GIS程序设计1
gis课程设计步骤
gis课程设计步骤一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握GIS（地理信息系统）的基本概念、原理和方法，能够运用GIS软件进行地图制作、空间数据分析等操作，提高学生对地理信息的获取、处理和分析能力。
知识目标：了解GIS的基本概念、发展历程、应用领域；掌握GIS数据的基本类型、获取方法和管理技巧；理解GIS的空间分析原理和常用分析方法。
技能目标：学会使用GIS软件进行地图制作、数据处理和空间分析；能够独立完成GIS项目的设计和实施，解决实际问题。
情感态度价值观目标：培养学生对地理信息技术的兴趣和好奇心，提高学生运用GIS技术解决实际问题的意识，培养学生的创新精神和团队合作能力。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括GIS的基本概念、原理和方法，以及GIS软件的操作和应用。
具体包括以下几个部分：1.GIS的基本概念：GIS的定义、发展历程、应用领域等。
2.GIS数据：数据类型、数据获取方法、数据管理技巧等。
3.GIS的空间分析：空间分析原理、常用空间分析方法等。
4.GIS软件操作：地图制作、数据处理、空间分析等操作步骤。
5.GIS应用案例：实际案例分析，学会运用GIS解决实际问题。
三、教学方法本课程采用多种教学方法，以激发学生的学习兴趣和主动性。
主要教学方法包括：1.讲授法：讲解GIS的基本概念、原理和方法，使学生掌握基础知识。
2.案例分析法：分析实际案例，让学生学会运用GIS解决实际问题。
3.实验法：上机操作，让学生亲手实践，提高操作技能。
4.讨论法：分组讨论，培养学生的团队合作能力和创新精神。
四、教学资源本课程的教学资源包括教材、参考书、多媒体资料和实验设备等。
主要教学资源有：1.教材：选用权威、实用的GIS教材，为学生提供系统、科学的学习资料。
2.参考书：推荐学生阅读相关参考书籍，拓展知识面。
3.多媒体资料：制作课件、视频等多媒体资料，提高课堂教学效果。
4.实验设备：为学生提供充足的实验设备，确保实验教学的顺利进行。
GIS专题图的程序设计
数据来源位置
开始应用专题地图前，需要决定要显示哪些信 息以及信息驻留的位置。创建专题所用的数据 来自数据集的Field 对象或Field 集合。这些字 段作为Themes 集合的Themes.Add 方法的Fields 参数来传递。
Themes 集合 每个数据集都有专题集合。Themes 集合从专题集合中创 建、计数、添加或删除Theme 对象。 方法描述代码示例 Add 创建专题并将它添加到特定数据集的Themes 集合中。 Map1.Datasets(1).Themes.Add _miThemeRanges “TotPop”, “My _Ranges Theme” Remove 从集合中删除指定专题。 Map1.Datasets(1).Themes.Remove “My _Ranges Theme” RemoveAll 从集合中删除所有专题。 Map1.Datasets(1).Themes.RemoveAll
创建专题 Map1.Datasets(1).Themes.Add miThemeRanges “TotPop”, “My Ranges Theme” 上面一行代码使用字段“TotPop”为 Datasets 集合中的第一个数据集创建范围 专题。 Themes.Add 方法描述如下。可选参数位 于方括号“[]”中。 语法 Themes.Add [Type], [Field], [Name]
专题变量
专题地图上显示的数据称为专题变量。根 据所执行的专题分析类型，地图可以显示 一个或多个专题变量。范围、格网渲染、 等级符号、点密度、独立值都检查一个变 量。直方图和饼图一次可以显示多个专题 变量。也可以创建双变量专题地图，在这 里一个地图对象（例如符号）表示两组不 同数据。例如符号颜色代表一个专题变量， 符号大小代表另一个专题变量。
