GIS设计与应用
GIS设计与应用-名词解释
名词解释1、软件工程是用科学知识和技术原理来定义、开发、维护软件的一门学科。
其主要思想是在软件生产中用工程化的方法代替传统手工方法。
2、GIS软件工程就是在GIS软件的开发整个过程中，遵循一般软件开发的工程化原理和方法，并照顾到GIS软件开发的特殊规律和要求，对GIS软件各个阶段进行工程化规范的一门技术。
3、软件生存周期是指一个软件从得出开发要求开始直到该软件报废为止的整个时期。
4、软件生存周期模型是描述软件开发过程中各种活动如何执行的模型。
5、软件需求是指用户为解决某个问题、或为实现某一目标，要求软件必须满足的条件或能力。
软件需求的分为业务需求、用户需求、功能需求和非功能需求三个层次。
6、数据字典是各类数据描述的集合。
一个好的数据字典是一个数据标准规范，可以使数据库的开发者依此来实施数据库的建设、维护和更新，从而减低数据库的冗余度并增强整个数据库的完整性。
7、软件体系结构定义了软件部件（Component），包括部件间交互的定义，特别强调省略和部件相互关系无关的内容信息。
软件体系结构可以看作是要把程序族中的成员的结构化信息组织起来，使系统在体系结构级达到重用。
8、模块独立性指每个模块只完成系统要求的独立的子功能，并且与其他模块的联系最少且接口简单。
9、耦合性也称块间联系，指软件系统结构中各模块间相互联系紧密程度的一种度量。
10、内聚性又称块内联系，指模块的功能强度的度量，即一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度的度量。
若一个模块内各元素（如程序段之间）联系的越紧密，则它的内聚性就越高。
11、黑盒测试又称为功能测试或数据驱动测试。
它是在已知软件所应具有功能的前提下，通过测试来检测每个功能是否都能正常使用。
（该方法把被测试对象看成一个黑盒子，测试人员完全不考虑程序的内部结构和处理过程，只在软件的界面上进行测试，用来证实软件功能的可操作性，检查程序是否满足功能要求或遗漏了功能，程序是否能正确地接收输入数据并产生正确的输出信息，数据结构是否错误或外部数据库访问是否错误，界面和性能是否错误，初始化和终止是否错误。
gis应用与课程设计
gis应用与课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解GIS（地理信息系统）的基本概念，掌握其在地理学和相关领域中的应用。
2. 学生能掌握GIS软件的基本操作，包括地图的浏览、空间数据的采集、编辑和管理。
3. 学生能运用GIS技术进行空间分析，解决实际问题，如缓冲区分析、路径分析等。
技能目标：1. 学生能独立操作GIS软件，进行地图的创建、编辑和展示。
2. 学生能运用GIS的空间分析功能，设计并完成简单的地理信息分析项目。
3. 学生能结合实际问题，设计并实施基于GIS的解决方案，提高问题解决能力。
情感态度价值观目标：1. 学生培养对地理信息科学的兴趣，激发探索精神和创新意识。
2. 学生认识到GIS技术在现实生活中的应用价值，提高社会责任感和时代使命感。
3. 学生通过小组合作完成课程设计，培养团队协作精神，提高沟通与表达能力。
课程性质：本课程为高中地理选修课程，以实践操作为主，注重培养学生的实际应用能力和创新思维。
学生特点：高中生具备一定的地理知识基础，思维活跃，对新事物充满好奇心，具备一定的自主学习能力。
教学要求：结合学生特点和课程性质，注重理论与实践相结合，鼓励学生动手实践，引导他们运用GIS技术解决实际问题。
通过课程学习，使学生达到上述知识、技能和情感态度价值观目标，为未来的学习和生活打下坚实基础。
二、教学内容本课程教学内容主要包括以下几部分：1. GIS基本概念：介绍GIS的定义、功能、应用领域及其在地理学中的重要性。
2. GIS软件操作：学习GIS软件的基本界面、工具栏、地图浏览、图层管理、数据采集与编辑等。
3. 空间数据管理：掌握空间数据的概念、数据结构、数据来源及数据质量控制。
4. 空间分析：学习GIS的空间分析功能，包括缓冲区分析、叠加分析、路径分析等，并应用于实际问题。
5. GIS应用案例：分析GIS在实际项目中的应用，如城市规划、环境保护、资源管理等领域。
教学内容安排如下：第一周：GIS基本概念及软件安装、界面认识。
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智能在线监测系统设计及应用研究
GIS智能在线监测系统设计及应用研究摘要：随着能源互联网概念的提出，我国不断加大智能电网和特高压输变电工程基础建设的投入，对系统运行的安全性和可靠性要求日益提高。
变电站是电力系统中执行电压变换、电能接收与分配、电力流向控制及电压调整等动作的重要节点，起着联系发电厂与用户的作用。
关键词：GIS智能电网；在线监测系统；应用研究引言智能变电站在线监测系统是对变电设备的工作状态进行动态的监控，整理统计的环境参数，监控的同时对监测和收集到的数据进行研究，根据研究结果分析和预测变电站可能会出现的故障，识别到故障风险后自主进行警报。
过去对变电站的检测修理是通过人工检修和故障检修相结合的模式，这种方法有两种弊端：一方面加大了人力和财力成本；另一方面无法保证检修的质量。
我国电力设备的检测技术在不断完善和发展，推进了智能变电站系统工作的稳定化和高效化的发展。
1GIS智能技术概述智能GIS是为响应国家智能电网、智能变电站的建设而开发的新型GIS，是传统GIS技术与计算机技术、传感器技术、自动控制技术、通信技术等融合的产物，是具有输变电、在线监控和信息互动等功能、并能满足用户多样化需求的多功能气体绝缘组合电器。
