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1、Four short words sum up what has lifted most successful individuals above the crowd: a little bit more.-author-dateGIS设计与实现大学考试复习资料(老师划重点版)GIS设计与实现大学考试复习资料(老师划重点版)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
2、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
3、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
4、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
5、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、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
6、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；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
7、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
8、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
9、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
10、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
11、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
12、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
13、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
14、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
15、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。（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
16、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；此外，相对应的原型的构造方法也可以分为：研究型原型构造方法、试验型原型的构造方法、进化型原型的构造方法）4.面向对象设计方法（1）面向对象设计方法的概念（考）面向对象的设计方法指的是将面向对象的思想
17、应用于软件开发过程当中，指导开发活动的系统方法，是建立在“对象”概念基础上的方法学。（对象：人们对世界上的事物的认识形成概念，这些概念使我们可以感知和推理世界上的事物，这些概念应用到的事物称为对象。对象可以是真实的或抽象的，这取决于研究问题的目的，是面向对象方法的最基本元素）（2）为什么要使用面向对象的设计方法？（考简答）由于微电子技术的迅速发展，使得计算机的成本不断下降，性能不断提高。用户也对信息系统提出了更复杂的功能需求。传统的系统设计方法（结、原）不能很好地满足这些需求。而面向对象的设计方法将面向对象的思想融入了软件开发当中，来指导开发活动，可以很好地迎合这种需求。（3）面向对象设计方法
