港口地理信息系统的设计与实现
王耿峰1赵忠东1刘玉2郗笃刚1
1 海军海洋测绘研究所天津 300061
2 中科院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室北京 100101
Email:shame2@https://www.doczj.com/doc/3d7630022.html,
摘要：港口在当今城市、区域、国家的经济发展具有十分重要的地位，在国防领域也有十分重要的作用，建立港口地理信息系统，在可视化数字地图显示平台上实现港口的查询、定位，相关信息的显示等功能，为舰船航行、港口规划与建设、相关军事活动等提供决策支持。
关键词：港口；地理信息系统；多媒体；DTIS
ABSTRACT: Port is very important in today’ economicdevelopment of a city,region and country.It also plays a very important role in military field.Establishing Port Information System base on GIS，realizing query，orientation ，display correlative information of port on visible digital map display platform，offers reference information for assistant decision-making of navigating of naval ships，programming and construct of port, correlative military action.
Keywords:Port; Geographic Information System; Multimedia;DTIS
1 引言
港口是交通的枢纽、物资的集散地、工业与国际经贸服务的中心，在城市、区域、国家的经济发展具有十分重要的地位，随着经济全球化的进一步发展，港口的作用愈发重要。同时，在国防领域，港口也具有十分重要的作用，军港是舰船停泊、补给、检修、日常训练的重要基地。传统的港口资料保障模式主要以文本描述与配图为主，随着信息化技术的飞速发展，已经不能满足现实发展的需要，为此，在充分掌握港口相关资料的基础上，采用GIS、RS、数据库等技术，构建港口地理信息系统，以图文并茂的方式将港口的整体概况、自然条件、地理形势（地理位置、范围、面积、区域形势等特征）、环境组成、功能设施等特征详细的呈现给用户，从而为舰船航行、港口规划与建设、相关军事活动等方面提供辅助决策，具有重要的现实意义。
2 系统开发环境
通过调研和论证，作者根据项目的研制特点、研究目标以及地理信息系统开发的特点，重点对GIS开发方法、GIS二次开发组件、可视化开发环境以及数据库管理系统等方面进行了分析与研究，并最终得出了系统构建的技术方案：采用在.NET 2003框架下利用C#语言，调用DTIS组件的集成二次开发方式完成系统表现层的实现，数据层采用Microsoft SQL Server 2000数据库管理系统企业版来完成数据的存储与管理。
2.1 系统体系架构
系统在实现模式上采用两层的体系结构，即客户端/服务器端（C/S）的结构模式，系统安装在局域网环境中。服务器端存放系统数据库，并通过局域网与客户端连接；客户端实现
系统的用户界面与业务逻辑。
2.2 系统运行环境
3 系统功能
建立港口地理信息系统，构建港口及其周边环境的可视化数字地图显示平台，实现港口图形与属性的关联互查机制，在此基础上，将大量的文本、图片、视频等港口相关信息以可视化的界面、以图文并茂的方式形象地展现给用户，进而提高港口的信息化保障水平，系统功能设计如图1所示。
地图输出模块
查询及多媒体信息展现模块
地形量算模块数字地图模块矢量数据预处理
图像输出打印输出
港口地理信息系统
数据管理模块空间数据管理
非空间数据管理
矢量数据转换遥感影像处理遥感影像配准
数据库表结构设计数据库表关系设计
数据库连接
矢量图显示
三维立体图显示
遥感影像显示地图基本操作地图图层控制坐标高程量算
距离量算面积量算
方位角量算
通视分析剖面分析坡度分析
动态预演模块基本符号标绘动态预演制作
多媒体信息展现
港口目录查询
基本查询
4 系统数据结构
系统涉及的信息种类繁芜复杂，数据量比较大，有别于其它系统集中、统一的管理所有信息的做法，作者另辟蹊径，将系统设计的重点落脚于具体应用层面，将系统的开发重点放在空间地图数据的快速美观显示、丰富的多媒体信息展现等现实需求方面上，为此对
图1 系统功能结构图
系统所涉及的信息进行了分类并分别进行存储与管理。作者将系统所涉及的信息分为空间信息与非空间信息两大类。空间信息又分为基础地理信息和港口专题地理信息，包括矢量地图数据、遥感影像数据。非空间信息又分为属性信息和多媒体信息，属性信息主要是描述空间信息属性特征的信息，分为基础地理信息的属性信息和港口专题地理信息的属性信息；多媒体信息指的是视频、图片、文本等没有结构的数据，基础地理信息各图层要素和港口要素都具有相同结构的多媒体信息。针对空间信息与非空间信息采用不同的方法来分别进行存储与管理、并通过它们内在的联系将其有机的连接起来，实现信息的查询与检索。
4.1 空间数据的存储与管理
系统采用DTIS 控件的数据管理机制来对空间数据进行存储与管理。DTIS 控件的空间数据模型如图3所示：
工作区
数据格式2数据格式n
数据格式1属性数据
几何图形数据
关系数据
…… 地图种类2数据格式n
地图种类1…… Map2Map n
Map1…… Layer2Layer n
Layer1…… 地物类2地物类n
地物类1…… Feature2Feature n
Feature1…… 属性数据
几何图形数据
关系数据
属性数据
几何图形数据
关系数据……
其中，矢量地图数据包括军用数字地图矢量数据生产格式、交换标准格式，MapInfo 格式数据等。通过矢量图分目录整理、图号与文件名检查、数据的导入、创建DEM 、创建3D 图像等步骤将这些数据转换为DTIS 控件的“内部格式”数据，并最终按图3所示的空间数据模型来存储与管理这些数据。
图2 系统信息间的内在联系
图3 DTIS 空间数据模型
系统遥感影像数据以文件的方式来存储，在调用及显示遥感影像图之前必须对其进行处理和配准。所谓遥感影像图的处理就是对遥感影像进行压缩和分块，并将其处理成DTIS 控件支持的“内部格式”。所谓遥感影像图的配准就是在已处理的遥感图像上选取若干地面控制点（GCP），建立与坐标系的变换多项式，假定在影像坐标系统中的坐标是（x,y），在地图坐标系中的坐标是（X,Y），可根据二维相似变换（四参数，至少需要两个GCP），二维仿射变换（六参数，最少选择四个GCP）和二阶多项式（十二个参数，GCP不能少于6个）来进行遥感影像的配准。
4.2 非空间数据的存储与管理
系统涉及大量的属性信息，主要有基础地理信息各图层中地理要素的属性信息，以及港口专题地理信息的属性信息，主要是与港口相关的属性信息，如港口的编码、名称、类型、等级、硬件设施以及所拥有的多媒体信息（如图片、视频等）的数量等属性信息。其中，基础地理信息的属性信息以矢量地图的属性为主，港口专题地理信息的属性信息来源于统计资料与相关专业数据库。系统主要研究港口相关属性信息的存储与管理。
经过对系统属性信息与多媒体信息的分析，以及各种多媒体信息存储方式的比较，为了保证读取多媒体信息文件的执行速度，作者采用文件加关系数据库的方式来对属性信息与多媒体信息进行存储与管理。具体的实现方法是用关系数据库表来存储属性信息以及多媒体相关信息，这里多媒体相关信息主要指的是多媒体信息的数量、类型和多媒体信息文件的存储路径等。多媒体信息的数量指的是图片、视频等的个数；多媒体信息的类型指的是文本、图片与视频等的类型；多媒体信息文件的存储路径这里指的是多媒体信息文件的相对路径，也就是多媒体信息的名称，关系数据表只存储多媒体信息文件的相对路径，具体多媒体信息以文件的方式存储。
图4 系统非空间信息数据库表关
5 系统主要功能的实现
5.1 数字地图显示
