地理信息系统设计报告三篇

地理信息系统设计报告三篇
篇一：地理信息系统设计报告
1.1系统目标
针对特定条件规划某种农作物适宜的种植区涉及复杂的空间分析，如地形分析、缓冲区分析、空间插值分析、空间叠置分析等。

通过开发一个土地利用规划系统有效地解决此类空间选址问题。

采用基于ArcGIS Engine开发包的组件开发模式，可以在Visual Studio开发环境下快速搭建一个实用的GIS系统。

目标系统需要支持多源数据（包括各类矢量数据、遥感影像、DEM数据和其他非空间数据）的显示、编辑、查询、统计，并提供空间分析及地图制图功能：
1）显示主要指地图浏览（包括缩放、漫游和鹰眼导航）、属性查看和几何测量；2）查询指利用多种交互方式实现目标定位、属性获取；
2）统计指对某类数据中特定属性的统计特征进行概括或总结；
3）编辑指对目标对象空间信息和属性信息的更新；
4）空间分析指对空间数据进行各种处理，从中提取有价值的空间信息；
6）地图制图指利用各种制图要素进行地图整饰，以清晰表达相关空间信息。

进行了土地利用规划系统的总体结构设计，并实现了数据显示和数据查询等基本功能。

其他系统功能将在后期逐步实现，从而建立可用的GIS系统。

1.2功能设计
针对具体的应用需求，本系统的主要功能可以被划分为数据显示、查询统计、
数据编辑、空间分析和地图制图等几个功能模块，如图2.1所示。

图2.1功能模块结构图 1、数据显示
本模块具体功能应包括：
1）视图控制，比如图形的缩放、漫游等； 2）几何测量，如距离测量、面积测量；
3）图层管理，包括改变图层次序、控制图层可见性、删除图层、打开图层属性表等。

2、查询统计
本模块具体功能应包括：
1）信息导航，弹框显示选中对象的属性信息；
2）空间查询，查找目标图层中与参考对象符合特定空间关系的要素集； 3）属性查询，查找目标图层中包含特定属性信息的要素集； 4）数据统计，获取属性表中特定字段的统计信息。

3、数据编辑
本模块具体功能应包括：
土地利用规划系统
数据编辑 地图制图
查询统计 辅助决策 属性编辑 图形编辑 地图整
饰 属性查询 空间查询 数据统计
气象分析
阳坡分布 适宜区生成
数据显示
视图控制 空间测量 信息导航
图层管理 符号化 打印输出
水文分析
1）图形编辑，对矢量类型图层添加、删除要素，或修改已有要素的形状信息；2）属性编辑，对矢量图层中要素的属性信息进行修改，或对非空间数据图层增加、删除、修改记录。

4、辅助决策
本模块具体功能应包括：
1）气象分析，根据温度和降水量数据进行插值分析得出该地区温度和降水量分布的栅格数据；
2）阳坡分析，由DEM数据和光照方向提取出该地区的阳坡面；
3）适宜区生成，使用缓冲区得出沟谷的区域，再结合气象分析和阳坡分析的结果，即可提取出该农作物的适宜生长区；
4）水文分析，通过对该地区DEM数据进行填平、流向、流量、栅格计算器、栅格水网矢量化等操作得到水网。

5、地图制图
本模块具体功能应包括：
1）符号化，创建新的符号库或利用已有符号库对各类要素配置合适的地图符号；2）地图整饰，通过添加图名、图例、图框、比例尺、指北针、经纬网等辅助要素设计符合规范的地图。

