gis程序與設計演算法分析與設計

1. gis開發方式

GIS軟體開發（第一講）.ppt免費下載

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地理信息系統（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有時又稱為「地學信息系統」。它是一種特定的十分重要的空間信息系統。它是在計算機硬、軟體系統支持下，對整個或部分地球表層（包括大氣層）空間中的有關地理分布數據進行採集、儲存、管遲攔空理、運算、衡彎分析、顯示和描述的技術系統碼瞎。

2. 有關GIS專業的內容問題

GIS本科生培養要求

本專業學生通過對地理信息系統、地理學、計算機科學與技術的基本理論和基本知識的學習，參加地理信息唯鎮寬系統專業的各項實踐，應獲得以下幾方面的知識、能力和素質：

1、具備良好的數學、計算機科學基礎，掌握地理信息系統專業必須的數學、計算機科學的基本理論和基本知識。指亮

2、掌握地理信息系統的基本理論，熟練使用主流專業軟體，能夠使用一門高級語言和專業工具構建地理信息應用系旅者統。

3、掌握本專業必需的地理學、資源環境與城鄉規劃、測繪科學的一般理論和方法。

4、掌握一門外語，能夠閱讀地理信息系統專業的外文文獻。

5、了解地理信息系統的前沿應用和最新發展動態，以及地理信息系統產業的發展狀況和趨勢。

6、掌握文獻檢索以及運用現代信息技術獲取專業知識的基本方法；具備基本科研能力和實際工作能力。

這是GIS專業的部分專業課名稱： （希望對你有用！）
自然地理學

地理信息系統導論

數據結構與演算法

遙感信息提取實習
空間分析

空間資料庫

3S集成與應用

地理信息系統二次開發

空間資料庫設計

GIS工程與應用

地圖概論

選修課程

資料庫原理與技術

遙感原理與應用

中國區域地理

GPS原理與應用

攝影測量學

區域規劃與區域經濟

城市規劃原理

ArcGIS二次開發

MapInfo二次開發

城市地理信息系統

網路地理信息系統

選修課程

土地信息系統

GIS制圖

數字高程模型

虛擬現實技術

GIS平台系統設計與開發

資源環境信息綜合處理

空間信息技術應用

空間建模原理與方法

GIS課題方向有很多呀，比如說遙感、虛擬現實、GIS應用等等。要做的准備肯定第一是要學好計算機程序設計、掌握好GIS的一些基礎知識尤其是比如arcgis這個行業軟體的操作。

3. GIS 空間分析

地理信息系統(GIS)具有很強的空間信息分析功能，這是區別於計算機地圖制圖系統的顯著特徵之一。利用空間信息分析技術，通過對原始數據模型的觀察和實驗，用戶可以獲得新的經驗和知雀喊識，並以此作為空間行為的決策依據段指。

空間信息分析的內涵極為豐富。作為GIS的核心部分之一，空間信息分析在地理數據的應用中發揮著舉足輕重的作用。

疊置分析(Overlay Analysis)
覆蓋疊置分析是將兩層或多層地圖要素進行疊加產生一個新要素層的操作，其結果將原來要素分割生成新的要素，新要素綜合了原來兩層或多層要素所具有的屬性。也就是說，覆蓋疊置分析不僅生成了新的空間關系，還將輸入數據層的屬性聯系起來產生了新的屬性關系。覆蓋疊置分析是對新要素的屬性按一定的數學模型進行計算分析，進而產生用戶需要的結果或回答用戶提出的問題。

1)多邊形疊置

這個過程是將兩層中的多邊形要素疊加，產生輸出層中的新多邊形要素，同時它們的屬性也將聯系起來，以滿足建立分析模型的需要。一般GIS軟體都提供了三種多邊形疊置：

(1)多邊形之和(UNION)：輸出保留了兩個輸入的所有多邊形。

(2)多邊形之積(INTERSECT)：輸出保留了兩個輸入的共同覆蓋區域。

(3)多邊形疊合(IDENTITY)：以一個輸入的邊界為准，而將另一個多邊形與之相匹配，輸出內容是第一個多邊形區域內二個輸入層所有多邊形。

多邊形疊置是個非常有用的分析功能，例如，人口普查區和校區圖疊加，結果表示了每一學校及其對應的普查區，由此就可以查到作為校區新屬性的重疊普查區的人口數。

2)點與多邊形疊加

點與多邊形疊加，實質是計算包含關系。疊加的結果是為每點產生一個新的屬性。例如，井位與規劃區疊加，可找到包含每個井的區域。

3)線與多邊形疊加

將多邊形要素層疊加到一個弧段層上，以確定每條弧段(全部或部分)落在哪個多邊形內。

網路分析(Network Analysis)
對地理網路(如交通網路)、城市基礎設施網路(如各種網線、電力線、電話線、供排水管線等)進行地理分析和模型化,是地理信息系統中網路分析功能的主要目的。網路分析是運籌學模型中的一個基本模型，它的根本目的是研究、籌劃一項網路工程如何按排，並使其運行效果最好,如一定資源的最佳分配，從一地到另一地的運輸費用最低等。其基本思想則在於人類活動總是趨向於按一定目標選擇達到最佳效果的空間位置。這類問題在生產、社會、經濟活動中不勝枚舉，因此研究此類問題具有重大意義。

