大学校园的规模日益扩展，传统的管理方法显得力不从心，为了提高效率，节省物力人力资源，大学校园的管理也将逐步实现现代信息化管理。而地理信息系统（一种基于空间数据库的空间信息处理与分析技术，已被广泛应用于市政、交通、电信、军事和旅游等领域，具有极其广泛的应用前景，从地理关系的角度分析和解决与地理信息有关的问题往往会得到意想不到的效果。）技术的发展恰好迎合了这个需求，可以为大学校园的数字化、信息化管理提供相应的技术支持，大学校园多媒体管理系统应运而生。我校虽然已经有了较完善的校园多媒体管理系统，但是身为我校地理信息系统专业的学生，专业相关的课程设计选择这个题目显得更有意义，特建立我校的空间管理GIS系统。
2．设计目标 要求包括道路及道路基本信息、建筑基本信息、校园特殊标记的空间数据组织方案 1、要求满足以下功能要求： （1）空间查询基本功能包括： a)目标定位； b)根据起始点和目标定位信息，给出导航路线； c)能够介绍所查询的目标信息； （2）查询学生、教师、专业、院系等相关的基本信息；能实现图文互查；设计原则与设计方法 1．设计原则： 1．满足GIS设计的基本原则，合理的组织开发该管理系统。 a) 标准化：基本符合GIS的基本要求和标准，符合现有的国家标准和行业规范； b) 先进性：硬件设备的先进性；软件设计的先进性；技术方法的先进性；管理手段的先进性 c) 兼容性：实现与不同数据库之间的数据共享 d) 高效率：具有高效率的学生及教师，道路及道路基本情况，主要建筑物基本属性等信息的查询； e) 可靠性：保证各数据及系统正常运行以及系统运行结果的正确性 f) 通用性：系统数据组织灵活，可以满足不同分析及查询的需求2．根据实际情况，考虑经济、项目可行性、降低软件系统开发的风险。
地理信息系统及其应用教学设计
地理信息系统及其应用教学设计 信息概述：1、了解地理信息系统（GIS）的基本构成。2、了解GIS主要功能，理解GIS在城市管理中的应用。3、学会使用常见的GIS产品，能应用电子地图查询所需信息。 【教学目标】 ??? （一）知识与技能 ??? 1、了解地理信息系统（GIS）的基本构成。 ??? 2、了解GIS主要功能，理解GIS在城市管理中的应用。 ??? 3、学会使用常见的GIS产品，能应用电子地图查询所需信息。 ??? （二）过程与方法 ??? 培养学生利用GIS产品解决实际问题的能力，同时提高学生探索信息科学的兴趣。 ??? （三）情感态度和价值观 ??? 培养和激发学生学习地理信息科学的兴趣，培养科学严谨的学习态度。 【教学重点】 ??? 了解地理信息系统在城市管理中的应用。 【教学难点】 ??? 了解地理信息系统的基本原理。
【课型】??? ??? 新授课 【教学方法】 ??? 1、指导学生自学与启发式讲述相结合； ??? 2、多媒体课件展示与讲解相结合； 【板书设计】 ??? 第三章? 地理信息技术应用 ??? 第一节?? 地理信息系统及其应用 ??? 地理信息技术：RS （遥感）：Remote sensing ??? GPS（全球定位系统）：Global positioning system ??? GIS(地理信息系统)：Geographical information system ??? 一、基本概念：地理信息系统是一种以采集、存储、管理、分析和描述地球表面与地理分布有关数据的空间信息系统。 ??? 二、地理信息系统的发展： ??? 三、地理信息系统的组成： ??? 四、GIS能干什么？ ??? 五、地理信息系统具体在城市中的应用： 【教学过程】