GIS数据库设计与实现研究

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基于ArcGIS的地理信息系统设计与实现

基于ArcGIS的地理信息系统设计与实现地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种基于地理位置信息管理、分析和可视化的技术系统。

ArcGIS是由Esri（环球信息参考系统公司）开发的一套用于地理数据处理和分析的软件平台。

本文将介绍基于ArcGIS的地理信息系统的设计与实现。

一、引言地理信息系统（GIS）是一种集地理空间数据获取、存储、处理、管理、分析、可视化于一体的技术系统。

GIS 在城市规划、资源管理、环境保护、农业等领域都有广泛的应用。

而ArcGIS作为目前最主流的GIS软件平台，可以帮助用户进行各种地理数据的处理和分析，为决策提供科学依据。

二、地理信息系统设计与实现的基本步骤1.需求分析：首先需要明确地理信息系统的设计目标和用户需求。

这包括确定系统的功能模块、数据来源、数据需求、空间分析方法等。

2.数据采集与处理：地理信息系统的基础是地理空间数据，包括矢量数据和栅格数据。

数据的采集可以通过GPS测量、遥感影像解译、数据库导入等方式进行。

采集到的数据需要进行处理，包括数据清洗、数据转换等，以满足系统需求。

3.数据库设计：GIS系统需要建立相应的地理数据库，用于存储和管理地理空间数据。

数据库设计需要考虑数据模型、数据结构、数据表等方面，以保证数据的有效性和一致性。

4.系统架构设计：地理信息系统的架构设计是指确定系统的模块组成、模块之间的关系、数据流程等。

常用的架构设计包括单一服务器架构、分布式架构等。

5.系统开发与编程：使用ArcGIS平台进行系统开发与编程，包括界面设计、数据处理、空间分析等功能的实现。

开发过程需要使用ArcGIS自身的API和开发工具，如ArcObjects、ArcPy等。

6.系统测试与优化：完成系统开发后，需要进行系统测试，包括功能测试、性能测试、稳定性测试等。

根据测试结果对系统进行优化，提高系统的稳定性和性能。

7.系统部署与应用：将已经开发、测试、优化完毕的GIS系统部署在实际应用环境中，并进行用户培训和技术支持。

GIS专业“空间数据库”课程教学内容研究与实践

ｔｃｓｎｏｄｅｏｐｅｅｏｅｍｅｈｏｓａｄｓｇｓｉｏｃｅｗｉｈｔｓｒｂｌｍｓＴｈｅｐｐｒｃｍｂｉｓｉｅ，ｉｒｒｔｒｓｎｔｓｍｔｄｎｕｇｅｔｏｎｓｔｏｐｔｈｅｅｐｏｅ．ａｅｏｎｅ
闫金凤
（东科技大学测绘科学与工程学院，山山东青岛２６１）６５０
摘要：着空间数据库技术的飞速发展，在众多学科领域的重要性日益突出。地理信息系统专业迫切需要进行随其
“ 间数据 ” 课程体系、学内容和实验内容等方面的教学改革。结合教学实际需求，结多年的教学经验，理空库教总将论与实践相结合进行 “ 间数据库 ” 程教学内容研究，简述具体的实施过程。空课并
ｐａｔｃｌｎｅｓａｄｍａｙｙａｓｘｅｉｎｅｏｅｃｉｇｔｅｅｒｈｓｅｉｃｃｎｅｔｎｍｐｅｎａｉｎｒｃｉａｅｄｎｎｅｒｅｐｒｅｃｆｔａｈｎｏｒｓａｃｐｃｆｏｔｎｓａｄｉｌｍｅｔｔｉｏｐｏｅｓｏｅｃｉｇａｄｅｐｒｍｅｔ．ｒｃｓｆｔａｈｎｎｘｅｉｎｓＫｅｒｓｓａｉｌｄｔｂｓ；ｔａｈｎｏｔｎｅｅｒｈ；ｔａｈｎｒｃｉｅｙｗｏｄ：ｐｔａａａｅｅｃｉｇｃｎｅｔｒｓａｃａｅｃｉｇｐａｔｃ

GIS设计与实现完整版

第一章1.GIS研究内容：数据采集、数据存储、数据解决和分析、数据输出2.GIS设计含义：遵循软件工程的原理和方法，结合GIS开发的特点规定，对GIS软件从定义、设计、地理模型库设计、GIS实行、GIS测试维护各个阶段进行工程化规范的体系。

3.GIS设计目的：通过改善设计方法，做好项目组织管理，增强实用性，减少成本，延长系统生命周期。

4.GIS设计的基本原则：标准化、先进性、兼容性、高效性、可靠性、通用性。

5.GIS设计的内容：（1）软件设计：一方面，进行系统的工程管理，保证了系统建设的进度和软件质量；另一方面，针对GIS软件设计特点，采用最适合的软件生存周期模型，保证了系统的用户接受度和系统功能设立的合理性；最后，对系统技术实现方案进行设计，保证软件开发风格的批准和功能模块之间的有机联系。

（2）数据库设计：取决于设计者的开发经验，工程组织和数据源准备等方面。

同时，数据库设计与整个系统设计的相关环节是紧密结合的，有必要将软件工程的方法和工具应用于数据库设计中。

6.GIS设计的特点：（1）GIS解决的是空间数据，具有数据量庞大，实体种类繁多，实体间的关联复杂等特点。

（2）GIS设计以空间数据为驱动。

（3）GIS工程投资大，周期长，风险大，涉及部门繁多。

第二章1.GIS工程学结构体系：GIS工程学结构体系重要由任务，基础理论和方法论三方面组成。

GIS工程三维结构图P272.系统定义：由互相作用、互相依赖的若干组成部分构成的具有一定功能的有机整体。

3.系统工程学特点：①研究的对象是一个表现为普遍联系、互相影响、规模和层次都极其复杂的大工程。

②知识结构复杂，是自然科学和社会科学交叉的边沿学科。

③工程学是方法学，是泛化系统的研究方法。

④是目的性很强的应用科学。

4.结构法生命周期法：它规定设计过程必须严格的按阶段进行，只有前一阶段完毕之后，才干开始下一阶段的工作，同时，它规定在系统建立之前就必须严格地定义和描述用户的需求。

