地理信息系统设计与标准化
中国地质大学2024硕士研究生入学考试考试大纲(初试) 893地理信息系统设计与开发
中国地质大学研究生院硕士研究生入学考试《地理信息系统设计与实现》考试大纲一、考试目的《地理信息系统设计与实现》是中国地质大学（武汉）地理与信息工程学院电子信息专业硕士研究生入学专业课考试科目。
其目的是科学有效地测试学生掌握地理信息系统设计与实现的基本知识、基本理论和基本方法，以及综合运用所学知识分析和解决实际问题的能力，评价考生已具备的基本专业知识和素质。
二、试卷结构试卷总分数为150分，考题题型及比例：名词解释约30％简答题约40％论述分析题约30％考试方式：闭卷，笔试。
三、考试内容和要点（一）概论1、掌握地理信息系统的基本概念、地理空间数据组成特征；2、了解地理信息系统设计特点；3、了解常见的两类地理信息系统；4、掌握结构化程序设计、原型化设计基本思想；5、掌握面向对象技术的相关概念和性质；6、掌握面向服务的设计关键特性；7、掌握地理信息系统设计原则及主要内容；8、掌握地理信息系统设计过程及各阶段不同角色的分工；9、了解GIS开发模式与开发方式；10、了解GIS模型复用的几种方式。
（二）GIS系统分析1、了解系统分析的要求；2、掌握需求调查的内容、需求分类；3、掌握需求分析文档的撰写；4、了解可行性分析考虑的因素；5、掌握数据流程图的基本画法；6、掌握数据字典的内容与作用。
（三）GIS总体设计1、了解总体设计原则和主要内容；2、了解GIS体系架构的不同发展阶段；3、掌握C/S结构与B/S结构的差异及各自优缺点；4、掌握面向服务的体系结构；5、掌握总体模块设计原则；6、掌握GIS软件系统体系结构；7、了解应用模型的特点、作用及分类；8、了解地理编码的作用、原则、步骤；9、了解用户界面设计的考虑因素。
（四）GIS功能设计1、了解GIS系统功能设计原则；2、掌握GIS主要功能模块划分及其作用；3、掌握图形数据库的功能设计和属性数据库的功能设计差异；4、掌握图形符号库管理功能设计的内容；5、了解常见的数据输入方法和方式；6、了解数据输出的内容和形式。
地理信息统系设计与标准化
将系统划分为若干个模块，分别进行设计 、开发和测试。
面向对象设计法
敏捷开发法
采用面向对象的方法进行系统设计和开发 ，提高代码复用性和可维护性。
采用敏捷开发方法，快速响应需求变化， 提高开发效率。
设计工具
01
02
03
GIS软件
如ArcGIS、QGIS等，用 于地图制作、数据处理和 分析。
设计工具
如Visio、AutoCAD等， 用于绘制系统架构图、流 程图等。
设计原则
实用性
系统设计应满足用户实际需求，提供准确、 及时、有效的地理信息服务。
可靠性
系统设计应保证运行的稳定性和数据的安全 性，采取必要的安全措施和技术手段。
可扩展性
系统设计应具备可扩展性，以适应未来数据 和功能增加的需求。
易用性
系统设计应注重用户界面友好，提供易于使 用的功能和操作方式。
设计内容
提供标准化参考
地理信息系统设计过程中，会制定一系列的标准和规范，这些标准和规范可以 为其他地理信息系统设计提供参考和借鉴，促进地理信息系统的标准化发展。
标准化对设计的影响
规范设计流程
标准化的发展可以为地理信息系统设 计提供规范化的流程和标准，使设计 过程更加科学、合理和高效。
提高设计效率
标准化的地理信息系统设计可以使各 个系统之间的数据交换更加便捷，从 而提高设计效率，减少重复劳动和资 源浪费。
成果
该平台提高了城市规划和管理效率，为政府决策提供了有力支持，同时也促进了城市的经济和社会发展。
成功案例二：某省地理信息标准体系建设
背景
某省为了规范地理信息的管理和应用，提高信息的质量和 可靠性，决定建立地理信息标准体系。
地理信息系统标准化
地理信息系统标准化地理信息系统（GIS）是一种用来捕捉、存储、管理、分析和展示地理数据的技术。
它可以帮助人们更好地理解地球表面上的空间关系，并为决策提供支持。
由于GIS在各个领域的广泛应用，地理信息系统标准化变得尤为重要。
本文将探讨地理信息系统标准化的重要性、现状和未来发展方向。
首先，地理信息系统标准化对于数据交换和共享至关重要。
不同部门、组织或国家可能使用不同的GIS软件和数据格式，如果没有统一的标准，数据交换和共享将变得非常困难。
标准化可以确保数据的一致性和可互操作性，从而提高工作效率，减少重复劳动，降低成本。
其次，地理信息系统标准化还对于数据质量和准确性有着重要影响。
