GIS开发案例考试复习.pdf

湖南科技大学建筑与城乡规划学院 地理信息系统 BY 落夜 第一章 GIS 概论 1 空间数据描述的是现实世界各种现象的三大基本特征 空间 时间和专题属性 空间数 据相应地也具有空间特征 时间特征和专题属性 空间特征是地理信息系统所独有的 是指空间地物的位置 性质和大小等集合特征 以 及与相邻地物的空间关系 专题特征指空间现象或空间目标的属性特征 是指空间现象除了时间和空间特征以外的 其他特征 如地形的坡度 坡向 某地的年降雨量 土地酸碱度 土地覆盖类型 人口 密度 交通流量等 严格来说 空间数据总是在某一特定时间或时间段内通过采集或计算得到 由于某些空 间数据随时间的变化相对缓慢 因而其时间特征有时被忽略 2 采集空间数据的数据源是多种多样的 主要包括地图 遥感影像数据 统计数据 实测 数据 数字数据 各种文字报告和立法文件等 3 空间数据的采集包括属性数据的采集和图形数据的采集 4 GIS 产业三大市场主体 政府部门 企业 大众信息服务 5 属性数据的内容有时直接记录在栅格或矢量数据文件中 有时则单独输入数据库存储为 属性文件 通过关键码与图形数据相联系 6 对于采集到的空间数据 要经过必要的编辑和处理 如 误差或错误的检查与编辑 图 像纠正 数据格式的转换 投影变换 图象解译 图幅拼接 数据质量满足要求后 才 能为地理信息系统所用 第二章 GIS 软件工程的需求分析 7 需求分析指的是在建立一个新的或改变一个现存的电脑系统时描写新系统的目的 范围 和定义时所要做的所有的工作 8 GIS 软件工程的需求分析内容 包括现状调查 调查的内容 调查内容的组织和分析 数据字典四个方面的内容 9 需求阶段可以细分为需求调研和需求分析两个阶段 需求调研需要充分细致地了解客户 目标 用户业务内容 流程等 这是一个对需求的采集过程 是进行需求分析的基础准 备 软件系统的需求分析可以由产品工程师或系统分析员或两者分阶段合作来完成 10 需求就是以一种清晰 简洁 一致且无二义性的方式 对一个待开发的系统中各个有意 义方面的陈述的一个集合 11 使用的分析模型有 用例模型 对象模型 数据流图 状态图 决策表等等 12 调研前的准备工作 在开始进行用户调研前 要做好仔细准备工作 确定好工作程序 设计好工作中需要的表格 1 调研业务的准备 在与用户接触之前 调研人员对需要调查的内容必须有一个大致 的了解 比如该行业的现状 管理情况 大致的业务流程等 只有在大致地了解这些情 况后 在与客户交流时才能够有的放矢 2 人员分工 项目经理主要负责与用户的协调工作 调查用户单位的组织结构及各部 门职责与业务范围 协调系统分析员及高级程序员做需求调查工作 负责用户对 软件 需求规格说明书 的批准 系统分析员主要调查用户业务需求背景 确定业务逻辑结构 系统性能要求 系统运行 支持环境要求 调查与记录业务数据流程 指导高级程序员做需求调查工作 高级程序员主要调查与记录业务操作规程 搜集整理各种业务报表 票据等样本 调查 与记录业务数据规格 搜集整理业务术语 搜集整理本系统与第三方产品和支持性硬件 湖南科技大学建筑与城乡规划学院 地理信息系统 BY 落夜 及软件产品的接口 3 表格的准备 在调查过程中需要对客户提供的很多信息进行记录和填写 所以在调 研前需要准备好相应的表格和备忘录 4 其他准备 包括客户的联系方式 交通工具 调研时间 经费准备 生活用品等方 面 13 结构化分析技术 实体关系图 ERD 数据流图 DFD 状态转换图 STD 14 调研的方式 调研的目的是学习 了解有关部门现有的运作 通常可采用 面谈 参观 电话访谈 问卷 索取有关的资料并加以学习和理解 地理信息系统管理方面的专题报 告等方式 这些方式经常被结合起来一起使用 15 调研的工作程序 1 调查用户需求背景 2 调查用户单位组织结构及部门职责 3 确定业务逻辑结构 4 调查业务操作规程 5 调查业务数据流程 6 搜集整理各种 业务报表 票据等样本 7 调查业务数据规格 