GIS设计与实现

地理信息系统:在计算机软件、硬件及网络支持下，对有关空间数据进行预处理、输入、存储、查询检索、处理、分析、显示、更新和提供应用以及在不同用户、不同系统、不同地点之间传输地理数据的计算机信息系统。

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内聚跟耦合：内聚纸模块内部各部分之间的联系，耦合是指模块之间的联系内聚度跟耦合度相互联系此消彼长。

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。

地理坐标系：也可称为真实世界的坐标系，是用于确定地物在地球上位置的坐标系。

一个特定的地理坐标系是由一个特定的椭球体和一种特定的地图投影构成，其中椭球体是一种对地球形状的数学描述，而地图投影是将球面坐标转换成平面坐标的数学方法。

空间元数据：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它特征。

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。

地理编码：是为识别点、线、面的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，按实体的属性特征和几何坐标的数据结构记录在计算机的存储设备上。

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。

1、结构化的概念最早是由E.W于1965年提出来的，GIS工程学体系的三维结构是由A.D.Hall 提出的，地理信息科学是由Good Child于1992年提出的，Grady Booch是面向对象发最早的倡导者之一；Jacobson提出了OOSE方法；Y ourdon提出了进行GIS总体的结构图；基本E-R模型由Peter Chen于1976年提出的。