18、的主要类型（考填空、名词解释）1）面向对象建模技术（OMT）：OMT采用对象模型、动态模型、功能模型等来描述一个系统，是一种围绕着真实世界中的概念，从三种不同的角度建立系统的面向对象模型的技术。2）统一建模语言（UML）：（要求知道）面向对象的分析与设计方法在1980年代末至1990年代中期出现了一个高潮，统一建模语言是这个高潮的产物（最早倡导者Booch）5.GIS基本设计方法比较和选择（都很重要，都要细看，理解记忆）（1）三种方法各自的特点1）结构化生命周期法的特点：结构化生命周期法规定了软件开发过程中的各项工程活动，一般包括可行性分析、需求分析、总体设计、详细设计、编码及测试六项活动，并
19、规定了他们自上而下，相互衔接的固定次序，前一阶段的成果是后一阶段工作开展的基础。这种开发方法为软件开发提供了一个较为成熟和完善的管理模式，而且直观易学。其最大的不足是缺乏灵活性，尤其是在软件需求不明确或不准确的情况下，问题更为突出；其次还有修改困难、难以维护和软件模块重用性差等缺点。2）原型法的特点：原型法的主要思想是借助原型来辅助软件开发。在开发初期，开发人员根据自己对用户需求的理解，利用开发工具快速构造出原型软件，用户及开发人员通过对原型软件的试运行、评价、修改和改进，逐步明确对软件功能的需求以进行正式开发或直接把原型扩充成最终产品。它的优点是增进了开发人员和用户对系统功能需求的理解，为用
20、户提供了一种有力的学习手段，尤其可以大大提高用户接受性。但是，软件原型是否具有代表性直接影响软件开发的成功与否。3）面向对象设计方法的特点：面向对象技术将客观世界（即问题论域）看成是由一些相互联系的事物（即对象）组成，每个对象都有自己的运动规律和内部状态，对象间的相互作用和相互联系构成了完整的客观世界，问题的解由对象间的通讯来描述。面向对象的开发方法包括：分析阶段、高层设计、类的开发、实例的建立、组装测试几个阶段。4）附加表格：（2）GIS设计方法的选择考虑到GIS应用的特点以及GIS应用的多样化，想要找到一种适用于所有GIS软件开发的设计方法几乎是不可能的，进行GIS设计方法的选择需要考虑到
21、多方面的因素，包括系统规模的大小、系统应用类型、系统需求明确程度等。通常小型GIS软件设计常采用原型法进行开发；而大型GIS软件设计多采用结构化生命周期法或是面向对象方法进行开发，考虑到GIS设计需求不确定性的特点，通常也在需求分析阶段应用原型法来确认用户需求。第四章 系统定义1. GIS系统定义阶段的任务（考简答）GIS系统定义阶段必须明确的关键问题是“GIS系统要解决的问题是什么”，也就是明确系统建设的目标和任务，在此基础上开展下一步的工作，包括进行系统的可行性分析、制定项目计划以及系统的开发与维护。2.总体设计分析的主要内容（考填空）（1）系统需求调查与分析（考）1）系统目标分析：进行用
22、户类型分析、对现行系统进行调查分析、明确系统服务对象、用户研究领域现状调查2）系统功能与性能分析：（考）GIS结构化分析方法、GIS面向对象分析方法、GIS快速原型化分析方法（2）系统可行性研究（3）系统分析工具（填空，名词解释）1）GIS数据流模型：是GIS软件系统逻辑模型的一种图形表示，它描述了GIS数据流动、存储、处理等逻辑关系，一般采用数据流图来表示，是GIS结构化分析的核心部分。2）GIS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、加工小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。3）加工逻辑
23、说明：是对一个加工做什么的精确描述，包括：加工的激发条件、加工逻辑、优先级别、执行频率、出错处理等。其中最基本的部分是加工逻辑，其说明重点是描述加工实现的策略而不是加工实现的细节。通过判定表和判定树的方法来表达。4）附加：系统分析工具的概念：对系统需求进行分析和表达时使用的统一的表达工具。（4）软件需求规格说明。第五章 GIS系统设计1.总体设计的任务（为什么要进行总体设计，考）GIS总体设计阶段的主要任务是将系统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。具体的，要求系统设计人员遵循统一的准则和采用标准的工具来确定系统应包含那些模块、用什么方法联结在一起，以构成一个最优的系统
