（毕业设计论文）《GIS技术的设计研究与开发应用》

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1、精品分 类 号 密 级 U D C 编 号 武 汉 大 学 大专毕业论文GIS 技术的设计研究与开发应用毕业生姓名： 指导教师姓名、职称： 工 程 领 域 名 称： 研 究 方 向： 年 9 月 17 日精品摘 要近年来，GIS 广泛应用于各行各业，伴随着“数字地球”提出， “数字城市”、 “数字油田”等建设已初具规模。 “数字供水”作为“数字油田”的重要组成部分自然备受关注。为此开发一套完整的、适应油田供水业务需求的数字化管网管理系统尤为必要。本文主要分析研究了地理信息系统在各个领域的设计、开发与应用。关键词: 地理信息系统；开发；设计；应用精品SummaryIn recent years,

2、 GIS is been extensive to apply in every trade, accompanying with the “ arithmetic figure the Earth“ put forward,“ arithmetic figure city“,“ arithmetic figure oil- field“.etc.、developments are already early to set up the scale.“ the arithmetic figure supplies water“ the importance of the conduct and

3、 actions“ arithmetic figure oil-field“ constitutes parts of natures highly anticipated.Develop for this a set of complete, the orientation oil-field supplies water the arithmetic figure of the business need turns to take care of the net the management the system particularly for necessity.The main a

4、nalysis in this text studied the geography information system development in each realm, design and application.Keywords: Geography Information System, Design, Development, Application精品目 录摘 要.1目 录3第 1 章 GPS 系统概述61.1概述6第 2 章 GIS 的基本功能与特点72.1 数据的获取72.2 数据存储与管理72.3 数据处理与分析82.2 数据显示与输出8第 3 章 GPS 的应用领域有

5、那些？103.1 GIS 用于全球环境变化动态监测.103.2 GIS 用于自然资源调查与管理.103.3 GIS 用于监测、预测.103.4 GIS 用于城市、区域规划和地籍管理.103.5 GIS 的军事应用.103.6 GIS 资源管理(RESOURCE MANAGEMENT).113.7 资源配置(RESOURCE CONFIGURATION).113.8 城市规划和管理（URBAN PLANNING AND MANAGEMENT）.113.9 应急响应(EMERGENCY RESPONSE)113.10 地学研究与应用(APPLICATION IN GEOSCIENCE) 11精品3

6、.11 商业与市场(BUSINESS AND MARKETING) 113.12 基础设施管理(FACILITIES MANAGEMENT)113.13 选址分析(SITE SELECTING ANALYSIS).113.14 网络分析（NEWWORK SYSTEM ANALYSIS）123.15 可视化应（VISUALIZATION APPLICATION）.123.16 其他12第 4 章 GIS 的开发方法与设计134.1 应用型 GIS 的开发过程.134.1.1 可行性研究.13 4.1.2 系统总体设计.13 4.1.3 系统详细设计.144.2 方法简介144.3 概要设计14第

7、 5 章 GIS 系统研究的新进展165. 1 稳定、快速的 GIS 数据采集和数据更新体系165. 2 GIS 空间数据的质量与不确定性分析.165. 3 3D 地理信息系统(3DGIS) 的研究.165. 4 GIS 时空系统(SPATIO - TEMPORAL SYSTEM) 研究.165. 5 GIS 空间数据查询语言的研究.175. 6 GIS 空间数据共享和数据标准研究.185. 7 地理计算( GEOCOMPUTATION) .185. 8 构件式地理信息系统 COMGIS 研究.195. 9 万维网地理信息系统 WEBGIS 研究 195. 10 空间数据可视化与虚拟现实研究可

8、视化(VISUALIZATION) 和虚精品拟现实(VR) 是 GIS 发展中涉及的一个重要技术问题19第 6 章 GIS 系统研究的新进展196.1 对于做应用来讲，二次开发展具有的优点206.2 GIS 二次开发方式.21第 7 章 总结和发展.22参考文献.23致谢.24精品第 1 章 GIS 系统概述1.1概述概述地理信息系统 (GIS, Geographic Information System) 是一种基于计算 机的工具，它可以对在地球上存在的东西和发生的事件进行成图和分析。 GIS技术把地图这种独特的视觉化效果和地理分析功能与一般的数据库操作（例如 查询和统计分析等）集成在一起。

9、这种能力使 GIS 与其他信息系统相区别，从 而使其在广泛的公众和个人 企事业单位中解释事件、预测结果、规划战略等中 具有实用价值 。 物质世界中的任何事物都被牢牢地打上了时空的烙印。人们的生产和生活 中百分之八十以上的信息和地理空间位置有关。地理信息系统（ Geographic Information System, 简称 GIS ）作为获取、存储、分析和管理地理空间数据 的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。由于信息技术 的发展，数字时代的来临，理论上来说，GIS 可以运用于现阶段任何行业。 从技术和应用的角度， GIS 是解决空间问题的工具、方法和技术； 从学科的角度，

