地理信息系统期末大作业
学院：信息工程与自动化专业、年级、班：
学号：
姓名：
指导教师：
日期： 2012年06月10日
目录
基于GIS的多媒体查询系统 (03)
一、系统设计背景与目标 (03)
1.1背景 (03)
1.2目标 (03)
1.3路线 (03)
二、设计原则与设计方法 (03)
2.1设计原则 (03)
2.2设计方法 (03)
三、需求分析 (03)
3.1系统设计的目标和方法 (03)
3.2现状调查分析 (04)
3.3功能和性能要求 (06)
3.4系统模型设计 (06)
四、系统设计 (07)
4.1软件体系结果设计 (07)
4.2系统硬件配置方案 (07)
4.3系统模块设计 (08)
4.4数据结构设计 (09)
五、数据库设计 (10)
5.1空间信息和属性信息的采集与编码 (10)
5.2系统存储模式 (10)
5.3系统数据库设计 (11)
5.4逻辑模型设计 (12)
5.5物理模型设计 (12)
六、系统实施计划 (14)
6.1系统设计的评价 (14)
6.2代码编写工作的组织和管理 (14)
6.3程序语言的选择 (14)
6.4数据库建库 (14)
6.5功能的实现 (14)
6.6整个项目流程管理 (15)
七、课程设计总结 (15)
基于GIS的校园多媒体查询系统设计
一、系统设计背景与目标
一、背景：
1、随着社会经济的发展，国家对人才的需要也逐渐迫切。在此基础上，为迎合社会的需要，大学的人才培养也逐渐在跟上社会的需求，因此许多大学都在扩大自己的学校的规模。在扩大规模的同时，学校也加快了现代化的进程。在此基础上，大学的校园规模也在逐渐扩大，对于校园的管理难度也在加大。此时，传统的管理模式已经不能满足现代化大学校园的管理需求。
2、随着科学技术的发展，地理信息系统的产生与发展，为现代化的地理信息管理提供了新的思路。对于大学校园对学校的地理信息的管理和地理信息与传统的人、财、物的管理的结合管理来说，地理信息系统管理模式为其找到了解决的方法。
3、昆明理工大学目前正处于快速的发展时期，在发展的过程中也面临着校园管理的难题。对此，为满足昆明理工大学校园管理的需求，特建立相应的GIS系统，进行基本信息的管理。
二、目标：
通过设计合理的系统，对校园的基本信息进行管理，包括路及道路基本信息、建筑基本信息、校园特殊标记。同时根据起始点和目标定位信息，给出导航。
三、路线：
能够介绍所查询的目标信息；可查询学生、教师、专业、院系等相关的基本信息；能实现图文互查目标定位。实现管理、查询等综合职能。设计的系统具有经济、技术等可行性。同时在进行系统建立的时候保证软件系统质量。
二、设计原则与设计方法
一、设计原则
1、满足GIS设计的基本原则，合理地组织开发该管理系统。
2、根据实际情况，考虑经济、技术、项目的可行性，降低软件系统开发的风险。
二、设计方法
GIS设计方法的选择需要考虑多方面的因素，包括系统规模的大小、系统应用的类型、系统需求说明程度等。鉴于此次需建立的昆明理工大学校园多媒体查询系统的设计要求以及管理对象的复杂性，为了保证软件系统的可靠性和实用性，因此采用整体性好、开发成熟的结构化生命周期法进行系统设计。
三、需求分析（系统定义）
一、系统设计的目标和方法
1、目标：明确用户对系统的具体要求，摸清相关业务的具体流程，收集有关的图纸、表格和文本，并对这些信息进行分析处理，制定面向现对象的系统模型。主要包括绘制业务流程图和E-R图、制作数据字典等，为系统设计做好前期准备。
2、方法：系统定义工作主要包括调查了解和分析整理两部分的工作。调查了解工作主要采取工作人员面谈和意向收集的方法进行调查，摸清系统目标，业务职能，业务流程，数据状况等基本情况。分析整理工作主要是在调查的基础上利用系统分析工具进行分析和成果的整理。
二、现状调查分析
1、业务调查分析
传统的进行系统定义的方法有三种：结构化分析方法、原型化分析方法和面向对象分析方法。在基于GIS的校园多媒体查询系统设计的分析过程中，由于系统涉及业务多，关系比较复杂，故采用结构化分析方法来进行系统定义，理清业务关系，明确管理职能，建立管理流程。通过学习，结构化分析方法的主要策略是“自顶向下，逐步求精”。
校园多媒体查询系统设计结构化系统分析的具体实施步骤如下：
1.确定系统的主体业务。根据实际调查分析，可以确定校园多媒体查询系统涉及的业务
包括，数据管理，数据查询，图形查询。
2.对主要管理业务进行细化，直到最小的职能单元。通过细化，明确所需要的具体项目，
为系统的构建打下坚实的基础。
3.详细调查各个职能单元，绘制每个职能单元的业务处理流程图。
校园多媒体查询系统
数据管理
数据查询
大众参与
空间数据管理
属性数据管理
空间数据查询
属性数据查询
空间数据与属性数据衔
接
校园多媒体信息公告
建筑物数据
独立地物
道路信息
学生信息
教室信息
专业信息·
`
具体管理相关部门职能划分流程图
学校
教务处
后勤处教师信息管理学生信息管理道路信息管理教室信息管理建筑信息管理特殊标志管理
2、相关信息和数据
在现状分析中，对系统现状信息和数据的调查也是必不可少的，是进行系统可行性分析和设计的主要依据之一，在该校园多媒体查询系统中，经过调查将该系统所涉及的信息和数据分为图形数据、属性数据和文档信息三类。具体的数据表如下：
空间信息构成
类别图形信息属性信息文档信息
道路道路分布图
道路边界图
道路规划图
道路属性：包括道路编号、
位置、交叉口编号、路长、
路宽
相应的道路管理条例
校园道路管理规范
校园道路行驶
建筑物
建筑物分布图
建筑物简单模型图
位置、编号、楼层、用途、
建筑结构、建筑材料、防
灾等级、建筑面积、管理
单位、修建时间
建筑物管理条例
建筑物防灾条例
建筑物管理标准等
校园特殊标志标志分布图
标志图形
位置、用途、类型、修建
时间特殊标志管理办法
学生无性别、出生时间、学院、
专业班级、学号、姓名学生档案
教室无教室编号、姓名、性别、
学院、系
教室档案
三、功能和性能要求
明确系统功能和性能要求是系统定义阶段的任务之一，在校园多媒体查询系统的系统定义过程中，通过现状调查，详细考察用户业务范围、工作流程及各科室的分工，并在与用户认真讨论和研究后，明确校园多媒体查询系统的功能和性能必须满足如下要求：
1、功能要求
系统功能应涵盖规划管理工作的日常业务，侧重于日常管理功能，并提供信息查询、统计分析、报表和图件制作等功能。数据流转应能清楚体现业务的工作流程。通过该查询系统，用户可以很方便地管理和查询所需要的信息。