24、结构。附加：总体设计的方法（没说考）总体设计一般采用结构化设计方法进行实现。结构化设计强调软件总体结构的设计，是一种自顶向下、逐步求精和分阶段实现的设计策略。2.总体设计的准则（考，其中的每个概念都重要，都理解性记忆）采用结构化设计方法进行系统总体设计的最大优势是它提供了一种便于衡量软件设计质量的广泛的评价准则。这些评价软件设计质量的主要准则包括：（1）模块化软件可以简单地理解为模块的集成。目前，几乎所有软件体系结构都体现为模块化。模块化是软件设计的一个基本准则，它使得一个程序易于为人们所理解、设计测试和维护。附加：高层模块可使我们从整体上把握问题，隐藏细节以免分散我们的注意力，在需要时，又可
25、以深入到较低的层次以了解进一步的细节。模块化往往将较复杂的问题转化为一些简单问题的集合，使我们可以将工作量分散到各个工作组以集中力量解决各个问题。（2）抽象和信息隐藏抽象是抽出事物的本质特性而暂时不考虑他们的细节，它反映在数据和过程两方面。附加抽象：在模块化问题求解时，在最高抽象级可以采用面向问题环境语言的抽象术语进行叙述；而在较低抽象级，则可采用过程性术语。模块化的概念加上逐步求精的方法将面向问题的术语和面向实现的术语两者结合起来，前者是后者的一种抽象。在软件模块结构图中，下层模块是上层模块的细化，因此顶层或上层模块的抽象程度较高，而下层模块中则体现功能实现的细节。信息隐蔽是模块的另一重要特
26、征。“信息隐蔽”意味着有效的模块化可以通过定义一组独立的模块来实现，这些独立的模块彼此之间仅仅交换那些为了完成系统功能所必须交换的信息。一个模块内部所包含的信息（数据或过程），如果它不允许外部的模块访问的话，其他模块是不能对它们访问的。抽象和信息隐蔽从两个不同方面说明了模块化设计的特征。“抽象”帮助定义构成软件的过程实体，而“信息隐藏”实施对过程细节的存取约束。（3）模块独立性（题目：有什么标准来评价模块的独立性，提示：两点）1）概念：模块独立性的概念是模块抽象和信息隐蔽的直接结果，是保证软件质量的关键性因素。用内聚、耦合两个定性的标准来度量。模块独立性程度较高的软件，其功能易于划分，接口简单
27、，因此开发、测试和维护都较容易，修改引起的副作用也较小。2）评价模块独立性的标准（考）：模块独立性用两个定性的标准来度量，即内聚（又称：块内联系）和耦合（又称：块间联系）。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，模块的独立性则会提高。耦合是模块间的联系，耦合度是对模块独立性的直接衡量，很显然，块间联系越小，模块的独立性则会越高，耦合度就会降低。在系统中，内聚度和耦合度是相互联系的，模块的内聚度越高，则耦合度越低。3）附加：软件规模应适中，过大会导致独立性降低、开发维护困难等问题。3.系统总体设计的工具（考，每种的意思要知道）（1）层次图层次图是软件总体设计阶段最常用的工具之一，
28、用来描绘软件的层次结构。下图为某土地定级信息系统的局部层次图，图中的每个方框代表一个模块，方框间的连线表示模块的调用关系。层次图适合于在自顶而下设计软件的过程中使用。（2）HIPO图HIPO图是由美国IBM公司发明的“层次+输入/处理/输出图”的英文缩写。HIPO图实际上由H图（即层次图）和IPO图两部分组成。H图：这里的H图是在层次图的基础上对每个方框进行编号，使其具有可跟踪性。编号规格如下：最顶层方框不编号，第一层中各模块的编号依次为1.0,2.0,3.0,；如果模块2.0下面还有模块，那么下层模块的编号依次为2.1,2.2,2.3,；如果模块2.2下面还有下层模块，则下一层各模块的编号根
29、据上面的规律依次为2.2.1 , 2.2.2 , 2.2.3,，以此类推。IPO图：和H中每个方框相对应，应该有一张IPO图描述这个方框所代表的模块的信息处理过程。IPO图使用简洁的方框来方便地描述数据输入、数据处理和数据输出三部分之间的关系。值得强调的是，HIPO图中的每个IPO图都应该明显地标出他们所描绘的模块在H图中的编号，以便跟踪了解这个模块在软件结构中的位置。如下图描述的是缓冲区分析模块，对应的编号是3.6（3）结构图Yourdon提出的结构图是进行软件结构化设计的另一种有力的工具。结构图和层次图类似，也是用来描述软件结构的，但其描述能力比层次图更强。如下图，图中每个方框代表一个模块