1.3框架结构
本系统自下而上可以被划分为数据层、平台层和表现层三个层次，如图2.2所示。

1）数据层。

包括多种格式的矢量数据、影像数据和非空间数据，构成系统的数据基础。

2）平台层。

主要包括ArcGIS Engine 内的各种控件或组件、.Net Framework 资源、以及其他第三方组件，构成系统可用的资源库。

3）表现层。

使用户方便利用本系统的操控界面对数据层中的各类数据进行访问、编辑、查询、分析、制图等操作。

图2.2系统框架结构图 1.4系统实现
根据总体设计方案，本系统已经实现以下功能。

1.4.1界面设计
系统的主界面共有五个窗体，如图2.3所示。

主视图窗口，分为地理视图和布局视图两种模式，分别用于展示地理数据和控制地图布局；鹰眼视图，用于快速改变当前主视图视域，其数据应与主视图保持一致；图层管理器，以列表形式展示当前主视图内的数据图层；菜单栏，将功能分类以便用户查找；工具条，放置常用功能，便于用户快速操作；状态栏，即时向用户反馈信息。

表
现层
平台层
数据层
ArcGIS Engine
逻辑支持
矢量数据 影像数据 非空间数据
数据显示 信息查询 数据编辑 辅助决策
用 户
地图制图
.Net Framework
图2.3系统界面
本系统主要使用了ArcGIS Engine 提供的MapControl 控件（地理视图和鹰眼视图），PageLayoutControl 控件（布局视图），TocControl 控件（图层列表）和ToolBarControl 控件（工具条）。

在这些控件中，图层列表和工具条都可以直接设置其Buddy 控件为地理视图控件，它们与地理视图之间的联系由ArcGIS Engine 自动生成与维护。

工具栏还包括数据加载的功能，支持Shapefile 文件、地理数据库、栅格文件、图层文件等，加载后均以图层形式管理。

鹰眼视图需要与地理视图在数据上保持一致，主视图的当前视域应在鹰眼视图中即时绘制，如图2.4所示。

布局视图提供了地图整饰的操作界面，用于配置相关地图制图要素。

当地理视图重绘或者加载了新的地图文档时，布局视图应与地理视图保持一致，如图2.5所示。

主视图
图层管理器
鹰眼视图
状态栏
菜单栏
工具条
切换视图
图2.4鹰眼视图中的红色矩形框即为主视图当前视域
图2.5地理视图与布局视图的一致性
1.4.2图层管理
ArcGIS Engine提供的TocControl控件只能控制图层可见性，因此本系统为其扩充更多功能，扩充左键及拖放操作可以改变图层次序，扩充右键菜单可添加删除图层、缩放到图层、控制图层可选择性和打开属性表等功能，如图2.6所
示。

扩展功能具体描述如下。

1）图层次序调整，避免重要信息被压盖。

2）删除图层，将图层从当前地图文档中删除。

3）缩放到图层，全图显示该图层。

4）设为可选/不可选，只适用于矢量图层，可以使某些图层不会被查询功能选中。

５）打开属性表，以表格形式显示矢量图层的属性信息，如图2.7所示。

图2.6图层列表上的右键菜单
图2.7属性表，右上角统计了该图层被选中要素的数目
1.4.3地图交互
地图交互功能通过鼠标与主视图之间的交互操作，实现对主视图视域的控制和地图信息的查询，可分为视图控制、空间测量、信息导航三个部分，主要通过ToolBarControl控件和鹰眼视图控件实现。

视图控制功能包括对于主视图的放缩、漫游和全图显示功能，可在选定ToolBarControl工具条上相关按钮后直接在主视图上进行操作，也可以在鹰眼视图上采用点击、拖放和拉框的形式进行操作。