8 搜集整理业务术语 9 搜集整理 本系统与第三方软件产品和支持性硬件产品的接口 10 确定系统性能要求 11 确定 系统运行支持环境要求 12 编制系统概述 13 软件需求规格说明书 的批准 16 UML 中共有九种图 用例图 类图 对象图 顺序图 协作图 状态图 活动图 构件 图 部署图 由参与者 Actor 用例 Use Case 以及它们之间的关系构成的用于描述系统功 能的动态视图称为用例图 类图显示出类 接口以及它们之间的静态结构和关系 它用于描述系统的结构化 设计 对象图显示对象集及其联系 代表了系统某时刻的状态 17 用例图是从程序员角度来描述系统的功能 18 类图是描述系统中类的静态结构 对象图是描述系统中类的动态结构 19 活动图和状态图用来描述系统的动态行为 20 协作图的一个用途是表示一个类操作的实现 21 请下面选项中选出两种可以相互转换的图 A B A 顺序图 B 协作图 C 活动图 D 状态图 22 下面哪些图可用于 BD 阶段 A C D A 用例图 B 构件图 C 类图 D 顺序图 23 需求分析中信息表达的方式通常有以下几种 1 现有机构的组织结构图 2 现有机构 湖南科技大学建筑与城乡规划学院 地理信息系统 BY 落夜 的功能示意图 3 现有机构的人员组织及功能示意图 4 现有数据内容及来源清单 5 现有数据及功能参照表 6 现有软硬设备关系图 7 人员培训计划 8 地理信息 系统的输出产品 9 实施的进度计划 补充说明 1 对将来的计划模式常常不止是一种 很可能多达四五种 这时应该将这 几种选择方案同时表达出来 并从技术和组织的角度分析其利弊 然后由用户自行决定 采用哪种方案 2 以上列举的各种报告内容可根据项目的复杂程度做相应的删减 有些部分甚至可以 直接用客户提供的资料 例如现有机构的组织结构图 24 需求分析结果报告通常包括以下几个部分 1 机构运作的逻辑数据流程图 这种流程一般要表达以下内容 1 对于整个数据流程 的每步过程 数据的输入如何转换成数据的输出 2 每项处理均要用标号标明 并 有部门的注明 3 各种主要数据处理均应当以任务的形式出现 4 各种主要数据处理 湖南科技大学建筑与城乡规划学院 地理信息系统 BY 落夜 的步骤应简单明了地注明 2 GIS 功能加入后的各种产品 1 硬件资源表 2 软件资源表 3 专业人员清单 4 数 据功能参照表 5 数据来源清单 6 部门功能清单 25 需求分析所使用的数据字典 主要用来描述数据流图中的数据流 数据存储 处理过程 和外部实体 26 数据字典把数据的最小组成单位看成是数据元素 若干个数据元素可以组成一个数据结 构 27 属性数据字典条目分为以下六类 1 数据元素 数据元素是最小的数据组成单元 也 就是不可再分的数据单位 是属性数据字典的主要内容 如地下管线的埋深 材质等 2 数据结构 数据结构的描述重点是数据之间的组合关系 即说明这个数据结构包括 哪些成分 任选项 必选项 重复项 3 数据流 关于数据流 在数据字典中描述数 据流的来源 去处 组成 流通量 高峰时的流通量等属性 4 数据存储 数据存储 的条目 主要描写该数据存储的结构及有关的数据流 查询要求 5 处理过程 对于 数据流程图中的处理框 需要在数据字典中描述处理框的编号 名称 功能的简要说明 有关输入 输出 6 外部实体 外部实体是数据的来源和去向 因此 在数据字典中 关于外部实体的条目 主要说明外部实体产生的数据流和传给该外部实体的数据流 以 及该外部实体的数量 28 空间数据字典条目包括一下主要内容 1 名称 空间数据名称 2 层名 在 GIS 工作 空间中 数据层的名称与空间数据名称可一致也可不一致 3 层元素性质 指本层空 间对象的空间形状属性 一般包括点 线 面三种 4 拓扑关系 指此种空间数据是 否建立和具有拓扑关系 5 属性表 与此类空间数据对应的属性数据表 可以是 GIS 基础平台的属性表文件 也可以是数据库中的表 6 关联属性项 关联字段 这是可选 