30、，框内注明模块的名字或主要功能，模块的名称通常是动宾结构的名词，方框间的箭头（或直线）表示模块间的调用关系。结构图附加说明：在结构图中通常还用带注释的箭头表示模块调用过程中来回传递的信息，如果希望进一步标明传递的信息是数据还是控制信息，则可以利用注释箭头尾部的形状来区分：尾部是空心圆表示传递的是数据，尾部是实心圆表示传递的是控制信息。此外，还可以附加些符号以表示模块的选择调用或循环调用关系。在结构图中，关键要描述的内容有两个：一是模块的功能，通常是由模块的名称来标识的；二是要描述模块与模块之间的接口。构造结构图时，要注意以下几个问题：首先，一个模块可以被不同的模块所调用；其次，结构图并不严格地
31、表示模块的调用次序。具体的，在同一层次中，模块的调用次序并不一定是自左向右的，虽然多数人习惯于按照调用次序从左到右描述模块，但也可以出于其他考虑（如为了减少交叉线），完全不按这种次序画。模块的调用次序在很多情况下可以根据模块所传递的数据和控制来区分。 此外，结构图和层次图一样，并不指明什么时候调用下层模块。通常是上层模块中除了调用下层模块的语句外还有其他语句，究竟是先执行调用下层模块的语句还是先执行其他语句，在图中并没有表示。4.GIS地理建模（1）GIS地理模型的概念地理模型是对地理实体的特性及其变化规律的一种表示或者抽象，同时也是对地理实体的那些所要研究的特定特征进行定量的抽象。概念的解释
32、说明：可以说，地理模型是地理实体通过适当的过滤，用适当的表示规则简洁描述的模仿品。通过这个模仿品，我们可以了解到所研究的地理实体的本质，从而对地理实体进行分析和处理。（2）地理建模的概念（考）地理建模主要是运用数学语言、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。（3）地理建模的过程（考）地理建模是一项复杂而具有创造性的活动（改造已有模型或创造新模型），建立地理模型没有固定模式，过程按照先后顺序一般包括：建模准备、模型假设、建立模型、模型求解、模型分析、模型检验。1）建模准备：模型准备包括了解地理问题的实际背景、明确地理建模的目的、掌握地理对象的各种信息（如数据
33、资料等）以及搞清对象的特征。2）模型假设：模型假设是根据地理对象的特征和建模的目的，对问题进行必要的简化，并且用精确的语言做出假设。这是地理建模至关重要的一步。3）建立模型：建立模型是指根据所做的假设，利用适当的数学工具，确定各因子之间的联系，通过表格、图形或是其他数学结构建立地理模型。4）模型求解：对以上建立的模型进行数学上的求解，包括：解方程、画图形、逻辑推理、稳定性讨论等。5）模型分析：对模型求解的结果进行数学和地理上的分析。6）模型检验：将模型分析的结果“翻译”到地理对象中，用实际现象或数据检验模型的合理性和适用性，即检验模型的正确性。5.GIS 接口设计（考）当我们设计一个GIS软件
34、时，需要对接口进行设计。具体包括：系统与标准数据的接口、互操作接口、空间数据与属性数据的接口、GIS与系统开发环境的接口。6.GIS用户界面设计（主要考点）（考察方式：（1）用户界面设计的原则有哪些；（2）如何利用这些原则进行用户界面设计）（1）用户界面的概念：是GIS用户和GIS系统之间传递、交换信息的媒介，是用户使用系统的综合操作环境和与系统交互的唯一通道。（2）GIS用户界面的设计原则（考填空、概念）（此答案考概念也适用）1）基本原则：以用户为中心2）具体应遵循以下原则：一致性原则、合适的功能、封装性、灵活性、合理高效利用屏幕、用户界面的效率、提供反馈和帮助信息以及出错处理机制、与应用程