智能组合电器具备下列几种技术特征：（1）测量数字化：对组合电器设备的测量实行就地数字化，站控层和过程层可通过数字化网络采集、调用测量结果，用于组合电器设备的监控；（2）控制网络化：对有控制需求的组合电器实现基于网络的控制；（3）状态可视化：组合电器通过信息交换或自检测获得的状态信息可通过智能电网的其他系统以可辨识的方式进行表述，组合电器的运行状态可以在电网中进行观测；（4）功能一体化：在不影响产品性能的条件下，实现组合电器与传感器、执行器、互感器等部件的集成，将测量、控制、保护等功能融合到一起，实现功能的一体化；（5）信息互动化：通过网络实现组合电器与站控层、过程层及其他系统的信息共享[28-32]。
上传系统的能力。
GIS设计与应用
GIS设计与应用GIS（地理信息系统）是一种将地理空间信息和属性信息结合起来进行收集、管理、分析、展示和应用的技术系统。
它具有广泛的应用领域，包括城市规划、土地管理、环境保护、公共安全等方面。
本文将介绍GIS 设计与应用的主要内容。
首先，GIS设计是指使用GIS技术进行地理信息系统的构建和开发。
它包括数据的采集、处理、存储和管理，以及功能模块的设计和系统的架构设计。
在GIS设计过程中，需要考虑到应用的目标和需求，确定数据采集方式和数据结构，并设计相应的功能模块和用户界面。
此外，还需要选择合适的GIS软件和硬件平台。
数据的采集是GIS设计的重要环节。
可以通过多种方式进行数据的采集，包括遥感影像解译、GPS定位、地理调查等。
采集得到的数据需要进行处理和清洗，以提高数据的质量和准确度。
数据的存储和管理涉及到数据库的设计和管理，包括数据的组织、索引和查询等。
功能模块的设计是GIS设计的关键部分。
在GIS中，常见的功能包括地图制作、空间分析、网络分析、决策支持等。
设计功能模块需要考虑到用户的需求和操作习惯，以及系统的性能和可扩展性。
功能模块的实现可以使用编程语言和GIS软件的开发工具，如Python、ArcGIS等。
系统的架构设计是GIS设计的整体框架。
它涉及到硬件平台和软件架构的选择，以及系统的组织和集成。
在设计系统架构时，需要考虑到系统的可靠性、稳定性、安全性和可扩展性。
可靠性和稳定性是指系统能够长时间稳定运行，不发生故障和数据丢失。
安全性是指系统的数据和功能不受未授权的访问和篡改。
可扩展性是指系统能够支持大规模数据和用户的增长。
在GIS应用方面，GIS技术已经广泛地应用于各个领域。
例如，在城市规划中，GIS可以用来制作城市地图，分析城市的土地利用和交通规划，评估城市的可持续发展。
在土地管理中，GIS可以用来管理土地的权属和使用情况，研究土地的适宜性和可持续利用。
在环境保护中，GIS可以用来监测和评估环境污染和生态破坏，制定环境保护计划和政策。
城市规划设计中GIS技术的应用
城市规划设计中GIS技术的应用城市规划设计是指依据城市的自然资源、人口分布、历史遗迹、交通状况等情况，设计出合理、科学的城市布局和发展规划。
随着信息技术的发展，GIS技术在城市规划设计中的应用日益广泛。
GIS（地理信息系统）是一种结合了地理信息采集、存储、管理、分析和展示的空间信息技术，它为城市规划设计提供了强大的工具和支持。
本文将从城市规划设计的角度，探讨GIS技术在其中的应用与意义。
1. 地理信息采集GIS技术可以通过各种传感器、GPS定位等手段，对城市的地理信息进行采集和整合。
包括地形地貌、气候、土地利用、交通网络、建筑分布等各种地理要素，为城市规划设计提供了丰富的数据信息。
这为城市规划者提供了更加全面、准确的城市基础信息，有助于深入了解城市的实际情况和问题所在。
2. 空间数据管理GIS技术可以对城市的空间数据进行存储和管理。
通过建立城市地理信息数据库，将各种地理数据按照空间关系进行组织和管理。
这有利于城市规划者对城市的各种地理要素进行整体把握和管理，有助于更好地进行城市规划设计。
3. 空间分析GIS技术可以对城市的空间数据进行分析和模拟。
通过各种算法和工具，可以对城市的土地利用、交通网络、环境污染等问题进行空间分析和评估。
这有助于城市规划者更好地了解城市发展形态和问题所在，为城市规划设计提供科学依据。
二、GIS技术在城市规划设计中的意义1. 提高规划设计效率GIS技术可以大大提高城市规划设计的效率。
通过数据的数字化和空间分析工具的使用，可以使城市规划设计更加科学和系统化，减少了大量的人力和时间成本。
这有助于城市规划者更加高效地完成城市规划设计任务，为城市的长远发展提供更好的支持。
2. 提升规划设计质量GIS技术可以提升城市规划设计的质量。
通过对地理信息的全面、准确的采集和分析，可以更好地了解城市的实际情况和问题所在，有助于制定科学、合理的城市规划方案。
通过空间可视化的展示，也可以使城市规划设计更加直观和有说服力。
GIS技术在勘察设计中的应用
GIS技术可以帮助矿产资源评估和预测，提高矿产资源勘察的准确 性和可靠性。
矿产资源开发规划
GIS技术可以为矿产资源开发规划提供数据支持，帮助规划师进行 矿产资源的布局和设计。
模拟与分析
通过三维模拟和分析，可以对工程项目进行环境影响评估、 施工过程模拟等，有助于优化设计方案，提高工程项目的可 行性和可靠性。
03 GIS技术在勘察设计中的优势
提高勘察效率
01
GIS技术能够快速获取和处理地理 信息数据，减少人工收集和处理 的时间和成本。
02
GIS技术能够实现空间分析和可视 化，帮助勘察设计人员更直观地 了解地理环境和地质条件，提高 工作效率。
gis技术在勘察设计 中的应用
汇报人：可编辑 2024-01-09
