地理信息系统设计与实现答案.doc

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1,需求分析过程有：

需求调查、需求分析、需求文档编写三个阶段

2,数据流程图的组成：

外部实体，处理过程，数据流，数据存储。

3，总体设计的原则：

1）完备性2）标准化3）系统化4）兼容性，通用性，可靠性，实用性，可扩充性。

4，GIS体系架构发展经历了：

面向过程，面向系统，面向服务

5，按模型结构划分，应用性GIS分为：

数学模型，经验模型，概念模型

6，地理编码的原则：

唯一性，合理性，可扩充性，简单性，适用性，规范性，系统性。

7，主要的用户界面技术：

菜单，工具栏，状态栏，目录树，分式窗口，导航器。

8，GIS总体功能模块：

数据输入模块，数据库管理模块，数据处理模块，空间分析模块，数据输出模块。

9，GIS数据库设计过程：

需求分析，概念设计，逻辑设计，物理设计，数据库设计

10，概念设计的结构方法：

自顶向下，自底向上，逐步扩张，混合策略

11，空间数据组织：

纵向分层组织，横向分块组织

名词解释

1,地理信息：

是指数字、文字、图形、图象等载体所表达的地表物体与其环境之间存在的数量、质量、分布特征、联系和规律等。

地理信息的特点：

属于空间信息，具有区域性、多维性和动态性。

2,系统分析：

是按照系统论的观点，根据GIS用户的要求，对现有的业务流程进行全面的分析和综合，运用科学的方法为系统设计提供依据。

3,需求分析：

是应用型地理信息系统设计的基础,是通过与系统潜在用户进行书面或口头交流，将收集的信息根据系统软件设计的要求归纳整理后,得到对系统概略的描述和可行性分析的论证文件。

需求分析过程有：

需求调查、需求分析、需求文档编写三个阶段

4,可行性分析是在对用户需求基础上，从社会因素、技术因素和经济因素方面对建立应用型地理信息系统的必要性和实现系统目标的可能性进行分析，以确定用户实力、系统环境、原始数据、数据流量、存储空间、软件系统、经费预算以及时间分析和效益分析。

5，地理编码：

是指在地理数据分类的基础上，以易于计算机和认识别的代码来唯一地标识地理实体类型，这种代码是用来表征客观事物的一个或一组有序的符号。

6，数据库设计：

就是根据不同的应用目的和用户请求，在一个给定的应用环境中，确定最优的数据模型、处理模式、存储结构、存取方法，建立能反映现实世界中地理实体间信息的联系，满足用户要求、能被一定的数据库管理系统（DBMS）所接受、能实现系统目标并有效存取、管理数据的数据库。

7，空间数据库：

是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总合，以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。

8，实体：

指在计算机系统中，用来描述实际事物的计算机语义对象，是指客观存在并区别于其他事物的对象，可以是具体的对象，也可以是抽象的事件。

系统分析中必须定义实体的基本类型，确定描述这些实体的数据项及流程，进而弄清实体间的联系，为最终建立数据模型奠定基础。

9，属性：

对实体和联系特征的描述。

实体与属性是相对而言的。

联系：

实体之间通过联系相互作用和关联。

联系分为一对一、一对多和多对多。

10，系统维护的任务是改正软件系统在使用过程中发现的隐含错误，扩充在使用过程中用户提出的新的功能及性能要求，其目的是维护软件系统的"正常运作"。

这阶段的文档是软件问题报告和软件修改报告，它记录发现软件错误的情况以及修改软件的过程。

11，对新开发的或改建的系统,根据预定的系统目标,用系统分析的方法，从技术、经济、社会、生态等方面对系统设计的各种方案进行评审和选择，以确定最优或次优或满意的系统方案。

由于各个国家社会制度、资源条件、经济发展状况、教育水平和民族传统等各不相同，所以没有统一的系统评价模式。

评价项目、评价标准和评价方法也不尽相同。

12，系统总体功能评价：

就是从经济和技术两大方面对建立的系统进行评定

13,GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。

简答题

一，地理信息系统按内容、功能和作用分为：

工具型地理信息系统和应用型地理信息系统。

1.2.1工具型地理信息系统

也称地理信息系统开发平台,是具有GIS基本功能,供其他系统调用或进行二次开发的操作平台.

1.2.2应用型地理信息系统

是根据用户的需求而设计的能够解决一类或多类实际应用问题的系统,它不但具有GIS的基本功能而且能够解决地理空间实体及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。

按研究对象性质和内容可以分为：

专题地理信息系统和区域地理信息系统。

专题地理信息系统

是具有有限目标和专业特点的地理信息系统，为特定专门目的服务。

区域地理信息系统

主要以区域综合研究和全面信息服务为目标。

可以有不同的规模。

，

二，开发方式

1）独立开发:

指不依赖于任何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软件的内部数据结构。

从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结果输出，所有的算法都由开发者独立设计，然后选用某种程序设计语言，在一定的操作系统平台上编程实现。

