第35卷第2期
2010年3月
测绘科学
Science of Surveying and M app ing
Vol 135No 12
M ar 1
作者简介:王艳华(19862),男,江西九江人,硕士研究生,主要从事遥感与地理信息系统应用方面的研究。E 2mail:Neil 1wyh@1631com 收稿日期:2008209225
基金项目:国家重点基础研究发展计划资助(2008C B417208);重庆市科委项目(CSTC2007BC7001)
R 数据统计分析语言及其在G IS 中的应用
王艳华①
,蒋勇军
①②
(①西南大学地理科学学院,重庆 400715;②西南大学岩溶环境与石漠化治理研究所,重庆 400715)
【摘 要】R 数据统计分析软件是L inux 平台下的一个优秀的数据统计软件,现在也已提供了在W indows 平台下的安装版本并且具有简单的图形用户界面。它使用简单、功能强大且完全免费,因此与SPSS 、S AS 等较为流行的数据统计分析软件相比具有与一定的经济优势。同时,R 语言的灵活性、可扩充性使得R 能很容易地应用到GI S 领域,在GI S 空间数据分析、地统计分析以及图像处理等方面具有很好的应用前景。本文概要介绍了R 语言的一些功能特点及其与GI S 开源软件GRASS 的集成。【关键词】R 数据统计分析语言;GI S;GRASS;开源软件【中图分类号】TP391 【文献标识码】A 【文章编号】100922307(2010)022*******
1 引言
R 统计分析语言[1]
是一种用于数据统计分析的计算机语言,R 统计分析软件是一个使用R 语言、用于数据统计分析和图形处理的应用软件,同时它还提供了高效的图形处理功能、与其他编程语言集成的接口以及强大的程序调试功能[2]。GI S (地理信息系统)是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统,该系统设计支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示,以便解决复杂的规划和管理问题[3],在GI S 中经常需要对大量的空间数据及属性数据进行各种统计分析,由于目前GI S 专业软件在该方面功能的欠缺,往往都是借助于专业的统计分析软件如SPSS 、S AS 等对数据进行处理,仅仅为了前期的数据统计分析而购置整套软件的做法对项目经费分配必然会产生一定的影响,此时,免费的R 或许是一个更好的选择。R 是广泛应用于L inux 平台的统计软件,目前也已提供了在W indows 平台下的安装文件和简单的图形界面,无论是L inux 还是W indows 用户都可以很方便地使用它进行数据分析。R 既可以直接分析处理属性数据,也可以和GI S 软件结合分析空间数据。GRASS 是目前发展的较好的开源GI S 软件,它对空间数据和属性数据的处理主要就是通过和R 集成,使用R 来完成。
2 R 语言
R 语言作为一种统计分析语言,同其他程序设计语言
也有许多相似之处,它提供了基本数据类型、表达式、函数、接口和面向对象等许多特征。211 基本数据类型
R 语言提供了integer 、double 、char 、comp lex (复数)、l ogical (逻辑型)、NULL 等丰富的内置数据类型,还提供了数组、矩阵这类的组合数据结构。在R 中可以使用typeof ()函数获得变量或者常量的数据类型,比如在RGui 中输入
typeof (100),将返回[1]“double ”,表示系统默认100为double 类型,输入typeof (1+2i )则会返回[1]“comp lex ”,说明1+2i 为复数类型。丰富的数据类型是R 同其他程序设计语言的主要区别之一,这样才能满足于各种数据分析的需要。212 表达式
表达式由一个或多个操作数通过操作符组合而成[4]。R 语言包含算术运算符、赋值运算符、逻辑运算符和条件运算符等丰富的运算符。R 语言的运算符同其他语言的运算符用法非常类似,运算符所表达的意义基本相同,如“>”用来比较两个数的大小,其返回结果为Logical 类型常量(在其他语言中一般为Bool 类型),仅包括TRUE 或者F ALSE 。R 不仅运算符种类很多,许多操作符还可以通过函数实现,以赋值运算符为例,可以使用常用的“=”,在R 中更为常用的是“<2”或者“<<2”(两者箭头方向都可以根据变量和值相对的位置而改变),同时也可以使用assign ()函数实现对变量的赋值。213 函数
在R 中提供了大量的数据处理函数,有用于数据分析、处理的,有用于数据输入输出的,还有许多其他各种不同分析用途的函数,在R 中进行数据统计分析主要就是使用函数及函数的组合来完成。同时,R 语言也允许用户定义自己的函数,用户可以像调用R 语言内置基本函数一样调用自定义的函数。在R 语言中定义一个函数需要使用func 2ti on 关键字,其主要格式为函数名<-functi on (参数列表){函数体},要调用该函数只需传入参数即可,自定义函数可以允许用户将基本的功能单元进行封装,使得程序结构清晰、便于维护,也增加了代码的重利用效率。214 接口