gis的设计方法与步骤
gis的设计方法与步骤一、引言地理信息系统（GIS）是一种处理和分析地理信息的系统，它能够提供对地理现象的全面和精确视图，从而为各种应用提供决策支持。
在设计和开发一个GIS系统时，需要遵循一定的步骤和方法。
以下将详细介绍这些步骤和方法。
二、设计前的准备1. 明确目标：在开始设计之前，需要明确GIS系统的目标，包括解决什么样的问题，提供什么样的服务，以及预期的用户群体等。
2. 理解数据：了解将用于GIS系统的数据，包括来源、质量、格式和更新频率等。
三、系统架构设计1. 确定硬件和软件需求：根据系统规模和复杂度，确定所需的硬件（如服务器、存储设备、网络等）和软件（如操作系统、数据库管理系统、编程语言等）需求。
2. 模块化设计：将GIS系统划分为不同的模块，如数据管理模块、空间分析模块、用户界面模块等，以提高系统的可维护性和可扩展性。
四、数据管理1. 数据收集：根据数据需求，进行数据收集和整理。
2. 数据整合：将不同来源的数据整合到GIS系统中，确保数据的一致性和准确性。
3. 数据存储：选择合适的数据库管理系统，将数据存储在安全、稳定、高效的存储环境中。
五、空间分析功能设计1. 分析需求：明确GIS系统需要实现的空间分析功能，如叠加分析、缓冲区生成、空间插值等。
2. 实现方法：根据需求，选择合适的技术和方法来实现空间分析功能，如GIS软件的内建功能、编程语言和算法等。
六、用户界面设计1. 确定用户群体：明确系统的用户群体，了解他们的需求和操作习惯。
2. 界面布局：设计友好的界面布局，确保用户能够方便地使用系统。
3. 交互设计：优化系统的交互设计，提高用户的使用体验。
七、测试与评估1. 单元测试：测试系统的各个单元（如数据管理模块、空间分析模块、用户界面模块等）是否正常工作。
2. 系统集成测试：测试各个单元在集成系统后是否正常工作，是否出现数据冲突或功能缺失。
3. 性能测试：测试系统的性能，包括响应时间、负载能力等，以确保系统能够满足用户需求。
GIS程序设计1
Proc2 P
scanf
printf
第一章 GIS程序设计基础
(4)块间联系
模块之间的联系一般从三个方面衡量：
• 方式——块间联系是通过怎样的方式进行的。 包括两类：
①用过程语句调用：通过模块的名字调用
Main()
void proc(int m,int n)
{…
{
proc(a,b);
…
…
}
}
第一章 GIS程序设计基础
三种开发方式比较独立开发单纯二次开发集成二次开发优点较强灵活性易于扩展有系统版权简单易学高起点可靠性好简单易学缺点难度大开发连续性难以保证对开发人员的素质要求高功能简单缺乏独立性软硬件要求高没有系统版权可扩展性差较为庞大软硬件要求高没有系统版权第一章gis程序设计基础gis软件开发模式的选择考虑系统本身的性质和特点考虑系统本身的性质和特点分析二次开发和底层开发的特点分析二次开发和底层开发的特点估计设计者自身的具体情况估计设计者自身的具体情况对于一些大型的大型的gisgis系统系统开发项目如一个地区的综合信息管理系统等于选择已经成熟的特别是一些以数据管理决策研究辅助设计等具体应用为主的系统用的实用系统则选择底层开发的方法
第一章 GIS程序设计基础
2、算法 沃思：程序=数据结构+算法 所谓算法，通俗地讲就是一种解题方法，
所要采取的确定的有限的解题步骤。计 算机解题的算法，严格地讲是由若干条 指令组成的有穷序列。
第一章 GIS程序设计基础
3、程序与算法的区别
• 算法可以采用自然语言、伪代码、流程图 、N-S图、PAD图来进行描述，程序只能用 计算机语言来编写
它诱使程序员过早地考虑程序的控制流 程，而不去考虑程序的全局结构。 ②流程图中用箭头代表控制流，因此程序 员不受任何约束，可以不顾结构化程序 设计的精神，随意转移控制。
GIS程序设计实验报告(c++)
