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1、注册测绘师 综合 第十章 第1节和第2节第十章 第1节地理信息工程概要讲义内容：知识点一：地理信息系统构成一个典型的地理信息系统应该包括三个基本部分：计算机系统(硬件、软件)，地理信息数据库系统，系统开发、管理与应用人员。1计算机系统1)硬件系统g1s硬件系统一般包括以下5个部分：计算机主机；数据输入设备数据存储设备数据输出设备：网络设备。2)软件系统gis软件系统通常由以下3个部分组成：系统软件：；gis软件：数据库软件： 2地理信息数据库系统地理信息数据库系统是一个包含了用于表达通用gis数据模型(要素、栅格、拓扑、网络等)的空间数据集的数据库。地理数据描述地理实体的空间特征、属性特征和时

2、间特征。它们的数据表达可以采用矢量和栅格两种组织形式。3系统开发、管理与应用人员知识点二：地理信息系统的主要功能1 数据采集与输入2数据编辑与更新数据编辑主要包括图形编辑和属性编辑。图形编辑主要包括拓扑关系的建立、图形编辑、图形整饰、图幅拼接、图形变换、投影变换、误差校正等功能。3数据存储与管理空间数据存储与管理是gis数据管理的核心。4空间查询与分析一般定义为从数据库中找出所有满足属性约束条件和空间约束条件的地理对象，主要包括图形查询、属性查询、图形和属性互查、地址匹配等。空间分析是对空间数据的分析技术，可以实现缓冲区分析、叠加分析、网络分析、空间插值、统计分析等功能。5数据显示与输出 知识

3、点三：地理信息系统的发展1 分布式gls2 智能gis与空间数据挖掘3 gis、rs、gps的集成4 时空gis5三维gis主要研究的方向有：三维数据结构的研究，主要包括数据的有效存储、数据状态的表示和数据的可视化；三维数据的处理、管理与空间分析；地理数据的三维显示，主要包括三维数据的操作，表面处理，栅格图像、全息图像显示，层次处理等。6移动gis移动gis系统主要由移动通信、gis、定位系统和移动终端四个部分组成。gis中，可以利用属性约束条件和（）来查询相应的地理对象；a、参考物完整性约束； b、实体完整性约束； c、用户自定义约束； d、空间约束条件； 答案：dgis软件与图形编辑软件的

4、区别在于（）a、gis具有拓扑关系而图形编辑软件没有； b、gis没有图形编辑功能； c、gis系统没有属性数据编辑功能； d、gis不具备空间分析功能答案：a窗体底端窗体顶端第十章 第2节地理信息工程技术设计讲义内容：知识点一：地理信息工程的基本框架地理信息工程的实施主要有以下几个步骤：(1)用户需求调研与可行性研究；(2)工程实施方案与总体设计；(3)开发与测试；(4)试运行与调试；(6)系统维护和评价。用户需求调研是地理信息工程建设的重要一步，调研用户对gis的需求和现有业务需求，以及用户现有数据基础，并形成用户需求调研报告，明确用户业务需求和系统需求，分析用户数据和系统现状，提出系统建

5、设预期目标，分析系统建设的可行性。用户需求调研报告是系统总体设计和系统功能设计的依据。在用户需求调研报告基础上，对系统进行总体设计，并制定系统工程建设的实施方案。以总体设计和实施方案为纲领，实施系统的详细设计、数据整理分析和开发测试工作。在系统开发完成之后进行系统试运行和调试、完善系统及系统安装运行。知识点二：系统需求分析需求调研是后期设计和系统建设、运行的基础和关键。具体工作内容包括：(1)用户情况调查包括现有软件系统问题、数据现状、业务需求；(2)明确系统建设目标和任务；(3)系统可行性分析研究；(4)撰写并提交需求调研报告。1 系统目标获取及分析根据地理信息工程特点，可通过下述方式明确系

6、统的建设目标和任务：(1)进行用户类型分析。(2)对现行系统进行调查分析。(3)明确系统服务对象。系统服务对象不同，其目标也不相同。(4)用户应用现状调查。2系统功能获取及分析常用的方法有如下三种：(1)结构化分析方法。结构化分析方法采用自顶向下、逐层分解的系统分析方法来定义gis系统的需求。(2)面向对象分析方法。面向对象分析方法通过自底向上提取对象并进行对象的抽象组合来实现系统功能和性能分析。(3)快速原型化分析方法。快速原型化分析方法是在系统分析员和系统用户之间交流的一种工具方法，用来明确用户对系统功能和性能的要求。3可行性分析与系统分析方法可行性研究主要工作内容包括：数据源调查与评估；