35、序设计分离。具体解释每一个原则的意思：a.一致性原则：具体包括两个方面：第一、追求设计者模型、系统映像和用户概念模型的一致性。即界面的概念表达方式应尽可能接近用户的想法。第二、控制应用方式的一致性。在类似的情况下，必须有一致的操作序列，并尽可能采用国家及行业标准和用户习惯的方式。b.合适的功能：功能欠缺的系统会使用户丧失兴趣；而过多繁琐的功能则会大量增加系统的复杂性。c.封装性：界面要尽量掩藏复杂的内部实现细节，使用户可以集中精力解决专业应用问题。d.灵活性：界面应该灵活地安排各种对话方式，充分满足用户的各种选择。e.合理、高效利用屏幕：要充分考虑海量数据与有限屏幕显示的矛盾，从可读性角度合理
36、安排屏幕上的多个窗口及信息载负。f.用户界面效率：显示、查询和空间分析是GIS基本功能，对海量空间数据进行上述操作，其耗费的计算机资源是巨大的，应妥善解决好这些问题，提高界面的响应速度。g.提供反馈、帮助信息以及出错处理机制：当系统执行长时间任务时，界面上应显示有意义的反馈信息（任务进度条等）；此外，系统还应提供帮助或联机帮助文档，在用户操作失败时及时指出错误并提供改进意见。h.应用程序设计分离：可提高软件效率。（3）GIS用户界面设计与开发的主要内容（考）1）输入设计：数据输入就是将空间数据编码转换为计算机可读形式并把数据写入GIS数据库的过程。数据输入通常是GIS建立的主要瓶颈问题。经验表
37、明，建立数据库的基本费用通常是GIS硬件和软件的510倍。对GIS的操作而言，要求有一个正确而良好的数据库。输入到GIS数据库的数据有两类，即空间数据和与之相联系的属性数据。空间数据描述了地理实体的空间位置，属性数据提供如街道名称、湖泊面积和林地植被组成等描述信息。空间数据和属性数据输入GIS后应正确地联结起来，还应有严格的质量检查过程，以检查数据是否满足质量标准。输入方式设计主要是根据总体设计和数据库设计的要求来确定数据的具体形式。常用的的输入方式有：键盘/鼠标输入，模/数、数/模输入，网络数据传送，光/磁盘读入等。这些输入方式各有优缺点，但通常在设计系统的输入时，应注意尽量利用已有的设备和
38、资源以避免大量的数据重复多次通过繁琐的键盘输入方式输入。在GIS中，数据输入具体可采用键盘/鼠标输入、手扶跟踪数字化、扫描数字化和已有数据文件的转换等方式来进行。2）输出设计GIS输出设计是指空间数据经GIS处理和分析后，所得结果以各种形式（如地图、图表、数据报表、文本等）输出给用户，供生产、研究、管理、决策等使用。尤其是GIS的地图输出，是GIS输出设计的重点。一个好的GIS应能提供一种良好的交互式的环境供GIS使用者设计、制作和输出所需地图。（4）地图输出产品的要求1）地图内容的可靠性 2）表示方法的的适用性第六章 系统详细设计1.详细设计的内容和具体任务（为什么要进行详细设计，考简答）系
39、统详细设计的主要内容是在具体进行程序编码之前，根据总体设计提供的文档，细化总体设计中已划分出的每个功能模块，为其选择一个具体的算法，并清晰、准确的描述出来，从而在具体编码阶段可以把这些描述直接翻译成用某种程序设计语言书写的程序。其设计成果可用流程图、伪码或形式化软件设计语言描述。详细设计的结果基本上决定了最终程序代码的质量。2.详细设计的模块内容（主要考点）（1）详细的算法（2）数据的表示和数据结构（3）实现的功能和使用的数据之间的关系3.详细设计的表达工具（考填空、名词解释）（1）详细设计表达工具的概念：指能实现系统设计和系统实现两个阶段沟通的一类标准的，通用的设计表达工具，能够提供对设计的
40、无歧义描述。从而方便在编码阶段把设计描述直接翻译成程序代码。（1）程序流程图：又称为程序框图，是应用最为广泛的描述过程的方法，具有简单、直观、易于掌握等优点，特别适用于具体模块小程序的设计。（2）NS盒式图：每一个NS盒式图都开始于一个大的矩形，表示它所描述的模块，该矩形的内部被分成不同的部分，分别表示子处理过程，这些子处理过程又可进一步分解成更小的部分。具有功能域表达明确，容易确定数据作用域的优点。（3）问题分析图：综合了流程图、盒式图、伪码等技术的一些特点，在Pascal的语言基础上发展而成。结构清晰，用二维树状图的形式描述程序的逻辑。采用自顶向下，逐步细化的结构化设计原则，力求将模糊问题