空间测量功能主要用于获取地图上的距离信息和面积信息，在工具条上选定测量功能后，用户可以在小界面上选择使用距离测量、面积测量或者要素测量。

距离测量和面积测量可以测定用户绘制图形的长度或面积，要素测量功能用于测定指定要素的长度或面积，如图2.8所示。

信息导航用于直观地查看要素信息，分为查找和识别功能。

前者可以搜索并标识目标图层中与输入信息相关的属性；后者利用对话框显示被鼠标捕捉要素的属性信息，如图2.9所示。

图2.8测量界面
图2.9查找和识别
1.4.4空间查询
空间查询分为两种查询方式；
1）基于空间位置的查询，在主视图上通过点选、拉框等方式选定要素，如图2.9所示；
2）基于空间关系的跨图层查询，主要包括目标图层的要素与源图层的要素相交、目标图层的要素位于源图层要素的一定距离范围内、目标图层的要素包含源图层的要素、目标图层的要素在源图层的要素内、目标图层的要素与源图层要素的边界相接、目标图层的要素被源图层要素的轮廓穿过等形式，如图2.10所示。

图2.9基于位置的查询，图为拉框查询
图2.10基于空间关系进行查询
1.4.5属性查询
属性查询通过构造标准查询语句对图层进行查询。

通过一个标准的对话框，系统可列出目标图层中所有可查询的字段，并枚举出对应的属性值，方便用户快速生成标准化查询语句。

当查询语句确定后，本系统会自动验证该语句。

如提交的查询语句格式错误，系统会弹出提示对话框，如图2.11所示。

图2.11属性查询以及错误的查询语句
1.4.6统计功能
统计功能仅针对数值型属性字段设计。

在对某图层执行统计命令时，系统会弹出一个对话框，如图2.12所示。

用户从对话框的列表栏中选择待统计的字段，就可以获取目标图层中该字段的主要统计信息，如最大值、最小值、平均值、标准差等。

图2.12对矢量图层中选定字段的统计
1.5代码组织
基于ArcGIS Engine开发的程序集主要包括Properties文件、引用文件、主窗体及其他窗体、Programs文件、bin文件与obj文件共六个部分。

现主要介绍引用文件和窗体文件。

1）引用文件
引用文件主要存放着用于各类功能实现的类库，在本系统中主要分为ArcGIS Engine部分与．Net Framework部分，如图2.13所示。

图2.13引用文件
2）窗体文件
窗体类用于创建各类可视化界面，方便用户操作，如表2.14所示，本系统共有五个六个窗体界面。

窗体名称说明功能实现
MainForm 主窗体用于展示数据、用户交互
以表格形式展示要素图AttributeForm 属性表
层的属性SpatialSearchForm 空间查询窗口基于空间关系的查询AttributeSearchForm 属性查询窗口帮助用户快速生成SQL语
句进行属性查询
基于矢量要素的数值型VectorStatisticForm 矢量统计
字段的统计RasterStatisticForm 栅格统计栅格图层的统计信息
表2.14
篇二：地理信息导航系统设计报告
系统总体设计报告
1.引言
1.1编写目的
（说明编写本软件设计说明书的目的）
总体设计报告的目的是从整体上把握系统设计框架，包括了需求分析成果、软件架构、功能模块、接口说明和空间数据库设计。

该报告对上述内容做总体描述，展示了用户需求与应用系统实现之间的关系，在设计过程中祈祷提纲挈领的作用。

本文档供设计人员、开发人员参考。

1.2项目背景
项目名称：超市导航系统
项目委托单位：
项目开发单位：
软件产品用户：购物者
1.3定义
数据流图：表示求解某一问题的数据通道，同时也规定了处理的主要阶段和所用的各种数据媒体。

数据字典：指定义和管理数据库文件（库表）的组织的系统，其目的是方便数据库的存取和控制，加强系统的数据管理。

静态数据：指那些不随时间或其它数据变化而变化的数据。

动态数据：指在系统应用中随时间变化而改变的数据，如库存数据等。

硬件接口：接入设备的接口，如内存和显卡接槽以及与外部设备耳机、网线、USB等相连接的接口。

1.4参考资料
《原创android界面效果全汇总》
《ArcGIS API for Android案例教程》
《ArcGIS for Android 2.0开发教程基础版》文档编号：PTM01_Dt 101010001 2.用户需求分析成果
2.1系统功能需求
●基本GIS功能：对地图的基本操作
1）包括地图的放大、缩小、全图、漫游、属性查询等；
●用户个人购物单：用户可以在个人移动端上添加自己需要采购的物品，方便记忆，防止采购时缺漏的现象发生。