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。

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，进行二者的集成开发。

三，GIS评价

系统评价就是对所建立系统的性能进行考察、分析和评判，

判断其是否达到系统设计时所预定的效果，包括用实际指标

与计划指标进行比较，评价系统目标实现的程度：

评价指标

应该包括性能指标、经济指标和管理指标等各个方面，最后

还应就评价结构形成系统评价报告。

具体运作时可以从软件

功能和系统总体功能两个方面进行评价。

软件功能评价：

1）用户界面2）DB管理3）db的建立4）书记处理和分析5）数据输出

总体功能评价;1,系统效应2，可靠性3，可扩展性4，可移植性5，系统效应6，功能性7，可操作性8，维护性

四，GIS设计内容

1,系统总体设计2，数据模型设计3，数据库设计4，系统功能设计5，应用模型设计6，输入输出设计

五,GIS系统设计过程

1,系统分析，（需求分析，可行性分析）2，系统设计（总体设计，详细设计），3，系统实施（编程，调试，培训）4，运行维护

六，地理编码

1,地理编码是指在地理数据分类的基础上，以易于计算机和认识别的代码来唯一地标识地理实体类型，这种代码是用来表征客观事物的一个或一组有序的符号。

2,代码的种类

1、顺序码2、矩阵码3、自检码4、系列顺序码5、层次码

6、助记码7、特征组合码8、混合码

3,地理编码的作用

（1）鉴别功能

（2）分类

（3）排序

（4）专用含义

4,代码设计必须遵循以下基本原则。

（1）惟一性

—个对象肯能有多个名称，也可按不同的方式对它进行描述。

但在一个编码体系中，一个对象只能赋予—个惟—的代码，反之，—个代码只能唯一的标识一个对象，不允许重码、乱码、错码。

（2）合理性

代码结构应与相应的分类体系相对应。

（3）可扩充性

代码设计应留有充分的余地，以备将来不断扩充的需要。

（4）简单性

介绍结构尽可能简单，尽可能短，以减少各种差错。

（5）适用性

代码尽可能反映对象的特点，以助记亿，便于填写。

（6）规范性

国家有关编码标准是代码设计的重要依据，已有标准的必须遵循。

在一个代码体系中，代码结构、类型、编写格式必须统一。

（7）系统性

代码要有一定的分组规则，从而在整个系统中具有通用性。

6,地理编码步骤

确定编码对象

考察是否已有标准编码

根据编码的使用范围、使用时间，根据实际情况选择编码的种类与类型

考虑检错功能

编写编码表

六，关系表的设计

（１）关系表确定

（２）范式化

范式：

关系满足某种规范化的形式成为范式。

（３）表分割与关联

设计数据库物理结构设计人员进行设计时主要需要考虑以下几个方面。

（1）确定数据的存储结构

（2）决定数据的物理显示

（3）设计数据的存取路径

（4）确定数据的存放位置

（5）选择数据的存储结构

（6）确定系统配置

八，空间数据库功能设计

空间数据库功能设计:

空间数据库由图形数据库和属性数据库组成，其中，图形数据库中存放和管理着各种空间数据；属性数据库中存放和管理着各种非空间数据。

1）图形数据库的功能设计:

1、图形输入

主要有手扶跟踪数字化输入和扫描输入两种。

2、图形转换

（1）坐标配准

使地理底图、数字地形数据、各种专题地图都转换到统一的

坐标系和单位中，将图幅坐标归化为地理坐标，以便于做进

一步的分析工作。

（2）格式转换

实现矢量数据结构向栅格数据结构的转换

3、图形操作

主要是指对图形的运算，包括：

（1）图形的开窗

（2）图形的缩放、漫游

（3）图形的旋转

（4）图形的叠加

（5）图形的拼接、消除几何裂隙和逻辑裂隙

4、图形编辑

具有增删、连接、断开、移动、图形拷贝功能以及建立图形

的拓扑关系。

5、图形计算

对图形进行长度、周长、边长、点到线距离、面积的量算以

及按用户的要求实现的其他功能。

6、图象处理

7、空间分析

8、属性数据输入

（1）数据输入

包括一般方法输入与数据复制。

（2）数据修改

包括修改属性内容以及插入记录、删除记录、插入字段、删

除字段等。

（3）数据追加

在一个原有数据库的后边追加新的记录

九，空间数据库建库

6.3.1数据准备

1、数据源的选择：

一是要求可靠；二是要求具备更新能力。

2、数据采集存储原则：

一般只采集存储基本的原始数据，不存储派生的数据，

3、数据准备与预处理

（1）数据源种类

GIS数据类型随应用领域的不同而有所差异，但与管理信息

系统相比都有数据类型繁多、数据量大的特点。

从数据源的

种类分为：

实测数据。

如野外实地勘测、量算数据、台站的观测记录

数据、遥测数据等。

分析数据。

利用物理和化学方法分析获取的数据。

图形数据。

各种类型的专题地图以及地形图的图形记录资

料等。

统计调查数据。

各种类型的统计报告，社会调查数据等。

遥感/GPS数据。

利用遥感/GPS技术获得的大量模拟或

数字资料等。

（2）数据质量控制体系

其内容主要有：

数据的分类系统

数据类型的名称和定义

数据获取方法的评价

数据获取所使用的仪器设备及其精度的规定

数据获取时的环境背景和测试条件的规定

数据的计量单位和数据精度分级的规定

数据的编码或代表符号的规定

数据的更新周期的规定

数据的密级和使用数据的规定

4、数据库入库的组织管理

数据入库时，应注意：

凡入库数据应同时提交数据说明书，数据管理组织根据该

类数据的质量标准，对数据说明书内容逐项进行检查和鉴

定，坚定合格的数据方可进入数据库。

数据入库时，应有数据的鉴定意见和鉴定小组的签名，并

注明入库时间。

数据入库时，应建立相应的数据安全和保密体系。

十，数据流程图

数据流程图

是描述系统数据流程的工具，它将数据独立抽象出来，通过图形方式描述信息的来龙去脉和实际流程。

描述了数据流动、存储、处理的逻辑关系，所以也叫逻辑数据流程图。

作用：

（1）给出系统整体的概念；

（2）划分了系统的边界。

1、基本组成：

（1）外部实体：

是指系统以外又和系统有联系的人和事物，说明了数据的外部来源和去处，属于系统的外部和系统的界面。

（2）处理过程：

就是对数据进行逻辑处理。

做数据变换。

是高层处理。