GIS设计与实现——李满春教材电子版

目录第一章引论 (1)一、什么是GIS (1)（一） GIS概述 (1)1. GIS研究内容 (1)2. GIS特点 (2)3. GIS与其它学科的关系 (3)（二） GIS发展 (4)（三） GIS应用 (5)二、GIS构成 (7)（一）硬件 (7)（二）软件 (8)（三）数据 (9)（四）人员 (9)三、GIS用户和产品模式 (10)（一） GIS用户 (10)1. 最终用户 (10)2. GIS专业人士 (10)3. GIS开发商/系统集成商 (10)（二） GIS产品模式 (11)1. 数字地图 (11)2. 桌面制图 (12)3. 桌面GIS (12)4. 专业化GIS (12)四、GIS前瞻 (13)第二章 GIS设计思想、内容和标准 (16)一、GIS设计目标及其特点 (16)（一） GIS设计目标 (16)（二） GIS设计特点 (17)二、GIS设计的理论基础——GIS工程学思想 (18)（一） GIS工程学特点 (18)（二） GIS工程学体系 (19)（三） GIS工程学的基础理论 (20)1. 系统学思想 (20)2. 系统工程学 (21)3. 地理信息科学 (22)三、GIS设计的内容 (23)1. 软件设计 (24)2. 数据库设计 (25)四、GIS的规范化与标准化 (27)（一） GIS规范化和标准化的作用 (27)（二） GIS规范化和标准化的内容 (28)1. 地理信息标准 (28)2. 数据标准 (30)3. 信息技术标准 (33)4. 应用标准 (34)5. GIS的设计标准和系统评价标准 (34)第三章 GIS设计方法 (36)一、结构化生命周期法 (36)（一）概述 (36)（二）结构化生命周期法的类型划分 (38)二、原型法 (39)（一）概述 (39)（二）原型的种类及构造方法 (41)三、面向对象设计方法 (42)（一）概述 (43)1. 面向对象的概念和术语 (43)2. 面向对象分析与设计方法的特点 (43)（二）面向对象设计方法 (44)1. OMT (44)2. UML (45)（三）面向对象方法在系统设计开发中的应用 (47)四、GIS基本设计方法比较与选择 (48)（一）基本设计方法比较 (48)（二） GIS设计方法的选择 (48)第四章系统定义 (51)一、系统需求调查和分析 (51)（一）系统目标分析 (52)（二）系统功能与性能分析 (53)1. GIS结构化分析方法 (53)2. GIS面向对象分析方法 (53)3. GIS快速原型化分析方法 (53)二、系统可行性研究 (55)1. 数据源调查与评估 (55)2. 技术可行性评估 (55)3. 经济和社会效益分析 (55)4. 系统的支持状况 (56)三、系统分析工具 (56)（一） GIS数据流模型 (57)1. 数据流图的基本成分 (57)2. 分层的GIS数据流图 (58)3. 如何绘制GIS数据流图 (59)（二） GIS数据字典 (59)（三）加工逻辑说明 (60)1. 结构化英语 (61)2. 判定表 (61)3. 判定树 (62)四、软件需求规格说明 (62)第五章系统总体设计 (65)一、总体设计的任务、方法和准则 (65)（一）总体设计的任务和方法 (65)（二）总体设计的准则 (66)1. 模块化 (67)2. 抽象和信息隐蔽 (67)3. 模块独立性 (67)二、系统总体设计工具 (68)（一）层次图 (68)（二） HIPO图 (69)（三）结构图 (70)三、GIS应用分析模型设计 (71)（一） GIS空间处理与分析设计 (71)（二） GIS地理建模 (71)1. 地理建模过程 (72)2. GIS应用模型库的设计 (73)3. GIS模型库管理 (76)四、GIS接口设计 (77)（一）系统与标准数据的接口 (77)（二）互操作接口 (78)1. 异质环境下的GIS互操作设计 (78)2. GIS子系统之间以及子系统各模块之间的接口设计 (78)（三）空间数据与属性数据的接口 (79)（四） GIS与系统开发环境的接口 (80)五、GIS用户界面设计 (81)（一）以用户为中心的人机界面 (82)1. GIS的用户分析 (82)2. 人机交互方式 (82)3. GIS用户界面的设计原则 (82)（二） GIS用户界面设计与开发 (84)1. GIS输入设计 (85)2. GIS输出设计 (86)六、系统总体设计报告 (87)第六章系统详细设计 (90)一、详细设计的基本原则 (90)二、详细设计的内容和具体任务 (91)三、详细设计的表达工具 (91)（一）程序流程图 (92)（二） N-S盒式图 (93)（三）问题分析图 (94)（四）类程序设计语言 (95)四、数据结构和数据库详细设计 (97)（一）数据结构规范化 (97)1. 第一范式 (98)2. 第二范式 (98)3. 第三范式 (98)（二）关系数据库建库 (99)1. 建立基表 (99)2. 基表关联的建立 (99)3. 数据安全性管理 (100)五、详细设计规格说明书 (100)（一）详细设计规格说明书内容体系 (100)（二）模块开发卷宗中模块说明表 (101)（三）详细设计评审报告审议项目列表 (102)第七章空间数据库系统的设计与实现 (104)一、空间数据 (104)（一）空间数据的特征 (104)1. 比例尺 (104)2. 坐标系 (104)3. 投影 (105)（二）空间数据的规范与标准 (106)1. 分类 (106)2. 编码 (106)3. 空间元数据 (107)二、空间数据的逻辑预处理 (108)1. 分幅 (108)2. 分层 (110)3. 分专题要素 (111)三、空间数据库的概念设计 (111)（一）空间数据需求分析 (111)（二） E-R模型 (112)1. 基本E-R方法 (112)2. 扩展E-R方法 (113)3. 空间E-R方法 (114)（三）空间数据库的概念模型设计 (117)四、空间数据库的逻辑设计 (119)（一）传统数据模型 (119)1. 层次模型 (119)2. 网络模型 (120)3. 关系模型 (120)（二）面向对象数据模型 (121)（三）空间数据模型 (123)1. 混合数据模型 (123)2. 全关系型空间数据模型 (124)3. 对象-关系型空间数据模型 (125)4. 面向对象空间数据模型 (125)五、空间数据库的功能设计 (126)（一）空间数据输入设计 (126)（二）空间数据检索设计 (127)（三）空间数据输出设计 (128)（四）空间数据更新设计 (129)（五）空间数据共享设计 (130)六、空间数据采集建库 (130)（一）建库前期准备工作 (130)1．数据源的选择 (130)2．数据采集存储原则 (131)3．建库的数据准备 (131)4. 数据库入库的组织管理 (132)（二）数字化方案的制定 (133)（三）空间数据库建库流程 (134)（四）地理编码 (135)1. 地理编码定义及分类 (135)2. 拟定分类体系 (136)第八章分布式GIS (139)一、分布式GIS概述 (139)（一）分布式GIS定义 (139)（二）分布式GIS的技术基础 (140)1. 分布式操作系统 (140)2. 分布式数据库 (141)3. 分布对象计算 (142)（三）分布式GIS的产生和发展 (143)二、分布式GIS的基本开发模式 (145)（一）基于数据共享的分布式GIS (145)1. 交换数据格式 (145)2. 空间数据引擎 (146)3. 开放式GIS (147)（二）基于分布式计算的WebGIS (148)（三）基于CORBA的分布式GIS (149)三、分布式GIS设计内容和步骤 (152)（一）分布式GIS的网络设计 (153)1. 结构化综合布线系统 (153)2. 网络操作系统及服务器的选择 (154)3. 网络拓扑结构及智能管理 (155)（二）分布式GIS的模型设计 (156)四、分布式GIS开发的解决方案 (158)1. 小规模分布式GIS软件开发 (159)2. 中等规模分布式GIS软件开发 (159)3. 大规模分布式GIS应用软件开发 (160)第九章系统实施 (162)一、系统设计的评价 (162)二、系统实施计划的制订 (163)三、程序编写工作的组织管理 (163)（一）系统实施人员构成 (163)（二）程序编写的组织管理 (164)四、程序代码的编写 (165)（一）程序语言的选择 (166)（二）程序设计的风格 (166)（三）系统代码文档的编写 (168)五、程序的调试与安装 (168)六、文档 (169)（一）系统说明书 (170)（二）用户手册 (170)第十章 GIS测试与评价 (172)一、GIS软件测试 (172)（一） GIS软件测试方法 (172)（二） GIS软件测试内容 (172)1. 系统运行环境 (173)2. 系统体系结构 (174)3. 系统功能指标 (176)4. 系统的综合性能指标 (179)二、GIS软件评价 (179)第十一章 GIS维护 (181)一、GIS维护内容及组织保障 (181)（一） GIS维护内容 (181)1. 数据维护与更新 (181)2. 应用系统维护与更新 (181)3. 网络维护与安全管理 (182)（二） GIS维护的组织保障 (182)二、微机系统维护规程及GIS日常维护管理 (186)（一）微机系统维护规程 (186)（二） GIS日常维护管理 (188)1. 微机资源管理 (188)2. 机房管理 (188)3. 一般安全管理 (188)三、GIS安全与保密 (189)1. 数据存贮加密 (189)2. 数据存取控制 (190)3. 数据传输加密 (191)4. 加密算法和加密方式 (191)5. 安全与保密管理 (191)四、地理信息的维护 (192)第十二章 GIS设计项目管理与质量保证 (196)一、GIS项目估算 (197)二、GIS项目进度安排 (198)（一） GIS项目进度安排考虑因素 (198)（二） GIS项目进度安排表制定方法 (199)1. 里程碑表示法（Milestone Chart Method） (199)2. 直方图法（Histogram method） (199)3. 关键路径法（CPM法——Critical Path Method） (200)4. 墙纸法（Wall Paper Method） (201)三、GIS软件度量 (201)四、GIS项目风险分析 (202)（一）风险识别与估计 (202)1. 风险识别 (202)2. 风险估计 (203)（二）风险驾驭与监控 (203)五、GIS项目追踪与控制 (204)六、GIS软件质量保证 (204)（一） GIS软件质量特性 (204)（二） GIS软件质量保证体系 (207)（三）实现质量保证的方法 (209)第十三章县（市）级土地利用规划管理信息系统设计与实现 (211)一、系统建设背景 (211)二、系统设计方法的选择 (212)三、系统定义 (212)（一）系统定义的目标与方法 (212)（二）现状调查分析 (213)1. 业务调查与分析 (213)2. 相关信息和数据 (214)（三）功能和性能要求 (215)1. 功能要求 (215)2. 性能要求 (215)（四）系统模型设计 (216)四、系统总体设计 (217)1. 软件结构体系设计 (218)2. 系统软硬件配置方案 (218)3. 系统模块设计 (219)4. 数据结构设计 (221)五、系统详细设计 (226)（一）系统功能模块 (226)（二）系统数据库 (228)六、系统的实现 (229)（一）系统设计的评价 (229)（二）代码编写工作的组织和管理 (230)（三）数据库建库 (230)（四）功能实现 (230)（五）系统的调试安装 (232)参考文献 (234)第一章引论一、什么是GIS随着计算机的出现和发展，以计算机技术为核心的信息处理技术作为当代科技革命的主要标志之一，已广泛地渗入生产和生活的方方面面，影响和决定着社会经济的发展，并成为衡量一个国家科技发展水平的重要标准之一。

