地理信息系统开发概述
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gis前端开发知识体系摘要:1.GIS 前端开发概述2.GIS 前端开发所需技术3.GIS 前端开发流程4.GIS 前端开发实践案例5.GIS 前端开发未来发展趋势正文:一、GIS 前端开发概述GIS(地理信息系统)前端开发是指利用前端技术,如HTML、CSS 和JavaScript,构建用户界面,实现地理信息数据的展示、查询、编辑和分析等功能。
GIS 前端开发在众多领域具有广泛应用,例如城市规划、环境保护、资源管理等。
二、GIS 前端开发所需技术1.HTML 和CSS:用于搭建网页结构,实现地图的布局和样式。
2.JavaScript:为核心编程语言,用于实现地图的交互功能,如缩放、平移、数据查询等。
3.前端框架和库:如React、Vue 和Angular 等,用于提高开发效率和代码可维护性。
4.GIS 库和工具:如OpenLayers、Leaflet 和Mapbox 等,用于实现地图的加载、渲染和交互等功能。
5.后端技术:如Node.js、Python 和Java 等,用于搭建服务器,提供数据接口和数据处理等功能。
三、GIS 前端开发流程1.需求分析:明确项目目标和需求,例如地图类型、功能模块等。
2.数据准备:收集、处理和整理地理信息数据,如矢量数据、栅格数据和影像数据等。
3.技术选型:根据需求选择合适的前端框架、库和工具等。
4.系统设计:设计系统架构,规划模块功能和页面布局等。
5.编码实现:编写前端代码,实现地图的加载、渲染和交互等功能。
6.测试和调试:进行功能测试、性能测试和兼容性测试等,确保系统稳定可靠。
7.部署上线:将系统部署到服务器,提供用户访问。
8.运维和更新:持续优化系统,提供技术支持和数据更新等。
四、GIS 前端开发实践案例1.城市规划管理系统:实现城市规划空间数据的展示、查询、编辑和分析等功能,辅助规划决策。
2.环境保护信息平台:展示环境监测数据,提供污染源查询、排放量分析等功能,助力环境保护工作。
地理信息系统专业软件开发的概述地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种集地理空间信息采集、存储、管理、分析、展示于一体的技术系统。
GIS在各行各业的应用越来越广泛,如城市规划、环境保护、自然资源管理、农业、气象等领域。
而地理信息系统专业软件开发则是GIS技术应用的核心之一,为系统提供功能强大、高效可靠的软件支持。
地理信息系统专业软件开发的核心目的是利用计算机技术构建强大的地理信息系统,以辅助用户进行空间数据的处理、分析、模拟和展示。
这些软件系统涵盖了数据采集、存储、管理、处理、分析等功能,通过对地理数据进行处理和分析,为用户提供灵活、准确的空间决策支持。
在地理信息系统专业软件开发中,最核心的环节是数据处理和空间分析。
数据处理包括数据采集、数据存储和数据管理等方面。
数据采集将现实世界的地理数据通过各种传感器、GPS定位仪、遥感影像等设备收集到计算机系统中。
数据存储和管理则是将这些采集到的数据进行组织和存储,以便后续的分析和应用。
另一个核心环节是空间分析,也叫地理分析。
空间分析是利用地理信息系统对地理空间数据进行处理和分析的过程,通过对地理数据的测量、计算、统计、模拟等处理方法,揭示地理现象的规律和趋势,提取有用信息。
地理分析的常见方法包括缓冲区分析、叠加分析、网络分析、3D分析等。
这些分析方法可以帮助用户了解地理现象的空间分布和相互关系,为决策提供科学依据。
此外,在地理信息系统专业软件开发中,还需要考虑用户的需求,人机交互以及系统的可靠性和稳定性。
软件开发人员需要充分了解用户的需求和使用场景,以确保开发出符合用户期望的功能和界面。
同时,需要进行充分的测试和优化,以确保软件系统的稳定性和可靠性,提升用户体验。
地理信息系统专业软件开发所涉及的技术包括数据库管理、图形图像处理、地理空间分析、WebGIS等。
常见的开发工具和语言有ArcGIS、QGIS、Java、Python等。
gis开发知识点总结GIS(Geographic Information System)地理信息系统是一种将地理空间数据与属性数据进行整合、分析、显示和管理的技术。
在现代社会中,GIS已经成为了许多领域中不可或缺的工具,如城市规划、环境保护、自然资源管理、农业、应急救援等。
因此,GIS开发成为了一个非常热门的领域,对于GIS开发人员来说,掌握相关的知识点是非常重要的。
本文将对GIS开发中的一些重要知识点进行总结,希望能够对读者有所帮助。