目录
• GIS技术概述 • GIS技术在勘察设计中的应用 • GIS技术在勘察设计中的优势 • GIS技术在勘察设计中的挑战与解
决方案 • GIS技术在勘察设计中的案例分析
01 GIS技术概述
GIS定义与特点
要点一
总结词
地理信息系统（GIS）是一个用于存储、管理、分析和表示 地理信息的系统。它具有空间性、多维性和动态性的特点 ，能够提供丰富的地理信息数据支持。
析
城市规划设计案例
城市规划决策支持
城市交通规划
GIS技术可以提供城市空间信息，帮 助规划师进行决策分析，提高规划的 科学性和合理性。
GIS技术可以提供城市交通数据和信 息，帮助规划师进行交通规划和设计 ，提高城市交通的效率和安全性。
城市空间布局优化
GIS技术可以对城市空间布局进行模 拟和优化，为城市规划提供可视化参 考，提高规划的可行性和可操作性。
GIS应用系统设计
GIS应用系统设计一、概述地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是一种以地理空间为基础，以电子方式捕捉、存储、管理、分析和显示地理信息的计算机系统。
它广泛应用于城市规划、环境保护、农业管理、交通规划等领域。
本文将介绍如何设计一个高质量的GIS应用系统。
二、需求分析在开始设计GIS应用系统之前，我们需要充分了解客户的需求，明确系统的目标和功能。
常见的GIS应用需求包括地图显示、数据采集、数据分析、报表生成等。
根据需求，我们可以确定系统的模块划分和功能设计。
三、系统架构设计1. 数据管理GIS应用系统的核心是数据管理，包括数据采集、存储、更新和查询等功能。
可以采用数据库来存储和管理地理信息数据，如Oracle Spatial或PostGIS。
同时，还需要设计数据格式和数据模型，以适应不同类型的地理数据。
2. 地图显示地图显示是GIS应用系统的重要功能之一，可以使用地图引擎来实现，如ArcGIS、Google Maps、Leaflet等。
通过地图引擎，可以加载地理数据，并在地图上进行展示和交互操作，如放大、缩小、标记等。
3. 空间分析空间分析是GIS应用系统的核心功能，用于对地理数据进行空间关系的分析和处理。
可以实现距离计算、缓冲区分析、叠加分析等常见的空间分析操作。
常用的空间分析工具包括ArcGIS、QGIS等。
4. 数据采集数据采集模块用于采集和更新地理数据，可以通过GPS、遥感影像等手段获取地理数据，并将其转化为可用的数据格式。
同时，还可以支持数据的编辑和更新操作，确保地理数据的准确性和完整性。
5. 报表生成报表生成模块用于生成各类报表和统计图表，以方便用户对地理数据进行分析和展示。
可以使用图表库来实现，如Highcharts、ECharts 等。
通过报表生成模块，用户可以根据需要自定义报表样式和数据展示方式。
6. 用户管理用户管理模块用于管理系统的用户和权限，包括用户注册、登陆、密码重置等功能。
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。
基于GIS的城市规划设计方法及应用研究
基于GIS的城市规划设计方法及应用研究GIS技术被广泛应用于城市规划领域，可以帮助规划师更好地理解城市的现状和发展趋势，并基于此制定出更合理、可持续性更强的城市规划方案。
本文将简要介绍基于GIS 的城市规划设计方法及应用研究。
一、城市规划设计方法1. 数据收集和预处理通过采集大量的地理信息数据，如地形、土地利用、交通、人口分布等等，以及建立起可靠的数据库。
这些数据将成为规划师在设计城市规划方案时的基础资料。
2. 现状分析对城市的现状进行分析和评估，确定城市规划需要考虑的重点和问题，例如绿地覆盖率、交通拥堵、污染源等等。
3. 规划目标的设定制定与城市规划相关的目标和指标，如人口密度、交通通畅度、空气质量、能源利用率等。
4. 方案设计和模拟基于收集、分析和设定的信息，制定合理、系统、可持续的城市规划方案。
GIS技术可以帮助规划师模拟和比较各种不同的城市规划方案，确定最优方案。
5. 结果呈现和评估通过可视化技术（如三维建模、动画等），将规划方案呈现给决策者和公众，以便他们能够更好地理解和评估规划方案。
二、应用研究1. 环境规划基于GIS的环境规划可以帮助规划师更好地识别城市污染源和环境脆弱区域，制定相应的环保措施和规划方案。
此外，GIS技术也可以用于评估城市环境的质量和监测环境污染。
2. 交通规划基于GIS的交通规划可以帮助规划师更好地预测城市交通流量、优化交通系统的设计，提高交通效率和减少交通事故等。
3. 城市用地规划基于GIS的城市用地规划可以帮助规划师更好地评估和控制城市扩张的速度和方向，合理利用土地资源，提高土地的利用效率。
4. 建筑设计和管理基于GIS的建筑设计可以帮助规划师更好地预测建筑物的能耗、优化建筑物能源管理，降低能源消耗。
此外，GIS技术也可用于建立建筑物维护管理系统，实现城市的可持续发展。
gis应用案例分析
gis应用案例分析GIS（地理信息系统）是一种用于捕捉、存储、分析和管理地理空间数据的系统。
它广泛应用于城市规划、环境监测、交通管理、灾害预防和响应等多个领域。
以下是一些GIS应用案例的分析：1. 城市规划与管理GIS在城市规划中的应用包括土地利用规划、基础设施布局、城市绿化和交通规划等。
通过GIS，规划者可以直观地展示不同规划方案对城市空间的影响，评估其可行性和潜在问题。
例如，GIS可以帮助分析城市扩张对生态环境的影响，优化绿地系统，提高城市的生态可持续性。
2. 环境监测与保护GIS是环境监测的重要工具，它能够整合和分析气象、水文、土壤和生物多样性等数据。