基于空间数据库的地理信息系统的设计与实现

基于空间数据库的地理信息系统的设计与实现地理信息系统（GIS）是一种利用计算机技术对地理空间数据进行收集、管理、分析和可视化的系统。

随着技术的发展，基于空间数据库的GIS成为了目前较为常见的设计与实现方式。

本文将介绍基于空间数据库的地理信息系统的设计与实现的相关内容。

设计与实现一个基于空间数据库的地理信息系统，首先需要选择合适的空间数据库作为数据存储和管理的基础。

常见的空间数据库包括开源的PostGIS、商业的Oracle Spatial等。

选择合适的空间数据库需要考虑系统的规模、性能要求以及后续的拓展性。

在设计数据库结构时，需要根据系统需求来确定地理要素的数据模型和属性字段。

地理要素包括点、线、面等，应根据实际应用需求进行细分和组织。

属性字段则用于存储地理要素的属性信息，如名称、坐标、面积等。

在数据库的设计中，必须考虑空间索引的建立。

空间索引是提高GIS系统性能的重要手段。

通过创建空间索引，可以加快地理要素的检索速度，提高系统的响应性能。

常见的空间索引有R树、Quadtree等，根据不同的数据库和索引算法选择合适的空间索引。

接下来是系统的实现。

在系统实现中，需要根据需求开发相应的功能模块。

常见的功能模块包括地图显示、数据采集、数据编辑、空间分析等。

地图显示模块用于将地理要素以图形化的方式展示在地图上，提供用户友好的界面和交互操作。

数据采集模块用于采集地理要素的数据，可以通过GPS等设备获取地理要素的坐标信息，并存储到数据库中。

数据编辑模块用于对已有的地理要素数据进行编辑和更新，保证数据的准确性和完整性。

空间分析模块用于对地理要素进行分析和计算，如查找最近地点、计算面积等。

在地理信息系统的设计与实现过程中，还需要考虑数据安全和权限管理。

地理信息系统存储的是大量的地理数据，其中可能包括敏感信息。

因此，需要采取一些措施来保护数据的安全性，如数据加密、访问控制等。

同时，需要设计合理的权限管理机制，确保不同用户只能访问其所具备权限的数据和功能。

地理信息系统的设计与实现

地理信息系统的设计与实现地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集地理空间数据采集、存储、管理、分析和可视化于一体的信息管理系统。

