GIS设计与实现总结.docx

1、GIS设计与实现总结西北农林科技大学（地理信息系统08 冰封艺人）一、名词解释：地理信息系统：以计算机技术为系统，已具有空间内涵的地理数据为处理对象，云管用系统工程和信息科学的理论，采集、存储、显示、处理、分析、输出地理信息的计算机系统，为规划、管理和决策提供信息来源和技术支持。GIS设计目标：通过改进系统设计是方法、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，打到增强系统的实用性、降低系统开发应用的成本，延长系统生命周期的目的。内聚和耦合：又称内联系和块间联系，是度量模块独立性的2个定性标准。内聚是模块内部各成分之间的联系，如果一个模块的内聚度大，模块的独立性则

2、会提高。耦合是指模块间的联系，耦合度是对模块独立性的直接衡量。模块间联系越小，模块的独立性则会越高，耦合度就会降低。地理建模：云管用数学语言、地理知识和程序设计工具，对地理信息（如地理现象、地理数据等）加以翻译和归纳。地理建模的大致过程包括：建模准备、模型假设、建立模型、模型求解、模型分析、模型检验。地理坐标：采用经纬度(,)来确定地球表面上任意一点的位置。从通过格林威治天文台的子午面向东为东经（0180），向西为西经，从赤道算起，向北为北纬，向南为南纬（090）。空间元数据：描述空间数据的数据。他描述空间数据集的内容、质量、表示方式、空间参考、管理方式以及数据集的其他特征，是空间数据交换的基

3、础，也是空间数据标准化与规范化的表征，在一定程度上位空间数据的质量提供了保障。地理编码：为识别点、线、面得位置和属性而设置的编码，可以反映空间实体的几何特征和属性特征，分为拓扑编码和坐标编码两种。组件：是一个在整个分布式系统中可以即插即用的独立对象，在完成其功能的过程中，它可以跨越网络、应用、语言、工具和操作系统，按照分布式对象的封装方式，一个分布式对象就是一个组件，是完成系统一部分功能的一个独立的分布式单元。二、填空题：1. GIS数据管理的基本思想是利用 （空间坐标）来表达实体的空间位置2. GIS软件技术经历了五个阶段，即：集成式GIS、模块式GIS、核心式GIS、组件式GIS和万维网G

4、IS3. 软件过程主要可以分为 软件定义、软件设计和软件维护3个时期，每个时期有可以进一步划分为若干个阶段。判断用户类型是进行系统建设目标和任务分析的关键。系统的服务对象不同，那么系统的目标也不相同。4. GIS结构化分析常用的分析同居主要有数据模型、数据字典以及对数据流进行描述的加工逻辑说明、GIS数据流模型一般采用（数据流图，DFD，data Flow Diagram）来表示；实现数据字典常用方法有：全人工过程、全自动过程和混合过程。数据字典和数据流图在一起构成信息系统的逻辑模型，叫那个逻辑说明包括加工的激发条件、加工逻辑、优先级别、执行条件、出错处理等细节，其中最基本的部分是加工逻辑。用

5、于写加工逻辑说明的工具有结构化英语、判定表和判定树。5. 软件可以简单地理解为模块的集成，模块是指具有输入和输出、逻辑功能、运行程序、内部数据、调用和被调用等属性的一组程序语句。6. 写出些列英文缩写的中文意思；UIMS（人机界面开发工具）、OMT（面向对象建模技术）、UML（统一建模语言）、PFC（程序流程图）、PAD（问题分析图）、PDL（类程序设计语言）、OLE（对象链接与嵌入）、API（应用程序编码接口）、DDE（动态数据交换）、ORB是指（对象请求代理）、DII是指（动态调用接口）、IDL是指（接口定义语言）、HOP（互联网ORB间协议）7. 人机交互的基本方式包括命令语言、菜单选择

6、、填表方式、自然语言、直接操纵等8. 定位错误位置是程序调试工作的主要内容。四种常见的排错方式包括硬件排错、归纳法排错、演绎法排错、跟踪法排错。9. GIS软件测试方法主要三种：文档审查、模块运行测试、模块开发测试。10. 数据组织方式包括文件型、文件与数据库结合型、全关系型三种。11. 二次开发接口的接口类型主要有：API函数库、可重用类库、宏语言、动态链接库DLL等12. 空间数据库功能设计包括空间数据输入设计、空间数据检索设计、空间数据输出设计、空间数据更新设计、空间数据共享设计等。13. GIS软件开发的相关技术包括：结构化程序设计、面向对象技术、组件是技术、网络技术、虚拟现实技术、嵌