41、解的概念转换为确定和详细的过程。（5）类程序设计语言：是一种混杂的的语言，它使用一种结构化程序设计语言（如C）的语法控制框架，而在内部却可灵活使用一种自然语言（如英语）来表示数据结构和处理过程。它虽不具有图形工具描述的直观清晰，但用来表示算法灵活自由，且便于翻译成高级语言程序，是介于自然语言与程序设计语言之间的一种伪码4.数据结构规范化的原则（考简答）（1）第一范式（简称1stNF）：要求同一张表中没有重复项出现，如果有则应将重复项删除。这个删除重复项的过程就称为规范化处理。（2）第二范式（简称2ndNF）：要求每个表必须有有且仅有一个数据元素为主关键词（primary key），其他元素与主
42、关键词一一对应。设置关键词大大方便了表的维护和查询检索。（3）第三范式（简称3rdNF）：是指表格中的所有数据元素不但要能够唯一地被主关键词所标识，而且各数据元素之间还必须相互独立，即不存在其他的函数关系。附加：也就是说对于一个满足2ndNF的关系表来说，表中有可能存在某些数据元素的函数还依赖与其他非关键词数据元素的现象。第七章 空间数据库系统的设计与实现1.空间数据的三大基本特征（加粗字考填空）（1）空间特征：包括比例尺、坐标系、投影类型等。（2）时间特征（3）属性特征附加：时间特征和属性特征是一般信息系统中的数据都具有的，而空间特征是空间数据独有的，是空间数据库的宏观定义，建立空间数据库时
43、必须着重考虑。空间数据库中常用的坐标系有地理坐标系和平面直角坐标系。2.空间数据的规范与标准（考填空）（1）空间数据的分类（2）空间数据的编码标准（3）空间元数据标准3.空间元数据的概念（考）指描述空间数据的数据，它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。4.空间数据的逻辑预处理（考填空）（1）分幅 （2）分层 （3）分专题要素5.ER模型（1）ER模型的概念（考）ER模型（又称为ER方法）是构建信息系统或数据库概念模型的一种有效工具（方法）。（2）ER模型的分
44、类（考）基本ER方法、扩展ER方法、空间ER方法。（3）附加：ER图的组成：实体类、关系类、属性6.传统数据模型的类型（考填空）（1）层次模型 （2）网络模型 （3）关系模型7.空间数据模型的类型（考点说明：可能考填空，或名词解释，每种类型的概念都要知道）（1）混合数据模型：混合数据模型是指在空间数据库建设中，采用将空间图形数据和相关联的属性数据分离开来管理的模式，空间数据与属性数据通过关键字连接。该模型使用方便、实现起来较为简单，是目前使用较为广泛的一种空间数据模型。（2）全关系型空间数据模型：指空间数据和属性数据都采用关系模型进行设计，并作为建立全关系型空间数据库管理系统的基础。附加全关系
45、型空间数据系统的含义：由GIS厂商在关系型数据库管理系统的基础上进行开发，使该系统不仅能管理结构化的属性数据，而且能管理结构化的图形数据。（3）对象关系型空间数据模型：在关系型数据库中扩展，通过定义一系列操作空间对象（如点、线、面）的API函数，来直接存储和管理非结构化的空间数据的空间数据库管理模式。（4）面向对象空间数据模型：以面向对象程序设计语言为基础，增加持久对象和数据共享等数据库功能的数据模型。8.空间数据共享的途径（考，猜测可能考填空）（1）数据转换：是主要的数据共享途径，在不同系统之间通过数据转换（导入/导出）来达到空间数据共享。包括有语义约束的数据格式转换和没有语义约束的数据格式
46、转换。由于存在数据损失，在数据转换前后需进行手工编辑。（2）基于元数据的空间数据网络查询和应用：指在网络环境下通过元数据的支持对空间数据的查询、下载和应用（3）GIS互操作：以消息机制为基础实现空间数据共享。此外，还可以实现功能的互操作。9.地理编码（考概念）是为识别点、线、面得位置和属性而设置的编码，它将全部实体按照预先拟定的分类系统，选择最适宜的量化方法，按实体的属性和几何坐标的数据结构记录在计算机的存储设备上。第八章 分布式GIS唯一考点：分布式GIS的概念：分布式GIS是通过分布式计算实现异地资源和信息共享、提高系统执行效率的GIS系统。知识点：GoodChild 最早提出地理信息科学的概念。-