R 语言的开放性是它得到快速发展和广泛利用的重要原因,它提供了与其他程序设计语言结合的接口,可以很方便地使用C 、Java 、C#等程序设计语言开发具备特定功能的应用程序包。在安装R 统计软件时,已经集成了许多经常使用的包,如datasets,grid,s patial,graphics 等等,在I n 2ternet 上也有大量免费的包可供下载,它们都是根据特定行业特定应用而设计、开发,对于具有一定专业背景的用户来说,可以很快熟悉和使用。
3 R 统计分析
虽然现在已有许多不同的G U I 可供R 使用,但是有经验的用户还是更愿意使用命令行界面,因为命令行界面提供了更大的灵活性,并且可以使用批处理功能完成数据量较大的统计分析[5]。以下简要介绍使用R 语言进行的概
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测绘科学 第35卷率
第2期 王艳华等 R 数据统计分析语言及其在GI S 中的应用 #加载s p,rgdal 程序包,并显示加载状态和当前#GRASS 地图集信息(详细内容略)
>library (gstat )
#gstat 程序包提供了分析需要的函数>data (meuse )#加载meuse 数据>data (meuse 1grid )
>m <2vg m (159,"Sph",874,104)#生成变异函数模型
>x <-krige (l og (zinc )～1,meuse,meuse 1grid,model =m )
#普通克里格
>s pp l ot (x["var11var"], main ="ordinary kriging variance")
#显示栅格数据如图4所示图4 普通克里格方差图
s pgrass6程序包中还提供了readRAST6、read VECT6等函数用于直接读取栅格数据和矢量数据,然后可对读取的数据进行各种分析。还可以使用aki m a 程序包中提供的inter p 、inter p 1ne w 等函数将数据插值成GRASS 所使用的栅格形式,也可以使s 1surf 1rst 、syste m ()
函数将R 数据同GRASS 数据进行转换[10]。
最后,显示分析结果。数据分析结果既可以在R 中直接显示(图4所示),不过此时结果数据只存在于计算机临时文件中,退出应用程序后会将其删除,对于需要保存的结果可以使用writeRAST6、write VECT6等方法输出到计算机硬盘空间。
4 结束语
我们从本文提到的大量可用于R 软件的程序包可以看出如今R 数据分析语言使用的广泛性,随着目前开源思想在全球范围的快速传播,R 有着无比巨大的发展潜力。同时,R 与GI S 二者相互促进、共同发展,R 的发展提供更多、更优秀的数据处理功能为GI S 所使用,GI S 的发展则要求有更多、更高质量的数据处理算法出现。与此同时,开源GI S 软件项目的发展一方面可以使得更多人对GI S 中核心功能的实现有着更加深入的了解,另一方面源代码的公开也可以吸引更多的开发人员加入到开源的队伍中,对GI S 开源软件自身的发展也起到了积极的作用。
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R st a tisti ca l ana lysis l anguage and its appli ca ti on i n G I S
Abstract:R data statistical analysis s oft w are is an excellent statistical s oft w are existing f or L inux 1R ight now there is an installing package f orW indows t oo 1I n additi on t o this,it gives us a friendly graphic user interface 1It is si m p le and powerful and free t o use 1So,compared with the popular statistical s oft w are such as SPSS,S AS,it has more obvi ous econom ical advantages 1Mean while,the flexibility and extendibility of R data statistical language make it easy t o be used in GI S 1Undoubtedly,R will be widely app lied t o s pa 2tial data analysis,geo 2statistical analysis and i m age p r ocessing and s o f orth 1This paper p resented s ome features about R and intr oduced how t o integrate it with open s ource GI S s oft w are GRASS 1