1. 地理信息系统基础知识GIS的基础知识是GIS开发的入门必备知识,包括地理坐标系统、地理数据类型、地图投影、地理空间分析等内容。
地理坐标系统是地理信息系统中的基础概念,常见的地理坐标系统包括经纬度坐标系统和投影坐标系统。
了解这些基础知识对于日常的GIS开发工作至关重要。
2. 空间数据存储与管理GIS在处理空间数据时需要进行数据的存储与管理,常见的空间数据存储与管理方式包括文件存储、数据库存储、云存储等。
在GIS开发过程中,需要掌握如何进行空间数据的导入、导出、查询、分析等操作。
3. 空间数据可视化空间数据可视化是GIS开发的重要内容之一,常见的空间数据可视化方式包括地图制作、三维可视化、热力图、散点图等。
在GIS开发过程中,需要掌握相关的可视化技术,以便将分析结果有效地展现出来。
4. 地理空间分析地理空间分析是GIS的核心功能之一,包括空间查询、空间统计、缓冲区分析、路径分析、空间插值等内容。
在GIS开发过程中,需要掌握相关的地理空间分析算法和技术,以实现各种复杂的地理空间分析功能。
5. 网络地图开发随着互联网的发展,网络地图成为了GIS开发的一个重要方向。
网络地图开发需要掌握WebGIS技术,包括HTML、JavaScript、CSS、地图API等内容。
在GIS开发过程中,需要使用这些技术来实现各种网络地图的功能。
6. GIS开发框架GIS开发框架是为了简化GIS开发过程而设计的,包括开源框架和商业框架两种。
如何进行测绘技术的地理信息系统开发与应用测绘技术的地理信息系统开发与应用近年来,随着科技的快速发展,测绘技术的地理信息系统(Geographic Information System,GIS)在各个领域中的应用越来越广泛。
无论是城市规划、环境保护还是农业管理,都需要借助GIS来进行空间数据管理和分析。
本文将介绍如何进行测绘技术的地理信息系统开发与应用,旨在帮助读者更好地理解和运用GIS技术。
首先我们来了解一下地理信息系统的基本概念。
地理信息系统是一种基于电脑技术的能够存储、管理、分析和显示地理空间数据的系统。
它结合了测绘、摄影测量、地理统计等多个学科的知识,并利用地理信息科学的理论方法和技术工具来处理地理空间数据。
其主要特点包括数据集成、空间分析、地理可视化等。
通过地理信息系统,我们可以更好地理解和分析地理现象,为决策提供科学依据。
在进行测绘技术的地理信息系统开发之前,我们首先需要进行数据收集和处理。
这包括采集地理空间数据,如高程、坐标、地形等,以及相关属性数据,如人口、土地利用等。
数据的采集可以通过现场调查、卫星遥感、摄影测量等方式进行。
一旦获得了数据,就需要进行预处理,包括数据清洗、数据转换、数据加工等,以确保数据的质量和准确性。
接下来,我们需要进行地理信息系统的建模和分析。
地理信息系统的建模是指将现实世界的地理对象抽象为地理对象模型,以便进行更方便和有效的空间分析和处理。
地理对象模型可以通过矢量数据模型、栅格数据模型、网络数据模型等方式进行表示。
不同的地理对象模型在不同的领域中有着不同的应用,因此在进行地理信息系统开发时需要根据具体需求选择适合的地理对象模型。
地理信息系统的分析是指利用地理空间数据进行空间分析和模拟,以获取更多的地理信息和知识。
常见的地理空间分析包括缓冲区分析、叠加分析、网络分析等。
通过这些分析方法,可以为决策提供空间规划、资源管理等方面的支持。
同时,地理信息系统的分析还包括地理可视化,利用地图、图表等方式将地理信息以直观的形式展示给用户,提高用户对地理信息的理解和应用。
如何进行地理信息系统的开发与应用地理信息系统(Geographic Information System, 简称GIS)是一种集成了地理信息收集、管理、分析、展示等多种功能的技术系统。
它借助计算机技术和空间数据处理能力,能够有效处理和分析各类地理数据,提供空间决策支持。
如何进行地理信息系统的开发与应用是一个重要的课题,本文将从数据采集、数据存储与管理、数据分析与展示等方面进行探讨。
一、数据采集地理信息系统的数据采集是构建任何地理信息系统的基础。
数据采集包括获取现有数据和新建数据两个方面。
获取现有数据可以通过数据共享、购买、调用公开数据等方式进行。
而新建数据则需要借助于各类测绘仪器和设备进行高精度数据的采集。
例如,全球卫星定位系统(Global Positioning System, GPS)可以为地理信息系统提供精确的位置数据,激光雷达可以获取精确的地形高程数据,相机可以采集图像数据等。
数据采集的质量和准确度直接影响地理信息系统的应用结果,因此在数据采集过程中需要严格按照规范操作,确保数据质量。