通过制定统一的数据采集、存储和管理标准，可以确保地理数据的质量和准确性。
这对于各种应用场景，如城市规划、环境监测、资源管理等都至关重要。
只有数据质量可靠，才能保证GIS分析和决策的准确性。
另外，地理信息系统标准化还有助于促进技术创新和发展。
通过制定统一的技术规范和接口标准，可以鼓励不同厂商和开发者之间的合作与交流，推动GIS技术的进步。
同时，标准化也可以降低技术集成和应用开发的难度，为新技术的引入和应用提供便利。
在当前，地理信息系统标准化已经成为国际上的热门话题。
各国和国际组织纷纷制定了相应的地理信息系统标准，如ISO 19100系列标准、OGC标准等。
这些标准在数据、服务、元数据、应用软件等方面都有详细规定，为全球范围内的GIS应用提供了统一的技术基础。
未来，随着技术的不断发展和应用场景的不断拓展，地理信息系统标准化将面临新的挑战和机遇。
例如，随着人工智能、大数据等新技术的应用，如何将这些新技术与GIS标准化相结合，成为了摆在我们面前的一个问题。
同时，随着全球范围内的数据共享和交换需求不断增加，如何进一步完善地理信息系统标准化体系，也是一个亟待解决的问题。
总之，地理信息系统标准化对于促进数据交换和共享、提高数据质量和准确性、推动技术创新和发展都起着至关重要的作用。
地理信息系统标准
积极参加国际地理信息系统相关会议和展览，展示我国地理信息系统技术的成果和优势， 提高国际影响力。
我国在国际地理信息系统标准制定和推广中的地位和作 用
我国积极参与国际地理信息系统标准的制定和推广，成为国际标准化组织 中地理信息标准技术委员会的成员国之一。
பைடு நூலகம்
规范地理信息系统的技术体制和体 系架构
添加标题
添加标题
添加标题
添加标题
提高地理信息系统的应用效果和效 益
推动地理信息产业的健康发展和国 际化
地理信息系统标准的制定机构和制定过程
制定机构：国际标准化组织地理信息技术 委员会（ISO/TC 211）
制定过程：立项、起草、征求意见、审查、 批准和发布
地理信息系统标准 的主要内容
数据质量标准
数据准确性：地 理信息系统应提 供准确、可靠的 地理信息数据。
数据完整性：数 据应覆盖所需的 地理范围，并且 包含所有必要的 属性。
数据一致性：数 据格式、编码等 应符合标准，确 保数据在不同系 统间可交换。
数据时效性：数 据应定期更新， 保持最新状态以 满足应用需求。
数据共享标准
定义：地理信息系统标准中的数据共享标 准规定了地理信息的共享方式、格式和流 程。
地理信息系统标准的定义和作用
定义：地理信息系统标准 是一套规范和准则，用于 指导地理信息系统的建设、 开发、应用和管理。
作用：地理信息系统标准 有助于实现地理信息数据 的共享与互操作，提高地 理信息系统的应用效率， 促进地理信息产业的发展。
地理信息系统标准的意义和价值
促进地理信息系统的互操作性和数 据共享
地理信息系统课程教案
地理信息系统课程教案第一节地理空间及其表达一、地理空间的概念地理空间（geo-spatial）一般包括地理空间定位框架及其所联结的特征实体。
地理空间定位框架即大地测量控制, 由平面控制网和高程控制网组成。
二、空间实体的表达1.空间实体指具有形状、属性和时序特征的空间对象或地理实体, 包括点、线、面、体。
2.空间实体描述对空间实体的描述有5种内容:识别码：位置:可用坐标描述也可用其它形式实体特征: 也是位置信息的一种, 如维数、类型及实体的组合等行为或功能: 是指在数据采集过程中不仅要重视实体的静态描述, 还要收集那些动态的变化, 如岛屿的侵蚀、水体污染的扩散、建筑的变形等实体的衍生信息: 如一个实体有许多个名称第二节地理空间数据及其特征一、GIS的空间数据空间数据是GIS的核心, GIS中的数据来源和数据类型繁多, 主要有以下几种类型: 地图数据；影像数据；地形数据；属性数据；元数据二、空间数据的基本特征一般一幅地理信息系统中的交通图主要会传达以下几种基本信息: 定位信息、属性信息、拓扑信息。
（1）拓扑邻接。
指存在于空间图形的同类元素之间的关系。
如结点邻接关系V5/V6；多边形邻接关系P2/P3等。
（2）拓扑关联。
指存在与空间图形的不同元素之间的拓扑关系, 如L3/V4等（3）拓扑包含。
指存在于空间图形的同类, 但不同级的元素之间的拓扑关系。
三、空间数据的计算机表示第三节空间数据结构的类型一、矢量数据结构基于矢量模型的数据结构简称为矢量数据结构。
矢量数据结构是利用殴几里得几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。