它能够通过地图表示地理空间分布的各种属性信息，为决策者提供空间数据分析和空间关联性分析的支持，以便更好地理解和解决地理空间问题。

本文将针对地理信息系统的设计与实现进行详细介绍。

一、地理信息系统的设计1.需求分析在设计地理信息系统之前，首先要进行需求分析。

需求分析包括用户需求和系统需求两个方面。

用户需求是指使用地理信息系统的用户对系统功能和性能的要求；系统需求是指系统运行的环境、数据存储和处理能力等方面的要求。

通过与相关用户沟通和调查，设计人员能够更好地理解用户的需求，为后续的设计工作做好准备。

2.数据采集与存储地理信息系统需要大量的地理数据来支持分析和展示功能。

数据的采集可以通过现场调查、航空遥感、卫星遥感等多种手段进行。

采集到的数据需要进行处理和存储。

处理涉及数据清洗、转换、修复等过程，以保证数据的准确性和一致性。

存储可以选择关系数据库、空间数据库或者文件系统等方式，根据实际需求进行选择。

3.系统架构设计地理信息系统的架构设计是设计过程中的重要环节。

架构设计涉及到软件和硬件的选择、系统模块的划分和交互等方面。

在选择软件和硬件时需要考虑系统的可扩展性、性能和稳定性。

模块划分和交互的设计需要根据系统的功能和用户的需求进行合理的划分和定义，以保证系统的高效运行和用户的良好体验。

4.功能设计地理信息系统的功能设计是基于用户需求和系统架构进行的。

功能设计包括系统的基础功能和扩展功能。

基础功能包括地图展示、查询、分析、编辑等功能，扩展功能可以根据具体需求进行添加。

功能设计需要考虑用户的应用场景和业务特点，以提供符合用户需求的功能模块。

二、地理信息系统的实现1.数据库设计地理信息系统需要数据库来存储和管理地理数据。

数据库设计是实现地理信息系统的关键环节之一。

GIS空间数据库设计方法讨论

Ｓｅ２００ｐ，１
ＧＩＳ空间数据库设计方法讨论
薛国梁
（西北民族大学人事处，肃兰州７０３）甘３００
［摘
要］通过分析地理信息系统建设过程中空间数据库的建设内容．综述空间数据块的划分、图层的分层设计方
法、题图层划分和数据桌设计、析空间数据库的结构，论了空间数据库系统建设的方法和需解决的关键技术问题．专分讨
第３卷总第７１７期
２０１０年３月
西北民族大学学报（自然科学版）
Ｖｏ．１Ｎｏ１１３，．
ＪｕｌｆｏｈｅｎｅｉｒａｏａｔｓＮａｕａＳｉｃ）ｏｍａｏｒｗｓＵｉｒｔｆｔｎｌｉ（ｔｒｌｃｎｅＮｔｔｖｓｙｏＮｉｉｅｅ
则的块，图２图块划分的原则如下：见．． ①按存取频率较高的空间分布单元划分图块，以提高数据库的存取效率；图块的划分应使基本存储单元具有较为合理的数据量； ② ③分区时应考虑未来地图数据更新的图形属性信息员及空间分布，以利于更新和维护．一般小比例尺地图按经纬线分幅，比例尺地图按 ④ 大举行分幅，由于分幅后会出现某一空间实体会出现跨越不同图幅，间实体被分为若干个空间基本单元空
［收稿日期】０９—１ —１２０２０
［者简介】薛国梁（９０）男，西韩城市人，政管理研究实习员，要从事高教管理工作．作１８一，陕党主

深度探讨城市GIS的设计与实现

城市地理信息系统的设计方法与一般信息技术（设计类似，早期的地理信息ＩＴ）故系统设计大致照搬ＩＴ的设计方法，生命如周期法、块设计法、据分析法等。中，模数其生命周期法是将整个信息系统的开发过程划分为若干阶段，先规定每一阶段的目预标和任务，一定准则顺次完成。些传统有这方法大都采用线性模型，把系统的设计即与实施视为没有反复、能回归的单一发不展过程，缺点在于分析与设计的过程较其长，效迟。易把握用户需求的变化。见不这些方法一般不适用于城市地理信息系统的设计，因为城市地理信息系统的服务对象（用户群）多种多样的，逐渐参与的，即是是用户需求也是逐渐变化和发展的，此初因期拟定的系统目标和数据规模等不可能保持一成不变，要不断地进行修改和完善。需此外，理信息系统技术和计算机软硬件地技术发展很快。跟上技术的最新发展也要要求对原有设计进行修改和补充。与早期的不同，目前地理信息系统设计常采用原型法。型法的原则是先确定原分基本需求，择一个试验区，计出一个选设初步方案，用较短时间开发出一个能满并足用户基本要求的实验性和示范性的系统雏形（原型）经用户试用，ｍ该原型的即。技缺点和不足，后进行修改雨Ｉ觅，向用然、再户演示，取他们的意见并修改补充，听如此反复，渐建成较为完善的系统。样的系逐这统设计和开发过程实际上是一个迭代过程，不是多数传统方式那样的线性过程。而这种设计方法较适应于城市地理信息系统的建设特点。的好处是通过一个示范系它统，于用户理解、用和提出意见，引便试吸用户参与系统设计工作。