7、技术可行性评估；系统的支持状况；经济和社会效益分析。系统分析方法主要包括：数据流模型；数据字典；加工逻辑说明：包括结构化语言、判定表和判定树。知识点三：系统总体设计在系统总体设计阶段采用一些表达工具来描述gis工程的数据结构和软件体系结构，如层次图、hip()图、结构图、uml等。1体系结构设计地理信息系统体系结构设计内容包括系统构建的关键技术、数据及数据库体系结构设计、接口设计、模块体系设计、工程建设的软硬件环境设计、系统组网及安全性设计等。2软件结构设计1cs结构cs模式的应用系统基本运行关系体现为“请求-响应”的应答模式。cs系统是第四代计算机系统，其核心是服务器集中管理数据资源，接收客

8、户机请求，并将查询结果发送给客户机；同时客户机具有自主的控制能力和计算能力，向服务器发送请求，接收结果。由于网络上流动的仅仅是请求信息和结果信息，所以流量大大地降低了，这就是cs系统的目的。2bs结构bs结构是将cs模式的结构与web技术密切结合而形成的三层体系结构。第一层客户机是用户与整个系统的接口。这个后台就是第二层的web服务器。第三层库服务器的任务类似于cs模式，负责协调不同的web服务器发出的sql。3两种结构体系的比较管理计算机组的主要工作是查询和决策，数据录人工作比较少，采用bs模式比较合适；而对于其他工作组需要较快的存储速度和较多的数据录入，交互性比较强，可采用cs模式。3软件

9、配置与硬件网络架构1软件配置基础平台的选择一般应满足以下几个方面的要求：图像、图形与dem三库一体化及面向对象的数据模型；海量、无缝、多尺度空间数据库管理；动态、多维与空间数据可视化：基于网络的cs、bs系统(webgis)；数据融合与信息融合；空间数据挖掘与知识发现；地理信息公共服务与互操作。2硬件及网络环境设计存储系统以三级存储方式(在线、近线、离线)为主。4系统功能设计地理信息工程除具有软件应用系统的基础功能外，还具有其特有功能。一般具有如下功能：(1)数据输入模块：具有图形图像输入、属性数据输入、数据导人等功能；(2)数据编辑模块：具有数字化坐标修改、属性文件修改、结点检错、多边形内点

10、检错、结点匹配和元数据修改等功能；(3)数据处理模块：具有拓扑关系生成、属性文件建立(含扩充、拆分和合并)、坐标系统转换、地图投影变换和矢量与栅数据转换等功能；(4)数据查询模块：具有按空间范围检索、按图形查属性和按属性查图形(单一条件或组合条件)等功能；(5)空间分析模块：具有叠置分析、缓冲区分析、邻近分析、拓扑分析、统计分析、回归分析、聚类分析、地形因子分析、网络分析与资源分配等功能；(6)数据输出与制图模块：具有矢量绘图、栅格绘图、报表输出、数据导出、统计制图、专题制图及三维动态模拟和显示等功能。5系统安全设计1.网络的安全与保密2应用系统的安全措施3.数据备份和恢复机制地理信息系统的数

11、据备份是数据安全的一个重要方面。为了能够恢复修改前的状态，数据库的操作要具有：恢复功能：在出错时可回到修改前状态;备份功能：数据库修改后，原数据应有备份，这种备份又分为完全备份和增量式备份。原则上，数据应至少有一套备份数据，即同时应至少保存两套数据，并异地存放。针对不同的业务需要，资料复制有两种方式：同步复制和异步复制。备份管理包括备份的可计划性、备份设备的自动化操作、历史记录的保存以及日志记录等。4.用户管理包括权限设置和管理。权限设置包括权限对象的维护和权限对象的分配。知识点四：数据库设计数据库设计一般包括三个主要阶段：概念设计阶段、逻辑设计阶段、物理设计阶段，。1.数据库概念设计概念模式

12、与具体的数据库管理系统(dbms)无关，它结构稳定，能较好地反映用户信息需求。表示概念模型最有力的工具是er模型，它包括实体、联系和属性三个基本成分。图l0一24为一个概念设计er图，图中所示为某单位人员及相关实体之间的er模型。1)数据库概念模型对需求分析阶段收集的数据进行分析、整理，确定地理实体、属性及其关系，把用户的需求加以解释，并用概念模型表达出来(主要指er模型)。2)概念模型设计任务概念数据库模式设计，以需求分析阶段所提出的数据要求为基础，对用户需求描述的现实世界通过对其中信息的分类、聚集和概括，建立抽象的高级数据模型(如er模型)，形成概念数据库模式。3)概念模型设计步骤(1)通