1）基本功能：添加、删除与修改商品的功能，并且计算总价，并且在购物过程中，若该商品已采购，则用其它颜色标记该商品，区别待购商品；
2）“找便宜”：比较各超市的的商品价格信息，找出待查找商品最便宜的超市，显示信息，并在底图上高亮显示；
3）“小票deadline”：即针对优惠的小票，在拿到时输入有效日期及商品名和所属超市，到当天某时提醒用户小票即将到期，并显示商品及所在超市；
●超市查询及导航：即对图中的超市进行信息了解
1）显示与浏览：显示整个南京市的交通路线地图数据，并显示市内大中型超市的位置，方便浏览
2）查询：点击图中超市的点，显示超市信息，如地址、规模，方便用户了解；
3）定位：利用手机进行GPS定位，显示自己在图中的位置
4）超市查找：根据定位信息，结合路网数据，计算出周围离自己最近的超市是哪个，并高亮显示其的位置，显示信息；
5）超市导航：利用GPS定位和数字化后的路网信息，查询自身位置到达超市的最短路径。

2.2系统性能要求
2.2.1数据精确度
地图数字化过程中产生的误差：这部分误差可以通过精细的数字化加以减少。

GPS定位时产生的误差：定位精度上的误差本项目难以解决，目前市场上的手机地图都存在该误差。

在应用地图方面存在的误差是无法完全规避的，只有采用合理的方法，尽量减少其中产生的误差。

2.2.2时间特性
为了满足手机用户的要求，加强软件的竞争力，响应时间、更新处理时间、数据转换与传输时间、运行时间需要在1-3秒内完成，否则会影响用户体验好感度。

2.2.3适应性
本软件主要是是在安卓平台上运行，适合大部分安卓手机。

3.GIS总体设计
3.1设计目标、依据和方法
3.1.1设计目标
超市导航系统是针对的广大的普通购物者所设计的一款简单、易操作的小应用
型软件。

因为涉及的用户对象人数较多，软件的用户体验很重要。

需要对软件的可靠性和响应速度有很高的要求。

3.1.2依据
1）参照《第10组-需求分析报告》、《第10组GIS设计开题报告》、《地理信息系统软件工程原理与方法》中的要求进行设计；
2）注重用户体验。

如今手机软件的生存与其用户体验有很大的关系，良好的用户体验能获得大量的用户；
3）可靠性。

良好的可靠性能够提升用户对该软件的良好印象，提高软件的生存能力；
4）标准化、开放性。

标准化、开放性是信息技术发展的必然趋势。

在设计中采用的产品都尽可能是标准化、具良好开放性的，并遵循国际上通行的通信协议；5）易操作性。

该系统是面向广大的购物者群体，其功能的配置以能给用户提供舒、安全、方便、快捷为准则。

3.1.3方法
1）利用快速原型法进行软件的开发。

2）采用面向对象的程序设计方法，确保系统的可靠性和先进性。

3）严格的模块测试，为系统的正确性提供保证。

3.2GIS软件架构
本系统使用离线的体系结构。

离线地图与离线分析（导航）服务，也就是AcGIS的Server服务离线使用，这是API10.2.2的新特点。

3.3GIS软、硬件配置方案
硬件平台：安卓手机（内存512M及以上）
操作系统：安卓4.0以上
支撑环境(例如：数据库等)和版本：SQLite+Spatialite
其它与该软件有关的软件组件：ArcGIS，ArcGIS for Android API
3.4GIS功能模块设计
主要将该系统划分为三大功能模块：GIS功能、用户个人购物单、超市查询与导航。