为满足数据共享的要求，系统的数据库结构设计应参照相应的校园多媒体查询系统的建设标准和有关的信息系统建设标准和行业规范。
在系统设计时应留有数据接口，以方便地调用校园信息数据，为相关部门提供常用格式的数据。
由于相关表格间的数据有着密切的联系，要充分利用数据库强大的管理功能和计算机高效的计算能力，实现有关数据的提取、分析和计算，避免数据重复输入，实现报表的自动生成。同时能对相关数据进行检查。
可充分利用现有的校园信息系统建设的成果，自动提取有关信息，同时提供简便的方法，进行图件的管理和应用。
为保障系统安全，对不同身份的用户设置不同的权限。每个用户只能进入各自权限内的功能模块，只能对有权限的数据进行相应级别的数据操作，如浏览、修改、添加和删除。比如学生只能查询相关的学生和教师信息，不能查询学校的财务信息。
2、性能要求
系统界面友好，操作简单。
系统要有良好的人机交户界面，界面风格应符合校园办公业务习惯和操作人员心理等特点，按业务类型和工作环节来进行系统界面布局。功能设计无论是文本部分还是图形部分都从实用的角度出发，做到形象直观，操作方便。操作流程应尽可能地简单实用，尽量把复杂的功能简化，并提供完善的联机帮助。
系统稳定，系统具有一定的容错和纠错功能。
系统效率，系统具有较高的运行效率。
四、系统模型设计
1、建立系统模型的主要目的
前一阶段调查分析工作的总结
通过标准的、通用的模型来促进系统分析和设计两阶段的交流
进行系统的存档，方便系统的更新和维护
2、建立系统模型的主要任务
通过对现行系统业务流程以及系统所涉及的信息类型、信息量等的分析，结合用户对系统功能和性能的要求，整理出满足用户要求的数据流程图及用作数据与信息说明的数据字典等。
3、建立系统模型的方法采用结构化分析方法主要原则
一是分解，根据主要的业务及其关系，确定系统数据流图的顶层，然后逐步进行分解和细化；
二是抽象，即先考虑问题最本质的属性而暂时略去细节，以后在逐层添加细节。
结构化分析方法主要采用数据流程图、数据字典、加工说明以及必要的补充材料相结合的方式来进行系统概念模型的描述。其中，数据流程图是与业务流程图相对应的，它主要从数据的角度描述了系统的组成以及各组成部分之间的联系。
四、 系统设计（系统结构体系、模块设计）
总体设计的主要任务是确定系统总体结构与软、硬件配置，进行系统功能模块的划分，设计接口，并制定数据结构。校园多媒体查询系统以此为基础，逐步开展系统的设计工作，并最终确定系统如下内容： 一、软件结构体系设计
系统开发平台采用MapX 及Microsoft Office 2003进行开发集成并采用比较成熟的Client/Server （用户/服务器）结构，按三层模型，即数据服务层、业务逻辑层、用户界面层来构建系统，其中数据库服务器端采用Microsoft SQL Server 2005服务器版统一管理数据，地图图形数据通过SpatialWare 存放到SQL Server 数据库中进行管理。整个系统由数据库服务器、应用程序服务器（也可与数据库服务器放在同一台工作站）和多个客户端的微机组成计算机局域网系统。 下图为软件体系结构图：
二、系统软硬件配置方案 1、网络和硬件配置
局域网建设的主要目的是利用网络进行协同办公。从网络设备投资及维护成本、技术先进性与稳定性、应用系统的开发难易程度等诸多方面考虑，本系统局域网架构基于快速以太网技术，网络结构采用星形拓扑结构。通过该网络，可以实现在昆明理工大学内，任何办公及学生查询使用。
用户界面，数据的基本操作（输入、检索、更新等），简单计算与数据检验，调用服务器端的服务
客户端应用程序
其他……
用户界面，数据的基本操作（输入、检索、更新等），简单计算与数据检验，调用服务器端的服务
客户端应用程序
用户验证，连接数据库服务器实现数据访问，图形数据更新，执行企业规则，业务流转，与客户端通信，为客户端提供服务
应用程序服务器
地图属性数据库，业务数据库，控制数据库，地图图形数据库
数据库服务器
2、软件环境
客户端
操作系统：Microsoft Windows XP/7
开发环境：MapInfo MapX
应用环境：Microsoft Office 2003
服务端
操作系统：Microsoft Windows XP/7
开发环境：MapInfo MapX
数据库管理系统：Microsoft SQL Server 2005
三、系统模块设计
模块是采用结构化设计方法进行系统总体设计的一个重要概念，因此，在系统总体设计中，一项主要的工作就是确定功能模块结构。
基于GIS 的校园基建信息管理系统的建设既是对校园基建过程的科学化、标准化管理，提供管理者查阅数据的平台，了解学校动态发展情况，对部门提出的请示做出决策，依靠软件平台下达工作指令，监督部门工作情况。同时也是对将来完全的数字校园建设是一个试探和基础。系统设计了五个功能模块，分别是：电子地图模块、检索查询模块、空间信息模块、权限设置模块、日志管理模块，其中：
电子地图功能模块提供基本的电子地图浏览功能，通过校园鸟瞰，整体浏览以及校区内部具体房间的空间形状三级描述，可以以无缝衔接的方式显示出来，也可以通过用户的双击查看相对应的下一级地图。
检索查询模块提供了图文双向查询检索功能，可以将各种输入的空间信息，如道路、建筑边界等以不同的颜色和图案显示在屏幕上，也可以移动光标到查询点或区域，将相关的描述信息列表出来。
校园空间信息发布模块提供空间信息录入、编辑和修改的功能模块，通过实现全校园内的信息的实时更新。
权限设置模块用于对用户使用权限进行设置。 日志管理模块主要用于日常数据管理。
四、数据结构设计
总体设计阶段不仅要进行系统的模块划分，还要进行系统的数据结构设计。 主要有：空间数据结构设计和属性数据结构的设计
1、空间数据结构设计 1.明确空间数学基础
2.进行空间数据表索引设计
编号 表名 中文名
备注 101 JZW 建筑物要素基本属性结构表 102 DL 道路要素基本属性结构表 103 TSBZ 特殊标志基本属性结构表 104 ZJ 注记要素基本属性结构表
…
…
…
…
2、属性数据结构设计
1.明确命名规则
该多媒体校园查询系统采用标准的命名原则进行命名 2.属性数据表索引设计
编号 表名 中文名 备注 业务数据库