系统实现的数字地图显示功能包括矢量地图二维显示、晕渲图显示、三维立体显示以及遥感影像与矢量地图的叠加显示等。各种类型地图的显示是通过调入相应的地图数据而实现的。而各种类型地图数据的调入又是在地图工作区下完成的。地图工作区是用户一次工作任务的集合，主要包括地图显示参数和动态符号标绘等信息。地图显示参数主要包括地图数据格式、地图种类、地图图层和地物类的显示状态。系统对工作区的相关操作主要
通过调用axDTIS_MapX1与地图工作区相关的方法来实现。
其中，在遥感影像图与矢量地图的叠加显示中，随着地图比例尺的不断放大，所叠加的遥感影像图的数据精度，也就是分辨率也越来越高。
5.2 地形量测功能
系统实现了对地形的基本量测功能，如坐标高程量算、距离量算、面积量算、坡度分析、通视分析等。
图5 距离量算效果图
5.3 动态预演功能
系统通过对相关符号的标绘以及对所标绘符号的动画属性编辑来实现各种预设方案的动态预演功能。这其中的一个关键问题就是对二次开发组件符号库的调用，系统通过axDTIS_MapX1.CreateOtherWnd()在主界面左面板中创建符号索引窗口来实现。
5.4 港口查询功能
系统对港口的查询包括基本查询和基于目录的查询两种。
基本查询方式主要有点击查询、圆形区域查询、矩形区域查询、多边形区域查询和名称查询。使用这些方式进行查询，查询到的港口闪烁显示，并且在系统界面“信息显示区”的“查询信息”窗口显示其属性及多媒体信息。实现过程如下：首先，调用axDTIS_MapX1对象与地图查询相关的方法，系统内部引发EndQuery()事件并且对查询到的港口目标闪烁显示，在EndQuery()事件中调用GetMapQueryResult()方法获取查询到的港口，由查询到的港口的名称实现空间信息与非空间信息数据库的关联，亦即空间信息与属性信息和多媒体信息的关联，进而读取数据库中查询到的港口所具有的属性信息与多媒体信息，并将读取到的信息在系统界面“信息显示区”的“查询信息”窗口中显示。
基于目录的查询实现流程如下：系统启动，连接数据库，从数据库“港口信息表”中读取“GKMC”字段，生成港口目录树。在该目录树中选择所要查询的港口，地图将定位到以此港口为中心的位置，并实现查询港口的闪烁显示，同时，在“查询信息”窗口显示港口的属性及多媒体信息。数据库的连接由LinkDataBase()函数实现。港口目录树的建立由LoadTreeview()函数实现。在实现地图定位之前，由于坐标格式的不一致，需要Covert()函数进行地理坐标的转换。具体实现效果如图6所示
5.5 多媒体信息显示功能
多媒体信息显示是本系统应用的重点，有别于传统地理信息系统的空间分析功能，作者从满足实际应用出发，采用可视化的图片、视频的方式将港口的整体概况、自然条件、地理形势（地理位置、范围、面积、区域形势等特征）、环境组成、功能设施等特征展现给用户，使用户对港口有一个清晰、直观的认识，在此基础上以文本的形式形成港口性能综合评价报告，从而为用户活动提供辅助决策。系统多媒体信息显示功能包括多媒体信息的编辑与多媒体信息的浏览。
经过前面的基本查询与基于目录查询，捕获到港口要素后，即可连接数据库读取港口的多媒体信息。为便于管理、维护及方便应用，作者将从数据库中读取到的港口多媒体信息按类型（即图片、文本、视频）分别建立相应的列表，从而建立了多媒体信息编辑窗口，如图7所示。该窗口包含了港口全部的多媒体信息，因此也起到了港口多媒体信息总览的作用。
连接数据库读取到的港口多媒体信息为文本、图片、视频的名称，是相对路径。在系统的初始配置文件（init.ini 文件）中记录了存储这些文本、图片、视频的文件夹的路径，
图7 多媒体信息编辑窗口
图6 基于目录的港口查询
两者相加，即为文本、图片、视频等文件的绝对路径。有了绝对路径，即可调用多媒体信息显示控件来实现对多媒体信息的浏览。由于每个港口都具有大量的多媒体信息，如果一次性将全部的多媒体信息都加载到多媒体信息浏览窗体，势必会影响多媒体信息的显示速度，并且会占用操作系统大量的资源。为此，系统采用了动态加载多媒体信息的方法来实现其显示。即从数据库中读取港口多媒体信息后，在多媒体信息浏览窗体中为每一个多媒体文件都创建一个标签页，但此时标签页中并没有加载多媒体信息显示控件，只有当用户选择标签页时，系统动态的加载多媒体信息显示控件，并将该标签页所对应的多媒体文件的绝对路径提交给多媒体信息显示控件，进而实现多媒体信息的显示，不同类型的多媒体文件对应不同的多媒体信息显示控件。
6 结束语
本系统构建了港口及其周边环境的可视化数字地图显示平台，实现了港口图形与属性的关联互查，通过查询实现港口的精确定位，并以文本、图片、视频等多媒体的形式展现港口相关信息。同时辅以地形基本量测与各种预案设想的动态预演功能，为舰船航行、港口规划与建设、相关军事行动等提供辅助决策，具有较高的实际应用价值。
参考文献：
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图8 多媒体信息浏览窗口
本科毕业设计高桩码头结构
第1章设计依据及条件 1.1 设计依据 《港口工程地基规范》JTS 147-1-2010 《港口工程制图标准》JTJ 206-96 《高桩码头设计与施工规范》JTS 167-1-2010 《河港总体设计规范》JTJ 212-2006 《水运工程混凝土结构设计规范》JTS 151-2011 1.2 吞吐量与设计船型 1.2.1 吞吐量 根据港区功能、分货类吞吐量预测结果，到2020年本工程的设计吞吐量为460万吨，其中出口为285万吨，进口为175万吨。吞吐量见表1-6。 表1.1 吞吐量安排表 1.2.2 设计船型 设计代表船型的选择，首先必须考虑货物的货种、流量、流向及船舶的现有情况，其次要考虑航道、水文、波浪、进出港航道条件，同时还要考虑船舶的营运经济性等因素。根据本项目所涉及的货种，本工程的设计船型为杂货船、散货船。 根据对枣庄港滕州港区以及京杭运河枣庄段现有通行船舶情况的调查，船型标准主要按交通运输部《京杭运河运输船舶标准船型主尺度系列》有关规定，综合考虑货种、货物批量、货源稳定性、运距及航道的通达性等方面的因素，规划采用多种混合设计船型。
表1.2 设计船型尺度表 1.3 自然条件 1.3.1 地理位置 枣庄市位于山东省南部，泰沂山区的西南边缘，地跨东经116°48′30″至117°49′24″，北纬34°27′48″至35°19′12″之间。东与临沂市的苍山县接壤。南与江苏省的铜山县、邳州市为邻，西濒独山湖、昭阳湖、微山湖，北与济宁市的邹城毗连。 本工程位于枣庄市滕州市西岗镇，距离柴里矿区及其铁路专用线较近，可利用专用铁路线与柴里矿区铁路专用线相连接，交通便利。 1.3.2 气象 （1）气温 多年平均气温13.2 ℃~14.2℃ 年最高气温41.4℃ 年最低气温-21.8℃ 最热月平均温度26.9℃ 最冷月平均温度-1.8℃ （2）降水
第一章概论 1.地理信息系统包括哪几类型？试举例说明。 工具型地理信息系统：具有对各种地理空间数据进行输入、处理、管理、查询、 分析和输出等通用功能，可供其他系统调用或允许用户进行二次开发，以建立应 用型地理信息系统的操作平台，是建立应用型GIS的一条捷径。特点：对计算机 硬件适应性强，数据管理和操作效率高、功能强，具有普遍性和易拓展性，操作 简便且易掌握。示例：国外Arc/Info、GenaMap、MapInfo、MGE、GeoMedia，国 MapGIS、SuperGIS、GeoStar、CityStar 应用型地理信息系统：与特定地理区域相互联系的地理信息系统，根据用户的 需求和应用目的而设计来解决一类或多类特定应用问题，除了基本功能外还具 有解决地理空间实体与空间信息的分布规律、分布特性及相互依赖关系的应用 模型和方法。分为专题GIS和区域GIS。特点：针对性明确、专业性强，系统开 销小。示例：“塔里木河水资源管理信息系统” 2.地理信息系统设计主要有哪几种方法？各有何特点？ 结构化程序设计：是面向数据流开展需求分析工作的一种有效方法。利用一般 工程方法和有关结构概念，把它们应用于地理信息系统的设计。基本思想：一般 采用自顶向下，逐层分解的演绎分析法来定义系统的需求；地理信息系统的开发 是一个连续有序、循环往复不断提高的过程，每一个循环就是一个生命周期；分 析系统的每个细节、前后顺序和相互关系，找出各部分之间的数据接口。用结构 化的方法构筑地理信息系统的逻辑和物理模型等。特点：软件结构描述较清晰， 便于掌握系统全貌，也可逐步细化为程序语句，是一种使用相对广泛，也比较成 熟和完善的系统分析方法。