项 对于 GIS 软件平台内部实现空间对象与属性记录关联 则数据字典不需要此项内容 7 文件位置 可选项 采用文件方式进行空间数据管理 这个选项记录空间数据存放 的路径和文件名称 8 操作限制 指限定空间数据的操作权限 分别能够被哪些用户 读 改 删等 9 元数据文件或表名 空间数据的元数据位置 10 备注 可选项 一些特别说明 第三章 专题 GIS 总体设计 29 通过一个例子来说明选择近期目标和中远期目标的考虑因素和角度 例如某土地管理部门拟建立土地信息系统 经过调查研究后决定其系统建设的目标可分 为近期目标和中远期目标 近期目标 建成一个以土地信息的规范化管理为基础 以信息的存储 处理 查询与分 析为基本功能 为各级土地管理部门的管理工作服务的计算机网络系统 实现土地信息 的手工作业管理向计算机管理的转换 其具体目标为 1 土地信息管理的标准化和规范化 包括制定土地信息的指标体系 分类编码体系 调整信息收集渠道和采集方式 2 建立各级土地管理的共享数据库 3 建立各行 业的专业分析模型 4 联网形成分布式土地信息系统 5 实现对土地利用现状变 化的动态监测 中远期目标 系统建设采用先进的技术 进行更广泛 更快捷的信息采集 对土地信息 资源进行深度利用 为土地规划 计划和决策支持服务 其具体目标为 1 扩展和完善土地信息系统的网络化 建成对土地资源实施动态监测的业务运行系统 2 建立和完善基础数据库和专题数据库 方法库和模型库 3 建立面向土地全程 管理的决策支持业务系统 4 最后形成一个高度协调化 信息交流网络化和信息分 湖南科技大学建筑与城乡规划学院 地理信息系统 BY 落夜 析智能化的系统 30 GIS 工程的主要开发模型 1 瀑布模型 2 喷泉模型 3 螺旋模型 4 组件对象模 型 31 专题 GIS 设计的要求主要包括以下几个方面 1 系统分析 主要包括需求分析和可行性分析 在用户提供所需的信息 提出所要解 决的问题的基础上 调查和收集相关资料 遵循用户需求 分析相关资料和技术并 在对成本 效益 技术等可行性分析评价的基础上 提出最佳解决方案 回答用户 问题 2 系统设计 包括总体设计和详细设计 总体设计包括系统的目标和人任务设计 模 块子系统设计 计算机硬件系统设计 软件系统设计等 详细设计包括数据库设计 和功能设计 3 系统实施 主要是数据库的建库和软件编程与系统的调试 4 系统运行和维护 主要是将系统交付用户试运行 并对系统进行积极稳妥维护的过 程 32 可行性分析的要素 管理理论 技术水平 经费问题 效益分析 进度预测 33 一个优秀的应用型 GIS 开发和设计机构的人员组成是 高水平的学科专业人员 GIS 专家 计算机开发技术人员 系统工程管理人员 34 专题 GIS 设计的方法 结构化生命周期法 原型法和面向对象的开发方法 P32 P43 所谓结构化生命周期法就是把信息系统开发的全过程按其生存周期分成若干阶段 每个 阶段有相对独立的任务 然后逐步完成各个阶段的任务 结构化生命周期法的基本思想是将系统开发看作工程项目 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 以下主要六个阶段 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 原型法本着系统开发人员对用户需求的理解 先快速实现一个原型系统 然后通过反复 修改来实现管理信息系统 原型法开发信息系统包括以下几个阶段 1 确定用户的基本需求 2 开发初始模型 3 利用原型来提炼用户需求 4 修正和 改进没模型 面向对象方法所追求的是现实问题空间与软件系统解空间的近似和直接模拟 它希望人 们用最小的气力 最大限度地利用软件系统来求解问题 将客观世界的对象映射到面向 对象系统的解空间是面向对象方法的核心内容 35 三种 GIS 基本设计方法的比较 P43 P44 三段每段一个方法 自己总结其中的话即可 36 结构设计 文件 服务器体系 客户机 服务器 