101 JZW -BH 建筑物编号表 建筑物管理 102 JZW -YT 建筑物用途表 建筑物管理 103 DL -QZD 道路起止点表
道路管理 …
…
…
…
3.逻辑数据库设计 （1）实体
实体名 JZW -BH 实体类型 独立 关键字 BH 定义 建筑物编号
备注
功能模块
电子地图功能模块
检索查询功能模块
校园空间信息发布模块
日志管理功能模块
权限设置功能模块
（2）实体属性 属性名称 数据类型 是否为空 定义 说明 BH CHAR8 否 编号 输入 DL -QZD CHAR16 否 道路起止点 输入 JZW -YT CHAR16 否 建筑物用途
输入 …
…
…
…
…
五、 数据库设计
一、空间信息和属性信息的采集与编码
系统数据库设计主要包括空间数据库和属性数据库两部。
二、系统存储模式
系统的数据管理模式采用全关系的数据管理模式，在这种模式中，不定长的空间几何体坐标数据以二进制数据块的形式被关系数据库管理。换言之， 坐标数据被集成到RDBMS 中，形成空间数据库。可以认为一个地物对应于数据表中的一条记录，这样它带来的最直接的好处是避免了对“连接关系”的查找。目前，关系数据库不论是理论还是工具，都己经成熟，
数字测图
屏幕矢量化
空间数据加工
属性数据采集
属性数据编辑
数据入库
地形数据库
建筑物数据库
地形文件
空间索引文件
属性数据表
以空间数据库方式进行存储和管理
以文件方式进行存储和管理
它们提供了一致的访问接口(SQL)以操作分布的海量数据，并且支持多用户并发访问，安全性控制和一致性检查。这些正是构造企业级的地理信息系统所需要的。此外，通用的访问接口也便于实现数据共享。 三、系统数据库设计 系统数据库概念设计
说明：在模型设计过程中，椭圆部分表示属性，长方形表示实体，菱形表示关系。 通常我们通过E-R 模型来进行抽象。
昆明理工大学多媒体管理系统
建筑
学生
老师
地块
教室 宿舍
图书馆 办公楼 人员 道路
该图为昆明理工大学整体层次图
建筑
用途
名称
层数
建筑结构
建筑年代
道路边界
学 生
姓名
出生日期 专业
年级
性别
学号
四、逻辑模型设计
逻辑模型，我将通过表的形式来表示各实体的属性关系。
建筑表
名称楼层建筑结构用途修建年代
图书收藏2006年
图书馆11 钢筋混凝土
结构
教室2005年
多媒体 5 钢筋混凝土
结构
教室2005年
中心区 5 钢筋混凝土
结构
明理楼 5 钢筋混凝土
实验楼2005年
结构
……………
学生表（示例）
学号姓名性别学院专业
200910405324 小池男信自学院计科
200910405325 王二男信自学院计科
200910405326 张三女信自学院计科
200910405327 李四男信自学院计科
200910405328 赵五女信自学院计科
……………
五、物理模型设计
此处通过表和逻辑物理模型图进行展示。
建筑表设计
列名数据类型长度是否可空默认值说明
8 否无主键
名称定长字符型
（char）
楼层整数型（int） 4 否无
4 否 1
建筑结构定长字符型
（char）
用途定长字符型
16 否无
（char）
12 否无
建筑年代定长字符型
（char）
学生表设计
列名数据类型长度是否可空默认值说明
8 否无主键
学号定长字符型
（char）
8 否无
姓名定长字符型
（char）
性别位型 1 否 1
16 否无
学院定长字符型
（char）
专业定长字符型
12 否无
（char）
六、系统实施计划
一、系统设计的评价
在系统功能、数据库规模、所需硬软件等都已明确，但尚未正式实施之前，应对系统设计成果进行评价，以确保系统设计的质量，避免在实施阶段造成重大损失。对于一般的信息系统，其设计的评价指标主要有数据结构是否简明、设计是否灵活、设计是否完整、设计是否可靠、设计是否经济等几个方面。对GIS设计成果进行评价，除应考虑以上指标内容外，还应考虑其特殊要求。同一般的信息系统相比，GIS的实施费用可能高得多。除了数据量大、处理复杂而带来的硬软件、培训成本高于一般信息系统外，数据的收集和输入工作成本也颇高。因此，费用估计在GIS设计的评价中就显得尤为重要了，它对GIS项目获得批准以及实施过程中成本控制、目标检查等都有重要作用。
二、代码编写工作的组织和管理
程序编写的组织管理
程序员组织培训购
进
软
件
消
化
利
用
程
序
编
写
程
序
编
写
的
调
试
程
序
模
块
的
验
收
通过合理的组织管理提高编写工作的效率。
三、程序语言的选择
传统的语言模式有低级语言、中级语言、高级语言三种，此处结合实际需要采用高级语言进行编程。
四、数据库建库
1、库的建库按空间数据和属性数据分别进行。
2、间数据包括图形和图形的属性数据两部分，这部分数据库的建立，首先是将多种源数据转换为特定GIS软件系统支持下的数据格式。其转化过程可以是手工数字化、自动扫描、由坐标值自动生成等。在校园多媒体查询系统的构建中，主要采用屏幕数字化的方法进行数字化信息的获取，然后再借助spatialware 4.5及MS SQLServer完成空间数据库的建库。
3、属性数据库的建库，主要依据总体设计阶段和详细设计阶段的成果，利用商业数据库软件MS SQL Server 2005辅助完成。
五、功能的实现
功能的实现主要包括系统界面的设计绘制和功能代码的实现。下面以建筑物查询为例进行设计。此处由于技术限制，故只列出设计结构模式。
校园多媒体查询系
统
教师入口学生入口
教师信息查询学生信息查询建筑物查询特殊标志物查询
属性信息图形查询属性数据查询日志文件查询
通过主键
显示三者
的关系
六、进行整个项目流程管理
结合校园多媒体查询系统的实际情况，此处采用project进行项目管理。此处管理的仅仅是设计的过程，没有涉及到具体的开发以及投入使用的过程。其甘特图如下：
七、课程设计总结
在这个学习的过程中，对GIS系统设计和开发有了进一步的了解。主要体现对知识的掌握上。通过校园多媒体查询系统的设计与实现，对整个GIS的体系有了进一步的了解。对GIS的设计思想、内容、和标准、GIS的设计方法、系统定义、系统设计、空间数据库系统的设计与实现、系统实施、GIS测试与维护以及项目管理和质量保证等过程设计都有了具体的了解。对于开发设计一个系统来说，需要的知识是多方面的。但是最主要的就是必须具有一个很好的逻辑性。对于系统的整体必须有一个很好的把握。在准备开发前必须很好地了解系统开发的风险，包括商业风险、技术风险和项目风险。在开发前期主要是了解用户的需求，根据需求进行系统定义和设计。最重要的莫过于总体设计、详细设计和数据库设计这几个地方。与此同时，必须兼顾到每个设计的过程。每一个环节做好了，整体才会有一个很好的效果。