二、数据存储与管理地理信息系统需要有效地存储和管理大量的地理数据。
在数据存储方面,采用数据库管理系统是一种常见的方式。
数据库可以采用关系型数据库(如MySQL、Oracle等)或者非关系型数据库(如MongoDB、Redis等)进行管理。
关系型数据库适用于结构化数据的管理,而非关系型数据库则适用于半结构化或非结构化数据的管理。
此外,还可以利用分布式文件系统和云存储等技术来存储和管理数据,以提高数据的可靠性和可扩展性。
数据管理是地理信息系统的一个重要环节。
数据管理包括数据的分类、整理、更新、管理权限控制等方面。
分类可以根据地理位置、属性特征、时间等多个维度进行。
整理包括数据清洗、数据格式转换、数据拓扑修复等工作。
更新是指对数据的新增、删除、修改等操作。
管理权限控制是为了保障数据的安全性和隐私性。
因此,需要合理设计数据库结构和定义相应的操作权限,以确保数据的完整性和安全性。
地理信息系统的应用与开发教案主题:地理信息系统的应用与开发引言:地理信息系统(Geographical Information System,简称GIS)是一种将地理空间数据和属性数据进行整合、储存、查询、分析和可视化的技术系统。
GIS技术在各个领域有着广泛的应用,如灾害管理、城市规划、农业管理等。
本教案将重点介绍GIS的应用与开发,以帮助学生深入了解GIS的原理和用途。
第一部分:GIS的基本原理与概念1. GIS的定义与组成- 简要介绍GIS的定义和组成要素,包括地理空间数据、属性数据、地理坐标系统、地理空间数据的存储和查询等概念。
2. GIS的应用范围- 通过案例介绍GIS在不同领域的应用,如环境保护、城市规划、交通管理等,激发学生对GIS应用的兴趣与认识。
第二部分:GIS的数据处理与分析1. GIS数据的获取- 介绍如何获取地理空间数据和属性数据,包括遥感技术、实地调查、GPS定位等。
2. GIS数据的处理与预处理- 详细介绍地理空间数据和属性数据的处理方法,如数据清洗、数据转换、数据压缩等。
3. GIS数据的分析与应用- 通过常见的GIS分析方法,如空间插值、缓冲区分析、网络分析等,让学生了解GIS在数据分析和决策支持方面的作用。
第三部分:GIS的应用开发1. GIS软件平台介绍- 简要介绍目前常用的GIS软件平台,如ArcGIS、QGIS等,以及其特点和应用范围。
2. GIS应用开发技术- 介绍GIS应用开发所需的技术,如编程语言、地理空间数据库、WebGIS开发等,以及其在实际开发中的应用。
3. 实例演示与实践- 利用一个实际的GIS应用场景,引导学生进行GIS应用的开发实践,例如基于WebGIS的旅游景点导航系统的设计与开发。
第四部分:GIS的未来发展与挑战1. GIS的发展趋势- 介绍GIS在大数据、人工智能等领域的发展趋势,并展望GIS 技术的未来应用前景。
2. GIS的挑战与问题- 分析目前GIS技术所面临的挑战与问题,并讨论如何解决这些挑战,推动GIS技术的持续发展。
gis 设计与开发教学大纲本教学大纲主要介绍GIS(地理信息系统)设计与开发的相关内容,旨在帮助学生全面了解GIS的基本原理、设计方法和开发技术。
通过本课程的学习,学生将掌握GIS的概念、数据模型、空间分析、地图绘制等关键技能,为将来在地理信息领域中的设计和开发工作奠定基础。
一、引言1. GIS 概述2. GIS 设计与开发的重要性和应用领域二、GIS 数据模型1. 矢量数据模型2. 栅格数据模型3. 图层和要素类的概念与关系4. 数据库管理系统在GIS设计中的应用三、GIS 数据采集与处理1. 地理空间数据的采集方法2. 数据预处理3. 数据和属性的关联与整合四、GIS 空间分析1. 空间关系的建模与分析2. 缓冲区分析3. 叠置分析4. 网络分析5. 邻域分析6. GIS 空间分析工具的选择和应用五、GIS 地图绘制与可视化1. 地图设计的基本原则2. 地图符号学3. 地图渲染与图层叠加4. 地图投影和坐标系统六、GIS 开发技术1. GIS 软件开发平台和工具2. GIS 应用开发的基本流程3. 前端和后端技术的选择与应用4. 常见的GIS开发框架和库七、GIS 应用案例1. 基于GIS的城市规划与管理2. 基于GIS的环境保护与资源管理3. 基于GIS的交通运输与物流管理4. 基于GIS的应急管理与灾害防控八、GIS 设计与开发实践1. 地理信息系统的设计流程2. 数据处理与分析的实践案例3. 空间数据可视化与地图绘制的实践案例4. GIS应用开发的实践案例九、总结与展望1. GIS 设计与开发的重要性和挑战2. 未来GIS发展的趋势与前景通过以上内容的学习,学生将能够掌握GIS的基本理论基础,了解GIS数据模型、空间分析、地图绘制等核心概念和技术,并能够进行GIS应用的设计和开发工作。
