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1、GIS设计与实现复习资料第一章 引论一、什么是GIS（只考填空）1.GIS研究内容：数据采集、数据存储、数据处理和分析、数据输出2. GIS软件技术经历的五个阶段：集成式GIS、模块式GIS、核心式GIS、组件式GIS、万维网GIS集成式GIS模块式GIS核心式GIS组件式GIS万维网GIS特点在一个系统中集成了GIS的各项功能系统分成许多相对独立的功能模块从底层提供GIS功能，通过API访问通过标准通信接口实现模块间通信及GIS与其他系统集成结合Internet，实现GIS共享和互操作功能满足了GIS综合应用的各项需要用户根据需求选择功能模块易于与其他系统集成开发成本低，难度小，可以在通用语
2、言环境中实现GIS功能。社会化的GIS，可拓展性好，跨平台存在问题系统过于复杂，软件成本高；难于与其他系统集成难于与其他系统集成开发难度高，不能进行可视化 程序设计有待于进一步发展目前还不成熟二、GIS构成：硬件、软件、数据、人员、处理1.硬件计算机硬件环境包括从GIS数据采集到数据处理乃至数据输出所涉及到的所有硬件设备。具体分类如下：（1）数据采集、输入设备1）采集设备：测绘仪器、遥感设备2）输入设备：数字化仪、扫描仪、计算机的输入设备（2）数据存储、处理设备1）存储设备：磁盘、磁带机等磁存储介质以及一些光存储介质2）处理设备：计算机、图像处理器、网络设备（3）输出设备1）通常是标准的计算机
3、外围设备：如打印机、绘图仪2）也可以是通过计算机显示器或是外界的高分辨率显示装置（如投影仪等）进行输出。 2.软件（1）GIS软件的作用提供了一系列功能模块用来存储、分析、和显示空间数据 （2）对GIS软件的要求1）提供显示、操作地理数据的常用工具2）提供空间数据库管理系统3）提供图形与属性数据同步查询统计分析功能4）简单易用的图形用户界面（3）GIS软件的分类（大类）：工具型软件、应用型软件3.数据（1）地理数据概念地理数据是以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文景观的数据（2）GIS数据来源普通地图、影像、遥感数据、其他图形软件的结果数据或相关的数据资料（3）GIS数据分类1）空间
4、数据：是表征空间实体位置的数据，一般采用“栅格数据结构”、“矢量数据结构”、“不规则三角网”等数据结构进行管理和存储。2）属性数据：是表征空间实体属性的数据，一般采用关系型数据库进行管理。4.人员人员在GIS中，作用如下：（1）对GIS软件进行开发、维护和升级（2）对GIS数据进行搜集、入库和管理（3）应用GIS进行生产生活实践，实现GIS的价值第二章 GIS设计思想、内容、标准一、GIS设计目标及其特点1.GIS设计目标（考）GIS 设计目标就是通过改进系统的设计方法、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
5、、延长系统生命周期目的。2.软件危机（只考概念）（1）概念：已有软件不断膨胀，未来软件需求不断增多（2）避免方向：1）如何开发软件，以满足对软件日益增长的需要；如何维护数量不断膨胀的已有软件。2）GIS软件危机日益严重，进行GIS设计是避免软件危机，保证GIS开发质量，提高开发效率降低开发成本的一个重要手段。（3）软件危机的主要内容：（辅助对软件危机概念的理解）阶段主要内容开发软件对软件开发成本和进度的估计不准确；软件质量不高；用户接受度不高；软件产品开发效率低；相关的技术文档资料不完善；软件可维护性、重用性、可拓展性不高维护软件数据不能得到及时的更新；系统需求变更所要求的系统升级不能得到实施
6、；网络安全维护得不到贯彻执行3.GIS设计特点（考点提示：考简答，关键是“数据”、“流程”）（1）GIS处理的空间数据：数据量庞大、实体种类繁多、实体间关联复杂。（2）GIS设计过程需要：分析系统的业务流；分析系统所涉及的地理实体类型 以及实体间的各种关系；采用相关的地理数据模型表达这些关系。（3）GIS设计以空间数据为驱动：GIS设计以数据为导向进行系统建设；系统 的功能设计以提高数据的存储、分析和处理效率为原则。（4）GIS工程投资大、周期长、风险大、设计部门繁多。因此，在GIS设计中项目计划管理是一个十分重要的部分。具体的，在项目计划管理中，需要做到如下几点要求：1）估计系统建设的投资效
7、益2）评估系统建设的风险性和必要性3）制定系统的建设进度安排，保证系统建设的高效性4）建立系统建设的组织机构和进行人员协调二、GIS设计的内容1.GIS软件设计（考点提示：瀑布模型的概念很重要（考名字解释）；常用的软件生存周期模型也可能会考填空）（1）GIS软件设计一般采用合适的软件生存周期模型：以图表和逻辑表达式的 形式来描述定义和生产两个阶段；提供了一种有目的和有规划的方式来建立质 量保证体系。（2）最常用的软件生存周期模型是瀑布模型附加：瀑布模型的缺点：缺乏灵活性、软件模块重用性差、开发周期长、修改困难、难以维护等。（3）除了瀑布模型之外，适应不同软件开发需求的模型也陆续出现，包括：快速
