gis设计与应用期末考试1-3

第一章

一、概述

1、地理信息系统：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理论和方法，集采集、存储、显示、处理、分析、和输出地理信息于一体的计算机系统。

2、GIS研究的内容

（1）数据采集：传统的方法是将纸质地图数字化，但由于效率低、代价高，现在越来越多的借助于遥感和全球定位系统技术。

（2）数据存储：包括空间数据的存储和属性数据的存储，空间存储通常采用分层或者分“要素”的存储模式以提高数据存取速度。动态、多维的空间数据存储成为目前GIS研究的热点。

（3）数据处理和分析：是GIS提供的对空间数据的一系列操作，以获取相关信息。

（4）数据输出：将查询的或者是数据处理和分析的结果以指定的形式输出。3、GIS的特点：

（1）GIS的处理对象时地理数据

地理数据包括空间数据和属性数据，利用空间坐标来表达实体的位置是GIS数据管理的基本思想

（2）GIS提供了一些列的工具：包括地理数据采集、存储、显示、操作、分析、建模、输出等工具。

（3）GIS实现了地图实体与属性数据库的关联

可以实现图形数据与属性数据的同步查询、统计分析。

二、构成

4、GIS的构成

（1）硬件：

计算机是硬件系统的核心用于数据处理和分析管理，除此之外还有数据采集和输入设备，数据存储和处理设备（磁盘、磁带机；计算机、图像处理器和网络设备等），还有数尺设备

（2）软件：包括工具软件和应用软件

（3）数据：（海量的空间数据）

空间数据是表征空间实体的位置数据通常由三种数据结构进行存储和管理：

即栅格数据、矢量数据和不规则三角网。

（4）人员

人员在GIS中的作用主要是：对GIS软件的开发维护和升级；对空间数据的搜集、入库和管理；应用GIS进行生产实践，实现GIS的价值。

三、发展：GIS发展的阶段

（1）集成化阶段：GIS发展早起产生量许多GIS功能模块，研究人员将分散的功能模块集成为具有多种功能的综合性GIS

（2）模块式GIS阶段：集成式GIS过于复杂、成本较高，研究人员将GIS划分为不同的功能模块，此功能模块内聚性更强，划分更合理。

（3）核心式GIS阶段：前两者没有实现和其他系统的集成，核心式将GIS功能封装成动态链接库（DLL）通过应用程序接口（API）访问。

（4）组件式阶段：核心式开发难度大，也不容易掌握，因此组件式将GIS功能划分为不同功能模块，这些模块与其他系统之间通过标准的通信接口来实现交互。

（5）网络化阶段：WEBＧＩＳ应运而生

四、ＧＩＳ的应用

地图制图

空间数据管理

空间统计分析

空间分析评价与模拟预测建模

辅助宏观决策

第二节：ＧＩＳ的规范化和标准化

ＧＩＳ数据的标准化

（一）地理信息标准：

１、统一的地理坐标系统：

（１）同意的地图投影系统（２）统一的地理格网系统（３）统一的高程控制系统（４）统一的区域多边形或空间统计单元系统

２、空间信息分类和编码系统：编码即在信息分类的基础上，给每一种地理要素分配一个唯一的标示符。

３、数据模型标准

对现实地理系统的计算机模拟可以分为三个层次：概念模型、逻辑模型、和物理模型。

（二）数据标准

１、数据交换：。。。。。

第三节：关于GIS设计

1、含义：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设计的内容

一般来说，GIS设计包含软件设计和数据库设计两个部分

（1）软件设计：

GIS软件设计一般采用合适的软件过程模型进行开发，最常用的软件过程模型是瀑布模型，它将然间过程分为可行性分析、需求分析、总体设计、详细设计、编码、系统运行和维护六个阶段。（具体见表1.9，p20）

虽然瀑布模型较成熟和完善，但是缺点是缺乏灵活性、软件模块重用性差、开发周期长等为此提出了其他软件过程模型：快速原型模型、增量模型、螺旋模型等。（2）数据库设计

数据库系统是存储、管理、处理和维护数据的软件系统，包括数据库、数据库管理员及相关软件。数据库设计的核心是数据模型设计。

3、GIS设计的内容

（1）ＧＩＳ设计的基本原则

（2）GIS设计与一般信息系统设计的差异

（3）ＧＩＳ软件设计一般采用合适的软件过程模型进行开发，瀑模型各阶段任务划分：

（4）什么是数据模型

数据模型是形式化描述数据、数据之间联系以及有关语义约束的方法，数据库系统用它来提供信息表示和操作形式框架。

4、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、涉及部门多

第二章GIS设计思想与方法

第一节：GIS设计的理论基础——GIS工程学思想

1、GIS工程学的特点

（1）以空间信息系统工程优化为目的

（2）横跨多个学科

（3）GIS工程学是直接面向决策的，为可持续发展提供决策支持

（4）与GIS产业化密切相关（5）系统更新速度快（6）易操作性要求高

2、GIS工程学的基本理论

（1）系统学思想

系统的一般特征及其对系统设计的影响（见表2.1 p28）

（2）系统工程学

（3）地理信息科学

第二节：系统设计方法1：结构化生命周期法

1、结构化生命周期法的特点及其目的

2、结构化生命周期法的基本思想：

将系统开发看做工程项目，有计划、有步骤的进行工作，便于管理

3、结构化生命周期法将系统开发划分为六个主要阶段

（1）系统开发准备阶段用户提出开发新系统的要求，有关人员进行初步调查，制定开发进度和计划

（2）调查研究及可行性研究阶段