double sub(double a,double b) { return a-b; }; double mul(double a,double b) { return a*b; }; double div(double a,double b) { return a/b; }; /************/ int add(int a,int b) { return a+b; }; int sub(int a,int b) { return a-b; }; int mul(int a,int b) { return a*b; }; int div(int a,int b) { return a/b; }; ~acc() { cout<<"调用析构函数"<<endl; } }; void main () { int a,b; double x,y;
合肥工业大学 资源与环境工程学院 《GIS程序设计》实验报告
姓 学 专 统
名 号 业
地理信息系
班 级 任课教师
实验1：在小范围内用C++增强C的功能
1、 实验目的和要求
目的：快速掌握C++语言编程的方法，在小范围内增强C++的功 能，主要内容有：（1）输入流、输出流的使用；（2）函数原型； （3）new和delete运算符分配内存。
cout<<"面积s="<<s<<endl<<"体积v="<<v<<endl; }
(4) 仿照教材中的例题，用引用的方法给包含十个元素的一维数 组赋值，其值分别为9，8，7，6，5，4，3，2，1。 #include <iostream.h> void main() { int a[10],i; for(i=0;i<10;i++) { int &t=a[i]; t=10-i; } cout<<"数组为:"<<endl; for(i=0;i<10;i++) { cout<<a[i]<<endl; } }
GIS 详细设计
N
N
图标ID
rs_name
Varchar
60
N
Y
名称（道路，建筑物等）
rs_time
Datetime
11
N
Y
时间
rs_remark
Varhcar
200
N
Y
内容（如道路基本信息）
200
N
Y
内容
d_time
Datetime
11
N
Y
时间
d_remark
Varhcar
200
N
Y
备注
3.5.水质信息表（waterquality）
列名
类型
长度
主键
是否为空
默认值
描述
ID
Int
11
Y
N
主键ID自动生成
wq_name
Varchar
60
N
Y
名称
wq_ph
Varhcar
200
N
Y
Ph值
wq_temperture
Int
11
N
Y
温度
wq_velocity
Varchar
50
N
Y
流速
wq_time
Datetime
11
N
Y
时间
wq_remark
Varhcar
200
N
Y
备注
3.6.道路建筑物信息表（roadsturctureInfo）
列名
类型
长度
主键
是否为空
默认值
描述
ID
Int
11
Y
N
第四部分 GIS软件设计PPT课件
计
❖ OOA和OOD
❖ 体现了类和类层次
武
汉 ➢ OMT方法
设 计
➢ 数据工程量特别大
➢ 软件生产效率低
武
汉 大
➢ 软件可重用性差
学
资
环 蔡境 忠学 亮院
第一章 GIS软件工程概述
面 向
1.2 GIS软件工程的特色
对
象 ➢ 系统复杂度大
的
❖ 成果质量何数据
GIS
❖ 微观复杂度（数据、功能、动态、三维等）
程
❖ 宏观复杂性（空间概念等）
序 ➢ 数据在系统中具有重要地位
段
毕硕本，2003
G IS系 统 设 计 G IS程 序 编 码 G IS产 品 测 试 G IS运 行 与 维 护
第一章 GIS软件工程概述
面 向
1.4 GIS软件工程的建设过程
对 2、系统分析
象 的
➢ 系统分析的目标和内容
❖ 目标（低成本、符合要求、性能可靠、重用性好、易维护、
GIS
按期完成）
序 设
第二章 面向对象的GIS软件设计
计
第三章 统一建模语言（UML）
武
第四章 GIS软件设计实例
汉
大
学
资
环
蔡境
忠学
亮院