7、入式技术、多媒体技术等。三、选择题知识点1. 结构化程序设计概念最早由 E.W.Dijkstra于1965年提出；GIS工程学体系三维结构由A.D.Hall提出的；地理信息科学由GoodChild 1992年首次提出；Grady Booch 是面向对象方法最早倡导者之一；Jackbson提出了OOSE方法；Yourdon提出了进行GIS总体设计的结构图：基本E-R模型由Peter Chen于1976年提出。2. 地理数据存储是GIS中最底层和最基本的技术。3. 需求分析是GIS设计最基础的内容。4. 瀑布模型将软件过程分为6个阶段，并规定了它们自上而下、相近衔接的固定的顺序是 可行性分析-需求

8、分析-总体设计-详细设计-编码-系统运行和维护5. GIS软件设计一般采用合适的软件生存周期模型进行开发，最常用的软件生存周期模型是 瀑布模型6. 在成寻流程图常用符号中方框表示 处理步骤 菱形表示逻辑判断 箭头表示控制流。7. 关系型数据库规范化中第二范式的特点是每个表都必须有且仅有一个数据元素是主关键词8. E-R图中椭圆表示:属性9. 磁盘容错方式主要有：磁盘镜像、磁盘双工、磁盘阵列，它们的容错性能一次增强10. API函数库的特点是：提供对基本数据进行操作的函数11. 通过数据校正（）等手段可以提高输出质量A） 编辑与图形整饰B） 误差消除C） 坐标转换D） 数字化E） 出版印刷12.

9、 地理信息系统科学体系分为三个层次：理论地理信息科学、技术地理信息科学、应用地理信息科学。A） 理论地理信息系统B） 技术地理信息系统C） 应用地理信息系统D） 空间地理信息系统E） 虚拟地理信息系统13. 对GIS软件有一下要求（）A） 可操作性和使用性B） 提供图形与属性数据同步查询统计分析功能C） 简单易用的图形用户界面D） 提供显示、操作地理数据的常用工具E） 提供空间数据库管理系统14. GIS软件可分为（）A） 基础软件B） 工具型软件C） 嵌入式应用软件D） 应用型软件E） 数据处理软件15. 空间数据结构分为（）A) 不规则三角网B) 栅格数据C) 拓扑数据D) 矢量数据E)

10、属性数据16. 根据GIS中的角色，可将GIS用户分为（）A） GIS开发上/系统集成商B） 系统管理员C） 最终用户D） GIS专业人员E） 一般用户17. GIS产品可以归结为以下几个模式（）A） 数字地图B） 桌面地图C） 电子地图D） 桌面GISE） 专业化GIS18. GIS整逐步走向成熟，并呈现出（）发展态势A） 趋于综合性发展B） GIS数据模型研究C） 数据共享和互操作D） 产业化E） 专业化GIS19. 基于GIS本身的特性，GIS设计自身的特点包括（）A） 处理的事空间数据B） 以空间信息系统工程优化为目的C） 以空间数据为驱动D） 与GIS产业化密切联系E） GIS工程投

11、资大、周期长、风险大、涉及部门繁多20. GIS工程学体系主要任务、基础理论和方法研究3方面组成其基本任务是（）A） 最优决策B） 最优管理C） 最优运行D） 系统总体最优化E） 最优设计21. 与一般工程技术相比，系统工程学具有（）特点A） 研究对象是一个极其复杂的系统B） 知识结构复杂C） 直接面向决策D） 目的性很强的应用学科E） 泛华系统的研究方法22. 从文件系统开始，数据模型的发展经历了4代，包括（）A） 文件模型B） 专用数据模型C） 经典数据模型D） 面向对象数据模型E） 语义数据模型23. 原型从应用目的和场合出发可以分为（）A） 丢弃型原型B） 研究型原型C） 试验型原型D

12、） 进化型原型E） 仿真型原型24. GIS系统功能和性能分析常用方法（）A） 结构化分析法B） 统一建模语言UML方法C） 面向独享分析方法D） 模块化分析方E） 快速原型化分析方法25.GIS可行性研究工作的主要内容包括（）等A） 数据源调查预评估B） 技术可行性评估C） 经济和社会效益分析D） 系统开发和运行环境评价E） 生态效益分析26.GIS总体设计主要任务是将系统需求转换为数据结构和（）A） 数据设计B） 软件体系结构C） 层次图、HPO图、结构图D） 体系结构设计E） GIS地理建模27.系统标准数据接口有（）形式A) 直接存取B) 间接存取C) 导入机制D) 导出机制E) 动态

13、链接库DLL28.系统总体设计报告的主要内容包括（）A引言（或概述）B用户需求分析成果C可行性分析D界面设计E数据库分析29、详细设计的表达工具包括（）AIPO图BPFC图CPDL图DN-S盒式图EPAD图30、空间数据库中常用的坐标系有（）A地理坐标系B平面直角坐标系C屏幕坐标系D设备坐标系E极坐标系31、数据模型可以分为传统的数据模型、面向对象数据模型以及针对空间数据特征而设计的空间数据模型。空间数据模型又可分为（ABCD）A混合数据模型B全关系型空间数据模型C对象-关系型空间数据模型D面向对象空间数据模型E层次模型32、服务于空间分析的地理编码分为（AC）A拓扑编码B直接编码C坐标编码D