同时,培养学生的空间思维能力、数据处理能力和创新意识,为未来GIS行业的发展做出贡献。
GIS地理信息系统概述GIS(Geographic Information System,地理信息系统)是一种用于获取、存储、分析、管理和展示地理数据的技术系统。
它以地理空间数据为基础,利用计算机技术和地理学原理,实现对地理现象的收集、管理、分析和应用,为决策者和用户提供科学的地理信息支持。
GIS在很多领域如城市规划、自然资源管理、环境保护、交通运输等都得到广泛应用。
GIS的主要组成部分包括硬件、软件、数据和人员。
硬件通常包括计算机、服务器、输入设备和输出设备等。
软件是实现GIS功能的核心,包括数据采集、数据管理、地理分析和可视化等模块。
数据是GIS的核心,包括地图数据、影像数据、地理数据库等,数据的质量和完整性直接影响到GIS的准确性和可靠性。
人员是GIS的关键,包括GIS技术人员和领域专家,他们需要具备地理学、计算机科学和数据分析等方面的知识。
GIS的主要功能包括数据采集与存储、空间分析与建模、查询与显示以及应用开发等。
数据采集与存储是GIS的基础,可以通过现场调查、遥感技术、卫星遥感和地理数据库等方式进行数据收集和整理,然后存储到地理数据库中。
空间分析与建模是GIS的核心功能,通过对地理数据进行分析和建模,可以揭示地理现象和规律,为决策者提供科学的决策依据。
查询与显示是GIS的常见功能,可以对地理数据进行查询和显示,以便用户快速查找和分析需要的信息。
应用开发是GIS的重要应用领域,可以根据具体需求开发各种定制化的GIS应用,如地图导航、位置服务等。
GIS的应用领域广泛,包括城市规划、自然资源管理、环境保护、交通运输、农业、地质勘察、社会经济等。
在城市规划方面,GIS可以用于地形分析、土地利用规划、交通规划等,为城市规划部门提供科学的决策支持。
在自然资源管理方面,GIS可以用于森林资源管理、水资源管理、土地利用管理等,为自然资源相关部门提供可视化分析工具。
在环境保护方面,GIS可以用于环境监测、灾害预警等,为环境保护部门提供科学的预警和应急决策。
开发地理信息系统基础软件的需求分析与设计需求分析和设计是开发地理信息系统基础软件的关键步骤之一。
在本文中,我们将详细探讨如何进行地理信息系统基础软件的需求分析和设计,并介绍一些常用的技术和方法。
1.介绍地理信息系统基础软件的背景和意义地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种用于收集、管理、分析和展示地理数据的计算机系统。
地理信息系统基础软件是构建GIS系统的重要组成部分,它提供了数据管理、空间分析、地图展示等基本功能。
地理信息系统基础软件的开发对于实现地理数据的有效管理和分析具有重要意义。
它可以帮助人们更好地理解和利用地理信息,以支持决策制定和规划管理。
2.需求分析需求分析是确定地理信息系统基础软件功能和性能要求的过程。
它需要从用户的角度出发,明确软件的功能需求、性能需求和约束条件。
在需求分析阶段,需要深入了解用户的需求,包括用户对于数据管理、空间分析和地图展示等功能的期望。
同时,还需要考虑软件的性能需求,如数据处理速度、用户界面友好性等。
需求分析的主要任务包括需求收集、需求分析和需求规格说明。
需求收集阶段通过与用户交流、调研、访谈等方法,获取用户需求。
需求分析阶段对需求进行归类和整理,并确定软件的功能和性能需求。
需求规格说明阶段将需求编写成规格说明文档,以便于后续的设计和开发工作。
3.设计在需求分析的基础上,进行软件的设计工作。
软件设计是制定软件结构和组织的过程,包括系统架构设计、模块设计和用户界面设计等。
系统架构设计是软件设计的核心环节,它确定了系统的整体结构和各个模块的关系。
在地理信息系统基础软件的设计中,应该考虑数据管理、空间分析和地图展示等模块之间的协调与配合。
模块设计是将系统划分为若干个独立的功能模块,并确定模块之间的接口和交互方式。
每个模块应该有清晰的功能定义和输入输出规范。
用户界面设计是保证用户友好性和易用性的重要环节。
地理信息系统基础软件的用户界面应该简洁明了,操作简单,同时提供必要的帮助和提示信息。
第一部分概述东北大学·潘腾第一节地理信息系统概念及其产生的原因地理信息系统(Geographic Information System 简称GIS)目前没有一个统一的,被普遍接受的定义。