第一章 GIS软件工程概述
面 向
1.1 GIS软件开发中存在的问题
对
象 ➢ 经费预算经常突破，时间一再拖延
的 ➢ 软件不能满足用户需求
GIS
程 ➢ 软件可维护性差
序 ➢ 软件可靠性差
面 向
面向对象的GIS程序设计
对
象
的
GIS
程
序
GIS程序设计复习剖析
一、填空题（1’*20=20’）1、GIS设计的原则有标准化、先进性、兼容性、高效性、可靠性、通用性。
2、系统现状调查方式：面试、电话访谈、参观、问卷、索取有关的资料并加以学习和理解、GIS专题报告等。
3、数据字典的内容有数据元素、数据结构、数据流、数据存储、处理过程、外部实体。
4、应用型GIS输入设计的原则有最小量原则，简单性原则，早检验原则，少转换原则。
5、应用型GIS维护包括程序的维护、数据文件的维护、代码的维护、机器设备的维护。
二、名词解释（4’*5=20’)1、数据流程图：是系统分析的重要工具，也是结构式系统分析方法论中重要的模拟工具。
2、代码设计：就是如何合理地把被处理对象数字化、字符化的过程。
3、图形数据库管理子系统主要完成图形图像数据的输入、图形图像变换、查询、图形整饰输出等功能，是系统的核心工具。
4、输出设计：对物理输出的格式、方法进行设计，就是所谓的输出设计。
5、质量检测: 是一个过程，是指一个公司或机构对所生产的产品或所提供的服务的测试过程。
三、简答题（10’*6=60’)1、简述GIS快速原型化分析方法的主要步骤？（1）初步分析。
这是设计原始模型的依据，包括GIS应用领域业务分析（绘制工作流图和数据流图等）、GIS软件应具备功能和性能初步分析（功能模块划分、系统界面、系统性能等）。
（2）设计原型。
根据初步分析的结果提出一个有一定深度和广度的原型软件，作为迭代开发的基础。
建立初始模型所需时间，随其规模大小、复杂性和完整程度而异。
（3）分析交流。
在系统原型的基础上，系统用户和系统分析员就原型进行分析评价，对系统的功能和性能提出修改意见。
（4）修改原型。
根据系统用户和系统分析员就原型所提出的修正意见对原型进行修改。
（5）确定系统的功能与需求。
重复③④的步骤，直到用户和系统开发人员对系统的功能和需求意见达成一致，编写系统功能和需求分析报告。
2、应用型GIS有哪几种组网方案？各有何特点？Client／Server（C／S）：纯C／S的网络运行模式主要表现在系统维护要求高、操作复杂。
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Y
Z
AB X 逻辑型 Y Z
第一章 GIS程序设计基础
③瞬时型（时间性内聚） 各成分需要无中断地同时执行，即与时间 有关系。例如初始化系统模块、系统结束 模块、紧急故障处理模块等。
•关闭文件 •报警 紧急意外事 故处理 •保留现场 ……
瞬时型
第一章 GIS程序设计基础
④通信型 成分引用共同的数据，即模块内各部分使 用相同的输入数据，或产生相同的输出结 果。
B 选择结构
C “当型” 循环结构
D “直到型 ”循环结 构
第一章 GIS程序设计基础
2.模块化设计 模块是指完成系统中的某种功能的独立单 元，即可用一个名字调用的一段程序语句 或是软件被划分成若干可独立命名地和编 址的元素，类似“子程序”概念。它具有 独立的输入、输出、相应的程序、数据结 构，相应的数据，相应的程序代码、功能 等特性。
第一章 GIS程序设计基础
（1）模块划分原则 • 相对独立，功能单一。可以单独理解、 单独编程、单独测试。 • 块间联系（耦合度）尽量少，块内联系 （聚合度）尽量多。
第一章 GIS程序设计基础
（2）描述方式 • 模块：用 表示，方框中写有反映 该模块功能的名称。 • 调用：用 表示。 • 数据：用调用箭头边上的小箭头表示， 且将数据名写在其边上。
IPO图编号（模块编号）： 数据库设计文件编号： 模块名称： 输入部分 … 设计者： 处理部分 … HIPO图编号： 编码文件号： 编程要求文件号： 使用单位： 编程要求： 输出部分 …