Key words:R data statistical analysis language;GI S;GRASS;open s ource s oft w are
WAN G Yan 2hua ①,J I AN G Yong 2jun
①②
(①School of Geographical Sciences,South west University,Chongqing 400715,China;②Research I nstitute of Karst Envir on ment and Rock Desert Contr ol,South west University,Chongqing 400715,China )
(上接第206页)
Extracti n g re m ote sen si n g i n forma ti on of resi den ti a l area s ba sed on the ana lysis of nor ma li zed d i fference I ndex Abstract:I n this paper,taking W uxi city as a case study area,selected Landsat ET M +i m age in 2000as the data s ource 1Based on the remote sensing mechanis m analysis of the residential areas,vegetati on index,water index,and the urban index are com 2bined t o extract the re mote sensing infor mati on for residents 1It can get the result of residential areas 1Further study is carried on the Landsat T M /ET M +i m ages of different ti m e and different regi ons t o verify the method 1The results indicate that this model is effective with the high accuracy of the extracti on 1
Key words:residential area;nor malized difference index;NDB I ;S AV I ;MNDW I
CHEN J ie 2li,L I U Yong 2xue,L I M an 2chun,SHEN Cheng 2lei,ZHAN G D ong,CA I W en 2ting (School of Geographic &Oceano 2graphic Science,Nanjing University,Nanjing 210093,China )
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地理信息系统的应用与发展前景 从20世纪60年代以来，随着网络信息技术等先进技术的不断发展，地理信息系统有了很广泛的应用，并逐渐趋于社会化应用，已成为人们各种活动中不可缺少的系统。本文简要阐述了地理信息系统的相关概念，简单介绍其几项基本的功能，从地理信息系统的发展出发，对地理信息系统的应用以及发展前景进行分析。 所谓地理信息系统主要通过地理空间数据，建立地理模型并进行分析，实现对地理的研究的一种计算机技术系统。其包含的学科比较广泛，涉及了计算机科学、信息科学、地理学等为一体的新兴学科。其功能的全面与系统性，从多维度的地理信息为人们研究与解决地理、环境、灾害、规划等重大问题提供所需的信息资源。地理信息系统作为计算机程序与地理数据组成的地理空间模型，它将客观世界模型化的空间数据，用户可在模型中对空间数据进行分析与预测，方便管理与决策。另外，地理信息系统通过硬软件的结合，使得该系统功能比较多，并有了很广泛的应用。 地理信息系统的相关概念 地理信息系统又被称为GIS，该系统主要通过地理空间数据对地理信息进行收集、储存并分析处理。地理信息系统