1.简单数据结构在简单数据结构中, 空间数据按照以基本的空间对象（点、线或多边形）为单元进行单独组织, 不含有拓扑关系数据, 最典型的是面条结构。
特点：数据按点、线或多边形为单元进行组织 数据编排直观 数字化操作简单；每个多边形都以闭合线段存储 多边形的公共边界被数字化两次和存储两次 造成数据冗余和不一致；点、线和多边形有各自的坐标数据但没有拓扑数据互相之间不关联；岛只作为一个单个图形 没有与外界多边形的联系。
城市地理信息系统初步设计和实现
城市地理信息系统的初步设计和实现摘要：在论述建立城市地理信息系统的重要意义及地理信息系统的基础上，详细阐述了城市地理信息系统设计思想与目标、需求分析与总体设计、体系结构、实现等方面的问题，最后对系统的效应和有待改进之处做了说明。
关键词：城市地理信息系统gis一、引言城市地理信息系统(urban geographic information system)，简称“ugis”,它是地理信息系统的一个分支，是一种运用计算机软、硬件技术，实现对城市各空间、非空间数据的输入、存储、查询、检索、处理分析、显示、更新，并以处理城市各种空间实体及其关系为主的空间系统。
20世纪90年代以来，一场以信息技术为核心的革命正改变着我们的生活和社会的面貌，在空间科学技术以及地理信息系统(gis)、遥感(rs)、全球定位系统(gps)取得了飞速发展。
城市是人类文明的标志，是人们经济、政治和社会生活的中心。
城市化的程度是衡量一个国家和地区经济、社会、文化、科技水平的重要标志，也是衡量国家和地区社会组织程度和管理水平的重要标志。
城市化是人类进步必然要经过的过程，是人类社会结构变革中的一个重要线索，经过了城市化，标志着现代化目标的实现。
只有经过城市化的洗礼之后，人类才能迈向更为辉煌的时代。
然而，仅仅看到城市化所带来的丰硕成果而赞叹不已、振臂高呼是远远不够的，城市化过程并不一定是一曲美妙的乐章，像很多进步一样，城市化过程中也夹杂着许多不和谐之音。
近年来，随着我国城市化飞快速发展，正确认识城市化所带来的不利影响，并采取必要的措施，在城市规划初期，利用城市地理信息系统加以解决，对我国城市化的健康良好发展有着重要的意义。
根据城市的结构和特点，将城市地理信息和社会经济、管理等信息数字化，建立并依托于城市地理信息系统强大的数据处理、空间分析，以解决城市化发展中复杂的规划和管理问题，为城市化良好发展提供可靠的技术和决策支持。
二、系统需求分析与总体设计2.1系统需求分析随着社会经济的发展，人们对生活质量的要求越来越高，作为决策和服务之一的地理信息系统也在不断的完善服务体制，城市规划和决策者想及时了解城市的全部建设发展情况及挖掘一些有用信息，作为规划和决策的依据。
GIS的一些基本知识
什么是GIS地理信息系统（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，采集、存储、显示、处理、分析、输出地理信息的计算系统，为规划、管理和决策提供信息来源和技术支持。
GIS特点1．GIS的处理对象是地理数据。
2.GIS提供了一系列的工具。
3.GIS实现了地图实体与其属性数据库的关联。
GIS经过40多年的发展，作为信息技术的重要组成部分已经应用到诸多领域，试说明其各个发展阶段的主要特征。
1．集成化GIS：在一个系统中集成了GIS的各项功能。
2.模块化GIS：系统分成许多相对独立的功能模块。
3.核心式GIS：从底层提供GIS功能，通过API访问。
4.组件式GIS：通过标准通信接口实现模块间通信及其GIS与其它系统集成。
5.万维网GIS：结合Internet，实现GIS的共享和互操作。
GIS逐步走向成熟的今天，其发展呈现出那些趋势1. GIS趋于综合性发展。
2. GIS数据模型研究。
3. GIS数据共享和互操作促进GIS社会化发展。
4. GIS产业化发展。
5. GIS软件向组件式GIS发展。
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，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设计特点1. GIS处理的事空间数据。
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，设计部门繁多。
试从设计重心、数据库建设和设计方法等三个方面比较GIS设计与一般信息系统设计的区别。