第一章 GIS程序设计基础
（5）过程设计语言（PDL,Process Design Language） PDL又称为伪码，伪程序，它是一种混杂语 言。它的外层语法使用一种结构化程序设 计语言的语法描述控制结构和数据结构， 是确定的；内层语法描述具体操作，可灵 活使用一种自然语言（如英语），是不确 定的。
②逻辑型：各成分逻辑上相似，即把几种 相关功能组合在一个模块内，每次调用 由传给模块的参数确定执行哪种功能。 缺点是不易修改，效率低。
P Q R S X 偶 然 型 T MOVE A TOB READ CARDFILE MOVE C TO D 逻 辑 型 Y Z
A
B
C
第一章 GIS程序设计基础
X X Y Z
Proc1 P scanf printf P Proc2
scanf
printf
第一章 GIS程序设计基础
(4)块间联系 模块之间的联系一般从三个方面衡量： • 方式——块间联系是通过怎样的方式进行的。 包括两类： ①用过程语句调用：通过模块的名字调用
Main() {… proc(a,b); … } void proc(int m,int n) { … }
WHILE C While循环
S
DO…WHILE C Do While循环
S
第一章 GIS程序设计基础
(4)IPO图（Input-Process-Output） IPO图是层次结构图(HIPO)的一部分，用来描述 层次图中每一个功能模块内部的数据处理过程， 包括输入、处理和输出三个部分。
IPO标准格式
第一章 GIS程序设计基础
（3）问题分析图（PAD，Problem Analysis Diagram） 由日立公司二村良颜等人于1973年提出， 它用二维树形结构的图形表示程序的控制 流，将这种图按“走树”规则翻译成程序 代码比较容易。
第一章 GIS程序设计基础
S1 C S2 顺序结构 S2 选择结构 S1
A 存入 修改 打印 打印 删除 B
通信型
第一章 GIS程序设计基础
⑤顺序型（过程性内聚） 某个成分的输出是另一个成分的输入，即 模块内个处理成分相关，且必须以特定次 序执行。
A 读入 数据 编辑 累加 B 计算 打印
顺序型
第一章 GIS程序设计基础
⑥功能型 所有成分结合起来恰好完成了一个具体任 务。判定一个模块是否为功能型，可以从 它调用者的角度看能否用一个不含多个动 词的短句简略地描述这个模块“做什么” 。优点是易于理解，界面一般比较清晰， 易编程，易测试和维护，复用性好。
第一章 GIS程序设计基础
三、两种程序设计方法 （一）结构化程序设计方法（SP方法） 1.结构化程序设计的概念最早由荷兰学者 E.W.Dijkstra提出。结构定理指出：任何程 序逻辑都可用顺序、选择和循环3种基本控 制结构实现，并且是具有单入口单出口的 。
第一章 GIS程序设计基础
A 顺序结构
第一章 GIS程序设计基础
3、程序与算法的区别
• 算法可以采用自然语言、伪代码、流程图 、N-S图、PAD图来进行描述，程序只能用 计算机语言来编写 程序中的指令必须是可以执行的，而算法 中的描述无此限制 算法必须满足有穷性，程序不一定满足有 穷性
• •
第一章 GIS程序设计基础
4、程序设计 用计算机语言把解题步骤编写成计算机可 执行的指令序列的过程。 程序设计技术是设计、程序编制和调式程 序的方法和过程。
第一章 GIS程序设计基础
… Execute process aa Do Execute process bb if condition Z1 Then Execute process ff if condition Z6 Then do Execute process ii while(condition Z7) Else Execute process gg execute process hh else switch(condition) case z2: do execute process cc while(condition Z5) … While(condition Z8) Execute process jj