测绘技术中的GIS数据库建立方法

测绘技术中的GIS数据库建立方法GIS（地理信息系统）是一种通过整合地理空间数据并进行分析、展示和管理的技术。

它在测绘领域中发挥着重要作用，帮助测绘人员更好地了解地理环境、地质数据以及各种地形要素。

建立GIS数据库是使用这一技术的关键步骤之一，下面将介绍几种常用的GIS数据库建立方法。

一、数据收集和整理首先，为了建立一套完整的GIS数据库，需要进行数据收集。

常见的数据来源包括遥感图像、GPS数据、地面测量数据以及其他相关的地理数据。

这些数据一般以数字形式存在，需要通过数据处理软件进行整理和组织。

例如，可以使用遥感图像处理软件对卫星图像进行解译和分类，提取出所需的地物要素，并转为矢量数据。

此外，各种测绘设备收集到的地面测量数据也需要进行数字化处理，以便与其他数据进行整合。

二、数据处理和建模在数据收集和整理完成后，需要进行数据的处理和建模，以适应GIS系统的要求。

数据处理包括数据格式转换、数据加工和数据裁剪等环节。

常见的数据处理软件有ArcGIS、MapInfo、ERDAS等，它们提供了强大的数据处理和分析功能。

通过这些软件，可以对数据进行投影变换、坐标系转换、数据格网化等操作，以保证数据的准确性和一致性。

建模是指将原始数据转化为一种适合GIS分析的数据模型。

常见的数据模型有栅格模型和矢量模型。

栅格模型是将地理空间划分为规则的单元格，每个单元格内存储一个特定的值。

这种模型适用于连续型数据，如高程数据、遥感图像等。

而矢量模型则是将地理要素表示为点、线、面等几何对象，适用于离散型数据，如道路、建筑物等。

建模过程需要根据具体要求选择合适的模型，并进行数据属性的设置和数据库的建立。

三、数据库设计和管理数据库设计是建立GIS数据库的重要环节，它决定了数据的组织结构和属性描述方式。

在设计过程中，需要考虑数据的可查询性、一致性和安全性等因素。

一般来说，GIS数据库可以按照地理空间数据和属性数据的关系进行划分。

地理空间数据包括地图要素的几何形状信息，属性数据则包括地图要素的属性描述信息。

基于GIS的省级地质灾害数据库设计与实现

ｓｎｗｓｄｓｕｓｄｉｏｓｐ：ｏｃｐｕｅｉｎｇｔｅｉ．ｈｓｐｐｒｌｔｄｃｄｔｅｅｔｌｈｅｔｆｅｌｃａ・ｉａｉｓｅｔｔｓｃｎｅｔａｄｓｎａｄｌｉｉｄｓＴｉａｅｓｉｒｕｅｓｉｍｎｏｇａｈｇｃｎｗｅｌｇｏｓｃｎｇａｏｎｏｈｂａｓｏｇｏｌｚｉ
关键词：Ｉ；质灾害；ＧＳ地数据库；图形数据库；属性数据库；省级；计与建实现设中图分类号：２８Ｐ０文献标识码：Ｂ文章编号：６２— ８７２１）３０５０１７５６（０１０ — １７— ５
ＤｅｉｎａｄＩｐｅｅｔｔｏｆＰｒｖｎｉｌＧｅｌｇｃｌｓｇｎｍｌｍｎａｉｎｏｏｉｃａｏｏｉａ
彭颖霞，何贞铭，占辽芳，廖野翔，李若瑶
（长江大学地球科学学院。湖北荆州４４２）３０３
摘
要：了进行地质灾害区划研究，为作者在对国内外地质灾害研究现状进行分析的基础上，出了利用ＧＳ强提Ｉ
大的空间分析和快速的图文互访功能来管理分析地质灾害数据，并从数据共享的角度提出建立省级地质灾害数
ｒａａａｅｆａｄｄｔｂｓｒｍａｏｓａｐｃｓｉｃｕｉｇａｔｂｔａａａｅｃｎｔｕｔｎｇａｈｃｄｔｂｓｏｓｒｃｉｎａｄｔｅｉｔｇａｉｎｂｔｅｎｏｖｒｕｓｅｔ，ｎｌｄｎｔｕｅｄｔｂｓｏｓｒｃｉ，ｒｐｉａａａｅｃｎｔｔｎｈｎｅｔｅｗｅｉｉｒｏｕｏｒｏ

基于GIS的城市规划与管理系统的设计与实现

基于GIS的城市规划与管理系统的设计与实现随着城市化进程的加速，城市规划与管理愈加重要。

为了确保城市的可持续发展，我们需要一种能够对城市进行全面分析和综合决策的工具。

在这种情况下，GIS成为了城市规划与管理中的重要组成部分。

本文将就基于GIS的城市规划与管理系统的设计与实现进行讨论。

一、GIS技术和城市规划与管理GIS（地理信息系统）是一种将地理空间信息进行管理、分析、处理和展示的技术。

这项技术的出现使得城市规划与管理更加客观、准确和高效。

因为很多城市问题都与地理位置有关，如环境污染、城市交通拥堵、用地利用等。

通过GIS技术，我们可以对城市进行准确分析，从而对城市进行更好的规划和管理。

在城市规划方面，GIS技术可以帮助设计师对未来的城市进行模拟和预测。

它可以将不同的城市要素，如地形、土地利用、交通、建筑布局等进行整合和分析。

通过这些分析，我们可以对城市进行更加全面的规划。

在城市管理方面，GIS技术可以帮助城市管理人员及时地了解城市的情况。

它能够监测噪声、空气质量、城市交通拥堵等问题。

这让城市管理人员能够在最短时间内采取措施，解决城市问题。

二、基于GIS的城市规划与管理系统的设计为了实现对城市的全面规划和管理，我们需要建立一种基于GIS的城市规划和管理系统。

这种系统可以包括以下几个方面：1. 建立地理数据库地理数据库是GIS系统中最核心的组成部分。

它的作用是将一定区域内的各种要素，如道路、建筑、水域、生态环境等进行空间组织。

为了建立这样的数据库，我们需要采集大量的地理信息。

这一过程包括了实地采集、三维扫描、卫星遥感等多种方法。

这样的数据库是建立GIS系统的基础，也是进行城市规划和管理的必要条件。

2. 车辆监测系统车辆监测系统是城市管理中重要的组成部分之一。

它能够实时监测城市的交通状况，包括道路拥堵程度、车流量、车速等。

通过这些监测数据，我们可以进行交通优化，减小交通拥堵，提升道路通行效率。

3. 环境监测系统环境监测系统是城市管理中不可缺少的一环。

基于WebGIS的地理信息系统设计与实现

基于WebGIS的地理信息系统设计与实现地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种利用计算机来存储、管理、分析和展示地理空间数据的系统。

基于WebGIS的地理信息系统设计与实现，是指将传统的地理信息系统应用扩展到Web平台上，通过网络实现地理信息数据的共享、交互和可视化展示。

本文将就基于WebGIS的地理信息系统的设计与实现，进行详细的探讨。

一、简介地理信息系统（GIS）是通过将地理位置和属性信息与地图相结合，将现实世界的地理空间数据以数值形式进行描述、处理和分析的技术体系。

利用GIS，我们可以进行空间数据的收集、存储、管理、分析和展示，进而获得有关地理现象和态势的空间关系和发展趋势。

二、基于WebGIS的地理信息系统设计与实现的意义1. 数据共享和交互：传统的地理信息系统通常需要安装专业软件和获取数据授权，而基于WebGIS的地理信息系统可以通过网络进行数据的共享和交互，提供便捷的数据获取和查询服务。

2. 空间可视化展示：基于WebGIS的地理信息系统可以将地理数据以地图形式展示，利用可视化手段将抽象的数据转化为直观的地图，使用户更容易理解地理现象和数据之间的关系。

3. 跨设备和平台使用：基于WebGIS的地理信息系统可以在多种终端设备上进行访问和使用，例如电脑、手机、平板等，用户可以随时随地获取所需地理信息。

三、基于WebGIS的地理信息系统设计与实现的关键技术1. 地理数据采集和处理：通过各种方式获取地理数据，如卫星遥感、GPS定位、无人机等。

然后对地理数据进行清洗、处理、融合等操作，以保证数据的准确性和完整性。

2. 数据存储与管理：将采集到的地理数据存储到数据库中，并通过合适的数据模型进行管理，以满足地理信息系统的需求。

3. 地图可视化展示：利用地图引擎和前端技术，将存储在数据库中的地理数据以地图形式展示出来。

可以使用开源地图引擎如OpenLayers或Leaflet，结合HTML、CSS和JavaScript等前端技术进行开发。

基于GIS的地理信息服务系统设计与实现

基于GIS的地理信息服务系统设计与实现第一章：绪论地理信息服务系统是一个集成了地理信息技术、计算机技术和通信技术的新型应用系统。

本文以GIS为核心，探索地理信息服务系统的设计与实现。

第二章：GIS技术2.1 GIS概述GIS (Geographic Information System)是指一个以地理空间信息为基础，以计算机软件和硬件系统为支持的，能够进行地理信息采集、存储、管理、分析、处理、显示等一系列功能的系统。