GIS内涵是采用计算机软硬件技术,利用信息化管理手段,对与空间位置有关的数据进行采集、存储、查询、处理、分析、输出等多种操作的系统。
GIS明显的特征是处理的数据与空间位置有关,其核心功能是空间数据查询与分析。
地理信息系统产生的主要原因有两方面,一方面是社会经济进步的要求,这是促使地理信息系统产生的动力;另一方面是科学技术进步,这是地理信息系统产生技术基础。
随着社会经济进步,人类意识到对与自然资源不能一味的掠夺,而应该进行科学的管理与利用,最自然资源进行定量的描述、分析、预测,并为资源的开发使用提供决策。
当时的制图系统难以满足上述要求,因此需要研发新的方式方法来为资源的管理、利用、决策提供服务。
同时,计算机技术的发展,尤其是计算机制图技术和数据管理技术的发展为GIS的产生奠定了坚实的技术基础。
同时受信息革命的影响,要求地理学要顺应时代的要求,跟上时代的步伐,地理信息系统的产生便应运而生。
第二节地理信息系统发展历史国外发展历史2.1 起源第一个地理信息系统是由加拿大测量学家R.F.Tomlinson提出并建立的,称为加拿大地理信息系统(CGIS),主要应用于自然资源的管理和规划。
稍后由美国哈佛大学研究部主任Howard T.Fnisher 设计和建立SYMAP系统软件。
由于当时受计算机发展水平限制,使得GIS带有跟多计算机辅助制图的色彩。
2.2 发展历史在60年代,很多GIS研究组织纷纷成立。
如城市和区域信息系统协会UISA、IGU设立了地理数据收集委员会。
70年代由于计算机硬软件技术的发展,尤其是大容量的存储设备的使用促进了GIS朝着更加实用的方向发展。
不同规模、不同专题、不同类型的各具特色的地理信息系统纷纷被研制。
地理信息系统软件开发技术地理信息系统(GIS)是指利用计算机技术和信息处理技术对地球表面的自然现象、人文现象和社会经济现象等进行空间分析、管理和决策的系统。
GIS软件是实现地理信息数据处理和分析的重要工具。
本文将介绍GIS软件开发的技术。
一、GIS软件开发环境GIS软件开发的环境主要包括操作系统、GIS软件平台、开发工具、数据源等。
其中,操作系统可以是Windows、Linux、Mac OS等。
GIS软件平台可以是ArcGIS、QGIS、SuperMap、MapInfo等常见的软件。
开发工具可以是Visual Studio、Eclipse、PyCharm 等。
数据源可以是各种格式的数据文件,也可以是各类数据库。
二、GIS软件开发语言GIS软件开发的语言有很多,如C++、Java、Python、JavaScript等。
其中,C++语言是GIS软件开发中较为常用的语言,因为它可以直接操作硬件,提高了软件的运行效率,可以处理大量的地理数据;Java语言则广泛应用于Web GIS的开发中,Java语言的企业级框架Spring、Hibernate、Struts等,可以实现Web GIS中的数据管理、业务逻辑等功能;Python语言则成为地理空间数据分析及空间统计分析等研究领域的重要工具。
三、GIS软件开发中的功能GIS软件开发的基本功能包括数据处理、数据管理、地图制图、分析可视化等。
其中,数据处理是GIS软件的核心功能之一,它包括数据读取、数据存储、数据编辑、数据压缩等多个方面。
地图制图则是GIS软件的另一核心功能,它通过在地图上标注标记,可以更直观地展现地理信息数据。
分析可视化则是在地图上对数据进行统计分析,通过图表、曲线等方式进行数据可视化展现。
四、开源GIS软件开源GIS软件指的是免费的GIS软件,它具有源代码公开、自由分发、免费使用等特点。
目前,国内外普遍开源的GIS软件有MapServer、GeoServer、QGIS、GRASS GIS、PostGIS等。
地理学专业优质课地理信息系统与空间分析地理学专业优质课:地理信息系统与空间分析地理信息系统(Geographic Information System,简称GIS)是一种集成空间数据存储、管理、分析和可视化于一体的综合性信息系统。
作为地理学专业的优质课程,地理信息系统与空间分析不仅为地理学学生提供了学习和研究的工具,也在实际应用中发挥着重要的作用。
一、地理信息系统的概述地理信息系统是基于计算机技术和地理学原理,用来获取、管理、分析和展示地理空间数据的系统。
它将地理实体和属性信息存储在数据库中,并通过地图可视化展示,为人们提供了方便快捷的地理空间分析工具。
二、地理信息系统在地理学中的应用1. 地貌研究:地理信息系统可以帮助地理学家收集和分析地形、地貌、地壳变动等数据,以揭示地球表面的形成演化过程。