浏览器 服务器体系 37 应用型 GIS 基本功能控制结构示意图 P49 38 属性数据库管理子系统的功能结构图 P50 39 图形数据库管理子系统的功能结构图 P51 40 专题图的输出方式 报表 饼图 直方图 折线图 立体直方图 立体饼图的方式 41 专题 GIS 界面设计 就是具体描述界面中的要素及内容布局 文字显示等信息 通过界 面原型的设计过程 最终确定软件用户界面的表现形式 第四章 地理信息系统数据库设计 42 三种重要的数据模型 层次模型 网状模型和关系模型 43 这三种传统数据模型存在的不足 1 以记录为基础 不能很好地面向用户和应用 2 湖南科技大学建筑与城乡规划学院 地理信息系统 BY 落夜 记录和实体不一定相对应 3 不能以自然的方式表示实体间的联系 4 语义贫乏 5 数据类型少 难以满足应用需要 6 无法描述用户定义实体的行为 操作 比如立体 旋转 面向对象的模型 具有封装性的特点 44 面向对象数据库的设计方法 面向对象数据库的设计主要是定义对象类对象的集合 定 义对象属性 定义操作 45 三代地理数据模型 CAD 数据模型 Coverage 数据模型和 GeoDatabase 数据模型 46 时空数据模型四种组织方法 1 时间作为行新的一维 时空立方体模型 2 连续快 照模型 3 基态修正法 4 时空复合模型 47 ArcCatalog 管理的数据类型 文件类型 Coverage shp GeoDatabase 数据库 ArcSDE 连接 48 CAD 的数据格式 CAD 点要素类 CAD 线要素类 CAD 多边形要素类 注释类 GeoData 支持数据格式 栅格 点要素类 线要素类 多边形要素类 对象类 要素集 要素类 相同属性集 相同行为和规则的空间对象的集合 对象类 非空间属性表 为可关联某种特定行为的表记录 要素 由一系列坐标所组成的集合 要素集 多个要素类的集合 具有共同的空间参考系的要素类 图表和关系类的集合 49 个人 GeoDatabase 与企业 GeoDatabase 的区别 个人构件在 Microsoft Engine 上 以 MicrosoftAccess文件存储 个人GDB容量限制2GB 企业存储在RDBMS中 需要ArcSDE 企业 GDB 支持多版本与用户编辑管理 50 专题 GeoDatabase 数据库的设计 黄土地区高边坡地理数据库 整个数据库的建立过程图 P85 地理数据库的逻辑结构 将数据库中的各数据集根据其用途和专业性质分为基础地理要 素类 基础专业要素类 公路专题要素类和边坡专题要素类四个要素类别 划分类别的 目的在于管理方便 每个类别包括若干个要素数据集 每个要素数据集又包含若干要素 类 基础地理要素类的作用有两个 一是为其他要素类提供地理参考背景 为对其他地理要 素的空间查询提供依据 二是制图与打印输出的需要 51 数据库对象实体空间关系图 P87 52 建立一个 GeoDatabase 步骤 1 建立一个新的个人 GDB 2 建立新的要素数据集 定 义其空间参考 包括确定其坐标系统 地理坐标和投影坐标 坐标域约定要素和要素数 据集编码 3 建立要素类 点 线 面 注记 4 建立表 5 关系表 53 如果要访问一个 SDE 数据库的某一个表的一条记录的某一个字段的数值 需要经历哪几 个接口 答 1 IWorkspaceFactory 用于打开工作空间工厂 以访问 SDE WorkspaceFactory 2 IWorkspace 用于建立工作空间以操作读取的数据 3 IFeatureWorkspace 用于访问指定类型的 FeatureLayer 数据 4 IFields 用于访问 FeatureLayer 的字段集 5 IField 用于确定要读取的字段 6 IRow 通过值域或 OID 访问制定的记录 7 IPropertySet 用于传递 SDE 的连接信息 54 GeoDatabase 数据库连接 P102 以类的方式考查 55 渲染模块 单值图模