但结构化分析不适合需求经常改变的系统，因此结构 化分析的前提是：面临静态需求。 原型化的设计方法：常用的一种，在开发初期不强调全面系统地掌握用户的需 求，是根据对用户需求的大致了解，由开发人员快速生成一个实实在在的初始系 统原型。随着用户和开发者对系统理解的加深，不断对原型进行修正、补充和细 化，用快速迭代的方法建立最终的系统，并提交给用户使用。步骤：确定用户需 求——开发初始原型——征求改进意见——修改完善原型——制定原型完成。 特点：有一定的盲目性，但对于非专业人员和小规模系统设计来说更加实用，有 利于用户介入系统设计工作，是种动态的软件开发技术。能够大大减少软件系统 的后期维护费用，使系统功能能够正确反映用户的需求。同时对于较复杂和具有 不确定性的系统目标有较强适应性，可使设计与实施的结合更为紧密。 面向对象的解决方法：基本思想：将系统所面对的问题，应用封装机制，按其自 然属性进行分隔，按人们通常的思维方式进行描述，建立每个对象的领域模型和 联系，既模拟信息实体的在结构又模拟动作机制，使设计出的软件尽可能直接表 现出问题求解过程。整个系统只由对象组成，对象间的联系通过消息进行。特点： 将强了对问题域和系统责任的理解；改进了与分析有关的各类人员之间的交流； 对需求的变化有较强的适应性；贯穿软件生命周期全过程的一致性、实用性；有 利于用户参与，容易扩充和重组。性质：封装性、继承性、多态性。 3.地理信息系统主要有哪几种开发方法？各自有何优缺点？ 独立开发：不依赖任何GIS工具软件，利用专业程序设计语言开发应用模型，直 接访问GIS软件的部数据结构。从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结 果输出，所有算法都由开发者独立设计。优点：无需依赖任何商业GIS工具软 件，独立性强，降低了开发成本。这种系统综合程度和效率最高。缺点：开发难
三、名词解释： 1.空间叠合分析:在统一空间参照系统条件下，每次将同一地区两个地理对象的图层进 行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系? 2.最佳路径： 3.空间索引：按空间位置（坐标）在空间数据库中存储和存取空间对象的技术方法，空 间位置通常是二维的平面位置。 4.仿射变换：可以对坐标数据在x和y方向进行不同比例的缩放，同时进行扭曲、旋转 和平移。 5.泰森多边形：将所有相邻气象站连成三角形，作这些三角形各边的垂直平分线于是 每个气象站周围的若干垂直平分线便围直平分线，于是每个气象站周围的若干垂直平分线便围成一个多边形。用这个多边形内所包含的一个唯一气象站的降度来表这个多边域内的降度并站的降雨强度来表示这个多边形区域内的降雨强度 6.游程编码结构：是逐行将相邻同值的栅格合并，并记录合并后栅格的值及合并栅格的 长度的一种压缩编码 7.拓扑关系：满足拓扑几何学原理的各空间数据间的互相关系。 8.空间分析:对分析空间数据有关技术的统称 9.空间数据库：指的是地理信息系统在计算机物理存储介质上存储的与空间应用相联系 的地理空间数据的总和。一般是以一系列特定结构的文件的形式组织在存储介质（硬盘、磁带、光盘等）之上。
10.数据压缩：是数据精炼的过程，其目的是删除冗余数据，节省存储空间，以利于后续 处理 11.S DE：一种能将空间图形数据也存放到大型关系数据库中管理的产品 12.地表粗糙度：反映某面积单元内地势起伏变化的复杂程度是地表面积反映某一面积单 元内地势起伏变化的复杂程度，是地表面积与投影面积之比 13.概括：交通地理数据的概括性一般是交通路线的化简综合和必要的取舍，是在抽样基 础上的进一步的数据综合。概括性并不是因为比例尺的限制使然，而是取决于研究对象的范围、环境和任务要求 14.圆锥投影：投影面为圆锥面 15.地图投影：将地球表面的地理坐标转换为平面坐标的过程 16.拓扑邻接：同类元素之间的拓扑关系 17.函数依赖：设R(U)是属性集合U上的关系模式,X与Y是U的子集，若对于R（U）的 任意一个当前值r,如果对r中的任意两个元组t和s，总有t[X] ≡s[X],就必有t[Y]≡s[Y],则称X函数决定Y,或Y函数依赖于X。记作X→Y。 18.概念模型：对现实世界的第一层简化和抽象 19.主成分分析：将多个变量通过线性变换以选出较少个数重要变量的一种多元统计分析 方法。 四、简答题 1.地理信息的主要特征：
GIS软件应用（MapInfo）（书） 一.填空题 1. MapInfo软件具备的GIS基本功能有、、、 和等。 1. GIS基本功能有、、、、和 等 地理信息输入、编辑、查询、显示、分析和输出 P8 2. GIS（mapInfo）中空间数据可用和数据结构表示。 2. GIS中目前主要采用和数据结构表示空间数据。 矢量和栅格 P9 3. 根据代码符号的表示形式可将代码分为、和三种类型。 数字型、字母型、数字和字母混合型 P10 3. 根据代码符号的作用可将代码分为和两种类型。 P10 分类码和标识码 4. MapInfo中提供的坐标系统有、和三种类型。 经纬度表示的地理坐标系统、多种投影坐标系统和非投影（Non-Earth）坐标系 P13 4. MapInfo系统默认的坐标系统是，并用表示坐标值。 经纬度表示的地理坐标系统，用十进制弧度值表示坐标值。 5. MapInfo中提供的选取地理目标方法可分为、和三种类型。 定位区域属性 P25 6.地理数据采用的表示方法有、、和等。 文字、报表、图表、地图和数字地图等 7. MapInfo中地图标注可采用和两种方法实现。 自动标注或交互式标注 8. 通常一个MapInfo表包含、、、 和等五个文件。 属性数据的表结构文件（.TAB）、属性数据文件（.DAT）、交叉索引文件（.ID）、图形数据文件（.MAP）、索引文件（.IND）。 9. MapInfo中，除了一般操作的图层外，还有和两个特殊图层。 装饰图层、无缝图层 9. MapInfo中的图层控制工具可以控制、、和属性。 图层可见、可编辑、可选和可标注 10. MapInfo中，输入线的工具有、和 直线、折线、曲线
地理信息系统原理课后作业答案 第1章绪论 1 什么叫信息、数据？它们有何区别？信息有何特点？ 答：信息是客观事物的存在及演变情况的反映。对于计算机而言，数据是指输入到计算机并能为计算机进行处理的一切现象（数字、文字、符号、声音、图像等），在计算机环境中数据是描述实体或对象的唯一工具。数据是用以载荷信息的物理符号，没有任何实际意义，只是一种数学符号的集合，只有在其上加上某种特定的含义，它才代表某一实体或现象，这时数据才变成信息。信息的特点：①客观性②适用性③传输性④共享性。 2 什么叫空间数据、地图？举例说明空间数据有哪几种类型。 答：空间数据是以点、线、面等方式采用编码技术对空间物体进行特征描述及在物体间建立相互联系的数据集。地图是表达客观事物的地理分布及其相互联系的空间模型，是反映地理实体的图形，是对地理实体简化和再现。空间数据主要有点、线、面三种类型。例如，地图上的点可以是矿点、采样点、高程点、地物点和城镇等；线可以是地质界线、铁路、公路、河流等；面可以是土壤类型、水体、岩石类型等。 3 什么叫地理信息、地学信息、信息系统、地理信息系统？它们之间有何区别？ 答：地理信息是表征地理系统诸要素的数量、质量、分布特征、相互联系和变化规律的数字、文字、图像和图形等的总称。地学信息所表示的信息范围更广，它不仅来自地表，还包括地下、大气层，甚至宇宙空间。凡是与人类居住的地球有关的信息都是地学信息。能对数据和信息进行采集、存贮、加工和再现，并能回答用户一系列问题的系统称为信息系统。地理信息系统（GIS）是在计算机软硬件支持下，以采集、存贮、管理、检索、分析和描述空间物体的定位分布及与之相关的属性数据，并回答用户问题等为主要任务的计算机系统。区别：地理信息属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其它类型信息的最显着的标志。地学信息所表示的信息范围更广，它不仅来自地表，还包括地下、大气层，甚至宇宙空间。凡是与人类居住的地球有关的信息都是地学信息。地学信息具有无限性、多样性、灵活性、共享性等特点。同地球上的自然资源、能源本身不同，地学信息不但没有限度，而且会爆炸式地增长。信息系统的四大功能为数据采集、管理、分析和表达。信息系统是基于数据库的问答系统。空间信息系统是一种十分重要而又与其它类型信息系统有显着区别的信息系统，因为它所要采集、管理、处理和更新的是空间信息。 4 试述地理信息系统的发展阶段及我国地理信息系统的发展过程。 答：地理信息系统发展阶段：以时间发展为序列，可分为60年代起始发展阶段、70年代发展巩固阶段、80年代推广应用阶段和90年代蓬勃发展阶段。我国地理信息系统的发展过程：GIS在中国的发展可分为三个阶段。第一阶段从1970年到1980年，为准备阶段，主要进行舆论准备，正式提出倡仪，开始组建队伍，培训人才，组织个别实验研究。第二阶段从1981年到1985年，为起步阶段，完成了技术引进，研究数据规范和标准，空间数据库建立，数据处理和分析算法及应用软件的开发等，对GIS进行理论探索和区域性实验研究。第三个阶段从1986年到现在，为初步发展阶段，我国GIS的研究和应用进入有组织、有计划、有目标的阶段，逐步建立了不同层次、不同规模的组织机构、研究中心和实验室，中国科学院于1985年开始筹建国家资源与环境系统实验室，是一个新型的开放性研究实验室，1994年中国GIS协会在北京成立。 5 试述地理信息系统与其他相关学科系统间的关系。