8、原型模型、增量模型、螺旋模型2.瀑布模型各个阶段任务划分情况表（简答）阶段名称任务支撑标准文档需求分析用户需求调查，确定系统建设目标和用户对系统的功能性要求，分析系统建设的可行性。需求分析报告项目管理方案设计对系统建设过程进行总体规划，包括对工作区域和可用资源的规定、开发成本估算、开发平台和开发工具选择、工作任务和进度安排等内容项目管理计划方案书系统总体设计将系统的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总体设计报告系统详细设计系统总体设计阶段确定下来的软件模块结构和接口描述具体地实现，得出实现系统目标技术的精确描述详细设计报告系统实施、运行和维护根据详细设计报告的描述对系统
9、的模块、函数和界面进行实现，并运行和进行系统调试，以及对系统进行日常的维护软件代码和系统维护报告3.GIS设计的基本原则（必考，以填空或简答的方式）基本原则具体内容标准化符合GIS的基本要求和标准；符合现有的国家标准和行业规范先进性硬件设备、软件设计、技术方法、管理手段的先进性兼容性数据具有可交换性，选择标准的数据格式和实现数据格式转换功能，实现与不同数据库之间的数据共享高效性具有高效率的数据采集工艺方法和图形处理能力、存取能力、管理能力等等可靠性保证系统正常运行及运行结果的正确性通用性系统数据组织灵活，可以满足不同应用分析的需求4.GIS设计与一般信息系统设计的差异（非常重要，简答）GIS设
10、计一般信息系统设计设计重心处理的是海量空间数据，数据库设计在GIS设计中尤其重要软件功能实现是其设计重心数据库建设不仅要进行属性数据库的设计，更要进行空间数据库的设计，包括空间数据结构、存储方式、管理机制等。只需要建立属性数据库设计方法以业务需求为导向，以空间数据为驱动进行系统设计以业务需求为导向，以功能为驱动进行系统设计5.从文件系统算起，数据模型的发展经历了四代（考填空）（1）文件模型 （2）经典数据模型（网状、层次和关系模型）（3）语义数据模型 （4）专用数据模型 三、GIS规范化和标准化1.GIS规范化和标准化的作用（考简答：为何要进行标准化和规范化，）（1）实现信息共享，推进GIS发
11、展的基本保障（2）避免简单重复的系统开发工作（3）方便了数据共享，节约了资源2.GIS规范化和标准化的内容（较重要）（1）GIS规范化和标准化的主要内容包括：GIS相关的名词术语标准；与GIS软件工程开发有关的各种标准化活动；与GIS数据库建设有关的活动；与GIS数据共享有关的标准化工作（2）从以下几个方向实行GIS规范化和标准化建设：（填空）地理信息标准、数据标准、信息技术标准、应用标准、GIS的设计标准和系统评价标准。第三章 GIS设计方法1.GIS设计方法包括：（填空）结构化生命周期法、原型法、面向对象的开发方法等。2.结构化生命周期法：（1）结构化生命周期法的特点及其目的（考简答，只考
12、黑体字，后面的理解即可）特点具体内容目的根据需求设计系统要求在未明确用户需求之前不得进行下一阶段的工作保证工作质量和以后各阶段开发的正确性，使系统开发减少了盲目性严格按照阶段进行对生命周期的各个阶段进行严格划分每个阶段有其明确的任务和目标，而各阶段又可被分为若干工作和步骤便于计划管理和控制，前阶段工作成果是后阶段工作的依据，基础扎实，不易返工文档标准化和规范化要求文档采用标准化、规范化、确定的格式和术语以及图形、图表保证通讯内容的正确理解，使系统开发人员及用户有共同的语言分解和综合将系统划分为相互联系又相对独立的子系统直至模块分解使复杂的系统简单化，便于设计和实施。综合使已实施的子系统成为完整
13、的系统以体现系统的总功能强调阶段成果审定和检验阶段成果需得到用户、管理人员和专家的认可减少系统开发工作中的隐患（2）结构化生命周期法基本思想结构化生命周期法的基本思想是将系统开发看做工程项目，有计划、有步骤地进行工作，它认为虽然各种业务信息系统处理的具体内容不同，但所有系统开发过程都可以划分为六个主要阶段：1）系统开发准备阶段 2）调查研究及可行性研究阶段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（3）结构化生命周期法的类型划分（根据系统开发思想的不同）（考）1）自顶向下方法 2）自底向上方法3.原型法（1）原型法的概念（考）开发人员在初步了解用户需求的基础上构造一
14、个应用系统模型，即原型。用户和开发人员在原型的基础上对其进行反复探讨和完善直到用户满意为止，这样的GIS设计方法即为原型法。（2）原型法开发信息系统包括如下几个阶段：（考）1）确定用户的基本需求 2）开发初始原型3）利用原型来提炼用户需求 4）修正和改进原型（3）为什么用原型法进行系统设计？（考简答）在早期的信息系统开发中，由于信息系统的规模有限，用户对这些系统的工作方式大都比较了解。因此，可以在开发初期就对系统的功能进行解剖、分析、深入了解，进而设计出满足用户要求的系统来，而且，这些系统一经完成，往往不需要有很大的变动。因此，多采用根据明确用户需求进行系统设计的结构化生命周期法进行系统开发。
15、（到此回答了在XX情况下，采用结构化生命周期法进行系统开发的原因）但是，随着计算机工业的飞速发展，软件开发规模不断膨胀，出现了许多新的情况和新的要求（集中表现在以下四个方面：微型计算机日益普及、应用需求变化之快、社会化GIS的发展趋势、螺旋模型被要求等）。此时根据明确需求进行系统设计的结构化生命周期法已无法满足多变的用户需求。而原型法，即：用户和开发人员在根据用户初步需求构造的原型的基础上，对其进行反复探讨和完善直到用户满意为止的GIS系统开发方法，就显得非常合适。（到此回答了在XX情况下，采用原型法进行系统开发的原因）（4）原型的种类1）从本质上分：丢弃型原型、进化型原型2）从应用目的和场合出发：研究型原型、试验型原型、进化型原型（研究型原型和试验型原型属于丢弃型；此