通过一个星期的课程设计，总算是把它结束了。在这个过程中，发现了许多自身的不足但也有许多的收获。
不足：和收获相比，不足就体现在以下方面。在知识的掌握上，还是显得不好。对软件的了解不是很多，在使用后也是只知皮毛，在今后还要进一步学习，以求掌握得更好，以便能运用自如。
对于做出来的成果也有很多缺点，也希望通过努力能够得到提高。
收获：在这个课程设计的过程中收获是十分多的。主要体现在两个方面，一是知识的掌握上，二是心态的把握上。
通过课程设计实践，通过在GIS设计过程中对GIS知识的使用，对GIS的理解更加深刻。平时虽然见到其他的系统设计，但是却不知道是怎么做出来的，现在也找到了答案。在整个实践过程中，通过对软件的使用，对erwin、visiio、project等软件也有了了解，在今后的工作生活中，这些软件都是十分重要的，因此在这个实践的过程中学到这么多东西，我是十分高兴的。实践是检验真理的唯一标准在我心中有了更坚实的地位。
用句比较俗的话说，人在江湖走，哪有不湿鞋。同样的道理，作为一名学生，在学习的过程中肯定也是会遇到非常多的困难。在面对困难的时候心态就十分重要。这一点，在实践过程中我就做的非常不好，很多时候遇到问题没有思考就向同学老师询问，这一点就显得十分地急躁。在以后的学习工作中是必须改善的。
第一章概论 1.地理信息系统包括哪几类型？试举例说明。 工具型地理信息系统：具有对各种地理空间数据进行输入、处理、管理、查询、 分析和输出等通用功能，可供其他系统调用或允许用户进行二次开发，以建立应 用型地理信息系统的操作平台，是建立应用型GIS的一条捷径。特点：对计算机 硬件适应性强，数据管理和操作效率高、功能强，具有普遍性和易拓展性，操作 简便且易掌握。示例：国外Arc/Info、GenaMap、MapInfo、MGE、GeoMedia，国 MapGIS、SuperGIS、GeoStar、CityStar 应用型地理信息系统：与特定地理区域相互联系的地理信息系统，根据用户的 需求和应用目的而设计来解决一类或多类特定应用问题，除了基本功能外还具 有解决地理空间实体与空间信息的分布规律、分布特性及相互依赖关系的应用 模型和方法。分为专题GIS和区域GIS。特点：针对性明确、专业性强，系统开 销小。示例：“塔里木河水资源管理信息系统” 2.地理信息系统设计主要有哪几种方法？各有何特点？ 结构化程序设计：是面向数据流开展需求分析工作的一种有效方法。利用一般 工程方法和有关结构概念，把它们应用于地理信息系统的设计。基本思想：一般 采用自顶向下，逐层分解的演绎分析法来定义系统的需求；地理信息系统的开发 是一个连续有序、循环往复不断提高的过程，每一个循环就是一个生命周期；分 析系统的每个细节、前后顺序和相互关系，找出各部分之间的数据接口。用结构 化的方法构筑地理信息系统的逻辑和物理模型等。特点：软件结构描述较清晰， 便于掌握系统全貌，也可逐步细化为程序语句，是一种使用相对广泛，也比较成 熟和完善的系统分析方法。但结构化分析不适合需求经常改变的系统，因此结构 化分析的前提是：面临静态需求。 原型化的设计方法：常用的一种，在开发初期不强调全面系统地掌握用户的需 求，是根据对用户需求的大致了解，由开发人员快速生成一个实实在在的初始系 统原型。随着用户和开发者对系统理解的加深，不断对原型进行修正、补充和细 化，用快速迭代的方法建立最终的系统，并提交给用户使用。步骤：确定用户需 求——开发初始原型——征求改进意见——修改完善原型——制定原型完成。 特点：有一定的盲目性，但对于非专业人员和小规模系统设计来说更加实用，有 利于用户介入系统设计工作，是种动态的软件开发技术。能够大大减少软件系统 的后期维护费用，使系统功能能够正确反映用户的需求。同时对于较复杂和具有 不确定性的系统目标有较强适应性，可使设计与实施的结合更为紧密。 面向对象的解决方法：基本思想：将系统所面对的问题，应用封装机制，按其自 然属性进行分隔，按人们通常的思维方式进行描述，建立每个对象的领域模型和 联系，既模拟信息实体的在结构又模拟动作机制，使设计出的软件尽可能直接表 现出问题求解过程。整个系统只由对象组成，对象间的联系通过消息进行。特点： 将强了对问题域和系统责任的理解；改进了与分析有关的各类人员之间的交流； 对需求的变化有较强的适应性；贯穿软件生命周期全过程的一致性、实用性；有 利于用户参与，容易扩充和重组。性质：封装性、继承性、多态性。 3.地理信息系统主要有哪几种开发方法？各自有何优缺点？ 独立开发：不依赖任何GIS工具软件，利用专业程序设计语言开发应用模型，直 接访问GIS软件的部数据结构。从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结 果输出，所有算法都由开发者独立设计。优点：无需依赖任何商业GIS工具软 件，独立性强，降低了开发成本。这种系统综合程度和效率最高。缺点：开发难
西南大学网络与继续教育学院课程考试试题卷 类别：网教专业：国土资源管理 课程名称【编号】：地理信息系统原理【0784】 A卷大作业满分：100分 要答案：wangjiaofudao 名词解释（每题4分，共5题，共20分） 栅格数据结构缓冲区分析E-R模型专题地图泰森多边形 填空题（共7题，每空1分，共20分） 1、世界上第一个地理信息系统是________________。 2、空间数据的特征有________________、________________、________________。 3、地理信息系统按照其内容可以分为________________、________________、________________。 4、地图上的注记可以分为________________、________________、________________。 5、按照变形性质，可将地图投影分为________________、________________、________________。 6、数字化后的地图上，错误的具体表现形式有________________、________________、______________、________________。 7、构成地图符号的三个基本要素是________________、________________、________________。 三、单项选择题（每题2分，共5题，共10分） 1、公交站点和公交线路的关系是（）。 A.一对一 B.一对多 C.多对一 D. 多对多 2、把数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维表中的元素，这种模型是（）。 A.层次模型 B.关系模型 C.面向对象数据模型 D.网状模型, 3、以下给出四个比例尺，不属于我国基本比例尺的是（）
