GIS设计与实现

1、GIS研究内容：数据采集、数据存储（空间数据和属性数据存储）、数据处理和分析、数据输出。2、GIS的发展阶段：集成式GIS、模块式GIS、核心式GIS、组件式GIS、WebGIS（除外还有移动GIS）。3、GIS规范化和标准化的作用：是体现GIS软件开发、系统建立与运行质量的重要要素。从技术角度看，GIS是建立在计算机、网络以及信息处理等多种技术标准之上的，离开了这些标准就无法开发哪怕是最基本的系统。从应用角度看，标准化是实现信息共享，推进GIS发展的最基本保障。4、GIS软件设计的规范：计算机软硬件技术标准、数据库技术和图形图像处理规范、与地理信息系统数据共享有关的规范化工作、地图制图标准。5、GIS数据标准化的主要内容：GIS相关的名词或术语标准化，与空间数据库建设有关的标准化活动，包括各种操作规程的指定、数据采集、数据分类与编码、数据字典、文本编写、数据库安全等方面的标准的指定与实践，与GIS数据共享有关的标准化工作，包括对数据质量控制、数据重用、数据交换、网络安全等方面的技术标注，如数据模型标准、数据质量评定标准，元数据标准等。6、地理信息标准：统一的地理坐标系统、空间信息分类和编码系统、数据模型的标准。7、数据标准：数据交换、空间元数据标准、数据质量、GIS数据产品标准。8、P17判断9、软件危机内容：（1）如何开发软件，以满足对软件日益增长的需求，：a、对软件开发成本和进度的轨迹不准确；b、软件质量不高；c、用户接受度不高；d、软件产品开发效率低；e、相关的技术文档资料不完备；f、软件可维护性、重用性和可扩展性不高；（2）如何维护数量不断膨胀的已有软件：a、数据不能得到及时的更新；b、系统需求变更所需要的系统升级不能得到实施；c、网络安全维护得不到贯彻执行。GIS的发展趋势（1）GIS趋于综合性发展A，GIS、遥感（RS）和全球定位系统（GPS）3S集成技术的发展在世界各国引起了普遍重视B，GIS综合性发展趋势还体现在与OA、Internet、多媒体、虚拟现实等技术的集成（2）GIS数据模型研究，目前有两种：A，混合数据模型：其空间数据采用拓扑数据模型进行定义，属性数据采用关系数据模型进行定义B，面向对象的GIS数据模型：空间数据与属性数据均采用关系数据模型进行表达，基于空间实体，具有数据结构相对简单，数据检索和处理速度快等优点（3）GIS数据共享和互操作促进GIS社会化发展A，开放式GIS协会（OGC）成立B，打破当前GIS业各地区、各单位、各企业各自为营的局面，促进GIS社会化发展（4）GIS产业化发展GIS产业对象主要包括硬件，软件，数据采集与数据转换，电子数据，遥感信息获取与处理，系统开发与集成，咨询与技术服务（5）GIS软件向组件式GIS发展A，采用面向对象技术开发组件式GIS是GIS软件发展的必然趋势b，GIS软件的可配置性、可扩展性和开放性将更强，进行二次开发将更方便10、GIS工程学结构体系：基本任务是运用系统理论与方法，实现GIS工程的最优设计、最优管理和最优运行，以求的系统总体的最优化。理论基础主要包括系统学、地理信息科学和系统工程学。方法论是根据这些理论形成的一系列程序化的基本操作技术与方法，为了达到预期目标，根据系统工程思想，采用最优化技术解决问题的工作程序和步骤。11、系统开发过程：（1）系统开发准备阶段；（2）调查研究机可行性研究阶段；（3）系统分析阶段；（4）系统设计阶段；（5）系统实施阶段；（6）维护和评价阶段12、P34面向对象设计方法：面向对象建模技术（OMT）和统一建模语言（UML）。13、原型从本质上可分为：丢弃型和进化型。从应用目的和场合出发分为：研究型、试验型和进化型。原型结构构造方法相应分为：14、软件过程分为：软件定义、软件设计和软件维护。15、系统定义的目标与任务：系统定义阶段必须明确系统建设的目标与任务，包括系统在功能上需要满足什么养的需要（功能需求），在性能上达到什么样的指标（性能需求），在运行中需要什么样的环境（环境需求），及在数据上需要什么样的组织（数据需求）。主要任务，(1)确定必须完成的总目标及工程的可行性(2)导出实现工程目标应采用的策略即系统必须完成的功能(3)估算工程所需资源成本(4)制定工程进度表(5)编写系统需求分析报告。