2. 自然资源管理:通过地理信息系统,研究人员可以综合利用遥感和地理数据分析技术,对森林、水资源、土地等自然资源进行评估和管理。
3. 环境保护与规划:地理信息系统提供了空间布局分析工具,可以帮助环保部门和城市规划部门进行环境评估、生态分析和城市规划。
4. 应急管理:地理信息系统在应急管理方面发挥着重要作用,可以对自然灾害、公共安全等进行模拟和预测,提供决策支持。
5. 地理位置服务:地理信息系统可以为人们提供地理信息查询和导航服务,方便出行和位置定位。
三、地理信息系统与空间分析的核心技术1. 数据采集与处理:地理信息系统涉及到大量的数据采集,包括遥感数据、空间数据、属性数据等,这些数据需要经过预处理、清理和整合,以便后续分析和可视化展示。
2. 空间分析与模型:地理信息系统可以进行空间分析,比如空间关系分析、空间插值、网络分析等,通过建立模型,揭示地理空间之间的关系和规律。
3. 地图制图与可视化:地理信息系统可以将数据以地图的形式展示出来,通过地图制图和可视化技术,使复杂的地理数据更加直观和易于理解。
四、地理信息系统与空间分析的未来发展随着科技的不断进步和信息技术的快速发展,地理信息系统与空间分析将会呈现出更多的新特点和应用。
地理信息系统软件开发中的地理计算与分析在地理信息系统(Geographic Information Systems,简称GIS)软件开发中,地理计算与分析是至关重要的环节。
地理计算与分析是指利用地理数据和数学模型进行地理问题的求解和解释的过程。
通过地理计算与分析,我们可以探索和发现地理数据背后的模式和规律,从而为决策制定和问题解决提供有力支持。
地理计算与分析的基础是地理数据的处理和管理。
在GIS软件开发中,地理数据通常包括矢量数据和栅格数据。
矢量数据以点、线、面等几何形状表示地理要素,如道路、河流、建筑物等;栅格数据以像素为基本单元表示地理现象,如遥感影像、气象数据等。
地理数据的处理和管理包括数据的导入、清洗、转换和存储等步骤,确保数据的完整性、准确性和一致性。
在地理计算与分析的过程中,常用的技术包括空间查询、空间统计、空间插值、空间模拟和网络分析等。
空间查询是通过空间关系来获取特定地理要素的方法,如范围查询、邻近查询和相交查询等。
空间统计是通过统计方法来分析地理要素的分布和相关性,如密度、聚集程度和空间自相关等。
空间插值是通过已知点的观测值来推断未知位置的值,如地形高度的插值和气象数据的插值等。
空间模拟是通过模拟实验来预测地理现象的发展和变化,如洪水模拟和城市增长模拟等。
网络分析是通过网络模型来优化地理要素的路径选择和资源分配,如最短路径分析和设施选址分析等。
地理计算与分析除了基础技术外,还涉及到地理数据的可视化和地理过程的建模。
可视化可以帮助用户理解地理数据和分析结果,常用的可视化方法包括地图显示、图表展示和动态交互等。
地理过程建模是将地理现象抽象成数学模型,并利用模型进行预测和推断,常用的建模方法包括统计模型、机器学习算法和仿真模型等。
地理计算与分析在很多领域都有广泛的应用。
例如,环境保护部门可以利用GIS软件开发中的地理计算与分析来评估和控制污染源的分布和扩散,优化环境监测网络的布局和指导环境管理决策的制定。
地理信息系统开发概述:地理信息系统具有很强的功能,具有很多方面的应用,它的开发是一个大型的系统工程,它的实践也是不断地应用实践——提高——再实践——再提高的螺旋式迂迥上升过程。
一般讲来,它的开发过程分4个大的阶段,各阶段中间又有各种小的过程总体上看,地理信息系统目前尚没有从自己学科总结和完善出来的开发方法,而基本上引入和借鉴了管理信息系统和软件工程的生命周期法、原型法、自底向上法及面向对象法,现分别予以介绍,并且也介绍近年来对开发方法新的研究“演示和讨论方法”。
不管采用哪种方法开发抖应该按照软件工程学的要求来进行,因此在下面的方法介绍中,将不再重复软件工程的思想,而是把重点放在每种方法的具体特点上。
1、结构化生命周期法:这儿所谓“结构化”就是有组织、有计划和有规律的一种安排。
而结构化系统分析方法就是利用系统工程分析和有关概念,采用自上而下划分模块,逐步求精的基本方法。
这一方法最大缺点是用户对即将建立的新系统没有直观的预见性。
2、由底而上法:它是从现行的业务现状出发,先实现一个具体的初级功能,然后由低到高,增加计划,控制、决策等功能,实现总目标。
这样各项目独立进行,很少考虑相互配合,出现“只见树木,不见森林”的现象。
此方法缺乏系统性,缺点很大,只能进行个别的独立应用,应避免用此方法进行地理信息系统的开发。
3、快速原型方法:所谓“原型”是一个系统的工作模型,此模型强调系统的某些特定方面。
