GIS设计与实现 期末考试复习资料

选择题

1、GIS软件体系结构设计。指软件的整体结构，即软件系统是由哪些构件及构件的连接件组成的。

GIS软件体系结构的类型：

、单机结构。GIS软件的所有的功能（输入输出、数据和应用程序）都在一台计算机上实现。随着计算机技术的发展，该结构逐渐在应用中被淘汰。

、客户机/服务器体系结构Client/Server，简称C/S）。C/S体系结构一般部署在局域网中，由客户应用程序（前台程序）和服务器程序（后台程序）组成。

C/S模式的特性

位置透明性

平台独立性

数据结构透明

分布式的查询

、浏览器/服务器体系结构（Browser/Server，简称B/S）。它是一种高度集中的分布式处

理模式，数据和GIS软件均存放在服务器

端，使用通用的浏览器作为客户端应用的

执行环境，不需在客户端进行任何软件的

安装和维护工作。

B/S模式一般采用三层结构：

客户端、应用服务器和数据服务器。

、面向地理信息服务的WebGIS。将WEB服务应用于GIS。目前正处于实验性阶段

2、GIS接口设计。

、系统与标准数据的接口。所谓“标准数据”是指常用的商业GIS软件的数据格式，如ESRI的Shp、MapInfo的Mif等格式。

、互操作接口。指设计GIS之间、GIS内各子系统之间和子系统内各个模块之间的接口，使它们能够较好地进行通讯和实现功能共享。

、空间数据与属性数据的接口。在GIS中，空间数据与属性数据的结合有两种形式：绑定式和分离式，下表给出两种结合方式的比较。

、GIS与系统开发环境的接口。CAD、OA、RDBMS是政府部门GIS工程方案中系统开发环境的组成部分。将这三者和GIS集成起来，设计良好的接口，组建高效的图文信息系统，是GIS工程方案的核心内容之一。

3、空间坐标系的应用。

、地理坐标系。地球表面上任意一点的位置都可由经纬度（φ,λ）来确定；从通过格林威治天文台的子午面向东为东经（0°~180°），向西为西经（0°~180°）；从赤道面算起，向北为北纬（0°~90°），向南为南纬（0°~90°）。

应用领域：空间位置要求很明确的GIS；小比例尺大区域的GIS ；经常需要进行投影变换的GIS。

、平面直角坐标系。平面直角坐标系定义一个原点（0,0）及x，y轴方向，然后通过（x,y）值确定某个地理实体的位置。

应用领域：大比例尺小区域的GIS；需要统计面积、距离量算等的GIS；测绘行业，如房产测绘等。

、高程坐标系

国家高程系：1956黄海高程系、1985国家高程系

地方高程系可与国家高程系换算、3维GIS应用

4、地图投影。投影是联系地理坐标（φ,λ）和平面直角坐标（x,y）的纽带。

不同类型的投影特点及其适用领域：

5、E--R模型。表示数据库概念模型设计的工具。由实体类（实体）、关系类（关系）和属性三个抽象概念组成，是构建信息系统或数据库概念模型的一种有效工具或有效方法。、基本E-R方法。由Peter Chen于1976年提出，由实体、关系和属性三个抽象概念组成。

表示方法：E-R图。其中，实体用方框表示，属性用椭圆表示，关系用菱形表示。

基本E-R方法用实体、属性、关系/联系来描述现实世界，并在此基础上转换为数据模型。其中，实体是对客观事物的抽象，能够被唯一地标识；属性是实体的特征。关系指的是实体之间的联结。分为一对一、一对多、多对一、多对多等关系类型。一般地，实体和属性是数据库的存储对象，而关系是数据库所要进行的查询操作。