交通地理信息系统 1广西基础地理信息系统的构成 一个省级的基础地理信息系统不是简单的计算机软硬件系统，而是基础测绘管理工作的重要内容，必须有相应的行政管理体系与技术标准体系与之配套。因此，广西基础地理信息系统主要由计算机硬件及网络环境、软件环境、技术标准体系、管理体系、数据库等构成。 1.1计算机硬件及网络环境 广西基础地理信息系统将以广西基础地理信息中心作为网络中心，其它各测绘院、机关、测绘管理处、质量检查站等为网络节点，构成一个C/S网络结构。硬件以微机为主，网络中心使用部分服务器及工作站，外围设备包括绘图仪、扫描仪、打印机、光盘机、磁带机、数字化仪等。 1.2软件环境 系统软件采用技术成熟、应用广泛的软件，如UNIX、WINDOS95、WINDOWSNT及数据库管理软件。基础软件平台应选择国产软件，这对于将来的应用开发、数据安全及促进我国地理信息产业的发展均具有重要意义;在目前国产软件暂时不能满足要求的情况下，可先使用成熟的商业软件(如ARC/INFO,GENAMAP等)，但需要保证数据将来能移植到国产软件平台。应用软件(数据采集、数据处理软件、图形图像处理等)宜采用成熟的国产化软件，如武汉测绘科技大学的
数字摄影测量系统Virtuozo及测量平差软件包、中国测绘科学研究院的微机数字摄影测量系统、国产矢量化软件GEOSCAN、MAPVECTOR等;部分应用软件自己开发，但要避免低水平的重复开发现象。 1.3技术标准体系 系统应具有统一完整的技术体系，如数据采集标准、数据交换标准、数据建库标准、数据质量检查与控制标准、数据更新标准、数据使用标准等。技术标准应采用相应的国家标准和行业标准，当没有国标和行标时，可按国标和行标的建标指导原则建立自己的标准。此外，还应有一批训练有素的技术干部作为系统的支撑。 1.4管理体系 严格地说，广西基础地理信息系统是为满足现代基础测绘管理需要而建立的一套现代化的测绘管理系统，因此必须根据现代计算机网络及办公自动化的特点，建立一套新的管理体系，包括测绘行业管理、生产管理、质量管理、技术管理、成果管理、数据安全管理、数据版权管理等。 1.5数据库 数据库是系统的核心。广西基础地理信息系统的数据库部分包括： 管理数据库：行政办公、人事档案管理、财务管理、测绘行业管理、质量监督管理、测绘生产管理、技术管理等数据。
河南环保厅环境地理信息系统概要设计说明书 上海数慧系统技术有限公司 Shanghai Digital Intelligence Systems Technology Co., Ltd.
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目录 第1章.引言 (5) 1.1.目的 (5) 1.2.文档概述 (5) 1.3.术语定义 (5) 1.4.参考资料 (6) 第2章.系统概述 (6) 2.1.系统开发背景 (7) 2.2.建设目标 (7) 2.3.约束条件与非功能需求 (8) 2.3.1.开发环境要求 (8) 2.3.2.软件系统架构要求 (8) 2.3.3.性能要求 (8) 2.3.4.质量需求 (9) 2.4.用户 (9) 2.4.1.组织机构 (9) 2.4.2.用户分类 (9) 第3章.概念架构设计 (10) 3.1.系统划分 (10) 3.2.系统架构 (10) 3.3.概念架构 (11) 3.3.1.B/S系统概念架构 (11) 3.3.2.C/S系统概念架构 (13) 第4章.细化架构设计 (14) 4.1.逻辑架构 (14) 4.1.1.B/S架构 (15) 4.1.2.C/S架构模式 (20) 4.2.开发架构 (20) 4.2.1.技术路线 (21) 4.2.2.B/S浏览器端开发视图 (22) 4.2.3.B/S服务端开发视图 (23) 4.2.4.C/S架构开发视图 (24) 4.3.运行架构 (27) 4.3.1.系统启动时序图 (27) 4.3.2.河流污染扩散模型时序图 (28) 4.4.数据架构 (30) 4.5.部署架构 (31) 4.5.1.系统部署架构 (31) 4.5.2.部署设计 (32) 4.5.3.网络和硬件配置 (33)
gis设计与开发 Gis设计与开发思路 现实需求、GIS概念模型、机理过程、人机交互系统、现实需求 开发方式：独立开发，扩展式二次开发，集成式二次开发 第一章GIS设计思想内容，标准 （一）GIS设计目标 通过改进系统设计方法，严格执行开发的内容划分，进行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，延长系统生命周期的目的。 （二）GIS设计的特点 1、数据：数据量大，实体种类繁多、实体间关联复杂的特点 2、功能：GIS设计以空间数据为驱动 3、工程：GIS工程投资大，周期长，风险大，涉及部门繁多 二gis设计的理论基础 Gis工程学：GIS本身发展和将系统工程学思想引入GIS设计的产物 （一）GIS工程学体系 1、任务：寻求系统总体最优化 2、基础理论：（1）系统学思想（整体性，层次性，相关性，功能性，动态性），（2）系统工程学（3）软件工程学（4）地理信息科学三层次（理论，技术，应用） 3、方法论：根据GIS工程学的基础理论而形成的一系列程序化的基本操作技术与方法（二）GIS工程学的特点 1、以空间信息系统工程优化为目的 2、横跨多学科 3、直接面向决策，为可持续发展提供决策支持 4、与GIS产业化密切相关 三GIS设计的内容 （一）设计原则：标准化，先进性，兼容性，高效性，可靠性通用性 （二）设计内容 软件设计和数据库设计 第二章gis设计的方法 一、结构化生命周期法 1、结构化生命周期法又称结构化分析和设计方法，又称结构化系统开发方法 结构化生命周期法是系统分析员，软件工程师，程序员以及最终用户按照用户至上的原则，自顶向下分析与设计和自底向上逐步实施建立计算机系统的一个过程，是组织，管理和控制信息系统的开发过程的一种基本框架。 2、基本思想：（1）要求设计过程必须严格按照阶段进行 （2）在系统建立之前就必须严格的定义和描述用户的需求。 3、阶段划分：（1）系统开发的准备阶段 （2）调查研究及可行性研究阶段