10、 GIS 是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基 础上发展起来的一门学科，具有独立的学科体系；从功能上， GIS 具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、 输出和应用等功能； 从系统学的角度， GIS 具有一定结构和功能，是一个完整的系统。简而言之， GIS 是一个基于数据库管理系统（ DBMS ）的分析和管理空间 对象的信息系统，以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其它信息系统 的根本区别。 GIS 即地理信息系统（Geographic Information System） ，经过了 40 年的 发展，到今天已经逐渐成为一门相当成熟的技术，并且得到了极广泛的应用。 尤

11、其是近些年，GIS 更以其强大的地理信息空间分析功能，在 GPS 及路径优化中 发挥着越来越重要的作用。GIS 地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计 算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析 具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的 说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。 GIS 与其他几种信息系统密切相关，但由于其处理和分析地 理数据的能力 使其与它们相区别。尽管没有什么硬性的和快速的规则来给这些信息系统分类， 但下面的讨论可以帮助区分 GIS 和桌面制图、计算机辅助设计 CAD、遥感、 DBMS、以及 G

12、PS 技术。 地理信息系统在最近的 30 多年内取得了惊人的发展，广泛应用于资源调查、 环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、 水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。 (加 测绘、应急、石油石化等国民经济各个领域。)精品第 2 章 GIS 的基本功能与特点GIS 具有四项基本功能，数据获取、数据存储与管理、数据处理与分析、数 据显示与输出，以及 GIS 的特点。2.1 数据数据获取获取数据的获取包括数据的采集与输入，即将系统外部的原始数据传输到系统内部，并将它们从外部格式转换为系统能够识别和处理的内部格式存储于系统的 地理数据库中。 G

13、IS 所需的原始数据分为空间数据和属性数据两类，空间数据是指图形尸体 数据，常采用的输入方法和键盘输入，利用数字化仪和扫描仪进行数字化和扫 描化等，属性数据是指空间实体的特征数据，一般采用键盘输入，现在人们正 视图着将遥感（RS） 、 定位技术（GPS）地理信息系统相结合，这就为 GIS 的 数据获取提供了史先进史丰富的手段，遥感数据和图像现已成为了 GIS 数据的 数据来源，而 GPS 可同时测定空间实体的三维坐标，并可在不同作业和处理方 法的支持下达到各种要求的精度，这将推动 GIS 数据获取技术的发展。2.2 数据数据存储与管理存储与管理GIS 的数据分为栅格数据和矢量数据两大类。数据的

14、存储，即是把这些数 据以某种形式记录在计算机的内部或外部存储器上，目的是使计算机能够灵活、 高效、快速地访问并处理这些数据，关键就在于如何建立记录的逻辑顺序以确 定存储的地址。一般而言，GIS 系统都采用了分层技术，即根据地图的某些特征， 把它分为若干层。整张地图正是所有层的叠加结果。这样用户操作时就只涉及 到一些特定的层，而不是整幅地图，因而系统能对用户的要求做出迅速反应。 另外，随着 GIS 的发展，在实现多媒体地理信息系统时，如何合理地存储海量 的图、文、声信息就成为首先要解决的存储技术难题，目前可考虑的是采用多 媒体中的关盘技术，特别是可读写关盘的存储和读取数据的速度不断提高，为 地图

15、有声化、图像视盘等地理信息系统产品提供了可靠的存储介质保证。 GIS 的数据管理包括图形库管理和属性库管理。根据图形数据的几何特点，可将 其分为点数据、线数据、面数据和混合性数据 4 种类型，混合性数据是由点状、 线状与面状物件组成的更为复杂的地理构建或地理单元。地图数据的一个 重要特点是它含有拓扑关系，即网结构元素中结点、弧段和面元之间的邻接、 关联与包含关系等，这是地理实体之间的重要空间关系。图形数据的构模包括 矢量数据模型和面片数据模型。两者之间的连接方式目前有：专题属性数据作 为图形数据的悬挂体、用单项指针指向属性数据、属性数据与图形数据采用统 一的结构、图形数据与属性数据自成体系。精

16、品2.3 数据处理与分析数据处理与分析数据处理包括两方面工作：一是对输入的数据进行质量检查与纠纷，包括图形数据和属性 数据的编辑、图形数据和属性数据之间对应关系的校验、空间数据的误差校正等；二是对 输入的图形数据进行整饰处理，使其满足地理信息系统的各种应用要求，如对矢量数据的 压缩与光滑处理、拓扑关系的建立、矢量删量数据的相互转化、地图裁减及拼接等。 空间分析是地理信息系统的核心研究内容之一，也是其与计算机辅助设计(CAD)、计算机输 注绘图系统（CAC）主要区别之所在。空间分析是指根据确定的应用分析模型，通过对空 间图形数据的拓扑运算及空间、非空间属性数据的联合运算等各种操作运算来分析一定区 域的各种现象，以获得更有效地数或某一特定问题的解决方案。通过空间分析，GIS 可以从 已知的数据中发现隐含的重要结论，从而回答用户提