通过GIS，环境科学家可以监测污染源的分布，评估环境风险，制定有效的环境保护措施。
例如，GIS可以帮助识别城市热岛效应的区域，为城市绿化和降温提供科学依据。
3. 交通管理与优化GIS在交通管理中的应用包括交通流量分析、交通拥堵预测和交通规划等。
GIS可以实时监控交通流量，预测交通拥堵，为交通信号控制和交通规划提供决策支持。
例如，GIS可以帮助交通管理部门优化交通信号灯的配时，减少交通拥堵，提高道路使用效率。
4. 灾害预防与应急响应GIS在灾害预防和应急响应中的应用包括灾害风险评估、灾害监测和救援资源分配等。
GIS可以集成多种灾害数据，如地震、洪水、台风等，进行灾害风险评估和预警。
在灾害发生时，GIS可以快速识别受灾区域，为救援行动提供准确的地理信息支持。
例如，GIS可以帮助救援队伍确定最佳的救援路线，提高救援效率。
5. 农业精准管理GIS在农业中的应用包括土地资源管理、作物种植规划和病虫害监测等。
通过GIS，农业管理者可以精确地分析土地资源，制定合理的种植计划，提高农作物的产量和质量。
例如，GIS可以帮助农民识别土壤肥力分布，优化施肥策略，减少化肥的使用。
6. 公共健康服务GIS在公共健康服务中的应用包括疾病监测、健康资源分布和健康政策评估等。
基于GIS的规划方案设计与分析
基于GIS的规划方案设计与分析引言地理信息系统（GIS）是一种将地理空间数据与属性数据进行整合、管理、分析和展示的技术系统。
它在城市规划领域发挥着重要作用，可以帮助规划师们更好地设计和分析规划方案。
本文将探讨基于GIS的规划方案设计与分析的方法和应用。
一、GIS在规划方案设计中的应用1. 地理数据收集与整合GIS可以通过空间数据采集技术，包括卫星遥感、GPS定位等手段，获取城市的地理数据，如地形地貌、土地利用、交通网络等。
这些数据可以为规划师提供全面准确的信息，有助于制定科学合理的规划方案。
2. 空间分析与模拟GIS可以对城市空间进行分析和模拟，帮助规划师评估规划方案的可行性和效果。
例如，可以利用GIS对不同规划方案的交通流量、环境影响等进行模拟和预测，从而优化规划方案。
3. 可视化展示与决策支持GIS可以将地理数据以图形化方式展示，使规划师和决策者更直观地了解规划方案的效果。
通过GIS的可视化功能，可以进行方案对比、评估和选择，提供决策支持。
二、基于GIS的规划方案设计与分析方法1. 数据准备与处理在进行基于GIS的规划方案设计与分析之前，需要收集和整理相关的地理数据。
这包括建立地理数据库、获取和处理地理数据等。
数据的准备和处理是基于GIS的规划方案设计与分析的基础。
2. 空间分析与模拟利用GIS工具进行空间分析和模拟是规划方案设计与分析的核心内容。
通过GIS的空间分析功能，可以对城市空间进行可视化分析，如地形分析、景观分析等。
同时，可以利用GIS的模拟功能，对规划方案的效果进行预测和评估。
3. 可视化展示与决策支持基于GIS的规划方案设计与分析的结果可以通过可视化方式展示，以便规划师和决策者更好地理解和评估方案。
通过GIS的可视化功能，可以制作地图、图表等，提供直观的决策支持。
三、基于GIS的规划方案设计与分析案例分析1. 城市交通规划利用GIS技术，可以对城市的交通网络进行分析和模拟，评估不同交通规划方案的效果。
《地理信息系统设计与应用》课程教学大纲
《地理信息系统设计与应用》课程教学大纲课程编码：0707523094课程名称：地理信息系统设计与应用课程英文名称：The Design and Application of Geographic InformationSystem总学时：54（讲授36学时实习实验18学时）学分：3开课单位：地探学院遥感与GIS系授课对象：地理信息系统专业本科生前置课程：地理信息系统原理一、教学目的和要求《地理信息系统设计与应用》课是地理信息系统专业方向及专业特色课，本教学大纲适用于地理信息系统专业本科生教学。
通过本课程的学习，使学生了解地理信息系统设计的特点、方法、过程和实现技术；掌握应用型GIS在系统分析、总体设计、功能设计、GIS数据库详细设计、应用模型分析、输入与输出设计、系统实施、系统管理与维护等方面的基本知识；懂得如何进行应用型GIS的设计。
在学完本课程后，学生应对应用型GIS的设计过程有一个较全面的了解，提高应用型GIS设计的能力。
二、教学内容第一章概论（一）GIS的类型（二）GIS应用（三）GIS设计的内容与过程第二章应用型GIS系统分析（一）需求分析的内容（二）可行性分析的方法第三章应用型GIS总体设计（一）系统目标的确定原则（二）总体设计的基本原则（三）模块或子系统设计方法（四）代码设计方法（五）了解人机对话设计方法。
第四章应用型GIS功能设计（一）总体模块的功能（二）属性数据库管理子系统的结构与功能设计方法（三）图形数据库管理子系统的结构与功能设计方法（四）功能设计的原则第五章应用型GIS数据库详细设计（一）GIS数据库设计的概念（二）应用型GIS数据库设计目标（三）空间数据与非空间数据连接的方法（四）空间数据库的管理方法第六章应用型GIS应用模型分析（一）模型的概念（二）应用模型的作用（三）掌握模型建立方法第七章应用型GIS输入与输出设计（一）输入设计的内容（二）输入设计的方法（三）输出设计的内容（四）输出设计的方法第八章应用型GIS实施（一）系统实施阶段的任务（二）程序编制方法（三）系统评价方法（四）系统实验过程第九章应用型GIS管理与维护（一）应用型GIS系统管理的内容（二）应用型GIS系统维护的一般方法第十章应用型GIS设计实例（一）供水管网信息系统的设计思想和方法（二）电力网络地理信息系统的设计思想和方法（三）土地管理信息系统的设计思想和方法第十一章应用型GIS应用范例（一）系统建库和图形管理（二）地籍管理流程（三）地籍信息查询（四）地籍信息统计（五）地籍数据输出（六）系统日常维护三、教学中应注意的问题1.本课程主要介绍GIS设计的特点、方法、过程和实现技术，教学中应尽量采用通俗易懂和形象化语言和多媒体，密切联系生产科研实际，着重讲清应用型GIS的设计思想、设计方法、设计过程以及应用型GIS的应用示范。