《地理信息系统》作业 第一次作业名词解释 1、数据：客观事物的符号表示，是通过数字化或直接记录下来的可以鉴别的符号，包括数字、文字、符号和图像。 2、信息：人或计算机能接受的关于客观事物的知识。信息有各种载体，但不随载体形式的改变而改变。 3、地理空间数据：各种地理实体及其关系的符号化表示，包括空间位置、拓扑关系、属性特征及时间特征几部分。 4、地理信息：有关地理实体的性质、特征和运动状态的一切有用的知识，它是对地理空间数据的解释。 5、地理信息系统（GIS）：在计算机硬件、软件及各种方法支持下，对地理空间数据进行采集、储存、管理、处理、分析、建模和显示的技术系统。 6、拓扑关系：经拉伸或压缩后保持不变的空间关系，包括拓扑邻接、拓扑关联、拓扑包含。 7、数据结构：对数据元素及其关系的抽象描述，包括逻辑结构和物理结构。前者是数学描述，后者是数据元素及其关系在计算机中的组织和建立方式。 8、矢量数据结构：利用欧几里得几何学中的点、线、面及其组合体来表示地理实体空间分布的一种数据组织方式。 9、双重独立式结构（DIME）：对图上网状或面状要素的任何一条线段，用其两端的节点及相邻面域来予以定义。 10、栅格数据结构：将空间分割成有规则的网格，在各个网格上给出相应的属性值来表示地理实体的一种数据组织形式。 11、四叉树结构：将地图空间按照2*2的四个象限进行递归分割，直到子象限属性值单调为止，只记录属性值单调的子象限（叶结点）信息的数据组织形式。 12、数据压缩：从已知数据集合中抽出一个子集，该子集在规定精度范围内能最好地逼近原集合，又能取得最大可能的压缩比（原集合元素量/新子集元素量）。 13、数据内插：从一组已知点或已知分区的数据中，求出最合适的函数关系，从而推求任意点或任意分区的数据。 14、数据库（DB）：在计算机中以特定的结构组织、存储和应用的相关联的数据集合。 15、数据模型：即对数据的描述，包括对数据结构、数据联系、数据约束的静态描述和对数据操作的动态描述。 16、空间分析：基于空间数据的分析，以地学原理为依托，通过分析算法，从空间数据中获取有关地理对象的新信息。 17、数字地形模型（DTM）：定义于二维区域上的有限向量序列，以离散分布的平面点来模拟连续分布的地形。一般表现为栅格数据。 18、空间叠合分析：在统一的空间参照系统条件下，将同一地区两个地理对象的图层进行叠合，以产生空间区域的多重属性特征，或建立地理对象之间的空间对应关系。 19、空间缓冲区分析：根据分析对象的点、线、面实体，自动建立它们周围一定距离的带状区，用以识别它们对邻近对象的辐射范围或影响度。 20、空间网络分析：网络是由点、线的二元关系构成的系统，网络分析是以网络图论为理论基础，对面向网络的数据进行的分析。
1.1.1 交通地理信息系统 交通地理信息系统以互联网公司城市路网底图和基础道路数据为依托，搭建XX市全市域（以城区路网为重点，兼顾城郊路网）路网完整、更新及时的可视化地图服务，作为整个智能交通系统的可视化地图支撑，构建集道路交通基础信息、业务专用图层管理、数据可视化分析服务为一体的交通管理专用可视化地图系统。 1.1.1.1 系统概述 本项目建设的交通地理信息系统地图服务功能应至少实现地图基础服务（包括：地图展示服务、地图查询服务、地理编码服务、路径规划服务、交管专用图层叠加服务、信息标注服务及轨迹纠偏服务等功能模块）和GIS应用分析等功能。 系统采用与互联网公司共建的方式建设，充分利用互联网公司现有的地图资源，完善地图底图数据，将交通地理信息系统做大做强，贴合XX市交警需求。 1.1.1.2 系统特点 交通地理信息平台是针对交管平台专门打造的地理信息平台，以公安网为基础，以电子地图为核心，以地理信息技术为支撑，对空间地理数据进行可视化展现及空间数据分析，为核心业务平台提供基础支撑。 1．集成不同栅格地图服务，对外提供统一接口 可聚合PGIS服务、其他互联网公司地图等地图服务的能力，同时容易扩展聚合其他地图服务。 2．兼容不同空间数据库引擎，对外提供统一接口 支持ArcSDE 空间数据库引擎、支持SuperMap SDX+空间数据库引擎、支持OracleSpatial空间数据库引擎，同时容易扩展兼容其他矢量数据引擎。 3．对外提供多元的二次开发接口 平台提供JavaScript 的二次开发接口。 4．对外提供丰富的业务图层样式 平台提供丰富的点、线、面业务图层样式。点图层样式包括选中、高亮、正常图标；线图层样式包括选中、高亮、正常的线颜色、线宽；面图层样式包括选中、高亮、正常的线颜
重庆交通学院河海学院 港口、海岸及近海工程专业2011级毕业设计资料 河海学院港工教研室 二○一五年三月
重庆主城港区洋世达公司纳溪沟码头工程 设计资料 一、地理位置 重庆市公路运输（集团）公司纳溪码头一期工程，位于南岸区鸡冠石镇纳溪沟。该码头位于朝天门下游12km的长江南岸（右岸），在重庆规划的主城区边沿地带，距重庆规划的中央商务区（CBD）南岸片区边缘约1km，距渝黔高速公路黄桷湾立交约5km。纳溪沟位于弹子石中央商务区和茶园工业园区的连接地段，后方有弹子石～广阳坝公路通过。 二、营运资料 1、货运任务 该码头工程营运的货种有散货70万吨/年，件杂25万吨/年及多用途泊位货35万吨/年。 2、设计船型 根据调查目前长江上运输船舶的实际，并结合长远发展，设计船型其设计基本尺度如下表1。 表1 设计船型基本尺度 三、自然资料 1、气象 ⑴风况 风向：常风向为北风，北东北，频率6～15% 风速：最大风速26.7m/s(1981.5.10) 瞬间最大风速：27.0m/s(1961.8.4) 定时(2分钟)最大风速：20m/s(1949.5.16) 本地大风强度不大，并且频率较低，加之受川江峡谷地形影响，对船舶靠离码头和航行影响不大。 ⑵降水 多年平均降雨量：1082mm (1916年) 历年最大降雨量：1353.9mm (1970年) 历年最少降雨量：911.7mm (1971年) 年最多雨日174d(1974年)，年最少雨日139d(1978年)，日最大降雨量
192.9mm(1956年6月25日) ⑶雾况 根据1979年～1989年11年的资料统计，其雾状特征值如下： 年平均发生天数40.0d 最大年发生天数61.0 d(1979年) 最大月平均发生天数6.4 d(1月份) 最长延时47hr40min(1986年) 因轻雾对船航行影响很少，上述特征值主要是指中雾和浓雾。 ⑷气温 极端最高气温：44.0℃ 极端最低气温：－2.5℃ 历年平均气温：18.5℃ 历年月平均最高气温：28.1℃ (8月) 历年月平均最低气温：7.2℃(1月) 根据上述自然状况进行分析，港口不可作业天数见下表2。 由表2可知，拟建工程作业天数可定为330天。 2、水文（黄海高程系，下同） 纳溪沟码头位于山区半冲积性河段，水文特征主要表现为山区河流特征，年水位落差大，洪峰变幅大、历时短，而枯水期水位平稳、历时长。该处在寸滩水文站下游7Km，可直接引用寸滩水文水位观测资料，外插推求而得。 ⑴寸滩主要水位特征值(黄海高程，下同) ?? 历年最高水位： 189.73m（1981.07.16） 历年最低水位： 156.42m（1973.03.16） 历年最大水位差： 33.31m 常年水位差： 25m ??? ⑵纳溪沟码头设计高水位 ? 5％洪水频率水位： 186.30m（20年一遇） ⑶纳溪沟码头设计低水位 2006年以前： 156.57m （98%保证率） 2006～2009年： 157.62 m（最低通航水位） 2009年以后： 158.02 m（最低通航水位）
系统总体设计报告 农场域土地利用管理信息系统
系统总体设计报告目录一、系统结构设计 二、系统功能设计 三、接口设计 四、界面设计 五、数据库设计
系统框架设计
模块功能设计 1.地图显示与浏览 (1)刷新：刷新地图显示。 (2)要素选择：选择要素，以点、圆圈、多边形等方式选取。 (3)放大：地图放大。 (4)缩小：地图缩小。 (5)漫游：地图整体鼠标移动。 (6)全副显示：使地图在当前窗口中最大化显示。 2.地图数据编辑与修改 (1)属性修改：打开属性表，修改要素变更属性。 (2)要素编辑：选择要素，对其进行编辑、修改、删除。 编辑工具条：点工具：加点、减点、移动。 线工具：延伸、移动，新增、删除。 面工具：移动、删除。 (3)保存编辑：保存当前编辑内容。 (4)Undo:撤销操作。 (5)Redo:返回操作。 3.地图要素查询 3.1按属性查询 (1)在弹出属性查询Form里选择感兴趣图层，编辑选择条件，查询感兴趣要素，返回结果直接显示在主界面地图上。 3.2空间查询
(1)进行空间拓扑查询，通过获得查询对象与拓扑关系，查询出符合条件的几何空间对象及其属性。 3.3图查属性 (1)查询当前被选择对象的属性信息，直接选择要素，右击查询属性，相应要素的属性弹出显示。 4.制图输出与打印 (1)制做成图：将各显示图层统一与标注地图输出图框中编辑成图，加入地图必须整饰要素、辅助要素等等，最后.jpg或.bmp等栅格数据结构输出。 (2)将上步中制作的栅格地图，选择合适幅面，连接打印机，打印成纸质版地图。 5.统计与分析 (1)对选中要素的统计，统计各类利用类型的面积、分布等信息。 (2)基于属性表的统计功能，统计整体的各类利用类型的面积、分布等信息。以表格显示统计结果，并选择打印成文本资料。(3)空间分析：对选中要素做缓冲区等简单空间分析操作，尽量满足不同用户的分析需求，扩展系统的应用范围。 缓冲区分析：选择感兴趣的几何要素，点击缓冲区分析方法按钮，在弹出框内设置缓冲参数、类型等，将操作结果作为新建图层直接显示于地图最上层。 6.其他扩展功能