14、无损压缩编码E有损压缩编码33、从体系结构上，分布式GIS经历了（ABC）发展阶段。AC/S结构BB/S结构C多层定义DGIS用户自定义结构E全分布式GIS34、基于C/S模式分布式GIS的特性有（ABCDE）A位置和数据结构透明性B平台独立性C各数据库管理系统有独立性D分布式查询EC/S模式35、最基本得分布对象系统框架标准主要有（）3种AOMGCORBABMicrosoft-COM/DCOM/COM+CMicrosoft-MFCDSUN-EJBEJAVA-J2EE36、分布式GIS的基本开发模式包括（）A基于数据共享的分布式GISB基于分布式计算的WebGISC基于Internet的开放式

15、GISD基于ArcIMS的分布式GISE基于CORBA的分布式GIS37、系统实施阶段的任务可概括为（）A软硬件购置及安装B程序编写与调试C系统安装与调试D培训E数据的录入或转换38、GIS数据的安全和保密包括（）A数据存储加密B数据存取控制C数据传输加密D加密算法和加密方式E安全与保密管理简答题：1 简要描述GIS五个发展阶段特征？项目集成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的共享和互操作

16、功能满足了GIS综合应用的需要用户根据需求选择功能模块易于集成其他系统开发成本低、难度小，可以在通用语言环境中实现gIS功能社会化得GIS，可扩展性好，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2 简述GIS规范化和标准化建设的内容。GIS规范化和标准化的主要内容更包括：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数据共享有关的额标准化工作。总体来说，可以从以下几个方面实现GIS规范化和标准化建设1) 地理信息标准A) 统一的地理坐标系统

17、包括：统一的地图投影系统、统一的地理格网系统、统一的区域多边形或空间统计单元系统B) 空间信息分类和编码系统C) 数据模型标准2) 数据标准A） 数据交换B） 空间元数据标准C） 数据质量D） GIS数据产品标准、标准的数据格式、标准的概念模式、标准的外包装3）信息技术标准A）计算机软、硬件技术标准B）数据库技术和图形、图像处理技术规范C）地图制图标准4）应用标准A）空间算法标准B）解释标准5）GIS的设计标准和系统评价标准A） 系统设计规范B） 信息系统建议流程规范体系C） 模型开发D） 系统评价3 结构化生命周期法、原型法、面向对象开发的方法，这三种GIS基本设计方法有各自的特点，试从开发

18、思想、开发模式、优缺点和使用性等方面对三种设计方法进行比较设计方法结构化生命周期法原型法面向对象开发的方法开发思想划分六个阶段，并规定它们自上而下，相互衔接的固定次序借助原型（它反映了最终系统的部分重要性）来辅助软件开发将客观世界看成相互联系的实体（即对象）组件，以对象为单元进行设计开发开发模式整体开发模式，下一阶段开发前完成上一阶段所有细节非整体开发模式，推迟某些阶段的细节工作，从而较早产生工作软件非整体开发模式，分阶段有底向上提取对象，实现阶段自顶向下建立对象优点是一种较为成熟和完善的管理模式、整体性好具有一定灵活性和可修改性，增进了开发人员和用户对系统需求的理解与人类思维方法一致，版与描

19、述客观世界，开发的软件性能稳定、易于重用和维护缺点缺乏灵活性难修改和维护，模块重用性差，开发周期长整体性差，由于不断滴对原型修改完善，工作的重复率高工作量大对象和实体设计存在盲目性，对象间的消息传递不能完整体现系统总体工作能，系统结构性差适用性功能和性能明确完整，无重大变化的软件开发需求不明确，设计方案有一定风险的中小型软件开发数据结构复杂、事务联系密切的软件开发4模块化原则1、每一个模块表示一个自我包含的逻辑任务2、每一个模块都是简单的3、每一个模块都是封闭的4、每个模块都是可以独立测试的5、每个模块对应单一、独立的程序功能6、每个模块都有单一的入口和出口7、每个模块都由一个标准返回点返回上

20、层模块开始执行该模块的那一点8、可以把多个模块组合成较大的模块，而不必了解模块内部构造的知识9、每个模块都有严格规定的接口，其中包括由入口和出口形成的控制链，有参数和共享的用户数据形成的数据连接以及由模块间的服务支持形成的功能连接。5结构化程序设计原则 1）尽量少用或者不用GoTo语句2）采用自顶向下逐步求精的设计方法3）采用顺序、选择、循环三种基本结构组成程序的控制结构4）尽量使用单入口/单出口的控制结构，减少传递参数的个数5）提高模块的内聚度，降低模块间的关联度6详细设计的具体任务1）细化总体设计的体系流程图，绘出程序结构图，直到每个模块的编写难度可单个程序员所掌握为止2）为每个功能模块选