3.4.1程序（模块）划分
用户个人购物单子系统：
用户可以在个人移动端上添加自己需要采购的物品，方便记忆，防止采购时缺漏的现象发生。

1）基本功能：添加、删除与修改商品的功能，并且计算总价，并且在购物过程中，若该商品已采购，则用其它颜色标记该商品，区别待购商品；
2）“找便宜”：比较各超市的的商品价格信息，找出待查找商品最便宜的超市，显示信息，并在底图上高亮显示；
3）“小票deadline”：即针对优惠的小票，在拿到时输入有效日期及商品名和所属超市，到当天某时提醒用户小票即将到期，并显示商品及所在超市；
超市查询及导航子系统：
即对图中的超市进行信息了解。

1）显示与浏览：显示整个南京市的交通路线地图数据，并显示市内大中型超市的位置，方便浏览
2）查询：点击图中超市的点，显示超市信息，如地址、规模，方便用户了解；3）定位：利用手机进行GPS定位，显示自己在图中的位置
4）超市查找：根据定位信息，结合路网数据，计算出周围离自己最近的超市是哪个，并高亮显示其的位置，显示信息；
5）超市导航：利用GPS定位和数字化后的路网信息，查询自身位置到达超市的最短路径。

3.4.2程序（模块）层次结构关系
3.5GIS接口说明
3.5.1内部接口：
暂不需要特别设计接口。

3.5.2外部接口
硬件接口：无
软件接口：ArcGIS for Android API 10.2.2|Baidu Map API
4.空间数据库设计
4.1目的、引用的法规以及遵循的标准规范
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应用相关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之上的。

4.1.1空间数据库设计的目的
在一个给定的应用环境中，确定最优的数据模型、处理模式、存贮结构、存取方法，建立能反映现实世界的地理实体间信息之间的联系，满足用户要求，又能被一定的DBMS接受，同时能实现系统目标并有效地存取、管理数据的数据库。

4.1.2空间数据设计引用的法规政策以及遵循的标准规范
1）政策法规
地理空间框架的规划、设计、建设与应用须遵守国家统一制定的基础地理信息分级分类管理、使用权限管理、交换与共享、开发应用、知识产权保护和安全保密等方面的政策法规。

各省区和市（县）可根据实际情况，在以下三个方面制定政策法规作必要的补充：
a）保障地理信息公共平台的权威性和唯一性的政策法规；
b）基础地理信息资源开发利用及其财政投入立项的统一管理和审批办法；
c）需要制定的其他有关政策法规。

2）标准规范
地理空间框架建设与应用须执行正式颁布的有关要素内容、数据采集、数据建库、产品模式、交换服务、质量控制和安全保密处理等方面的国家标准、行业标准和国家或行业标准化指导性技术文件。

各省区和市（县）根据实际情况，确有必要制定地方性标准作为补充时，应遵照以下要求：
a）同现行国家标准、行业标准和国家或行业标准化指导性技术文件协调一致；b）符合测绘与地理信息标准体系；
c）按要求向国家有关行政主管部门备案。

4.2空间数据库总体设计
（包括空间数学基础、命名规范、编码标准、分层分幅标准以及属性表的设计
等）
4.2.1空间数学基础
平面坐标系：采用“1980年西安坐标系”；
高程基准：采用“1985国家高程基准”；
地图投影：采用“高斯-克吕格投影”；
分带方式：1：10000标准分幅图按3°分带；
4.2.2命名规范
每一个要素都有自己的识别码，编码采用汉语拼音首写字母加数字，如：zgd—03表示第三主干道；
4.2.3编码标准
各属性字段按ARCINFO自动生成的，包括LABEL的值；
4.2.4分层分幅标准
纵向分层，标准分幅；
4.2.5属性表的设计
1）E-R图设计
用E-R图来实现实体、属性以及之间的联系：
①实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名；
②属性：用椭圆形或圆角矩形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来，多值属性由双线连接，主属性名称下加下划线；
③联系：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型，明确表明1对多关系，1对1关系和多对多关系。