城市停车场导航系统-------------------轻松寻找停车场，实时了解停车信息 地理信息系统大作业 任课老师： 学院：信息工程及其自动化 专业：计算机科学与技术 学号： 姓名： 目录
一，系统需求分析 (3) 1，需求背景 (3) 2，需求分析 (3) 2.1 问题的分析 (3) 2.2 停车导航系统及其描述： (3) 2.3 系统的应用 (4) 二，空间数据结构设计 (4) 三，GIS软件开发平台与运行环境的设计 (4) 四，该GIS应用专题的系统的功能设计 (4) 五，该GIS应用专题的系统的界面设计 (5) 1，全图浏览 (5) 2，搜索停车场 (6) 3，查看停车场详细信息 (6) 4，跟踪用户所在位置 (7) 5，最优停车排行 (7) 6，停车场的2维模型 (8) 六，作业总结 (8)
一，系统需求分析 1，需求背景 改革开放以来，我国综合经济指数飞速上涨，特别是国民人均可支配收入逐步提升，“二套房”、“私家车”等已经不再是“暴发户”的代名词。记者从公安部交通管理局获悉，截止2010年10月底，中国机动车保有量已达1.99亿辆，其中汽车8500多万辆，每年新增机动车2000多万辆；机动车驾驶人达2.05亿人，其中汽车驾驶人1.44亿人，每年新增驾驶人2200多万人。面对如此大的车辆增长速度，全国多个地市正在经受“行车难”、“停车难”的考验。 2，需求分析 2.1 问题的分析 私家车作为一种交通工具已经十分普遍。人们外出购物、办公、吃饭、访友等等都习惯选择私家车作为出行方式。这也导致了道路交通拥堵、停车场车满为患。停车难的问题日益突出。人们经常为了寻找一个停车点而东寻西觅，为此烦恼不已。尤其对于‘新人’，如果对附近一块地方不熟悉的新手来说，要找到一个可以停车的地方，往往会难上加难。那么如何能够让大家掌握停车点的地理分布信息，及时地了解停车点的饱满情况，是帮助大家解决停车问题最关健的问题。 要解决这个问题，可以开发一个停车导航系统。此系统掌握一个地区的所有在系统管理范围内的停车点的信息，包括停车点的地理位置、停车位的数量、收费详细情况以及实时的停车数量。系统用户可以利用自己当前的地理位置，查看该位置附近所有停车点的分布及其他信息。系统可以智能提供最佳停车点以及最佳路径选择方案。 2.2 停车导航系统及其描述： 2.2.1 系统存放有指定一个地区的所有在系统管理范围内的停车点的数据并可以由管理员或系统自动实时更新数据。 2.2.2 停车点的信息包括地理位置、名称、停车容量、及时的停车数、收费信息、管理条约。 2.2.3 系统可以自动检测用户终端的所在地理位置，并已用户为中心，提供周围所有停车点及其信息。 2.2.4 系统可根据停车位的剩余情况、地理位置的路径距离、收费信息，将周围停车点进行优先级排名，并且提供所有路径方案。 2.2.5 用户可以浏览任意地区的停车点数据，可以根据名称、地点、收费、容量等查询停车点及其详细信息。
地理信息系统在交通行业中的运用 卓旺建200529033 道桥05-1 摘要：本文介绍了我在这学期在地理信息系统课中通过所学的知识对地理信息系统的理解， 并结合我的专业（道路桥梁工程）在这个领域中的运用及其重要性做了介绍，之后提出了基 于GIS的高速公路路面管理系统框架原理做为实例，并通过这学期所学软件mapinfo建立地 理信息库。最后总结了这一学期所学的知识在我专业中的前景。 关键字：地理信息系统交通地理信息系统 mapinfo 1、地理信息系统的概念 GIS是英文名称（Geographic Information System (地理信息系统)的简称，是集计算机科学、地理学、信息科学和管理科学等相关学科为一体的新兴学科。自1963年世界上第一个GIS——加拿大地理信息系统（CGIS）开发以来， GIS的理论与技术历经三十多年的发展，取得了巨大的成就。其应用已渗透到社会生活的各个领域，引起世界各国的广泛重视。GIS借助计算机，可将具有空间特征的信息可视化，为信息的使用者提供更为直观的、清晰的表达形式，并具有很强的空间分析能力。成为政府、企业进行现代化科学管理及快速决策的强有力的工具。公路信息由于具有空间特征，GIS特别适宜于对公路信息的分析处理，是公路建设管理现代化的重要手段之一。 2、GIs在交通中的发展 2.1交通信息系统具有精度要求高、规则复杂、动态化、离散化等特点，原有的信息技术已经不能完全满足交通应用的需求，而借助于GIs的强大功能，可以实现交通信息化的时代要求，交通领域中GIs的应用也越来越受到研究者和开发者的重视。交通地理信息系统是收集、整理、存储、管理、综合分析和处理空间信息和交通信息的计算机软硬件系统，是GIs技术在交通领域的延伸，是GIs与多种交通信息分析和处理技术的集成。GIS T具有较强的交通信息服务和管理功能，它可以应用在交通管理的各个环节。在交通工程领域采用GIs技术和方法研究交通规划、交通建设和交通管理及其相关的问题，具有其他传统方法无可比拟的优点。 3 、交通地理信息系统 交通地理信息系统（Geographic Information System for Transportation），英文缩写为GIS-T，是综合处理空间信息和交通信息的计算机软、硬件系统。它是GIS技术在交通领域的发展，是GIS与多种交通信息分析和处理技术的集成。
填空 1,需求分析过程有：需求调查、需求分析、需求文档编写三个阶段 2,数据流程图的组成：外部实体，处理过程，数据流，数据存储。 3，总体设计的原则：1）完备性2）标准化3）系统化4）兼容性，通用性，可靠性，实用性，可扩充性。 4，GIS体系架构发展经历了：面向过程，面向系统，面向服务 5，按模型结构划分，应用性GIS分为：数学模型，经验模型，概念模型 6，地理编码的原则：唯一性，合理性，可扩充性，简单性，适用性，规范性，系统性。7，主要的用户界面技术：菜单，工具栏，状态栏，目录树，分式窗口，导航器。 8，GIS总体功能模块：数据输入模块，数据库管理模块，数据处理模块，空间分析模块，数据输出模块。 9，GIS数据库设计过程：需求分析，概念设计，逻辑设计，物理设计，数据库设计 10，概念设计的结构方法：自顶向下，自底向上，逐步扩张，混合策略 11，空间数据组织：纵向分层组织，横向分块组织 名词解释 1,地理信息：是指数字、文字、图形、图象等载体所表达的地表物体与其环境之间存在的数量、质量、分布特征、联系和规律等。 地理信息的特点：属于空间信息，具有区域性、多维性和动态性。 2,系统分析：是按照系统论的观点，根据GIS用户的要求，对现有的业务流程进行全面的分析和综合，运用科学的方法为系统设计提供依据。 3,需求分析：是应用型地理信息系统设计的基础,是通过与系统潜在用户进行书面或口头交流，将收集的信息根据系统软件设计的要求归纳整理后,得到对系统概略的描述和可行性分析的论证文件。需求分析过程有：需求调查、需求分析、需求文档编写三个阶段 4,可行性分析是在对用户需求基础上，从社会因素、技术因素和经济因素方面对建立应用型地理信息系统的必要性和实现系统目标的可能性进行分析，以确定用户实力、系统环境、原始数据、数据流量、存储空间、软件系统、经费预算以及时间分析和效益分析。 5，地理编码：是指在地理数据分类的基础上，以易于计算机和认识别的代码来唯一地标识地理实体类型，这种代码是用来表征客观事物的一个或一组有序的符号。 6，数据库设计：就是根据不同的应用目的和用户请求，在一个给定的应用环境中，确定最优的数据模型、处理模式、存储结构、存取方法，建立能反映现实世界中地理实体间信息的联系，满足用户要求、能被一定的数据库管理系统(DBMS)所接受、能实现系统目标并有效存取、管理数据的数据库。 7，空间数据库：是地理信息系统在计算机物理存储介质存储的与应用相关的地理空间数据的总合，以一系列特定结构的文件形式组织后存储在介质上。 8，实体：指在计算机系统中，用来描述实际事物的计算机语义对象，是指客观存在并区别于其他事物的对象，可以是具体的对象，也可以是抽象的事件。系统分析中必须定义实体的基本类型，确定描述这些实体的数据项及流程，进而弄清实体间的联系，为最终建立数据模型奠定基础。 9，属性：对实体和联系特征的描述。实体与属性是相对而言的。联系：实体之间通过联系相互作用和关联。联系分为一对一、一对多和多对多。 10，系统维护的任务是改正软件系统在使用过程中发现的隐含错误，扩充在使用过程中用户提出的新的功能及性能要求，其目的是维护软件系统的"正常运作"。这阶段的文档是软件问题报告和软件修改报告，它记录发现软件错误的情况以及修改软件的过程。 11，对新开发的或改建的系统,根据预定的系统目标,用系统分析的方法，从技术、经济、社