地理信息系统原理课后作业答案 第1章绪论 1 什么叫信息、数据？它们有何区别？信息有何特点？ 答：信息是客观事物的存在及演变情况的反映。对于计算机而言，数据是指输入到计算机并能为计算机进行处理的一切现象（数字、文字、符号、声音、图像等），在计算机环境中数据是描述实体或对象的唯一工具。数据是用以载荷信息的物理符号，没有任何实际意义，只是一种数学符号的集合，只有在其上加上某种特定的含义，它才代表某一实体或现象，这时数据才变成信息。信息的特点：①客观性②适用性③传输性④共享性。 2 什么叫空间数据、地图？举例说明空间数据有哪几种类型。 答：空间数据是以点、线、面等方式采用编码技术对空间物体进行特征描述及在物体间建立相互联系的数据集。地图是表达客观事物的地理分布及其相互联系的空间模型，是反映地理实体的图形，是对地理实体简化和再现。空间数据主要有点、线、面三种类型。例如，地图上的点可以是矿点、采样点、高程点、地物点和城镇等；线可以是地质界线、铁路、公路、河流等；面可以是土壤类型、水体、岩石类型等。 3 什么叫地理信息、地学信息、信息系统、地理信息系统？它们之间有何区别？ 答：地理信息是表征地理系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。地学信息所表示的信息范围更广，它不仅来自地表，还包括地下、大气层，甚至宇宙空间。凡是与人类居住的地球有关的信息都是地学信息。能对数据和信息进行采集、存贮、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统称为信息系统。地理信息系统（GIS）是在计算机软硬件支持下，以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用户问题等为主要任务的计算机系统。区别：地理信息属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其它类型信息的最显着的标志。地学信息所表示的信息范围更广，它不仅来自地表，还包括地下、大气层，甚至宇宙空间。凡是与人类居住的地球有关的信息都是地学信息。地学信息具有无限性、多样性、灵活性、共享性等特点。同地球上的自然资源、能源本身不同，地学信息不但没有限度，而且会爆炸式地增长。信息系统的四大功能为数据采集、管理、分析和表达。信息系统是基于数据库的问答系统。空间信息系统是一种十分重要而又与其它类型信息系统有显着区别的信息系统，因为它所要采集、管理、处理和更新的是空间信息。 4 试述地理信息系统的发展阶段及我国地理信息系统的发展过程。 答：地理信息系统发展阶段：以时间发展为序列，可分为60年代起始发展阶段、70年代发展巩固阶段、80年代推广应用阶段和90年代蓬勃发展阶段。我国地理信息系统的发展过程：GIS在中国的发展可分为三个阶段。第一阶段从1970年到1980年，为准备阶段，主要进行舆论准备，正式提出倡仪，开始组建队伍，培训人才，组织个别实验研究。第二阶段从1981年到1985年，为起步阶段，完成了技术引进，研究数据规范和标准，空间数据库建立，数据处理和分析算法及应用软件的开发等，对GIS进行理论探索和区域性实验研究。第三个阶段从1986年到现在，为初步发展阶段，我国GIS的研究和应用进入有组织、有计划、有目标的阶段，逐步建立了不同层次、不同规模的组织机构、研究中心和实验室，中国科学院于1985年开始筹建国家资源与环境系统实验室，是一个新型的开放性研究实验室，1994年中国GIS协会在北京成立。 5 试述地理信息系统与其他相关学科系统间的关系。
《地理信息系统》作业 第一次作业名词解释 1、数据：客观事物的符号表示，是通过数字化或直接记录下来的可以鉴别的符号，包括数字、文字、符号和图像。 2、信息：人或计算机能接受的关于客观事物的知识。信息有各种载体，但不随载体形式的改变而改变。 3、地理空间数据：各种地理实体及其关系的符号化表示，包括空间位置、拓扑关系、属性特征及时间特征几部分。 4、地理信息：有关地理实体的性质、特征和运动状态的一切有用的知识，它是对地理空间数据的解释。 5、地理信息系统（GIS）：在计算机硬件、软件及各种方法支持下，对地理空间数据进行采集、储存、管理、处理、分析、建模和显示的技术系统。 6、拓扑关系：经拉伸或压缩后保持不变的空间关系，包括拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。 7、数据结构：对数据元素及其关系的抽象描述，包括逻辑结构和物理结构。前者是数学描述，后者是数据元素及其关系在计算机中的组织和建立方式。 8、矢量数据结构：利用欧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。 9、双重独立式结构（DIME）：对图上网状或面状要素的任何一条线段，用其两端的节点及相邻面域来予以定义。 10、栅格数据结构：将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。 11、四叉树结构：将地图空间按照2*2的四个象限进行递归分割，直到子象限属性值单调为止，只记录属性值单调的子象限（叶结点）信息的数据组织形式。 12、数据压缩：从已知数据集合中抽出一个子集，该子集在规定精度范围内能最好地逼近原集合，又能取得最大可能的压缩比（原集合元素量/新子集元素量）。 13、数据内插：从一组已知点或已知分区的数据中，求出最合适的函数关系，从而推求任意点或任意分区的数据。 14、数据库（DB）：在计算机中以特定的结构组织、存储和应用的相关联的数据集合。 15、数据模型：即对数据的描述，包括对数据结构、数据联系、数据约束的静态描述和对数据操作的动态描述。 