此方法主要特点是:开发人只在初步了解用户需求基础上构造一个应用模型系统,即原型。
用户和开发人员在此基础上共同反复探讨和完善原型,直到用户满意。
此方法自始至终,强调用户直接参加,不断进行评价原型,提出要求。
因此可以尽早获得更完整、更确切的需求和设计。
但是这一方法必须要有“原型”。
4、面向对象的软件开发方法:这一方法是随着“面向对象的程序设计(OOP)”而发展起来的。
面向对象建模技术采用对象模型、动态模型和功能模型来描述一个系统。
5、“演示和讨论”方法:DADM是英文Demonstration And Discussion Method的缩写,中文释义“演示讨论法”。
它要求在软件开发过程的各个阶段,在所有相关人员之间进行有效的沟通与交流。
这种交流是建立在直观演示的基础上的,演示内容主要包括直观的图表工具和输入、输出界面等。
小结上述多种开发方法,实际上都是在开发各种系统和软件使用过的,都有其相应优点和缺点。
开发是一周期较长,内容广泛,情况复杂的大型系统过程。
因此,根据实际情况,扬长避短,灵活使用最适合的方法是一个跟本原则。
显然,上述各种方法都不是一成不变的,其中“演示和讨论”方法,实际上还不能算一种独立的开发方法,只是一种沟通和交流的方式,各方法都能用。
因此,目前建议采用方法是:1.树立以系统结构化开发的总观念2.尽量采用最接近用户要求的现有自主产权GIS系统作为原型系统,可视性好、功能强的各种类型的电子地图集系统也可作为一个普通的可选的原型;或者采用选择其它的原型,采用组件技术进行扩充;3.当没有原型系统时,采用结构化生命周期结构制原型;4.采用快速原型方法进行实际工作,运用“演示和讨论”的可视化工作方式,尽量采用组件技术进行扩充。
以上方法总括而言就是:树立结构化分析思想,充分运用“演示和讨论”方式,尽量采用组件技术进行扩充,按照快速原型方法工作。
应用型GIS开发有多种方式可供选择:1.独立开发指不依赖于任何GIS工具软件,从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结果输出,所有的算法都由开发者独立设计,然后选用某种程序设计语言,如VisualC++、Delphi等,在一定的操作系统平台上编程实现。
这种方式的好处在于无须依赖任何商业GIS工具软件,减少了开发成本,但一方面对于大多数开发者来说,能力、时间、财力方面的限制使其开发出来的产品很难在功能上与商业化GIS工具软件相比,而且在购买GIS工具软件上省下的钱可能还抵不上开发者在开发过程中绞尽脑汁所花的代价。
2.单纯二次开发指完全借助于GIS工具软件提供的开发语言进行应用系统开发。
GIS工具软件大多提供了可供用户进行二次开发的宏语言,如ESRI的ArcView提供了Avenue语言,MapInfo公司研制的MapInfoProfessional提供了MapBasic语言等等。
用户可以利用这些宏语言,以原GIS工具软件为开发平台,开发出自己的针对不同应用对象的应用程序。
这种方式省时省心,但进行二次开发的宏语言,作为编程语言只能算是二流,功能极弱,用它们来开发应用程序仍然不尽如人意。
3.集成二次开发集成二次开发是指利用专业的GIS工具软件,如ArcView、MapInfo等,实现GIS的基本功能,以通用软件开发工具尤其是可视化开发工具,如Delphi、VisualC++、VisualBasic、PowerBuilder等为开发平台,进行二者的集成开发。
集成二次开发目前主要有两种方式:(1)OLE DDE采用OLEAutomation技术或利用DDE技术,用软件开发工具开发前台可执行应用程序,以OLE自动化方式或DDE方式启动GIS工具软件在后台执行,利用回调技术动态获取其返回信息,实现应用程序中的地理信息处理功能;(2)GIS控件利用GIS工具软件生产厂家提供的建立在OCX技术基础上的GIS功能控件,如ESRI的MapObjects、MapInfo公司的MapX等,在Delphi等编程工具编制的应用程序中,直接将GIS功能嵌入其中,实现地理信息系统的各种功能。
应用GIS开发的主流方向由于独立开发难度太大,单纯二次开发受GIS工具提供的编程语言的限制差强人意,因此结合GIS工具软件与当今可视化开发语言的集成二次开发方式就成为GIS应用开发的主流。
它的优点是既可以充分利用GIS工具软件对空间数据库的管理、分析功能,又可以利用其它可视化开发语言具有的高效、方便等编程优点,集二者之所长,不仅能大大提高应用系统的开发效率,而且使用可视化软件开发工具开发出来的应用程序具有更好的外观效果,更强大的数据库功能,而且可靠性好、易于移植、便于维护。