地理信息管理系统的设计与实现
地理信息管理系统的设计与实现地理信息管理系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种涵盖地理信息获取、处理、分析、展示和交流的计算机系统。
GIS以地理空间位置为核心，结合图像技术、数据处理、统计分析等技术，帮助人们更好地理解和应用地理信息。
本文将探讨地理信息管理系统的设计与实现，涉及数据采集、数据库设计、系统开发以及应用案例等内容。
一、数据采集地理信息管理系统的数据来源主要有两种：实地采集和数字化转换。
实地采集是指通过测绘工具、GPS等设备，现场对地理信息进行测量和记录。
数字化转换是将纸质地图、图形图像等转化为数字信息。
这些数据需要经过格式和坐标系转换、质量检查等工序，以确保数据的准确性和完整性。
数据采集是GIS系统的基础，它直接影响着后续的数据处理和分析工作。
在实际操作过程中，需要根据系统功能和应用场景选择不同的数据采集方式。
例如，对于城市规划等需要高精度数据的场景，就需要进行实地采集；而对于路网、地形等常规地理信息，可以通过数字化转换的方式获取。
二、数据库设计GIS系统的数据管理是基于数据库的，因此，数据库的设计和优化是系统开发的重点。
为了方便数据管理和查询，数据库要通过规范化等手段，将数据分解为合适的层次，在保证数据完整性的前提下，最大限度地提高查询效率。
地图数据一般包括地物、地形、地名等信息，它们的空间属性和属性信息需要分别进行存储。
在设计时，需要根据具体业务需求，综合考虑系统性能、数据完整性等因素，选择合适的数据库类型和数据管理方式。
三、系统开发GIS系统的开发是建立在数据采集和数据库设计基础之上的。
系统开发需要根据具体业务场景和数据需求，制定系统逻辑和功能模块。
系统的核心功能包括数据处理、数据分析、数据展示等方面，需要根据实际需求进行调整和优化。
在开发过程中，需要考虑系统的扩展性和可维护性，尽可能避免代码耦合度高和代码重复的情况。
同时，也需要根据系统的安全要求，加强系统的数据安全、用户权限等方面的设计。
gis在铁路应用的具体实例
GIS（地理信息系统）在铁路领域的应用十分广泛，以下是GIS在铁路应用的具体实例：
1.线路规划与设计: GIS可以用于铁路线路的规划与设计，包括选线、工程量
估算、环境影响评估等方面。
通过GIS的空间分析功能，可以评估线路的合理性、安全性以及经济性，为决策提供科学依据。
2.资产管理: GIS可以整合铁路的各种资产信息，包括轨道、桥梁、隧道、车
站等设施。
通过GIS，可以对资产进行可视化管理和分析，提高运营和维护的效率。
3.应急管理: GIS可以用于铁路的应急管理，通过实时获取列车位置、速度等
信息，可以快速响应紧急事件，提高应急处置的效率和准确性。
4.运输调度: GIS可以用于铁路的运输调度，通过地图显示列车的位置和运行
情况，实现对列车的实时监控和调度。
5.土地利用与规划: GIS可以用于铁路周边的土地利用和规划，通过对土地资
源的调查和分析，可以为铁路建设和运营提供支持和保障。
6.环境保护: GIS可以用于铁路的环境保护，通过对铁路沿线的环境监测和评
估，可以及时发现和处理环境问题，保护铁路沿线的生态环境。
7.市场营销与客流分析: GIS可以用于铁路的市场营销和客流分析，通过对客
流数据的收集和分析，可以优化列车开行方案和提高服务质量。
8.公共安全: GIS可以用于铁路的公共安全，通过实时监控铁路沿线的安全状
况，及时发现和处理安全隐患，保障铁路的公共安全。
以上就是GIS在铁路应用的一些具体实例。
随着技术的不断发展和应用领域的扩大，GIS在铁路领域的应用将会更加广泛和深入。
GIS系统设计及应用PPT课件
道路剖面图
第4页/共221页
用户通过GIS的客户端软件，可直接对数据库进行查询、显示、统计、制 图及运行空间分析。
道路拓宽工程拆迁分析
第5页/共221页
土地能力和适用性分析
第6页/共221页街区信息查询第7页 Nhomakorabea共221页
建筑设计与管理
第8页/共221页
污染物泄漏扩散分析
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4.5专业模型分析处理系统
• 地学模型设计 • 地理信息系统分析模型 • 空间分析函数 • 专业模型库 • 综合评价模型
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4.6空间信息输出系统
• 屏幕制图显示 • 打印制图输出系统 • 矢量绘图输出系统 • 属性数据制表输出
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4.7用户界面设计
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设计模式四个基本部分
• 1）模式名称：描述一个设计问题、它的解法和后果； • 2）问题：告诉什么时候要使用该设计模式，解释问题及其背景； • 3）解决方案：描述设计的基本要素、它们的关系、各自的任务