经空间的逻辑可扩展至形象思维，而随着人们对地理信息系统的理解逐渐加深，其内涵在不断的丰富，从不同的角度来看其内涵所包含的内容也是各不相同的。第一，从技术上来说，地理信息系统是通过计算机软件与硬件的支持，并进行管理、分析与显示空间数据的信息技术系统。第二，从学科上说，地理信息系统作为一门新兴的交叉学科，主要以测绘学、地理学以及统计学为基础，又通过计算机硬件与软件技术、遥感技术等先进技术支持。第三，从用途上来说，地理信息系统作为一个工具箱，主要包括了采集、存储、管理、处理分析以及现实空间数据等。 我国地理信息系统的发展概况 我国的地理信息系统起步比较晚，但发展速度却非常快，在经过40多年的研究开发与使用，我国的地理信息系统逐渐趋于成熟。在我国对其发展的概况来看，可将其分为三个阶段：一是起步阶段，20世纪70年代初，我国开始将电子计算机应用到测量、绘图等领域中。而在这阶段，国家测绘机研究出了地形测量与航空摄影城图等，为地理信息系系统的发展奠定了基础。且在这一阶段，确立了地理信息系统概念，并逐渐开展了对地理系信息系统的研究与人才培养。二是科研试验阶段。从20世纪80年代开始，我国重视对遥感技术的发展与应用，地理信息系统进入科研?验的阶段。此阶段遥感应用研究所成立，成为专门研究地理信息系
GIS在物流领域中的应用 广州大学商学院09物流陈伟行0901090036 GIS即地理信息系统（Geographic Information System），地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，GIS是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统，是以测绘测量为基础，以数据库作为数据储存和使用的数据源，以计算机编程为平台的全球空间分析即时技术。 从应用的角度，地理信息系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组成。硬件和软件为地理信息系统建设提供环境；数据是GIS的重要内容；方法为GIS建设提供解决方案；人员是系统建设中的关键和能动性因素，直接影响和协调其它几个组成部分。 硬件主要包括计算机和网络设备，存储设备，数据输入，显示和输出的外围设备等等。 软件主要包括以下几类：操作系统软件、数据库管理软件、系统开发软件、GIS 软件，等等。GIS软件的选型，直接影响其它软件的选择，影响系统解决方案，也影响着系统建设周期和效益。 GIS应用基本原理 地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展，广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。
而GIS在物流方面的应用主要体现在以下的几个方面： 1）车辆定位、实时监督、车辆跟踪功能：GPS技术的应用能够实现实时快速的定位，这对于现代物流的高效率管理来说是非常核心和关键的，将能够方便的实现总部对于车辆运输情况的实时监控，随时了解最新的情况；结合GIS 技术，可以利用网络分析和路径分析等功能，科学快速地预先设定运输地最佳路径，当利用GPS信号反馈回来地汽车运行路径偏离原定路线地时候，就可以发出系统警告，以便决策层针对实际情况快速反应。 2）GPS导航功能：GPS在车辆导航方面的技术已经逐渐成熟，主要是结合GIS技术，利用车载GPS接收机获取车辆位置信息，使用车载电子地图进行图上定位等。在现代物流信息系统中的城市配送子系统中，这种技术有非常高的实用价值，将能很好的解决物流配送效率不高的这一瓶颈。 3）轨迹回放功能：这也是GIS和GPS相结合的产物，也可以作为车辆跟踪功能的一个重要补充。 GIS作为一个基础地理信息平台，已经在军事、国土、规划、旅游等等许多部门得到了比较广泛的应用，这都源于其技术上的优势： 1）、以空间地理信息为基础，以先进的计算机技术、信息技术以及信息管理技术为主要技术手段的GIS，使得它能够很好地实现空间定位，包括了点状地物定位、路径定位等，在交通运输方面有着重要的实用价值； 2）、通信技术、网络技术等多中信息技术手段的综合运用，先进的信息管理技术，具备了良好的实时性、安全性……GPS在卫星定位、车辆导航方面的应用已经有了比较成熟的技术条件，结合了GIS的GPS技术在交通运输等方面的应用已经日益广泛。从ＧＰＳ本身的技术体系来说，在车辆定位方面它有着得天独厚的优势。
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