xxxxxxx 2014届毕业生毕业设计（论文）题目：xx港5万吨级高桩码头设计 院(系)别土木工程学院 专业港航专业 班级港口 学号 xxxxxxxxxxx 姓名 xxxxxx 指导教师 xxxxxxx 二○一四年六月
xxxxxxxxx 2014届毕业生毕业设计（论文） 任务书 题目：xxxxxxxxxx5万吨级高桩码头设计 专业：港口航道与海岸工程 班级：xxxxxxxxx 学号：xxxxxxxxx 姓名：xxxxxxx 指导教师：xxxxxxx 完成日期：2014年xx 月xxxxx 日
设计任务书 设计任务与内容 1、根据设计的原则标准，对港口的进行总体布置，包括码头的选址，航道设计及码头整体尺寸的确定等； 2、根据地址情况、水文条件、使用要求、确定码头的结构形式； 3、进行码头结构方案比选。选择高桩板梁式码头，进行结构内力计算。包括完成码头的结构的布置（确定桩数、桩长、桩径、配筋并进行相关计算），完成结构配筋及必要的验算，完成计算书； 4、进行码头相关图纸的绘制。 设计完成后要提交的材料 1、计算说明部分： 1)设计资料、自然条件 2)黄骅港一期5万吨级高桩码头平面布置 3)码头结构方案设计 4)码头结构基本力学计算 5)码头结构的桩基设计 6)码头结构的桩基施工工艺要点 2、图纸部分： 1）黄骅港一期5万吨级高桩码头总平面布置图 2）黄骅港一期5万吨级高桩码头结构立面图 3）黄骅港一期5万吨级高桩码头结构断面图 4）黄骅港一期5万吨级高桩码头纵梁配筋详图 5）黄骅港一期5万吨级高桩码头横梁配筋详图 6）黄骅港一期5万吨级高桩码头结构桩基配筋详图 专业负责人签章： 年月日 发题时间：2014年月日完成时间：2014年月日
简答题 1．何为GIS设计？ GIS设计就是在GIS开发的整体过程中，遵循一般软件工程的原理和方法，结合GIS开发的特点、特殊规律和要求，对GIS软件从系统定义、系统总体设计、系统详细设计、空间数据库和地理模型库设计、GIS实施、GIS软件测试与评价、直到GIS维护的各个阶段进行工程化规范的方法体系。 2．GIS设计的目标和主要内容是什么？ GIS设计目标就是通过改进系统设计方法、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、延长系统生命周期的目的。GIS设计包括软件设计和数据库设计两部分的内容。 3．GIS有哪些特点？ GIS作为一个特殊的软件领域，其主要特点是海量数据存储及空间数据与属性数据一体化管理，基于GIS本身的特殊性，GIS设计也有其自身的特点：⑴ GIS处理的是空间数据，具有数据量庞大、实体种类繁多、实体间的关联复杂等特点。⑵ GIS设计以空间数据为驱动。⑶ GIS工程投资大、周期长、风险大、涉及部门繁多。 4．简要说明GIS有哪些产品模式及其主要特征。 GIS产品可归结为以下几种模式。 数字地图 数字地图是GIS最简单、最基本的产品之一。通过GIS的地图数据库，可以实现地图的数字化存储，即数字地图。 b）桌面制图 很多GIS产品具有桌面制图的功能（如MapInfo公司的MapInfo，ESRI公司的ArcView，ArcEditor和ArcInfo等产品）。桌面制图提供的产品不仅可以对数字地图进行显示、漫游、缩放，还可以对地图进行实时的编辑。桌面制图是GIS传统的市场领域，也是份额最大的一块。 c）桌面GIS 桌面GIS同时管理空间信息与属性信息，可以进行简单的空间分析操作，还可以在此基础上进行二次开发。由于它们具有界面友好、操作简单等优点，所以广泛应用于城市规划、土地管理、市政管理等部门。 d）专业化GIS 专业化GIS的主要特点是具有相对较强的分析功能。地理数据的基本组成要素包括空间数据、属性数据和拓扑数据。其中，拓扑数据指的是地理要素间的空间位置关系。专业化GIS不仅存储地理要素的空间数据和属性数据，而且还对其拓扑数据进行存储，极大增强了GIS的空间分析功能。 5．为实现地理信息资源共享，必须具备哪些基本条件？ 要实现地理信息资源共享，必须具备三个基本条件：一是数据资源的贮备；二是要有技术支撑系统的保障，例如通讯技术、网络技术、数据库技术等现代化技术手段；三是共享规则的制订、被广泛采纳和遵循，主要包含标准、规范、政策和相关法律。 6．简要说明使用结构化生命周期法进行GIS设计需要完成的六个阶段内容。 ⑴系统开发准备阶段。针对用户提出开发系统的要求，有关人员进行初步调查，组成开发领导小组，制定开发的进度和计划。如果新系统开发采取外包方式，本阶段还要包括招投标过程。⑵调查研究及可行性研究阶段。采用各种方式进行调查研究，了解现行系统的界限、组织分工、业务流程、资源及薄弱环节等，绘制现行系统的相关图表。在此基础上，与用户协商方案，提出初步的新系统目标，并进行系统开发的可行性研究，提交可行性报告。⑶系统分析阶段。在对现行系统进行调查研究的基础上，使用一系列的图表工具进行系统的目标分析，划分子系统以及功能模块，构造出新系统的逻辑模型，确定其逻辑功能需求，交付新系统的逻辑功能说明书。⑷系统设计阶段。根据逻辑模型进行物理模型的设计，并具体选择一个物理的计算机信息处理系统。这个阶段还要进行人-机过程的设计、代码设计、输入、输出、文件数据库设计及程序模块、通讯网络设计等。⑸系统实施阶段。系统实施是新系统付诸实现的实践阶段，主要是实现系统设计阶段所完成的新系统物理模型。包括软硬件设备的安装和调试、程序设计、代码编写、调试。还包括对用户及操作人员进行培训，编制操作、使用手册和有关文档。⑹维护和评价阶段。对系统的修改和完善进行维护，如针对系统处理过程、程序、文件、数据库甚至某些设备和组织的变动进行相应的维护。系统的评价，广义上贯穿于系统开发过程的始终，这里主要指系统开发后期的评价。旨在将建成的新系统与预期的目标做一一比较，不同的指标综合体现为用户的满意程度——可接受性。、原型法是应软件设计新情况和新要求的出现而产生的，其特点主要体现为鼓励用户不断修改和完善需求，并根据新的需求不断修改和完善原型。请说明应用原型法开发信息系统各个阶段的内容。 7．原型法开发信息系统包括哪几个阶段？ ⑴确定用户的基本需求。在这一阶段中，用户根据系统的特点清楚地表达自己的基本需求，系统分析开发人员据此来确定系统的规模及基本框架，判断系统需要的数据能否得到，同时应估算出开发原型的成本。⑵开发初始原型。开发初始原型仅仅反映用户的基本需求，并不要求完善。⑶利用原型来提炼用户需求。用户通过亲自使用原型，从而了解其需求得到的满足程度以及存在的问题。开发人员一方面记录下用户提出的该系统的缺点和不足之处；另一方面也要借助原型系统引导、启发用户表达对系统的最终要求，在用户和开发人员共同反复讨论过程中进一步提炼用户需求以及需要修改和变动之处。⑷修正和改进原型。开发人员根据第三阶段中用户提出的修改意见或发现的问题，对初始原型系统进行修改、扩充和完善。这是一个多次反复的过程，直到用户满意为止。 8．用UML模型进行系统的分析和设计有什么优点？ 采用UML模型进行系统的分析和设计具有以下优点：①在面向对象设计领域，存在数十种面向对象的建模语言，都是相互独立的，而UML可以消除一些潜在的不必要的差异，以免用户混淆；②通过统一语义和符号表示，能够稳定面向对象技术市场，使项目根植于一个成熟的标准建模语言，从而可以大大拓宽所研制与开发的软件系统的适用范围，并大大提高其灵活程度。 9．系统定义时期的主要任务是什么？ 系统定义时期的主要任务是确定软件开发工程必须完成的总目标以及工程的可行性；导出实现工程目标应该采用的策略即系统必须完成的功能；估计完成该项工程需要的资源和成本；并且制定工程进度表；最后编写系统需求分析报告。这个时期的工作通常又称为系统分析，由系统分析员负责完成。10．简述GIS数据字典的任务？ GIS数据字典的任务是对GIS数据流图中出现的所有被命名的图形要素在数据字典中作为一个词条加以定义，使得每一个图形要素的名字都有一个确切的解释。 