以及相互之间的合作； • 4）后果：描述应用设计模式之后的结果和权衡。
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4.1系统总体设计
• 主要侧重于： • 需求与可行性分析 • 总体结构描述 • 软、硬件选配（包括恰当的GIS软件） • 数据来源、规范内容确定 • 应用模型和产品输出形式设计 • GIS软件设计 • 系统维护与评价
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4.1.1系统需求与可行性分析
• 系统需求： • 用户情况 • 系统目的和任务 • 信息容量和类型 • 具体功能的清晰描述（模块功能、数据结构） • 用户界面 • 运行的软、硬件环境 • 软件水平和使用周期
最新GIS设计与应用-GIS工程设计实例
用地信息构成
图形信息
属性信息
文档信息
宗地图 各级规划图 用地方案图（如
划地红线图、 蓝线图、农村 红线图等） 现状图 ……
地块属性（如地号、申请材料和文件
位置、面积、土 有关用地政策法
地类型等）
规信息
合同信息（如申请 ……
用地单位、申请
面积、申请土地
用途等）
……
《 GIS 工程设计》
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6.2.3 功能和性能要求
该系统以土地规划管理为核心，兼顾用地计划管 理、土地审批管理、土地征用管理等职能，实现土 地管理规划业务数据和图件资料的集成管理、图文 互查以及项目办案，提高土地利用规划管理的工作 效率，为江阴市土地利用规划的动态实施和信息化 管理提供科学保障。
《 GIS 工程设计》
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《 GIS 工程设计》
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《 GIS 工程设计》
耕地补充方案
“建设项目用地报批”的业务流程图
《 GIS 工程设计》
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相关信息和数据
在现状调查分析中，对系统现状信息和数 据的调查也是必不可少的，是进行系统可行性 分析和设计的依据之一。在JLUPMIS中，经 过调查将该系统所涉及的信息和数据分为
•图形信息 •属性数据 •文档信息
《 GIS 工程设计》
《 GIS 工程设计》
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例如，主业务“规划管理”可以分为两个子业务 “规划成果管理”和“规划实施管理”，而“规划 实施管理”子业务又可分为“计划指标管理”、 “实施跟踪监测管理”、“建设项目用地规划审批 管理”等。再细分下去，“建设项目用地规划审批 管理”还可以分为“规划预审”、“规划审查”， “用地报批”等
GIS设计与应用-GIS工程设计 实例
地理信息系统知识：GIS在建筑工程中的应用
地理信息系统知识：GIS在建筑工程中的应用地理信息系统（GIS）是一种综合了空间数据处理、分析、存储和展示等功能的技术，这种技术在建筑工程中的应用可以惠及建筑物、基础设施和城市规划等方面。
GIS技术不仅可以协助建筑工程师进行建筑物的选址、规划和设计，还可以在建设过程中监测、管理和维护建筑工程。
在这篇文章中，我们将探讨GIS技术在建筑工程中的应用，以及这种技术可以为建筑工程带来哪些好处。
GIS技术在建筑工程中的应用1、建筑物选址和规划当地区规划委员会考虑建造建筑物的选址时，GIS可以为决策者提供有关该地区的详细信息。
这些信息包括地形、地质、环境和土地用途等因素，这将有助于决策者确定最适宜建造建筑物的地方。
同时，GIS还可以通过显示实时的交通流量、人流量等信息，为建筑师提供更准确的设计建议。
2、建筑物设计GIS在建筑设计中的应用也十分广泛。
利用GIS数据，建筑师可以轻松的获得建筑物的具体规划，包括计算高度和遮挡效应等。
通过分析建筑物的楼层、墙壁和窗户，GIS可以计算出需要的建筑材料的数量和成本，这将有助于建筑师在制定建筑预算时确定合理的成本。
此外，GIS还可以为建筑师提供建筑物施工过程中的安全指导，以减少意外事故的发生。
3、建筑工程管理GIS也是建筑工程管理的有效工具。
建筑物的施工周期较长且有多个承包商参与其中，GIS可以协调管理施工人员和设备，避免混乱和困难。
因此，GIS可用于追踪建筑物的施工进度和费用，并提供可靠的预测，以帮助决策者做出更好的决策。
此外，GIS也可以帮助处理巨大的施工工程数据，通过分析汇总，生成各种报告，从而更好地掌握建筑工程的全局进展情况。
GIS技术对建筑工程的好处1、提高建筑物施工及维护效率通过使用GIS技术，建筑工程团队可以更快速、更高效地完成施工和建造建筑物。
GIS可以同时显示不同层次的信息，这有助于项目负责人和工程人员在决策时综合考虑所有因素。
此外，GIS可以帮助工程人员更好地规划维护活动，以延长建筑物使用寿命。
基于GIS技术的城市交通流量分析与优化系统设计与应用
基于GIS技术的城市交通流量分析与优化系统设计与应用引言：随着城市化进程的加速，城市的交通流量问题越发突出。
为了满足人们出行需求和提高交通运输服务质量，我们需要建立一套高效准确的城市交通流量分析与优化系统。
基于GIS技术（地理信息系统）的城市交通流量分析与优化系统应运而生，它能够集成实时交通数据、地理空间信息和交通网络拓扑，为城市交通管理者和规划师提供有力的决策支持。
