GIS设计与开发 简答题 论述题练习题

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