地理信息系统及其应用 节 教学目的： 了解GIS的基本构成。 了解GIS的基本功能，理解GIS在城市管理中的作用。 会使用常见的GIS产品，能使用电子地图查询所需信息。 重点与难点： GIS基本原理；了解GIS在城市管理中的应用。 教学过程： 导入：探索活动：问题：GIS是如何做到预防犯罪的？其操作过程是什么？ 数据采集——数据处理、分析——分析犯罪频率与犯罪模式——据分析信息，分配警力 问题：GIS具有哪些功能？空间分析，模式分析，趋势分析，决策应用 一、GIS 概念：依靠计算机实现地理信息的收集、处理、存储、分析和应用的系统。 功能： 制作电子地图数据采集 空间查询数据分析
空间分析决策应用 模拟空间规律和发展趋势 工作流程：如P96图 构成：硬件软件数据人员 GIS与其它系统的区别 GIS有别于DBS。GIS具有以某种方式对空间数据进行解释和判断的能力，而不是简单的数据管理，这GIS是能对空间数据进行分析的DBS,GIS必须包含DBS。 GIS有别于IS。GIS要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和应用。IS则只有属性数据库的管理。 GIS有别于地图数据库。地图数据库仅仅是将数字地图有组织地存放起来，不注重分析和查询，不可能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析和提供辅助决策的信息，它只是GIS的一个数据源。 GIS有别于cAD系统。二者虽然都有参考系统，都能描述图形，但cAD系统只处理规则的几何图形，属性库功能弱，更缺乏分析和判断能力。 GIS：突出空间数据，反映的信息为地理信息。 二、GIS应用： 与分布、位置有关的基本问题 显示了GIS对信息空间表达的功能，它实际是回答了以下两个问题：
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
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
GPS与GIS在物流系统中的应用 近年来,物流行业中的配送和快递业务在总体业务中的地位日益提高,在物流生产和经营过程中,需要对运递车辆、人员进行监控和调度,一方面提高生产效率,另一方面能够实现货物的跟踪查询,提高服务质量;同时,物流行业存在人员流动性大、区域广等特点,所以工作人员之间的信息交互对移动性的要求很高,因此有必要建立一个信息化、图形化、网络化的移动作业服务平台,以满足车辆、人员的调度监控,提高效益,有效地减少资源浪费、降低成本;还能使广大客户享受到更迅速、及时的服务,满足人员之间的移动数据交换等移动生产作业的需求。 GPS在物流中的应用 物流系统对的GPS技术需求 A、运单信息化的需求 配送和快递企业客户来自各行各业,运单的流量大、变动性强,且不同类型货物的运输时间、路线等的要求也不一样,加大了运单管理的难度。 B、车辆调度监控需求 实现车辆的调度跟踪,发送调度指令、报告调度数据、通过电子地图实时跟踪车辆位置等。 C、人员定位需求 发件和收件双方都能即时了解接件货物、配送人员的所在位置,有效地调度人员和车辆,提高服务的可靠性。 D、调度、导航的需求 目的地的变动性和任务的临时性要求路线和人员的最优化,使快递车辆及人员能在最短的时间内到达目的地,最大限度地节约资源,降低运营成本。
E、开放性的需求 物流信息化管理包括快递运输管理系统、EPR、财务管理系统等一系列的管理业务,所以快递运输管理系统必须具备很好的开放性,即具有开放的接口。 GPS技术在现代物流中的应用 根据市场经济发展变化的需求,物流也和能源流、信息流一样,是人类社会的一大动脉,物流管理的进步直接影响交通运输业、商贸以及公用事业等各个领域的管理、生产技术和经济效益。推动物流管理、物流技术和物流科技的进步已经成为当今知识经济全球经济一体化的重要内容。我国物流行业应借鉴和引进国际先进的信息及管理技术,有计划有步骤地发展高科技物流,加速实现物流业的现代化。GPS全球定位系统不仅能够提供物流配送和动态调度功能,还可以提供货物跟踪、车辆优选、路线优选、紧急救援、预约服务、军事物流等功能。 1、物流配送 GPS对车辆的状态信息(包括位置、速度、车厢内温度等以及客户的位置信息快速、准确地反映给物流系统,由特定区域的配送中心统一合理地对该区域内所有车辆做出快速地调度。这样便大幅度提高了物流车辆的利用率,减少了空载车辆的数量和空载的时间,从而减少物流公司的运营成本,提高物流公司的效率和市场竞争能力,同时增强物流配送的适应能力和应变能力。 2、动态调度 运输企业可进行车辆待命计划管理。操作人员通过在途信息的反馈,车辆未返回车队前即做好待命计划,提前下达运输任务,减少等待时间,加快车辆周转,以提高重载率,减少空车时间和空车距离,充分利用运输工具的运能,提前预设车辆信息及精确的抵达时间,用户根据具体情况合理安排回程配货,为运输车辆排解后顾之忧。 3、货物跟踪