本文将重点介绍该系统的设计与应用。
一、GIS技术在交通流量分析与优化中的作用GIS技术的优势在于能够处理和分析大量的地理信息数据，并将其可视化展示在地图上。
在城市交通领域，GIS技术可以用于实时数据采集、路网分析、交通模拟和交通优化等方面。
借助GIS技术，我们能够更好地了解城市的交通状况，分析交通流量分布和拥堵状况，为交通管理和交通规划提供决策支持。
二、城市交通流量分析与优化系统的设计与功能1.数据采集与处理：该系统通过GPS定位技术、交通视频监控等手段，实时采集交通流量数据，并进行数据预处理和清洗，以确保数据的准确性和完整性。
2.路网分析与建模：系统通过GIS软件对城市的道路、交叉口、路段等进行地理信息建模，并建立交通网络拓扑图。
通过分析路网结构和特征，确定关键路段和瓶颈点，并识别潜在的交通瓶颈问题。
3.交通模拟与仿真：系统基于实时交通数据进行交通流量模拟与仿真，通过模拟交通状况和交通需求预测，评估交通系统的运行状况。
同时，系统能够模拟一些交通干预措施的效果，如交通信号优化、交通限行等，为决策者提供参考。
4.交通优化：系统运用优化算法和策略，通过交通流量分析和仿真结果，针对交通拥堵和不平衡问题提出相应的优化方案。
例如，通过提供交通导航、路网改造或公共交通线路优化等措施，来减缓交通拥堵和提升交通系统的效率。
三、基于GIS技术的城市交通流量分析与优化系统的应用案例以某城市为例，我们开发了基于GIS技术的城市交通流量分析与优化系统，并在该城市进行了实际应用。
GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用
GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用GIS技术的发展使得空间分析成为城市规划设计不可或缺的一部分。
GIS空间分析功能能够根据城市扩张的需求、人口、环境、交通等多个维度来分析城市基础设施的规划和布局，也可以推断城市应急管理系统的流动性和灵活性等。
本文将介绍GIS空间分析功能在城市规划设计中的应用。
一、基础设施规划和布局GIS空间分析功能能够根据城市人口、交通状况等数据来分析城市基础设施的规划和布局。
例如，将道路、铁路、地铁、公交线路等基础设施图层输入GIS系统中，再输入人口密度等数据，就能得到一张覆盖整个城市的交通网络和人口密度热力图。
这样的热力图可以揭示出城市中人流量最为密集的区域的位置，并有助于城市规划者更好地了解城市的交通瓶颈和人口分布状况。
通过研究这些数据，城市规划者可以根据不同地区的不同需求来规划和布局适当的基础设施。
二、绿地规划和管理城市绿地占地面积较小通常会影响城市居民的生活质量。
因此，GIS空间分析功能可以帮助城市规划者理解城市中的绿地分布情况，以帮助绿地规划和管理。
例如，在输入城市中不同地区的植被类型、绿化率、地形等数据后，GIS系统可以生成一张描绘出城市绿地分布情况的热力图。
通过这些热力图，城市规划者可以识别出城市中缺乏绿化的区域，并提供改进方案，从而使城市绿地更为均匀地分布，符合人们的日常需求。
三、应急管理系统GIS空间分析功能可以用于监控城市中的突发事件，如火灾、地震、海啸等。
例如，在城市中监测早期地质灾害风险时，在输入城市地质构造、Landsat卫星图像等信息后，伽马束特征分析可以有效地鉴别处地质隐患点。
随着地质灾害点位被识别出来，应急管理系统也需要对这些灾害点位进行跟踪和管理。
GIS空间分析功能可以识别出城市中的道路、建筑等重要的设施，为城市规划者提供切实可行的人口疏散措施。
在城市规划和设计过程中，GIS空间分析功能不仅能够生成详细的地图和平面图，还可以提供全面的空间分析功能，支持城市规划者进行城市扩张、交通规划和灾害管理等方面的决策。
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姓名：函授站：年级：
专业：学号：
测验作业一：
1、何为GIS？GIS的主要研究内容是什么？
答：地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）作为信息处理技术的一种，是以计算机技术为依托，以具有空间内涵的地理数据为处理对象，运用系统工程和信息科学的理论和方法，集采集、存储、显示、处理、分析、输出地理信息于一体的计算机系统。
地理信息系统主要研究内容包括：数据采集、数据存储、数据处理和分析、数据输出等。
2、常用的GIS设计方法主要有结构化生命周期法、原型法和面向对象的设计方法。
试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。
答：（1）系统开发准备阶段
现行系统无法满足需求时，用户提出开发新系统的要求。
有关人员进行初步调查，成立专门负责新系统开发的领导小组，制定新系统开发的进度和计划，负责新系统开发的一切工作。
（2）调查研究及可行性研究阶段
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。
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。
（3）系统分析阶段
在上一阶段的基础上，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及其逻辑功能需求，交付逻辑功能说明书。
（4）系统设计阶段
根据新系统的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。
（5）系统实施阶段