16、空间分析：基于空间数据的分析，以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的新信息。 17、数字地形模型（DTM）：定义于二维区域上的有限向量序列，以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。一般表现为栅格数据。 18、空间叠合分析：在统一的空间参照系统条件下，将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。 19、空间缓冲区分析：根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区，用以识别它们对邻近对象的辐射范围或影响度。 20、空间网络分析：网络是由点、线的二元关系构成的系统，网络分析是以网络图论为理论基础，对面向网络的数据进行的分析。
大作业C 班 级： 学 号： 姓 名： 一般地，地下水的敏感性指某种环境下地下水遭受污染的可能性。敏感性越高，受污染的可能性就越高，反之则受污染的可能性就越低。DRASTIC 模型是评价地下水敏感性的常用模型，其意义如下： D 地下水位埋深分区图（Depth ） R 入渗补给分区图（Recharge ） A 含水介质分区图（Aquifer media ） S 土壤类型分区图（Soil media ） T 地形因素分区图（Topograghy ） I 包气带的影响程度等级分区图（Impact of vadose zone ） C 水力传导系数分区图（Conductivity ） 计算公式为： 敏感性指数＝ i i W R *，式中R i 代表某种因素的分类等级评分值，W i 代表相应的权重值。 该试卷所需的数据位于..\试题C 及数据\Data 文件夹下。数据说明如下表所示。 Theme 名称 数据格式 主 要 内 容 属 性 数 据 意 义 WatLevel Shp 格式 地下水位监测点 Piezo ：监测点编号Piezolev ：地下水水位（m ） Mask Shp 格式 研究区范围 Maskmpa:研究区编号 Dem Grid 格式 数字高程 高程值（m ） Recharge Grid 格式 入渗补给量 Value:补给量值（mm ） A Grid 格式 含水介质分区 S_value:分区名称 Vrating:分区的评分值 S Grid 格式 土壤类型分区 S_value:分区名称 Type:土壤类别 T Grid 格式 地形因素分区 S_value:分区名称 Vrating:分区的评分值 I Grid 格式 包气带的影响程度 S_value:分区名称 Vrating:分区的评分值 C Grid 格式 传导系数分区 S_value:分区名称 Vrating:分区的评分值 评价所需的7个基本图层参数，数据库中已有4个（即图层A ，T ，I 与C ）。请根据以下的提示步骤，先完成其它三个图层（即D ，R ，S ）的计算，并最后计算出该地的地下水敏感性指数，完成评价任务。 1 计算D 图层 （1） 根据地下水位监测点数据进行空间插值，得到区域化的地下水位值。插值的空间范围与栅格大小请保持与Dem 图层一致。
河南理工大学 2011-2012 学年第 2 学期 《地理信息系统概论》试卷（AB卷）答案及评分标准 一、名词解释（共4题，每题5分，共20分） 6.地图数字化：根据现有纸质地图，通贯手扶跟踪或扫描矢量化地方法，生产出可在技术机上进行存储、处理和分析的数字化数据。 7.拓扑关系：图形在保持连续状态下的变形但图形关系不变的性质。 11.空间数据查询：其属于空间数据库的范畴，一般定义为从空间数据库中找出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象。 12.空间分析：以地理事物的空间位置和形态特征为基础，异空间数据运算、空间数与属性数据的综合运算为特征，提取与产生新的空间信息的技术和过程 14.数字高程模型：是通过有限的地形高程数据实现对地形曲面的数字化模拟，高程数据通常采用绝对高程。 。 1、GIS Geographic Information System，简称GIS，是在计算机软硬件支持下，把各种地理信息按照空间分布及属性，以一定的格式输入、存储、检索、更新、显示、制图、综合分析和应用的技术系统。 2、DTM DTM为数字地形模型（Digital Terrain Model），是地形表面形态属性信息的
数字表达，是带有空间位置特征和地形属性特征的数字描述。数字地形模型中地形属性为高程时称为数字高程模型（Digital Elevation Model），简称DEM。 3、缓冲区分析 缓冲区分析是指根据分析对象的点、线、面实体，自动建立其周围一定距离的带状区，用以识别这些实体或者主体对邻近对象的辐射范围或者影响程度，是解决邻近度问题的空间分析工具之一。 4、栅格数据结构 又称网格结构或像元结构，它是基于栅格模型的数据结构。是指将空间分割成有规则的网格，然后在各个网格上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。 6、空间叠加分析 空间叠加分析(Spatial Overlay Analysis)是指在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进行叠加，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。 7、矢量数据结构 是利用欧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。它由表示位置的标量和表示方向的矢量两部分构成。 地理信息(Geographic Information)是指与空间地理分布有关的信息，它表示地表物体和环境固有的数量、质量、分布特征，联系和规律的数字、文字、图形、图象等的总称，地理信息属于三维空间信息。或：地理信息是有关地理实体的性质、特征和运动状态的表征和一
城市停车场导航系统-------------------轻松寻找停车场，实时了解停车信息 地理信息系统大作业 任课老师： 学院：信息工程及其自动化 专业：计算机科学与技术 学号： 姓名： 目录