第一节地理信息系统及其应用 [学习目标定位] 1.了解地理信息系统的概念及其发展。2.掌握地理信息系统的基本组成，理解地理信息系统在城市管理中的作用。 一、地理信息系统 自主预习 1．地理信息系统 77 合作探究 读“某地理信息系统分析流程图”，回答下列问题。
(1)此图为________信息系统分析流程图。与一般的信息系统相比，该信息系统具有哪些优点？ (2)图中①②③④分别代表该地理信息系统的哪些工作环节？ (3)GIS的数据源是多种多样的，图形数据输入的常用方法和数据存储采用的技术分别是什么？ 答案(1)地貌GIS除了一般的信息系统的功能外，还具有显示数据的空间分布，强大的空间查询、分析、模拟、统计和预测等功能优势。 (2)①信息获取、②地理数据的存储、③地理数据的操作与分析、④地理信息输出。 (3)扫描纸质地图后进行数字化处理；“分层”技术，即将地图中的不同地理要素，存储在不同的“图层”中。 反思归纳地理信息系统的工作过程 练习巩固阅读材料，完成下列各题。 健康地图，由谷歌创建，在加拿大健康研究所等的支持下，向全球跟踪地图上添加实时的消 息警告、医疗信息和其他的数据。
(1)“健康地图”中的交通数据属于________数据；图中的数据采取________技术存储。 (2)在“健康地图”的制作过程中，需要用________法将纸质地图转化为数字地图。 (3)某人利用健康地图查询甲型H1N1病例的分布状况，属于GIS系统工作过程中的 __________________环节。 (4)与纸质地图相比，“健康地图”具有哪些不同？ 答案(1)专题分层(2)扫描(3)操作与分析(4)①储存信息的形式不同；②查询的方式不同；③地理信息系统将不同来源、不同比例尺、不同投影的地图进行数据综合，并进行空间分析，而纸质地图没有这些功能。 解析根据材料可知“健康地图”是GIS的一种应用，GIS数据可分为基础数据和专题数据两种，确定GIS工作环节时需要关注应用的“过程”。第(1)题，基础数据指地质、地貌、地形数据等；规划、交通等属于专题数据；“健康地图”包含多个图层，这些数据采取“分层”技术存储。第(2)题，将纸质地图转化为数字地图的过程需要利用扫描法。第(3)题，“查询”属于操作与分析过程。第(4)题，纸质地图与GIS系统的不同，可根据教材的相关内容归纳。二、地理信息系统与城市管理 自主预习 24城市规划、邮电通信、1．应用领域：○21资源调查、○22环境评估、○23灾害预测、国土管理、○ 25交通运输、公安、○26水利、公共设施、商业金融等。 ○ 2．在城市建设和管理中的典型应用：城市规划和管理、○27基础设施管理、○28土地利用与管理、生态环境管理。 3．思考教材P85活动提出的问题。 合作探究 读“某城区公共卫生地理信息系统部分显示”，思考并回答下列问题。 (1)在图中所示的地理信息系统中，可能用到哪些方面的数据？ (2)地理信息系统在城市管理中具有哪些优势？ (3)GIS和地图、电子地图有何区别？ 答案(1)在该系统中用到了卫生资源点和传染病分布等信息。 (2)在城市管理中，可以对相关信息进行综合分析。发生应急事件时，输入应急路线的起点和终点，系统会分析出两点间的最优路径，并计算出路径的长度以及经过的路线名称，从而为
2012年4月内蒙古科技与经济A pril2012 第8期总第258期Inner M o ngo lia Science T echnolo gy&Economy N o.8T o tal N o.258浅谈地理信息系统及应用 张桂英,张桂利,张 鹏 (内蒙古自治区测绘院,内蒙古呼和浩特 010050) 摘 要:通过对地理信息系统的解释与分析,总结出地理信息系统与其他系统的区别,并指出其在人们生活与工作中的重要作用。 关键词:地理信息系统;空间数据;数据管理 中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:1007—6921(2012)08—0086—02 地理信息系统是计算机科学、空间科学、信息科学、环境科学和管理科学等学科为一体的新兴边缘科学,是对整个或部分地球表层空间中有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算分析、现实和描述的技术系统,它可以对空间数据按地理坐标或空间位置进行各种处理,包括对数据的管理,研究空间实体及相互关系;通过对多因素的综合分析,它可以迅速地获取满足应用需要的信息,并能以地理图形和数据形式表示处理结果,目前成为多学科集成并应用于各领域的基础平台,成为地理空间信息的基本手段与工具,并且成为一个新兴的产业,在测绘、地质、矿产、农林、水利、气象、海洋、环境、城市规划、土地管理、区域开发与国防建设等领域发挥越来越重要的作用。 1 地理信息系统与其他系统的区别与联系 从地理信息系统的发展过程可以看出,地理信息系统的产生、发展与制图系统存在着密切的联系,两者相同之处是基于空间数据的表达、显示和处理,从系统构成和功能上看,一个地理信息系统具有机制制图系统所有组成和功能,并且地理信息系统还具有数据处理功能。 