2.2 GIS组成GIS分为硬件和软件两部分。

硬件包括计算机、输入设备、输出设备、存储设备等。

软件包括数据库管理系统、操作系统、GIS 核心软件和应用软件。

2.3 GIS数据GIS数据包括矢量数据和栅格数据两种类型。

矢量数据以点、线、面为基本要素描述地理对象；栅格数据则是将地球表面划分为一系列像素，像素值代表地表属性。

第三章：地理信息服务系统设计3.1 系统需求分析首先需要明确系统的需求，包括数据采集、存储、管理、分析、处理、显示等功能，以及用户角色、用户管理等。

3.2 系统架构设计地理信息服务系统架构包括了GIS核心软件和应用软件两部分。

GIS核心软件包括数据库管理系统、操作系统和GIS核心应用程序等组成，应用软件则是根据实际需求开发的地理信息服务应用。

3.3 数据库设计地理信息的数据量大、复杂，需要采用关系型数据库管理系统进行管理和维护。

设计数据库需要考虑到系统的稳定性、扩展性和可靠性等因素，确保系统数据的完整性和安全性。

3.4 应用程序设计根据系统需求，采用B/S架构或C/S架构进行开发。

应用程序需要支持数据的采集、浏览、查询、分析、展示等功能。

同时可以为用户提供各种可定制的分析工具或模型，满足不同用户的需求。

第四章：地理信息服务系统实现4.1 硬件环境实现地理信息服务系统需要进行服务器配置，包括批处理器、存储器、磁盘存储器、网络接口卡等硬件设备。

4.2 软件环境实现软件环境实现包括操作系统和数据库管理系统的安装和配置，以及GIS核心应用程序和应用软件的开发和部署。

地理信息系统中的空间数据库设计与优化

地理信息系统中的空间数据库设计与优化地理信息系统（GIS）是一种将地理空间数据与属性信息相结合的系统，它能够对复杂的地理数据进行存储、管理、分析和展示。

而在GIS系统中，空间数据库扮演着关键的角色。

本文将探讨地理信息系统中空间数据库的设计与优化问题。

1. 空间数据库的设计原则空间数据库的设计应遵循以下原则：1.1 数据模型的选择：空间数据库的数据模型有两种主要类型，即矢量数据和栅格数据。

在设计空间数据库时，应根据实际应用的需要选择最适合的数据模型。

1.2 数据结构的设计：空间数据的特点是具有空间和属性信息。

在设计空间数据库中，应选择合适的数据结构来存储和管理空间数据。

常用的数据结构包括点、线、面以及多边形等。

1.3 数据库索引的设计：在空间数据库中，索引的设计对于查询和分析性能至关重要。

应根据实际应用的需要选择索引类型，并合理利用索引来提高查询效率。

2. 空间数据库的优化方法2.1 空间索引的优化：空间索引是空间数据库的基础，对于空间查询的效率起着关键作用。

常见的空间索引方法包括R树、四叉树和网格索引等。

在使用空间索引时，应选择适合具体应用的索引方法，并合理调整索引参数以提高查询效率。

2.2 数据库分区的优化：对于大规模的空间数据库，可以采用数据库分区的方式将数据分成不同的区域进行管理。

通过合理划分分区，可以提高空间数据的查询和操作效率。

2.3 空间数据压缩的优化：空间数据的存储量通常较大，为了减少存储空间的占用，可以采用压缩算法对空间数据进行压缩。

常用的压缩算法包括RLE（Run-Length Encoding）和Delta编码等。

2.4 索引重建的优化：随着空间数据库的使用，索引可能会发生碎片化，导致查询效率下降。

因此，定期进行索引重建是优化空间数据库的重要手段之一。

3. 空间数据库的性能评估在设计和优化空间数据库时，对其性能进行评估是非常重要的。

常用的性能评估指标包括查询响应时间、数据加载速度和数据存储空间占用等。

GIS数据库设计

§8.1 GIS数据库设计的概念
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❖ 数据库设计就是把现实世界中一定范围内存在着的应用处理和数据抽象成一个数据库的具体结构的过程。具体地讲，就是对于一个给定的应用环境，提供一个确定最优数据模型与处理模式的逻辑设计，以及一个确定数据库存贮结构与存取方法的物理设计，建立能反映现实世界信息和信息联系，满足用户要求，以能被某个数据库管理系统（DBMS）所接受，同时能实现系统目标并有效存取数据的数据库。
一般地，地学实体可包括几何类型信息、分类分级信息：如下几类属性信息：
地学实体
几何类型信息
分类分级信息图形信息数量特征信息质量描述信息名称信息
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LOGO
a．几何类型信息：点状物体、线状物体、面状物体、复杂物体、三维物体等等。图形
b．分类分级信息：说明物体的类型归属，用特征码或地理标识码表示。 c．图形信息：描述物体的位置和形状的信息。 d．数量特征信息：描述物体的大小或其它可以度量的性能指标。如长度、
概念化设计
在地理实体之间存在着各种各样的关系，而GIS中只能直接建立一些最基本的关系，其它关系可以在基本关系的基础上导出。一般地，地理实体具有下述三种类型的基本关系：
§8.2 应用型GIS数据库设计目标
（l）满足用户要求。（2）良好的数据库性能。（3）对现实世界模拟的精确程度。（4）能被某个数据库管理系统接受。
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§8.3 应用型GIS数据库设计
❖ 一、概念化设计 ❖ 二、数据库逻辑设计 ❖ 三、数据库物理设计
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一、概念化设计
❖ 1．概念结构设计的方法与步骤 ❖ 2．实体—关系模型 ❖3. 数据库地理实体类型确定 ❖ 4．地理实体属性范围 ❖ 8．实体间的基本关系