11．简述GIS成本有哪些部分组成？ GIS的成本由五个部分组成：①购置并安装软硬件及其相关设备的费用；②生产系统所需数据的费用；③软件开发费用；④系统安装、运行和维护费用； ⑤人员培训费用。 12．总体设计的主要任务是什么？ 总体设计的主要任务是确定系统总体架构与软、硬件配置，根据系统分析成果进行系统功能模块的划分，建立模块的层次结构及调用关系，确定模块间的接口及人机界面，并设计数据库总体结构。 13．试述详细设计与总体设计阶段工作的差别？ 详细设计以总体设计阶段的工作为基础，但又不同于总体设计阶段，这主要表现为以下两个方面：⑴在总体设计阶段，数据项和数据结构以比较抽象的方式描述，例如，总体设计阶段可以声明矩阵在概念上可以表示一幅遥感图像，详细设计就要确定用什么数据结构来表示这样的遥感影像。⑵详细设计要提供关于算法的更多细节，例如，总体设计可以声明一个模块的作用是对一个表进行排序，详细设计则要确定使用哪种排序算法。总之，在详细设计阶段为每个模块增加足够的细节，使得程序员能够以相当直接的方式对每个模块编码。 14．结构化方法详细设计的主要表达工具有哪些？ 结构化方法详细设计的主要表达工具有：程序流程图、N-S盒式图、问题分析图、类程序设计语言、序列图和活动图。 15．试说明关系型数据库建库三个范式的内涵。 第一范式（first normal form，简称1st NF）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。第二范式（sencond normal form，简称2nd NF）要求每个表必须有一个（而且仅一个）数据元素为主关键词（primary key），其它数据元素与主关键词一一对应。主关键词在表中必须具有唯一性，作为主关键词的数据项中不能出现重复的记录。第三范式（third normal form，简称3rd NF）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，而且他们之间还必须相互独立，不存在其它的函数关系。也就是说对于一个满足2nd NF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于其它非关键词数据元素的现象。 16．程序编写的组织管理包括哪些内容？ 程序编写的组织管理包括：1)对程序员组织训练；2)购进软件消化利用；3)程序编写；4)程序模块的调试；5)程序模块的验收。 17．组件式GIS具有哪些特点？ 1)小巧灵活、价格便宜；2)无须专门GIS开发语言，直接嵌入可视化开发工具；3)不逊色于传统GIS软件的强大GIS功能；4)直接嵌入各种开发工具，开发简捷；5)更加大众化，使非专业的普通用户也能够开发和集成GIS应用系统。 18．简述述组件式GIS应用系统的开发过程。 用户调研、可行性研究、用户需求分析、系统总体设计、系统详细设计、基础平台选择、熟悉基础平台、进行二次开发、系统测试、系统维护和系统使用。 19．简述程序代码编写过程中应注意的问题？ 1)程序语言的选择；2)程序设计风格的确定；3)系统代码文档的编写。20．简述程序调试过程中发现的错误有哪些排除方法？ 方法有：1)硬性排错：采用试验的方法，比如设置临时变量、增加调试语句、设置断点、单步执行等。2)归纳法排错：准备几组有代表性的输入数据，反复执行，对得出的错误结果进行整理、分析、归纳，提出错误原因及位置假想，再用新的一组测试数据去验证这些假想。3)演绎法排错：针对各组测试数据所得出的结果，列举出所有可能引起出错的原因，然后逐一排除不可能发生的原因与假设，将余下的原因作为主攻方向，最终确定错误位置4)跟踪法排错：在错误征兆附近进行跟踪找错；错误诊断出来以后，需要进行修改；修改完后，应立即利用先前的测试用例，重复先前的测试过程，进一步验证排错的正确性。 21.系统文档主要包括哪些内容？ 系统文档主要包括系统实施方案、系统架构方案、系统分析报告、系统总体设计、数据库设计报告、系统详细设计、系统测试报告、用户手册等。22.如何有效地维护和管理系统文档？ 1)软件开发小组应由一位文档保管员负责集中保管本项目的已生成文档（主 文档）。2)开发小组成员可根据工作需要自己保留一些个人文档，但这些文档 一般都应是主文本的复制件，应与主文本保持一致，在做必要修改时，也应 同步修改主文档。3)开发人员个人只保存主文档中与本人工作有关的部分文 档。4)在新文档取代旧文档时，管理人员应及时注销旧文档。在文档的内容 有更改时，管理人员应随时修订主文档，使其及时保持最新。5)在软件开发 过程中，可能需要修改已完成的文档。修改主文档前应充分估计修改可能带 来的影响，并且按照提议—评议—审核—批准—实施的步骤加以严格控制。 6)开发过程结束时，文档管理人员应收回开发人员的个人文档，并同时检查 个人文档与主文档的一致性，当发现两者有差别时，应立即着手解决。 23.简答系统实施阶段的任务？ 系统实施阶段的任务可概括为以下五个方面： ①硬件和软件的购置及安装。包括计算机、绘图机、数字化仪、扫描仪等输 入输出和分析处理设备以及各种支撑软件如操作系统、数据库系统、编译系 统的购置安装。②程序的编写与调试。由于各模块的详细设计已经形成，只 需要编写相关程序。一般的处理办法是自编程序，但对于一些比较特殊的成 熟的算法可购买，程序编写后要进行调试，以减少程序的错误。③系统的安 装与调试。即对系统硬软件的安装及调试。④培训。在购买硬件、编写软件 的同时，应对用户进行培训。同时，这也是考验及检查系统结构、硬件设备 和应用程序的过程。⑤系统中有关数据的录入或转换。指的是各种地图数据 及属性数据的输入或从其它系统转化过来的过程，这个工作量是相当大的， 需要耗费大量人力、物力及时间。 24.在系统实施阶段，如何选择程序语言？ 程序语言的选择应作如下考虑：①考虑编程的效率及代码的可读性。一般应 选择高级语言作为主要的编程工具。②考虑要符合详细设计的思想。一般应 选择结构化的语言，如C、Pascal等，这些语言的特点是直接支持结构化的 控制结构，具有完备的过程结构和数据结构。③程序设计语言应是一种通用 语言。因为GIS软件既包括数据、图形处理及分析，还包括对各种软硬件的 控制等，任何一种专用型的高级语言都无法完全胜任。④考虑到程序的执行 效率以及对某些特殊硬件的控制和操作要求。可以针对特定的模块采用混合 编程，达到程序的特别目的。⑤考虑编码和维护成本。选择合适的高级语言 以降低编码量及日常维护工作中的困难程度。⑥根据系统开发的不同规模， 选择合适的高级语言。比如对于一个大型的GIS，用Turbo C就可能不完全 适用，而应选择Visual C++等易于项目管理的高级语言。⑦根据不同的开发 平台和使用平台，选择不同的语言。⑧系统的兼容性、移植性等。 25.简单述GIS软件评价的含义以及评价的内容。 GIS评价是在GIS测试的基础上，通过对技术因子、经济因子和社会因子（如 进行评价，从而得出对系统整体水平以及系统实施所能取得的效益的认识和 评价。软件评价的内容包括：1)技术评价：可靠性、可扩展性、可移植性、 系统效率。2)经济评价：系统产生的效益、软件商品化程度、技术服务支持 能力、软件维护与运行管理。3)社会评价：系统的科学价值、系统的政治与 军事意义、系统决策能力、管理工作改革。 26.试简述GIS维护流程？ 1）提交GIS维护申请；2）评估维护请求；3）维护过程；①确定维护的类型。 ②改正性维护。③适应性和完善性维护。④实施维护工作。⑤编写详细的维 护报告。 简述GIS可行性研究工作的主要内容？ 简述系统详细设计阶段的目标与任务？ 简述地理建模的一般过程？ 简述GIS软件维护工作的影响因素？ 论述题 1．论述系统可行性研究的主要内容是什么？ 2．论述GIS工程学的主要任务、理论基础和内容分别是什么？ 3．GIS规范化和标准化在GIS产业化和社会化过程中的作用是什么？其具体 内容主要体现在哪些方面？ 4．论述GIS详细设计阶段的表达工具有哪几种？各有什么特点？ 5．简要论述GIS软件评价的基本方法，评价类型及评价指标？ 6．论述空间数据库建库流程？ 7．试简述结构化生命周期法包括哪几个阶段？每个阶段的基本任务是什么？ 8．简述在GIS系统实施时有哪些系统实施人员参与及他们各自的任务？ 9．论述地理信息管理与更新的主要技术手段及各自的特点？ 1