一，系统需求分析 (3) 1，需求背景 (3) 2，需求分析 (3) 2.1 问题的分析 (3) 2.2 停车导航系统及其描述： (3) 2.3 系统的应用 (4) 二，空间数据结构设计 (4) 三，GIS软件开发平台与运行环境的设计 (4) 四，该GIS应用专题的系统的功能设计 (4) 五，该GIS应用专题的系统的界面设计 (5) 1，全图浏览 (5) 2，搜索停车场 (6) 3，查看停车场详细信息 (6) 4，跟踪用户所在位置 (7) 5，最优停车排行 (7) 6，停车场的2维模型 (8) 六，作业总结 (8)
一，系统需求分析 1，需求背景 改革开放以来，我国综合经济指数飞速上涨，特别是国民人均可支配收入逐步提升，“二套房”、“私家车”等已经不再是“暴发户”的代名词。记者从公安部交通管理局获悉，截止2010年10月底，中国机动车保有量已达1.99亿辆，其中汽车8500多万辆，每年新增机动车2000多万辆；机动车驾驶人达2.05亿人，其中汽车驾驶人1.44亿人，每年新增驾驶人2200多万人。面对如此大的车辆增长速度，全国多个地市正在经受“行车难”、“停车难”的考验。 2，需求分析 2.1 问题的分析 私家车作为一种交通工具已经十分普遍。人们外出购物、办公、吃饭、访友等等都习惯选择私家车作为出行方式。这也导致了道路交通拥堵、停车场车满为患。停车难的问题日益突出。人们经常为了寻找一个停车点而东寻西觅，为此烦恼不已。尤其对于‘新人’，如果对附近一块地方不熟悉的新手来说，要找到一个可以停车的地方，往往会难上加难。那么如何能够让大家掌握停车点的地理分布信息，及时地了解停车点的饱满情况，是帮助大家解决停车问题最关健的问题。 要解决这个问题，可以开发一个停车导航系统。此系统掌握一个地区的所有在系统管理范围内的停车点的信息，包括停车点的地理位置、停车位的数量、收费详细情况以及实时的停车数量。系统用户可以利用自己当前的地理位置，查看该位置附近所有停车点的分布及其他信息。系统可以智能提供最佳停车点以及最佳路径选择方案。 2.2 停车导航系统及其描述： 2.2.1 系统存放有指定一个地区的所有在系统管理范围内的停车点的数据并可以由管理员或系统自动实时更新数据。 2.2.2 停车点的信息包括地理位置、名称、停车容量、及时的停车数、收费信息、管理条约。 2.2.3 系统可以自动检测用户终端的所在地理位置，并已用户为中心，提供周围所有停车点及其信息。 2.2.4 系统可根据停车位的剩余情况、地理位置的路径距离、收费信息，将周围停车点进行优先级排名，并且提供所有路径方案。 2.2.5 用户可以浏览任意地区的停车点数据，可以根据名称、地点、收费、容量等查询停车点及其详细信息。
地理信息系统概论课后习题部分答案 第一章 1、什么就是地理信息系统（GIS）？它与一般计算机应用系统有哪些异同点？ 答：地理信息系统：就是由计算机硬件、软件与不同得方法组成得系统，该系统设计支持空间数据得采集、管理、处理、分析、建模与显示，以便解决复杂得规划与管理问题。GIS 脱胎于地图学，就是计算机科学、地理学、测绘遥感学、环境科学、城市科学、空间科学、信息科学与管理科学等众多学科交叉融合而成得新兴学科。但就是，地理信息系统与这学科与系统之间既有联系又有区别: （1）GIS 与机助制图系统机助制图就是地理信息系统得主要技术基础，它涉及GIS 中得空间数据采集、表示、处理、可视化甚至空间数据得管理。地理信息系统与数字制图系统得主要区别在于空间分析方面。一个功能完善得地理信息系统可以包含数字制图系统得所有功能，此外它还应具有丰富得空间分析功能。（2）GIS 与DBMS(数据库管理系统) GIS 除需要功能强大得空间数据得管理功能之外，还需要具有图形数据得采集、空间数据得可视化与空间分析等功能。因此，GIS 在硬件与软件方面均比一般事务数据库更加复杂，在功能上也比后者要多地多。（3）GIS 与CAD 系统二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但CAD 系统只处理规则得几何图形、属性库功能弱，更缺乏分析与判断能力。（4）GIS 与遥感图像处理得系统遥感图像处理得系统就是专门用于对遥感图像数据处理进行分析处理得软件。它主要强调对遥感栅格数据得几何处理、灰度处理与专题信息提取。这种系统一般缺少实体得空间关系描述，难以进行某一实体得属性查询与空间关系查询以及网络分析等功能。2、地理信息系统有哪几个主要部分组成？它得基本功能有哪些？试举目前广泛应用得两个基础地理信息系统软件为例，列出它们得功能分类表，并比较异同点？ （1）系统硬件:包括各种硬件设备，就是系统功能实现得物质基础；（2）系统软件:支持数据采集、存储、加工、回答用户问题得计算机程序系统；（3）空间数据:系统分析与处理得对象，构成系统得应用基础；（4）应用人员:GIS 服务得对象，分为一般用户与从事建立、维护、管理与更新得高级用户；（5）应用模型:解决某一专门应用得应用模型，就是GIS 技术产生社会经济效益得关键所在。 3、试说明地理信息系统得基本分析功能与应用模型之间得区别与联系就是什么？ 答：地理信息系统分析功能就是基于现有数据按照一定规律或者参数进行计算得出得结构，这些规律与参数就可以构成一个应用模型，比如降雨量计算模型与风力强度计算模型等。但应用模型很多就是专业领域得模型，其表现可以就是参数表格也可以就是图标或计算公式，不利于地理信息这种要与地理坐标想联系，并且需要特殊得可视化效果得信息分析与表达。因此要构建适合于地理信息分析与表达得应用模型就要吧如气象农业等行业应用模型转变或者结合地理信息做成与空间信息想连接得模型应用于分析。 4、根据您得了解，阐述地理信息系统得相关学科及关联技术，并就地理信息系统基础理论得简历与发展问题，发表您得意见与观点？ 答：地理信息系统与其她相关学科系统间得关系（1）GIS 与地图学GIS 就是以地图数据库（主要来自地图）为基础，其最终产品之一也就是地图，因此它与地图有着极密切得关系。GIS 就是地图学理论、方法与功能得延伸，GIS 与地图学一脉相承，它们都就是空间信息处理得学科，地图学强调图形信息传输，而GIS 则强调空间数据处理与分析，地图学与GIS 之间得联系就是通过地图可视化工具与她们得潜力来增强GIS 得数据综合与分析能力。（2）GIS 与一般事务数据库GIS 离不开数据库技术。数据库技术主要通过属性来管理与检索，但一般没有空间概念，GIS 恩能够处理空间数据。（3）GIS 与计算机地图制图计算机地图制图技术得发展对GIS 得产生起了有力得促进作用，得出现又反过来为地图GIS 制图提供了现代化得先进技术手段。数字地图就是GIS 得数据源，