设计重心：GIS设计处理的是海量空间数据，数据库设计在GIS设计中尤其重要；一般信息系统设计的软件功能是其设计重心。
数据库建设：GIS设计不仅要进行属性数据库的设计，更要进行空间数据库的设计，包括空间数据结构、存储方式、管理机制等；一般信息系统设计只需要建立属性数据库。
李建松《GIS原理》复习二
李建松《GIS原理》复习题2009第一部分地理信息系统的科学和技术基础第一章地理信息系统的科学基础名词：地球系统科学、地球信息科学、地理信息科学、地球空间信息科学第三章地理信息系统概述简答：地理信息系统的定义、特征、构成、发展简史第四章地理信息系统的技术基础填空和判断：数据采集输出、GIS软件的发展第二部分地理空间数据组织与管理第五章地理空间信息基础简答：矢量数据、栅格数据、TIN的结构和特点名词：元数据第六章地理空间数据模型简答：空间索引的类型和用途填空和判断：空间数据的基本特征和描述内容第七章地理空间数据结构计算：无拓扑矢量数据结构、拓扑数据结构、栅格数据Morton码、TIN数据结构第八章地理空间数据库填空简答：间数据库管理系统的管理模式1、空间数据的基本特征是、、2、矢量数据最基本的拓扑关系是关联和邻接，解释关联和邻接的含义3、在网络分析方面矢量数据比栅格数据（方便、不方便）4、在叠置分析方面矢量数据比栅格数据（方便、不方便）5、缓冲区分析用什么数据结构比较方便？6、投影变换时，矢量数据比栅格数据（简单、复杂）7、GIS中有几何数据、属性数据和拓扑数据，哪些适合用数据库表示？哪些适合用数据文件表示？第三部分地理空间数据的获取与处理第九章地理空间数据获取填空和判断：数据源的种类、数据采集的方法第十章空间数据的编辑填空简答：图形数据的编辑、图形数据的几何纠正第十一章空间数据的处理方法填空简答：空间数据的拓扑关系自动生成、空间数据的压缩编码方法、矢量数据和栅格数据的转换计算：栅格数据压缩编码方法第十二章地理空间数据的质量填空简答：GIS数据质量的内容、空间数据的不确定性数字测绘和GIS的数据采集有什么区别？1、用SuperMap对栅格数据矢量化时，什么情况下选用非地球坐标系？2、空间数据的不确定性包含了哪些方面？分别举例说明几何数据和属性数据的不确定性3、如何发现进入GIS中的数据错误4、判断点和多边形的关系有和两种方法A 垂线法B 面积法C 内插法D弧长法E转角法5、仿射变换和相似变换公式的差别，各需要几个已知点？6、X=A0+A1x-B1y Y=B0+B1x+A1y 是变换X=A0+A1x+A2y Y=B0+B1x+B2y 是变换A 拓扑B投影 C 仿射 D 相似7、如何求解以上二式中的A0、A1、A2、B0、B1、B2第四部分空间分析基本原理和方法第十五章空间分析方法填空简答：矢量和栅格数据的叠置分析、缓冲区分析1、举例说明几何图形到属性、属性到图形的双向查询2、空间关系查询包含哪些内容？3、解释：属性数据的离散特征数和集中特征数4、DEM分析有哪几种主要用途？5、空间对象的关系有、、、、五种6、点、线、面之间各有什么关系？如何判断点和线之间的关系？第五部分地理信息系统产品输出及可视化第十六章地理信息系统产品输出填空和判断：地理信息系统产品的输出系统的硬件、地理信息系统产品的类型第十七章空间信息可视化技术方法简答：可视化的技术方法、GIS制作专题地图的类型和方法1、举例说明如何将空间查询、统计和分析的结果可视化表示2、VR有哪几种主要类型和功能？3、简述电子地图和GIS的关系和差别第六部分地理信息系统工程设计与标准化第十八章地理信息系统工程设计简答：GIS工程的系统分析、系统设计、实施、运行和维护的内容第十九章地理信息系统的标准化1、GIS开发的四个阶段为、、、2、快速原型法和结构化生命周期法的主要区别是什么？3、GIS的发展瓶颈是什么？改进途径有哪些？4、在众多的GIS的应用领域中，列举出六个领域。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
可移植性是评价地理信息系统的一项重 要指标.一个有价值的地理信息系统的软件
可 移 植 性
和数据库,不仅在于它自身结构的合理,还在
于他对环境的适应能力.这首先要求系统必 须按国家规范标准设计,以保证软件和数据 的匹配,交换和共享.此外,在地理信息系统 软件的设计中,采用自上而下的结构设计,即 首先将与软件,硬件有关的公用子程序列出, 在列出与软件,硬件无关的子程序,最后组成 软件系统,也可提高软件开发的可移植性.