21、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，主要内容包括细化的系统结构图及逐个模块的描述，如功能、接口、数据组织、控制逻辑符。7空间处理与分析主要内容GIS空间数据处理编辑处理：图形数据和属性数据的编辑，图形数据的拼接和分割等变换处理：投影变换、坐标变换、比例尺变换、几何校正等编码和压缩处理：数据编码、多余节点去除以及栅格数据压缩等数据插值：点的内插、区域的内插等数据类型转换：矢量与栅格数据转换、系统间数据格式的转换GIS空间分析设计查询分析：如拓扑查询、条件查询等几何分析：如面积周长距离两算、开窗分析、多边形合并等

22、地形分析：如空间内插分析、等值线分析、坡度坡向分析、分水岭分析、淹没分析流域分析：如地形剖面分析、三维地形显示与分析等叠置分析：如多边形叠置分析、视觉信息复合分析、条件与非条件叠置分析等邻域分析：如缓冲区分析、走廊分析、泰森多变形分析、拟合分析等网络分析：如最佳路径分析、时空规划分析、网络流量模拟分析等图像分析：图图像增强、图像分割、图像细化、空间滤波、高程影像叠置分析等多元分析：如聚类分析、主成分分析、判别因子分析、趋势面分析、回归分析等8.传统数据模型包括哪三种主要类型？简述它们之间的区别。层次模型网络模型关系模型结构特征父结点与子结点的关系必须是一对一或一对多一个子结点可以有两个或多个父

23、结点，两个结点之间可以有两种或多种联系。实体间的联系通过公共值隐含的表达，并用关系代数和关系运算来操作。优点结构清晰，较容易实现可以表示多对多的关系，冗余度较小结构简单灵活，数据修改和更新方便，容易维护和理解。缺点不能表示多对多的联系，难以顾及数据共享和实体间的拓扑关系，数据冗余度大。采用循环指针来联系结点，结构复杂，难以修改和维护，更新较为困难难以处理复杂的目标，效率、数据语义和目标标识等方面还有不足。9.地理编码的具体原则1、标准化和通用性2、唯一确定性：每一个代码都唯一确定的代表某个具体的地理要素或属性3、编码系统结构清晰，编码有明确的分类体系4、代码系统具有可扩展性河稳定性5、便于计算

24、机处理与信息交换6、易于识别和记忆7、适度的代码长度10.公认的良好的编程风格1、在适当的位置应该加入必要的注解，即程序内部的文档。2、数据说明应以方便阅读、理解、查找和维护为目的；变量名等标识符应作到恰如其分的表达内容含义；注意声明次序的标准化；不同变量在同一语句中声明时，应按字母先后顺序排列。3、语句书写应有层次性，便于理解。例如采用缩进排列、避免使用大量的嵌套结构、不将多个语句放在同一行中书写、避免复杂的条件测试等。4、程序组织应具有固定的层次。如先进行数据输入或数据初始化，然后进行数据处理，最后是结果输出。5、数据输入应进行完整性检查，格式力求统一、简单，应有必要的提示信息及友好的用户

25、界面。6、对输出的结果应采用良好的格式，并加以必要的说明。11.结构化程序设计是进行以模块功能和处理过程设计为主的详细设计的基本原则。1、由问题结构导出系统结构，即问题结构到系统结构的映射。2、通过自顶向下分解和层次组织的方法来简化系统，产生模块结构。3、运用一系统的图表工具。4、提供一系列的系统设计策略。5、提供一组评价系统设计质量的准则。五、论述题1、从思想、优点、缺点、等方面论述结构化程序设计与面向对象程序设计的区别。答：（一）结构化程序设计思想：面向数据流；自顶向下，逐步求精；按功能模块组成树状结构；各模块相对独立；模块内部有顺序、选择和循环三种结构组成；模块化的实现方法是通过子程序。优点：复杂任务简单化；使用方便。缺点：数据与过程相互独立，程序因数据格式或处理过程不同要分别编写程序，代码重用性差；可能导致数据与所需处理过程不匹配现象；封装和隐蔽性差。（二）面向对象程序设计思想：以对象的观点分析现实世界的问题、从普通人认识世界的观点出发，把事物归类、综合，提取共性并加以描述、在面向对象的系统中，世界被看成是独立对象的集合，对象之间通过“消息”传递。以对象为单元进行设计开发。优点：与人类思维方法一致，便于描述客观世界；开发的软件性能稳定、易于重用和维护。缺点：对象和实体设计存在盲目性；对象间的消息传递不能完整体现系统总体功能；系统结构性较差。