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应用开发技术大作业 ：
GIS应用开发技术 一、地理信息系统基本概念： 地理信息系统是在计算机硬、软件系统支持下，对现实世界（资源与环境）的研究和变迁的各类空间数据及描述这些空间数据特性的属性进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。 二、地理信息系统组成： 1、计算机硬件系统 计算机硬件系统是计算机系统中的实际物理装置的总称，可以是电子的、电的、磁的、机械的、光的元件或装置，是GIS的物理外壳。 2、计算机软件系统 计算机软件系统是指必需的各种程序。 3、系统开发、管理和使用人员 一个周密规划的地理信息系统项目应包括负责系统设计和执行的项目经理、信息管理的技术人员、系统用户化的应用工程师以及最终运行系统的用户。 4、空间数据 是指以地球表面空间位置为参照的自然、社会和人文经济景观数据，可以是图形、图像、文字、表格和数字等。它是由系统的建立者通过数字化仪、扫描仪、键盘、磁带机或其他系统通讯输入GIS，是系统程序作用的对象，是GIS所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。 三、以Supermap Despro介绍地理信息系统主要功能： ①、应用系统开发 基于Supermap Despro软件平台开发GIS应用系统，主要专注于国土资源、电子政务和公共服务、房产管理、统计、军事与公安等领域的GIS应用系统开发，可以根据用户的需要开发其他领域的应用系统。可以直接为最终用户开发GIS应用系统，也可以与开发商和系统集成商合作为最终用户服务。与开发商和系统集成商合作的方式包括：直接参与项目开发、为用户定制专业GIS应用模块、提供成熟的行业应用源代码和解决方案。 ②、数据处理与建库 为用户提供地图数字化、遥感图像处理、电子地图制作、综合空间数据建库、各种数据格式的转换与编辑、各类工程项目用图的整体方案设计、图纸影像扫描和喷绘等服务。 ③、项目咨询 为用户基于Supermap Despro软件开发应用系统提供项目策划与规划、项目立项、项目总体设计、项目招投标和项目监理等技术的咨询服务。 四、GIS主流技术： Ⅰ、组件式GIS 组件式GIS的基本思想是把GIS的各大功能模块划分为几个控件，每个控件完成不同的功能。各个GIS控件之间，以及GIS控件与其它非GIS控件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS应用。控件如同一堆各式各样的积木，他们分别实现不同的功能(包括GIS和非GIS功能)，根据需要把实现各种功能的“积木”搭建起来，就构成应用系统。 GIS组件产品
“地理信息系统原理”一参考答案 一、名词解释 1.地理信息系统的定义是由两个部分组成的。一方面，地理信息系统是一门学科，是描述、存储、分析和输出空间信息的理论和方法的一门新兴的交叉学科；另一方面，地理信息系统是一个技术系统，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。 2.TIN 即不规则三角网（Triangulated Irregular Network），是一种表示数字高程模型的方法。 TIN 模型根据区域有限个点集将区域划分为相连的三角面网络，区域中任意点落在三角面的顶点、边上或三角形内。如果点不在顶点上，该点的高程值通常通过线性插值的方法得到。 3.元数据是关于数据的描述性数据信息，它应尽可能多地反映数据集自身的特征规律，以便于用户对数据集的准确、高效与充分的开发与利用。元数据的内容包括对数据集的描述、对数据质量的描述、对数据处理信息的说明、对数据转换方法的描述、对数据库的更新、集成等的说明。 4.信息是向人们或机器提供关于现实世界新的事实的知识，是数据、消息中所包含的意义，它不随载体的物理设备形式的改变而改变。 二、简答题 1.地理信息系统的组成。 一个完整的 GIS 主要由四个部分构成，即计算机硬件系统、计算机软件系统、地理数据（或空间数据）和系统管理操作人员。其核心部分是计算机系统（软件和硬件），空间数据反映 GIS 的地理内容，而管理人员和用户则决定系统的工作方式和信息表示方式。 （1）计算机硬件系统：是计算机系统中的实际物理装置的总称，是 GIS 的物理外壳。包括输入/输出设备、中央处理单元、存储器等，向提供信息、保存数据、返回信息给用户。 （2）计算机软件系统：计算机软件系统是指必需的各种程序。对于 GIS 应用而言，通常包括：计算机系统软件、地理信息系统软件和其他支持软件、应用分析程序。 （3）系统开发、管理和使用人员：完善的地理信息系统项目应包括负责系统设计和执行的项目经理、信息管理的技术人员、系统用户化的应用工程师以及最终运行系统的用户。地理信息系统专业人员是地理信息系统应用的关键。 （4）空间数据：它是由系统的建立者输入 GIS ，是系统程序作用的对象，是 GIS 所表达的现实世界经过模型抽象的实质性内容。主要包括空间位置、空间关系、属性等。 2.简述栅格数据及其主要编码方式。 栅格结构是最简单最直接的空间数据结构，是指将地球表面划分为大小均匀紧密相邻的网格阵列，每个网格作为一个象元或象素由行、列定义，并包含一个代码表示该象素的属性类型或量值，或仅仅包括指向其属性记录的指针。因此，栅格结构是以规则的阵列来表示空间地物或现象分布的数据组织，组织中的每个数据表示地物或现象的非几何属性特征。 栅格数据的主要编码方式包括： （1）直接栅格编码：这是最简单直观而又非常重要的一种栅格结构编码方法，就是将栅格数据看作一个数据矩阵，逐行（或逐列）逐个记录代码，可以每行都从左到右逐个象元记录，也可以奇数行地从左到右而偶数行地从右向左记录，为了特定目的还可采用其他特殊的顺序。 （2）压缩编码方法：目前有一系列栅格数据压缩编码方法，如键码、游程长度编码、块码和四叉树编码等。其目的是用尽可能少的数据量记录尽可能多的信息，其类型又有信息无损编码和信息有损编码之分。 a）链码：又称为弗里曼链码或边界链码，链码可以有效地压缩栅格数据，而且对于估算面积、长