GIS数据与气象资料融合系统的设计与实现

GIS数据与气象资料融合系统的设计与实现1. 引言GIS（地理信息系统）和气象资料在当今社会中起着重要的作用。

GIS通过将空间数据与非空间数据结合起来，提供了可视化的空间分析和决策支持能力。

而气象资料则提供了天气预报、气象监测等重要信息。

本文将介绍一种将GIS数据与气象资料融合的系统设计与实现。

2. 系统需求分析在设计与实现GIS数据与气象资料融合系统之前，我们需要进行系统需求分析。

系统的主要功能包括：- 数据采集：从不同的数据源中获取GIS数据和气象资料。

- 数据预处理：对采集到的数据进行预处理，如数据清洗、筛选等。

- 数据存储：将经过预处理的数据存储到数据库中，以便后续的数据分析和可视化展示。

- 数据分析：基于融合后的数据进行空间分析和统计分析。

- 数据可视化：将分析结果可视化展示，如地图、图表等形式。

3. 系统设计与实现3.1 数据采集数据采集是系统的基础工作，可通过网络爬虫技术从多个数据源获取GIS 数据和气象资料。

根据数据源的不同，可以采用不同的爬取方式，如API接口、FTP下载等。

采集到的数据需要进行验证和清洗，确保数据的准确性和完整性。

3.2 数据预处理数据预处理主要包括数据清洗、数据格式化和数据整合等工作。

对于GIS数据，需要进行数据清洗和格式化，如去除重复数据、填充缺失值等。

对于气象资料，需要进行数据质量控制和格式转换等处理。

最后，将经过预处理的数据整合到一起，以便后续的数据存储和分析。

3.3 数据存储对于大量的GIS数据和气象资料，使用关系型数据库进行存储是一种较为合适的方式。

可以选择如MySQL、PostgreSQL等数据库管理系统。

在设计数据库结构时，需要根据不同的数据类型进行合理的表设计，以便后续的查询和分析操作。

3.4 数据分析数据分析是系统的核心功能之一，它可以基于融合后的数据进行空间分析和统计分析。

空间分析可以包括地理加权回归分析、空间聚类分析等，统计分析可以包括气象资料的趋势分析、相关性分析等。

GIS设计与实现4.总体设计

在总体设计阶段，所有模块都处于黑盒子状态
设计人员站在较高的层次上思考软件的体系结构，确定模块和模块间的关系，不考虑模块具体的实现细节（条件逻辑、算法和过程步骤等）。
返回
二、总体设计主要任务
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设计数据库总体结构
（4）模块的作用域应该在控制域之内
◆模块的作用域：受该模块内一个判定影响的所有模块的集合。
◆模块的控制域：模块本身及所有直接或间接从属于它的模块的集合。
图中A的控制域是A、B、C、D、E、F。
（5）力争降低模块接口的复杂程度
下面两个模块都是求一元二次方程根的，后者的接口较简单。
◆模块一： Quad_Root(ABC（）,X（）)
如果某模块只有一个上级模块调用它，可以把它合并到调用它的上级模块中。
（2）模块规模应该适中
模块规模不应过大，规模过大，不易理解；规模也不宜过小，模块过小，模块数量将增大，使得模块接口变得复杂；
适当的模块规模一般其编码能写在一页纸上（通常在 60行左右）
返回
（3）深度、宽度、扇出、扇入都应当适中
规划辅助编制
专题查询与分析
系统维护
规划公众参与
统文现规分建项规规年年年经用统土建规新规用动地意其规
计档状划析设目划划度度度济地计地设划增划户态类见他划
数
图图图用跟修期新土挂社综数利项修建指安表代模参公
据
地踪改指增地钩会合据用目改设标全单码板数众
审监管标建开周发分查现用情项查管查管管管参
◆内聚（cohesion）内聚是模块内部各成分之间的联系，如果模块的内聚度

地理信息系统中的地理空间数据库设计方法

地理信息系统中的地理空间数据库设计方法地理信息系统(GIS)是一个用于记录、存储、处理和分析地理空间数据的系统。

作为GIS的核心部分，地理空间数据库起着非常重要的作用。

地理空间数据库设计是GIS系统设计的关键环节，直接影响着GIS系统的性能和功能。

一、需求分析在进行地理空间数据库设计之前，首先需要进行需求分析。

需求分析是确定数据库功能和性能要求的过程。

该过程包括以下三个步骤：1. 收集和分析用户需求：与GIS系统的最终用户进行沟通，并确定用户对地理空间数据库的需求和期望。

2. 确定数据类型和结构：根据用户需求，确定地理空间数据库中需要存储的数据类型和数据结构。

3. 确定性能要求：根据用户需求和系统规模，确定地理空间数据库的性能要求，如数据查询速度、数据更新速度等。

二、数据模型设计数据模型是地理空间数据库设计的核心内容。

常见的地理空间数据库的数据模型包括层次模型、关系模型和对象模型。

1. 层次模型：层次模型是以树结构来组织地理空间数据的模型。

在层次模型中，地理空间数据被组织成一种层次结构，通过层次结构之间的关系来表示地理空间数据之间的关联。

2. 关系模型：关系模型是使用关系代数来描述地理空间数据的模型。

在关系模型中，地理空间数据以表的形式存储，通过表之间的关系来表示地理空间数据之间的关联。

3. 对象模型：对象模型是以对象的形式来表示地理空间数据的模型。

在对象模型中，地理空间数据以对象的形式存储，并通过对象之间的关联来表示地理空间数据之间的关联。

三、数据库结构设计数据库结构设计是指设计数据库的表结构、字段和索引等。

在地理空间数据库的结构设计中，需要考虑以下几个方面：1. 数据库表的划分：根据数据类型的不同，将地理空间数据划分到不同的数据库表中，以提高数据库查询性能。

2. 字段的定义：根据数据的特点和需求，定义合适的字段类型和长度。

同时，需要设置约束条件，保证数据的完整性和准确性。

3. 索引的建立：根据数据查询的需求，建立适当的索引，以提高查询速度。