实现系统设计阶段所完成的新系统物理模型。
首先进行计算机系统设备的安装和调试工作，然后程序员根据程序模块进行程序的设计、代码编写和调试工作。
对用户和操作人员进行培训，编制操作、使用手册和有关文档。
（6）维护和评价阶段
在新系统使用期间，需要对系统进行不断的修改完善。
并将新建成的系统与预期的目标做一比较。
3、系统总体设计报告是系统总体设计阶段的最终成果，说明GIS总体设计报告的构成和内容。
答：表：GIS系统总体设计报告的构成和内容
1 引言
编写目的（阐明编写需求说明的目的，指明用户对象）
1.1 GIS项目背景（应包括：a.GIS项目的委托单位、开发单位和主管部门；b.该GIS软件系统与其它系统的关系）
1.2 定义（列出文档中所用到的专门术语的定义和缩写词的原文）
1.3 参考资料（可包括：a.项目经核准的计划任务书、合同或上级机关的批文；b.项目开发计划；c.文档所引用的资料、标准和规范。
列出这些资料的作者、标题、编号、发表日期、出版单位或资料来源）
2 GIS项目概述
2.1 GIS项目目标、内容、现行系统的调查情况
2.2 GIS运行环境
2.3 条件与限制
3 GIS数据描述
3.1 GIS静态数据
3.2 GIS动态数据（包括输入数据和输出数据）
3.3 GIS数据流图
3.4 GIS数据字典
3.5 GIS加工逻辑小说明
3.6 数据采集
4 GIS功能需求
4.1 功能划分
4.2 功能描述
5 GIS性能需求
5.1 数据精确度
5.2 时间特性（如响应时间、更新处理时间、数据转换与传输时间、运行时间等）
5.3 适应性（在操作方式、运行环境、与其它软件的接口以及开发计划等发生变化时，应具有的适应能力）
6 GIS运行需求
6.1 用户界面（如屏幕格式、报表格式、菜单格式、输入输出时间等）
6.2 硬件接口
6.3 软件接口
6.4 故障处理
7 质量保证
8 其它需求
（如可使用性、安全保密、可维护性、可移植性等）
4、系统功能与性能分析是系统需求调查和分析的重要内容，试对系统功能与性能分析的常用方法进行简要说明。
答：系统的功能和性能是在明确系统目标的基础上，对系统目标和任务在具体实现上进行设计和细分。
常用方法：
GIS结构化分析方法
采用自顶向下、逐层分解的系统分析方法来定义GIS系统的需求。
在此基础上，作出GIS系统的规格说明，并建立的一个自顶向下任务分析模型。
GIS面向对象分析方法
在一个系统的开发过程中进行了系统业务调查以后，按照面向对象的思想，通过自底向上提取对象并组合对象，来实现系统功能和性能分析
GIS快速原型化分析方法
在系统分析员和系统用户之间交流的一种工具方法，用来明确用户对GIS系统功
能和性能的要求
5、试从设计重心、数据库建设和设计方法等三个方面，比较GIS设计与一般信息系统设计的区别。
式的思路和优缺点。
容主要体现在哪些方面？
答：GIS规范化和标准化在GIS产业化和社会化过程中的作用：从技术的角度来看，GIS是建立在计算机、网络以及信息处理等多种技术标准之上的，离开了这些标准就无法开发哪怕是最基本的系统。
从应用的角度来看，标准化是实现信息共享，推进GIS发展的最基本保障。
GIS规范化的具体内容主要体现在：
（1）计算机软、硬件技术标准，它完全来自计算机界的规范，包括网络协议、软件设计、系统验收、软件评测及软件接口等方面的规范。
（2）数据库技术和图形、图像处理技术规范，其中包括各种操作规程的制定、文本编写、数据库安全等方面的规范标准。
（3）与地理信息系统数据共享有关的规范化工作，包括对数据重复使用、数据交换、网络安全等方面的界面、技术规范，例如数据模型规范、数据质量评定规
范、元数据规范等。
（4）地图制图标准，GIS目前仍采用着许多来自计算机辅助制图的理论和方法，如点变换理论（GIS中矢量数据结构采用点、线、面的概念来理解空间地物）。
GIS标准化的具体内容主要体现在：
（1）GIS相关的名词或术语标准化
（2）与空间数据库建设有关的标准化活动
包括各种操作规程的制定、数据采集、数据分类与编码、数据字典、文本编写、数据库安全等方面的标准的制定与实践。
（3）与GIS数据共享有关的标准化工作
包括对数据质量控制、数据重用、数据交换、网络安全等方面的技术标准，例如数据模型标准、数据质量评定标准、元数据标准等等
姓名：函授站：年级：
专业：学号：
测验作业二：
1、数据库建设是GIS设计的重要内容，对于非地理数据通常采用的是关系型数据库技术，请说明关系型数据库建设的工作内容。
答：（1）、将空间实体的空间特征用关系模型来表达，制作关系表。
由于空间特征由点、线、面组成，因此可以制作三种表单：多边形的关系表；二是线段的关系表；三是结点的关系表。
由于关系连接运算相当费时，该方法在空间对象处理显示方面效率很低。
（2）、将图形数据的变长部分处理成Binary二进制块Block字段。
例如将图形的坐标数据当成一个二进制块，交由关系数据库管理系统进行存储和管理。
这种方式虽然省去了第一种方式的大量关系连接操作，但是二进制块的读写效率要比定长的属性字段低的多，特别是牵涉对象的嵌套，速度更慢。
2、空间数据有哪些特征？
答：空间数据有三大基本特征：空间特征、时间特征、属性特征。
3、试述在GIS设计中制定空间数据规范与标准的重要性。
答：
4、什么叫分布式GIS？它的软件技术基础是什么？
答：
5、系统实施阶段要完成那些文档的编写？这些文档的主要内容是什么？
答：
6、GIS项目估算的内容有哪些？方法有哪些？这些方法各有什么优缺点？
答：
7、什么是GIS软件评价？评价的方法是什么？有哪几种评价类型？其评价指标及其具体的内容分别是什么？
答：。