地理信息系统和数据库管理系统的区别就在于地理信息系统具有对空间数据进行解释、判断和分析的能力,而不是简单的数据管理,数据中的信息也能被广泛地利用,它的核心就是具有独特的数据管理,因此,地理信息系统是能对空间数据进行分析的数据库管理系统,地理信息系统必须包含数据库管理系统。 地理信息系统对图形数据和属性数据库进行分析和应用,是以文件管理的形式储存图形,并且图形要素不能分解、查询、没有拓扑关系等。它与地图数据库以及地理数据库的区别是地理信息系统仅仅是将数字地图有组织地存放起来、不注重分析和查询,不可能去综合图形数据和属性数据进行深层次的空间分析,提供辅助决策的分析,它是地理信息系统的数据源。 地理信息系统和CAD系统的区别是,二者虽然都有参考系统,都能描述图形,但CAD系统只处理规则的几何图形,它在属性方面弱,更缺乏分析和判断能力。 计算机制图是地理信息系统采集、储存、处理空间数据的有力工具和手段。严格地讲,计算机地图制图是以传统的地图制图原理为基础,并且利用电子计算机及其连接的输入、输出装置作为主要工具,采用数据库技术和图形数字处理的方法来实现地图信息的获取、变换、传输、识别、储存、处理、显示和绘图输出等。计算机地图制图又称机助制图。地理信息系统的数据源通过不同的地图制图表现出来。例如:在测绘制图中,点的坐标,水系,道路,房屋以及植被面的属性等,利用不同的软件绘制和表现出来等等。2 地理信息系统具有的特征 地理信息系统是传统科学与现代技术相结合而产生的边缘科学,它具有多学科交叉的特征,地理信息系统又是计算机化的信息系统,需要得到计算机硬件和软件系统的支持。 地理信息系统处理的对象为地理空间信息,地理信息系统用于处理自然界特定空间内各种地理现象的信息,地理信息系统的核心组成是地理数据库和空间数据库,包括属性数据库、图形数据库和遥感影像数据库等,地理信息系统能够在同一的平台内综合处理这些信息,这是地理信息系统不同于其他信息系统的重要一点,并且包含的内容是丰富的和广泛的。 地理信息系统可以根据实际需要设计生产各种地图,它通过图表、文字、色彩等信息形象的表现出来,地理信息系统具有强大的制图功能,完全可以代替传统制图和一般意义上的机助制图技术。 地理信息系统具有空间分析功能,从而使地理信息系统区别于机助制图系统,也正是空间分析功能赋予地理信息系统以强大的生命力。空间模拟地 ? 86 ? 收稿日期:2012-02-21
1绪论 1.1 研究背景 作为朝阳型的世界第一大产业，旅游业越来越受到人们的亲睐，数十年来全球旅游业实现了持续发展。来自世贸组织的预测，在21世纪初中国将成为世界上最大的旅游国。而到2020年，中国入境旅游的人数就将达1.37亿人次，对如此巨大的旅游流的研究也显得具有极大的紧迫性和必要性。其实科技的不断发展，也使得地理学研究的各个方面都需要有新技术融入，尤其是如此蓬勃的旅游业。旅游流研究中海量的数据反映出的丰富信息以及各景区景点间的联系和动态变化资料需要GIS技术的支撑和协调。建立一个专门研究中国旅游景区整体规划的地理信息系统能从定量、动态等方面进行综合分析处理，把各种地理信息数据转换成支持决策的科学根据。 人类用来纪录各种空间现象的主要工具之一，地图对于人类的生产生活实在是不可忽视。经过长时间的经验累积，人类都是按照惯用的使用方法及使用型态来使用地图；不再是用纸张来而是电子讯号来传递信息的电子地图，有着许多传统地图无法达到的优势，例如：查询分析，路径规划等。再次基础上结合计算机的发展，地理信息系统（GIS）即应运而生。 虽然早在50年前加拿大地理信息系统（CGIS）就已经开始运作，但在早期，其主要的工作平台也都是价钱昂贵的工作站计算机，极高的软硬件价位也使得小老百姓望而却步，只有政府或大型研究机构才能负担，这使得多年来GIS始终定位在专业用途上；就连操作人员，也必须经过多年训练的专业人才才能胜任各项工作。可叹的是近十年来的发展，使用者计算机接口及软硬件功能的进步使得地理信息系统已经可以很方便地在个人计算机上安装，经过短期训练的人员也可以加以操作。 1.2 国内外研究现状 信息技术在第一届信息技术与旅游国际会议上被认为是现代旅游业发展与提高竞争力的一个决定性的因素。例如分布式旅游目的地数据库会对