1对1关系在两个实体连线方向写1，1对多关系在1的一方写1，
多的一方写N，多对多关系则是在两个实体连线方向各写N、M。

2）属性表设计
商店表：
商品表：
商店-商品表（即对应商店与商品之间M:N关系产生的一个新的关系）：
用户表：
管理员表：
5.用户界面设计
5.1GIS用户界面
GIS用户与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与系统交互的唯一通道。

①对GIS用户而言，用户界面就是系统，用户通过与计算机的交互来实现其所需要的GIS功能。

②用户界面的设计决定用户如何开展工作，用户界面应致力于隐藏系统内部细节，使用户更加专心处理自己的任务。

5.2界面设计
5.2.1系统主界面设计
系统的主界面将模仿百度地图，进入主界面是一幅南京地图，在地图的下端有定位、附近超市、导航和购物单四个选项，上端是搜索功能。

目前，我们只做出了导航的基本框架：
5.2.2购物单界面
系统的一大特色就是模拟购物单功能，让用户可以清楚的知道自己将要买什么，要花费多少钱。

购物单主界面：
使用购物单添加物品界面：
选取模版界面：
分享界面：
篇三：地理信息系统设计实验报告
实验名称：地理信息系统原理A课程实验
所属课程：地理信息系统原理A
开课学期：20XX－20XX第一学期
所在专业：
所在班级：
学号：
姓名：
完成时间：
实验一地理信息系统基本构成
一、实验目的
了解GIS的组成和软硬件平台，熟悉平台软件的界面环境、基本操作，理会GIS 的基本功能
二、实验分组
每人一组，独立完成
三、实验内容
启动MapInfo
MapInfo界面结构
菜单命令
MapInfo的工具条
读取栅格图像并使用绘图工具
打开表
完成实验结果、体会指定项目，和个人收获。

四、方案设计（要求）
实验结果
1．快速启动项
2．系统界面情况
3．点数据层
4．线数据层
5．面数据层
五、实验体会（结论）
1．地理信息系统的基本构成
1.系统硬件：
数据处理设备（包括从服务器到图形工作站、个人计算机等各种形式的计算机），输入设备(数字化仪，大幅面图形扫描仪，数字摄影测量工作站，全球定位系统)，输出设备(显示器、投影仪、绘图仪、打印机)
2.系统软件：
系统软件(操作系统和数据库软件)、GIS基础软件平台（如MapInfo）、GIS应用软件。

3.地理空间数据和信息逻辑上分为矢量和栅格两种数据结构
4.应用人员（系统开发人员和最终用户）
5.应用模型（是和专业知识连接的纽带，模型的实现一般是在平台软件基础上进行二次开发的）
2．MapInfo的主要功能
①测量分析
②缓冲区分析
③地图代数
④多边形操作
⑤数字高程模型（DEM）分析
3．地理信息系统应具备的基本功能
1.数据采集与编辑:……
2.数据存储与管理
3.数据处理和变换
4.空间分析和统计
5.产品制作与显示
6.二次开发和编程
实验二地理信息系统数据结构
一、实验目的
熟悉图象处理方法，明确数据结构构建原理，掌握图象配准、屏幕数字化、属性数据输入方法，理解物理坐标和用户坐标的转换关系及数据输入环境，体会图层概念
二、实验内容
栅格图象处理
在MapInfo环境下用不同方式进行栅格图象配准
矢量数据输入
属性数据输入
实验结果的指定内容及其它个人体会
三、结果
（一）栅格图象处理
1.图象配准提示框（你想简单地显示未配准的图象，或配准它使它具有地理坐
标）截图
2.单位选择对话框截图
3.投影选择对话框截图
4.输入控制点坐标对话框截图
5.4个控制点坐标输入完毕的图象配准对话框截图。