13、过用户需求调查与分析，提取和抽象出空间数据库中所有的实体。(2)确定各个实体的属性。要求尽可能减少数据冗余，方便数据存取和操作，并能实现正确无歧义地表达实体。(3)根据系统数据流图及实体的特征正确定义实体间的关系。(4)根据提取、抽象和概括出的系统实体、实体属性以及实体关系绘制空间er图。(5)根据划分的标准和原则对这些单元的er图进行综合，并对其进行调整和优化，使其能够无缝地形成为一个整体。2.数据库逻辑结构设计逻辑设计是将概念模型结构转换为具体dbms可处理的地理数据库的逻辑结构(或外模式)，也叫数据库模式创建。主要包括确定：确定数据项、记录及记录间的联系;安全性;完整性;一致性约束。从e

14、r模型向关系模型转换的主要过程为：确定各实体的主关键字;确定并实体内部属性之间的数据关系表达式;把经过消冗处理的数据关系表达式中的实体作为相应的主关键字;根据和形成新的关系;完成转换后，进行分析、评价和优化。数据库的一般逻辑结构有以下三种：(1)传统数据模型：层次模型、网络模型、关系模型;(2)面向对象数据模型;(3)空间数据模型：混合数据模型、全关系型空间数据模型、对象一关系型空间数据模型、面向对象空间数据模型。3.数据库物理结构设计数据库物理结构设计是对数据库存储结构和存储路径的设计，是指有效地将空间数据库的逻辑结构在物理存储器上实现，确定数据在介质上的物理存储结构。数据库物理结构设计的步

15、骤如下：(1)确定数据库的物理结构：包括确定需要存储的数据对象、数据存放位置、数据存储结构、数据存取方法和系统配置等。(2)对物理结构进行评价：分析时间效率、空间效率、维护代价及用户要求等。4.数据字典设计数据字典是关于数据信息的集合。它是数据流图中所有要素严格定义的场所，这些要素包括数据流、数据流的组成、文件、加工说明及其他应进入字典的一切数据。其中，每个要素对应数据字典中的一个条目。gis数据字典的主要内容包括：数据流图中每个图形要素的名字(含中英文)、别名或编号、分类、描述、定义、位置等。知识点五：空间数据库设计空间数据库的逻辑设计一般是从图库一数据集一数据层为主线考虑其逻辑设计(如图l

16、0一25所示为城市空间数据库逻辑设计示例)，在物理存储中需要考虑空间数据使用文件存储还是数据库存储。知识点六：元数据库设计元数据是指描述空间数据的数据，元数据库设计的内容主要包括：空间数据集的内容、质量、精度、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征等，是空间数据交换的基础，也是空间数据标准化与规范化的保证，在一定程度上为空间数据的质量提供了保障。知识点七：数据更新设计通过地理信息更新可保证地理信息的现势性，其手段主要包括5种：实测更新法、编绘更新法、计算机地图制图更新法、遥感信息更新法和gps信息更新法等。知识点八：详细设计的任务详细设计任务是：(1)细化总体设计的体系流程图，绘出程

17、序结构图，直到每个模块的编写难度可被单个程序员所掌握为止。(2)为每个功能模块选定算法。(3)确定模块使用的数据组织。(4)确定模块的接口细节及模块间的调度关系。(5)描述每个模块的流程逻辑。(6)编写详细设计文档。主要包括细化的系统结构图及逐个模块的描述，如功能、界面、接口、数据组织、控制逻辑等。知识点九：用户界面设计用户界面设计的三大原则是：置界面于用户的控制之下;减少用户的记忆负担;保持界面的一致性。界面设计从流程上分为结构设计、交互设计和视觉设计三部分。结构设计也称概念设计，是界面设计的骨架。标准化设计采用标准设计的优点是：设计质量有保证，有利于提高工程质量;可以减少重复劳动，加快设计

18、速度;有利于采用和推广新技术;有利于加快开发与建设进度;有利于节约成本，降低造价，提高经济效益。知识点十：详细设计说明书系统详细设计是解决系统“如何做”的问题。一般而言，系统详细设计包括数据结构设计 (见表10一24)、模块设计(见表lo一25)、代码设计(类设计)。系统的数据结构设计，应明确给出每个数据结构的名称、标识符，以及它们之中每个数据项、记录、文卷和系统的标志、定义、长度及它们之间的层次的或表格的相互关系，并用表格说明各个数据结构与访问这些数据结构的形式。模块设计中应明确说明模块命名、模块设计功能、模块包含类、与其他模块的关系等。标准的实体-关系（e-r）图中，分别用方框和椭圆表示（）。a. 联系、属性b. 属性、实体类型c. 实体类型、属性d. 联系、实体类型答案： c gis工程项目在设计阶段，需要进行需求分析，下列关于需求分析的说法，正确的是（）。a. 需求分析报告要获得用户认可b. 系统需求是用户提出的要求c. 用户可以不参与需求分析过程d. 不是所有的项目都需要需求分析答案： a