地理信息系统及其应用论文|《地理信息系统及其应用》教案 教学目的： 1、了解gis的基本构成。 2、了解gis的基本功能，理解gis在城市管理中的作用。 3、会使用常见的gis产品，能使用电子地图查询所需信息。 重点与难点： gis基本原理；了解gis在城市管理中的应用 教学过程： 导入：探索活动：问题：gis是如何做到预防犯罪的？（学生答）其操作过程是什么？（犯罪地点）数据采集——数据处理、分析（空间分析）——分析犯罪频率与犯罪模式 （哪些地方易发生哪些案件）——据分析信息，分配警力 问题：gis具有哪些功能？空间分析（犯罪的空间分布），模式分析（犯罪案件与其 它因素的相关性），趋势分析（分析哪些地方可能发生案件），决策应用（分配警力） 一、gis 1、概念：依靠计算机实现地理信息的收集、处理、存储、分析和应用的系统。 2、功能： 制作电子地图数据采集 空间查询数据分析 空间分析决策应用 模拟空间规律和发展趋势 3、工作流程：如p96图 4、构成：硬件软件数据人员（其中软件是核心） gis与其它系统的区别 gis有别于dbms数据库管理系统。gis具有以某种方式对空间数据进行解释和判断的 能力，而不是简单的数据管理，这gis是能对空间数据进行分析的dbms,gis必须包含dbms。gis有别于mis管理信息系统。gis要对图形数据和属性数据库共同管理、分析和 应用。mis则只有属性数据库的管理。
gis：突出空间数据，反映的信息为地理信息。 二、gis应用：（可以解决的四类基本问题） 1、与分布、位置有关的基本问题 显示了gis对信息空间表达的功能，它实际是回答了以下两个问题： （1）对象（地物）在哪里？ （2）哪些地方符合特定的条件？ 2、趋势分析： 传统地图：某个时间的空间特征与属性特征。 gis：可以表示空间特征与属性特征随时间变化的过程 因此：可以分析该地物的发展趋势，即回答：从何时起发生了哪些变化？ 3、模式问题： 对象的分布存在何种空间模式？即揭示各种地物之间的空间关系。 gis由许多图层组成，每图层都表示不同的地理因素，它们之间的空间关系的融合表示了各因素之间的相互关系。 例：三层数据：交通、人口密度、商业网点分布。 通过图层的融合可以看出三者之间的关系，其用途：决策商业网点的布局。 4、模拟问题：利用数据及已掌握的规律建立模型，就可以模拟某个地方如具备某种条件时将出现的结果。 即回答：如果……将如何？ 高程与被淹没地区的关系温室效应与海平面上涨的关系。 感谢您的阅读，祝您生活愉快。
第一章 一．地理信息系统基本概念 1．地理信息系统：GIS是处理地理数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。2．GIS使用的工具：计算机软、硬件系统； 3．GIS研究对象：空间物体的地理分布数据及属性 4．GIS数据建立过程：采集、存储、管理、查询、分析和显示。 5．GIS是在计算机软、硬件支持下，采集、存储、管理、处理、检索、分析和显示空间物体的地理分布数据及与之相关的属性，并以回答用户问题等为主要任务的技术系统。 二．GIS软件技术经历以下五个阶段：集成式GIS，模块式GIS，核心式GIS，组件式GIS，万维网GIS 三．GIS发展的各阶段特点 1集成式GIS 特点在一个系统中集成了GIS的各项功能 存在问题系统过于复杂，软件成本高；难与其它系统集成 2模块式GIS 特点：系统分成许多相对独立的功能模块 存在问题：难于与其它系统集成 3核心式GIS 特点：从底层提供GIS功能，通过API访问 存在问题：开发难度高，不能进行可视化程序设计 4组件式GIS 特点：通过标准通信接口实现模块间通信及GIS与其它系统集成 存在问题：有待于进一步发展 5万维网GIS 特点：结合Internet，实现GIS的共享和互操作 存在问题：目前还不成熟 四．GIS构成：硬件软件数据人员 五．GIS软件的分类:工具型软件应用型软件 地理信息系统的类型: 工具型地理信息系统，应用型地理信息系统(专题地理信息系统,区域地理信息系统),大众地理信息系统 第二章 一．GIS软件的主要特点 （1）在存储技术上，传统的GIS采用两库结构，即空间数据库和属性数据库的分离。 （2）在数据组织与处理模式上，传统的GIS仍然沿袭地图处理的模式。在实现上，将空间数据组织成物理实体（点、线、面等）、图层、地图和图库几个层次。 （3）在网络和分布式环境下系统组成方面，传统的GIS支持树型的系统结构和主－从工作模式，上下级数据交换基本上以图层为单位进行。 （4）在空间数据管理范围方面，目前的GIS可以比较有效地处理二维空间数据，并能较好地处理DEM数据、实现三维实体的表面显示。 （5）在数据共享和功能共享方面，虽然目前开始注意元数据问题，已经解决了不同格式空间数据之间转换问题，可以实现有缝的数据共享。但是GIS功能共享和互操作问题尚未得到解决。以系统为中心的问题没有得到根本克服。 因此，传统的GIS软件的特点可以简要地归纳为：以系统为中心，以地图为基础，二维处理，静态管理，尺度割裂，数据集中。 二、GIS软件开发过程中的问题 （1）经费预算经常突破，完成时间一再拖延。 （2）开发的软件不能满足用户的要求。 （3）开发的软件可维护性差。 （4）开发的软件可靠性差。 （5）数据工程量特别大，特别是数据采集工作量十分大。 （6）软件需求与软件生产的矛盾日益加剧，突出表现在软件生产率低。 （7）软件可重用性差。