第一任务 T 第二任务 第三任务 THEN部分 ELSE部分 条件 F WHILE 部分 循环条件
顺序结构
选择结构
while循环型
第一章 GIS程序设计基础
条件 DO…WHILE 部分
值1
值2
…
子程序
循环条件 DO while 循环型
处理1 处理2 多条件选择结构
… 调用子程序
第一章 GIS程序设计基础
第一章 GIS程序设计基础
块内联系类型性能比较
联系类型 块间联 系 功能型 顺序型 通信型 瞬时型 逻辑型 偶然型 好 好 中 差 坏 坏 清晰性 好 好 好 中 坏 差 复用性 好 中 差 坏 坏 坏 可修改性 可理解性 好 好 中 中 坏 坏 好 好 中 中 差 坏
第一章 GIS程序设计基础
1. ArcGIS Engine开发帮助文档 2. ESRI开发者网络： /software/arcgis/e dn/index.html 3. ESIR中国社区：/ESRI/
课程简介
• 课程要求与考核
• 突出实践性，强调动手能力，掌握基本的 GIS程序设计方法 • 重视平时作业（成绩） • 考试方式为分为两种:上机操作和试卷考查 • 成绩评定：平时40%，期末60%
第一章 GIS程序设计基础
②直接调用：一个模块直接存取另一个模 块内部的某些信息，同时它也引用了除 模块名之外的别的名字引用模块内的信 息。 • 作用——块间共用的信息是作什么用的 按照联系的作用关系分为三类： ①数据型 ②控制型：一个模块直接转向另一个模块 内部的某个位置
第一章 GIS程序设计基础
第一章 GIS程序设计基础
③程序流程图不易表示数据结构和描述有 关的数据，而只能描述执行过程。 ④程序流程图中的箭头使用不当时，流程 图则不易理解，将来无法维护。 ⑤程序流程图中的符号繁多，篇幅很长， 记忆不便，容易产生误解。
第一章 GIS程序设计基础
(2)盒图（N-S图） 1973年美国学者IKE.Nassi和Ben.Schneiderman 提出。
盒图的优点： ①功能域明确，可以从盒图上直接看出。 ②不可能任意转移控制。 ③容易确定局部和全局数据的作用域。 ④容易表现嵌套关系，且嵌套深度没有限 制，也可以表示模块的层次结构。 ⑤盒图简单，易学易用。
第一章 GIS程序设计基础
aa bb Z1 CASE Zi,i=1,2,3,4 Z2 Z3 Z4 F Z5 cc dd ee gg ii hh Z7 Z8 jj ff Z6 T
3.详细设计的描述方式 （1）流程图（FC,Flow Chart）文档
流线
虚线
并行方式
省略符
注释
循环上界线
循环下界线
原点或终点
第一章 GIS程序设计基础
第一章 GIS程序设计基础
流程图的优点：对控制流程的描绘很直观 ，简单清晰，便于初学者掌握。 流程图的缺点： ①流程图本质上不是逐步求精的好工具， 它诱使程序员过早地考虑程序的控制流 程，而不去考虑程序的全局结构。 ②流程图中用箭头代表控制流，因此程序 员不受任何约束，可以不顾结构化程序 设计的精神，随意转移控制。
GIS程序设计
课程简介
• 课程课时构成 20（理论）+28（实验） • 课程目标
了解GIS程序设计概念，掌握GIS程序设计 基本方法； 理解面向对象GIS程序设计概念，掌握组 件式GIS程序设计方法； 具备初步GIS系统开发能力。
课程简介
• 课程基本内容
1. 2. 3. 4. GIS程序设计基本概念和方法 组件技术与应用 ArcGIS Engine开发平台 基于ArcGIS Engine的GIS程序设计与开发
③混合型：即控制/数据型，一个模块修改 另一个模块的指令。
A 成绩 A
平均/最高
成绩
成绩
B取平均成绩或最 高成绩
B1取平均成绩
B2取最高成绩
“控制型”块间联系及改进
第一章 GIS程序设计基础
•数量——块间共用信息的多少 比如全局变量，大大增加了模块间的联系 。一般一个模块最好只引用其调用模块显 式传送给它的2-4个参数以及它本身的局部 变量。