考 察 的 主 要 内 容
系统效率
系统可靠性
可扩展性 可移植性 系统效益
系统效率是通过地理信息系统
系 统 效 率
的各种职能指标，技术指标和 经济指标反映出来的。例如：
系统操作是否方便快捷,系统
出错率如何，资源的使用效率
高低等等。
系统可靠性是指系统在运行
系 统 可 靠 性
时的稳定性.可靠性好的系统，
GIS标准化的内容
一般很少发生事故，即使发生 事故也能很快修复。可靠性还 包括系统有关的数据文件和程 序能否妥善保存，系统是否有 后备体系等。
任何系统的开发都是从简单到复杂的不
可 扩 展 性
断求精和逐步完善的过程,特别是地理信息
系统常常是从清查和汇集空间数据开始,然
后逐步演化到从管理到决策的高级阶段,功 能逐步增加和提高.因此,要在现行系统上不 做大的改动或不影响整个系统的情况下增加 功能模块,就必须在系统设计时留有接口,否 则,当数据增加或功能增加时,系统就要重新 设计,这就是一个没有生命力的系统.
系统分析
开 发 研 究 的 四 个 阶 段
GIS
系统设计
系统实施
系统维护及评价
的 研 制 过 程
GIS
地理信息系统设计要满足的三个基本要求
加强系统的实用性
降低系统开发和应用的成本
提高系统的生命周期
系统设计要根据设计原理,采用结构化分析方法
结构化---- 有组织,有计划,有规律的一种安排.
利用一般系统工程分析法和 结构化系统分析方法---有关结构概念,把它们应用于地理信息系统的设计,采 用自上而下划分模块,逐步求精的系统的分析方法 .
结构化的方法:
在地理信息系统的逻辑设计中,要用 到结构化的方法,包括:分析信息流程,绘
制数据流程图；根据数据的规范,编制数
据字典;根据概念结构的设计,确定数据
文件的逻辑结构;选择系统执行的结构化
语言,以及采用控制结构作为地理信息系 统的设计工具等,还包括系统结构上的变 化和功能上的改变。
面向用户的观点:
系 统 效 益
经济效益--- 体现:促进生产了和产值 的提高,减少盲目投资,降 低工时耗费,减轻灾害损 失等. 现状:不太显著.前景: 不断提高. 社会效益--- 体现:信息共享的效果,地学 综合能力的发展,应用系统 的模型化,工作时间的缩短 等 现状:侧重社会效益.
地理信息系统的标准化
GIS标准化的意义和作用
地理信息系统设计与标准化
重点：GIS设计的步骤，GIS评价方面,GIS 标准化的意义和作用
第一节
概述
Байду номын сангаас
地理信息系统以其数字世界表示自然世 界，具有完备的空间特性，可以存贮和处理 不同发展时期的大量地理数据，并具有极强 的空间综合分析能力，是服务于地理科学研 究和应用的新技术，是地理现代化的重要手 段。GIS的开发设计不仅具有其即定的目标， 而且具有阶段性。
系统的观点
结 构 化 的 基 本 思 想
调研的观点
结构化的观点
面向用户的观点
系统的观点：
首先要从总体出发，考虑全局
的问题， 然后再自上而下，一层一
层的完成系统的研制，这是结构化
的思想核心。
调研的原则：
只有先进行调查研究，了解用
户的需求，掌握必要的数据，才能
进行系统分析,做出合理的设计.调 查研究是地理信息系统设计的基本 原则。
地理信息系统类型的选择,很大
程度上取决于使用部门的工作性质,
工作领域以及该领域内的应用范围
和应用期限.另外,用户的技术选择, 用户的财力和人力的费用等,都是设 计地理信息系统适应考虑的内容。
第二节 地理信息系统的评价
系统评价:
就是指从技术和经济两个大的方面,对 所设计的地理信息系统进行评定。基本做 法是将运行着的系统与预测目标进行比较, 考察是否达到了系统设计时所预定的效果。