、扩展E-R方法。扩展E-R方法是在基本E-R方法的基础上，引入下列抽象概念发展起来的：分化与综合、聚集、范畴/类。

、空间E-R方法。E-R方法在GIS中的应用可以归纳为两类：一是直接应用于属性数据库的概念模型设计，二是对基本E-R模型进行改进，后者称为空间E-R模型。

、基本E-R方法和空间E-R方法比较

、传统数据模型。主要用来进行纯属性数据库的设计。可分为层次模型、网状模型、关系数据模型

空间数据模型：

、混合数据模型。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。

、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，建立全关系型空间数据库管理系统。

、对象--关系型空间数据模型。通过定义一系列空间操作对象（点线面等）的API函数，来直接存储和管理非结构化的空间数据。

、面向对象空间数据模型。

6、地理模型。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。

地理模型的分类：理论模型、经验模型、混合模型

GIS与地理模型集成的三个层次（集成方式）：

（1）松散集成。GIS与模型是两套系统，只是借助于数据文件的转换，通过各自的接口来实现模型与GIS之间的交互。

优点：比较简单，容易实现；可以利用已有的平台软件。

缺点：集成的效率低，操作复杂，数据结构不能统一；用户操作的界面不能一致，难以满足GIS与模型集成的高层次要求。

（2）紧密集成。在GIS系统上或应用软件系统（模型系统）上进行开发。系统拥有一个统一的交互界面，既可以为模型提供输入数据，又能对模型运算结果进行处理和显示。所有的数据转换通过交互界面自动进行。

实现的方式：基于GIS平台上二次开发。基于专业应用软件二次开发,嵌入GIS功能。

优点：充分利用已有的平台软件，节约时间和成本；系统界面一致，操作简便。

缺点：编程的工作量增大，对用户的开发能力要求较高

（3）完全集成。模型和GIS同在一个系统中，二者共用同一个数据库，不存在数据交换问题，模型和GIS系统完全兼容。

优点：系统的执行效率高。模型的修改和扩展更为容易。

缺点：需要从底层开发，系统开发周期长，对于模型应用的人员要求较高。

GIS与地理模型的六种集成方法

（1）源代码集成。（完全集成方式）利用GIS系统的二次开发工具和其他的编程语言，将已经开发好的应用分析模型的源代码进行改写，使其从语言到数据结构与GIS完全兼容，成为GIS整体的一部分。

（2）函数库集成。（完全集成方式）是将开发好的应用分析模型以库函数的方式保存在函数库中，集成开发者通过调用库函数将应用分析模型集成到GIS中。

（3）可执行程序集成。GIS与应用分析模型均以可执行文件的方式独立存在，二者的交互以约定的数据格式通过文件或者数据库进行。分为独立方式和内嵌方式两种

独立方式（松散集成方式）：GIS与应用分析模型以对等的可执行文件形式独立存在，两者之间不直接发生联系，而是通过中间模块实现数据的传递与转换。

优点：集成方便、简单，代价较低。不需太多的编程工作。

缺点：系统的运行效率不高，自动化程度不高；系统的可操作性不强，视觉效果不好。GIS 与应用分析模型的交互性和亲和性不高。

内嵌方式（紧密集成方式）：GIS与应用分析模型以对等的可执行文件形式独立存在。两者之间的集成通过共同的数据约定进行，系统具有统一的界面和无缝的操作环境。

优点：系统运行性能比前者好；使用统一的操作界面，便于操作。

缺点：开发难度很大。

（4）DDE和OLE集成。（紧密集成方式）DDE（动态数据交换）或OLE（对象连接和嵌入）集成与内嵌的可执行程序的集成方式很相似，只是系统的数据交换使用了操作系统内在的数据交换支持，使得程序的运行更加流畅。

（5）基于组件的集成。（紧密集成方式）利用GIS系统和模型系统各自提供的组件，采用这些组件所支持的编程语言，来开发GIS与模型集成系统。

（6）模型库集成。模型库是指按一定的组织结构存储的模型的集合体。模型库可以有效地管理和使用模型，实现模型的重用。模型库符合客户机／服务器（C/S）工作模式，当需要模型时，模型被动态地调入内存，按照预先定义好的调用接口来实现模型与GIS系统的