尤其是使用OCX技术利用GIS功能组件进行集成开发,更能表现出这些优势。
这种方法唯一的缺点是前期投入比较大,需要同时购买GIS工具软件和可视化编程软件。
GIS 二次开发概述地理信息系统根据其内容可分为两大基本类型:一是应用型地理信息系统,以某一专业、领域或工作为主要内容,包括专题地理信息系统和区域综合地理信息系统;二是工具型地理信息系统,也就是GIS 工具软件包,如ARC/INFO 等,具有空间数据输入、存储、处理、分析和输出等GIS 基本功能。
随着地理信息系统应用领域的扩展,应用型GIS 的开发工作日显重要。
如何针对不同的应用目标,高效地开发出既合乎需要又具有方便美观丰富的界面形式的地理信息系统,是GIS 开发者非常关心的问题。
一. GIS 开发模式独立开发:指不依赖于任何GIS 工具软件,从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结果输出,所有的算法都由开发者独立设计,然后选用某种程序设计语言,如Visual C++、Delphi 等,在一定的操作系统平台上编程实现。
这种方式的好处在于无须依赖任何商业GIS 工具软件,减少了开发成本,但一方面对于大多数开发者来说,能力、时间、财力方面的限制使其开发出来的产品很难在功能上与商业化GIS 工具软件相比,而且在购买GIS 工具软件上省下的钱可能还抵不上开发者在开发过程中绞尽脑汁所花的代价。
宿主型二次开发:指基于GIS 平台软件上进行应用系统开发。
大多数GIS 平台软件都提供了可供用户进行二次开发的脚本语言,如ESRI 的ArcView 提供了Avenue 语言,MapInfo 公司的MapInfo Professional提供了MapBasic 语言等等。
用户可以利用这些脚本语言,以原GIS 软件为开发平台,开发出自己的针对不同应用对象的应用程序。
这种方式省时省心,但进行二次开发的脚本语言,作为编程语言,功能极弱,用它们来开发应用程序仍然不尽如人意,并且所开发的系统不能脱离GIS 平台软件,是解释执行的,效率不高。
基于GIS 组件的二次开发:大多数GIS 软件产商都提供商业化的GIS 组件,如ESRI 公司的MapObjects、MapInfo 公司的MapX等,这些组件都具备GIS 的基本功能,开发人员可以基于通用软件开发工具尤其是可视化开发工具,如Delphi、Visual C++、Visual Basic、Power Builder 等为开发平台,进行二次开发。
利用GIS 工具软件生产厂家提供的建立在OCX 技术基础上的GIS 功能控件,如ESRI 的MapObjects、MapInfo 公司的MapX等,在Delphi 等编程工具编制的应用程序中,直接将GIS 功能嵌入其中,实现地理信息系统的各种功能三种实现方式的分析与比较:由于独立开发难度太大,单纯二次开发受GIS 工具提供的编程语言的限制差强人意,因此结合GIS 工具软件与当今可视化开发语言的集成二次开发方式就成为GIS 应用开发的主流。
它的优点是既可以充分利用GIS 工具软件对空间数据库的管理、分析功能,又可以利用其它可视化开发语言具有的高效、方便等编程优点,集二者之所长,不仅能大大提高应用系统的开发效率,而且使用可视化软件开发工具开发出来的应用程序具有更好的外观效果,更强大的数据库功能,而且可靠性好、易于移植、便于维护。
尤其是使用OCX 技术利用GIS 功能组件进行集成开发,更能表现出这些优势。
由于上述优点,集成二次开发正成为应用GIS 开发的主流方向。
这种方法唯一的缺点是前期投入比较大,需要同时购买GIS 工具软件和可视化编程软件,但“工欲善其事,必先利其器”,这种投资值得。
目前许多软件公司都开发了很多ActiveX 控件,合理选择和运用现成的控件,减少了开发者的编程工作量,使开发者避开某些应用的具体编程,直接调用控件,实现这些具体应用,不仅可以缩短程序开发周期,使编程过程更简洁,用户界面更友好,可以使程序更加灵活、简便。
二.面向对象的开发(OOP: Object Oriented Programming)1、面向对象程序设计模式发明面向对象程序设计方法的主要出发点是弥补面向过程程序设计方法中的一些缺点。
OOP 把数据看作程序开发中的基本元素,并且不允许它们在系统中自由流动。
它将数据和操作这些数据的函数紧密的连结在一起,并保护数据不会被外界的函数意外的改变。
OOP 允许我们将问题分解为一系列实体——这些实体被称为对象(object),然后围绕这些实体建立数据和函数。
面向对象程序设计中的数据和函数的组织结构如图4 所示。