16、表达加工逻辑说明的工具有结构化英语、判定表、判定树。17、系统总体设计的目标：将系统需求转换为数据结构和软件体系结构，即数据设计和体系结构设计。18、P78GIS接口设计的内容：系统与标准数据的接口、互操作性接口、空间数据与属性数据的接口、GIS与其他开发环境之间的接口、人机接口等。19、GIS用户界面设计包括：输入设计，输出设计。20、结构化系统详细设计工具：程序流程图PFC、盒视图、问题分析图、类程序设计语言、IPO图、判定树、判定表。21、空间数据库中常用的坐标系有：地理坐标系（经纬度）和平面直角坐标系（定义坐标原点xy）。22、P131空间数据库的功能设计：空间数据输入设计、空间数据检索设计、空间数据输出设计、空间数据更新设计、空间数据共享设计。23、P135空间数据库建库前准备：数据源选择、数据采集存储原则、建库的数据准备、数据库入库的组织管理。24、P139图，了解25、地理模型的建立经过问题定义、模型假设、演绎求解及推断过程，给出数学上和地理上的分析、预报、决策、控制，经解译回到现实世界，完成“实践---理论---实践”的循环。26、P147地理建模的一般过程：建模准备，模型假设，建立模型，模型求解，模型分析，模型检验。27、地理建模的常用方法：主成分分析、系统聚类分析、层次分析、模糊综合评价发、地统计分析、人工神经网络、元胞自动机模型28、系统设计评价：确保系统设计的质量，避免实施阶段造成重大损失。指标：数据结构是否简明，设计是否灵活，完整，可靠，经济29、系统实施阶段的任务：1）硬件和软件的购置及安装；2）程序的编写与调试；3）系统的安装与调试；4）培训；5）系统中有关数据的录入或转换。30、组件式GIS：是面向对象技术和组件式软件在GIS软件开发中的应用。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软件与其他非GIS空间之间，可以方便地通过可视化的额软件开发工具集成起来。31、组件式GIS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软件的强大的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。32、组件式GIS软件开发过程：用户调研、用户需求分析、系统总体设计、组件检索与获取、系统集成、系统测试、系统维护和系统使用。33、GIS软件测试的三种方法：文档审查、模拟运行测试、模拟开发测试。34、黑盒测试工具白盒测试性能测试测试管理35、GIS软件维护的内容：1）数据维护和更新；2）应用系统维护和更新；3）网络维护与安全管理；4）软件错误修改36、P208判断37、地理信息更新的手段：实测更新法、编绘更新法、计算机制图更新法、GIS信息更新法和遥感信息更新法（航空遥感信息更新法，卫星遥感信息更新法）38、卫星遥感信息更新法：要解决GIS与图像分析系统的数据接口问题，1）通过软件接口，使数据在彼此独立的地理信息系统与图像分析系统之间交换2）通过共用一个用户接口，把GIS与图像分析系统结合，实现栅格矢量的串行或并行处理3）GIS与图像分析系统直接组成一个完整的系统。39、P219判断设计项目管理设计的环节：GIS项目估算、进度安排、软件度量（安排考虑因素1确定系统的验收与交付日期2进度计划策略3如何定义和识别gis的各项任务4gis项目管理人员如何掌握每一任务的结束时间，如何识别和监控关键路径以及如何确定任务的并行性，以确保项目的顺利进行5如何度量进度和质量，即对只想把关程度如何6非技术因数的影响如风险因素。进度安排表的指定方法1里程碑表示法2直方图法3关键路径法4墙纸法5甘特图法）、风险分析、项目追踪和控制。40、地理信息互操作：地理信息系统及地理数据库之间能够自由交换描述各种地理现象和对象的特征的地理信息，并能相互调用功能程序，共同合作以实现用户的应用需求。41、地理信息互操作目的：实现异构数据、不同GIS应用系统、不同操作系统和平台之间无损的数据共享，它应该具备简单（无须了解数据源信息）、透明（数据转换和共享的过程透明）、开放（数据交换独立于具体实现技术）、有效等特征（数据转换结果可靠）。