網路中的基本組成部分和屬性如下：

(1)鏈(Links),網路中流動的管線，如街道，河流，水管等,其狀態屬性包括阻力(Impedence)和需求(Demand)。

(2)障礙(Barriers)，禁止網路中鏈上流動的點。

(3)拐角點(Turns)，出現在網路鏈中所有的分割結點上，狀態屬性有阻力，如拐彎的時間和限制(如不允許左拐)。

(4)中心(Centers)，是接受或分配資源的位置,如水庫、商業中心、電站等,其狀態屬性包括資源容量,如總的資源量；阻力限額，如中心與鏈之間的最大距離或時間限制。

(5)站點(Stops)，在路徑選擇中資源增減的站點,如庫房、汽車站等,其狀態屬性有要被運輸的資源需求，如產品數。

網路中的狀態屬性有阻力和需求兩項，實際的狀態屬性可通過空間屬性和狀態屬性的轉換，根據實際情況賦到網路屬性表中。

1)路徑分析

(1)靜態求最佳路徑:由用戶確定權值關系後，即給定每條弧段的屬性，當需求最佳路徑時，讀出路徑的相關屬性，求最佳路徑。

(2)動態分段技術:給定一條路徑由多段聯系組成，要求標注出這條路上的公里點或要求定位某一公路上的某一點，標注出某條路上從某一公里數到另一公里數的路段。

(3)N條最佳路徑分析:確定起點、終點，求代價較小的N�條路徑，因為在實踐中往往僅求出最佳路徑並不能滿足要求，可能因為某種因素不走最佳路徑，而走近似最佳頃燃野路徑。

(4)最短路徑:確定起點、終點和所要經過的中間點、中間連線，求最短路徑。

(5)動態最佳路徑分析:實際網路分析中權值是隨著權值關系式變化的，而且可能會臨時出現一些障礙點，所以往往需要動態地計算最佳路徑。

2)地址匹配

地址匹配實質是對地理位置的查詢，它涉及到地址的編碼(Geocode)。地址匹配與其它網路分析功能結合起來，可以滿足實際工作中非常復雜的分析要求。所需輸入的數據,包括地址表和含地址范圍的街道網路及待查詢地址的屬性值。

3)資源分配

資源分配網路模型由中心點(分配中心)及其狀態屬性和網路組成。分配有兩種方式，一種是由分配中心向四周輸出，另一種是由四周向中心集中。這種分配功能可以解決資源的有效流動和合理分配。其在地理網路中的應用與區位論中的中心地理論類似。在資源分配模型中，研究區可以是機能區，根據網路流的阻力等來研究中心的吸引區，為網路中的每一連接尋找最近的中心，以實現最佳的服務。還可以用來指定可能的區域。

資源分配模型可用來計算中心地的等時區，等交通距離區，等費用距離區等。可用來進行城鎮中心，商業中心或港口等地的吸引范圍分析，以用來尋找區域中最近的商業中心，進行各種區劃和港口腹地的模擬等。

緩沖區分析(Buffer Analysis)
緩沖區分析是針對點、線、面實體，自動建立其周圍一定寬度范圍以內的緩沖區多邊形。緩沖區的產生有三種情況：一是基於點要素的緩沖區，通常以點為圓心、以一定距離為半徑的圓；二是基於線要素的緩沖區，通常是以線為中心軸線，距中心軸線一定距離的平行條帶多邊形；三是基於面要素多邊形邊界的緩沖區，向外或向內擴展一定距離以生成新的多邊形。

緩沖區分析是地理信息系統重要的空間分析功能之一，它在交通、林業、資源管理、城市規劃中有著廣泛的應用。例如：湖泊和河流周圍的保護區的定界,汽車服務區的選擇,民宅區遠離街道網路的緩沖區的建立等。

空間統計分析(Spacial Analysis)
1)常規統計分析

常規統計分析主要完成對數據集合的均值、總和、方差、頻數、峰度系數等參數的統計分析。

2)空間自相關分析

空間自相關分析是認識空間分布特徵、選擇適宜的空間尺度來完成空間分析的最常用的方法。目前,普遍使用空間自相關系數——
MoranI指數，其計算公式如下：

其中：N表示空間實體數目;xi表示空間實體的屬性值;x是xi的平均值;Wij=1表示空間實體i與j相鄰,Wij=0表示空間實體i與j不相鄰I的值介於1與I之間，I=1表示空間自正相關，空間實體呈聚合分布；I=1表示空間自負相關，空間實體呈離散分布；I=0則表示空間實體是隨機分布的。Wij表示實體i與j的空間關系，它通過拓撲關系獲得。

3)回歸分析

回歸分析用於分析兩組或多組變數之間的相關關系，常見回歸分析方程有：線性回歸、指數回歸、對數回歸、多元回歸等。

4)趨勢分析

通過數學模型模擬地理特徵的空間分布與時間過程，把地理要素時空分布的實測數據點之間的不足部分內插或預測出來。

5)專家打分模型

專家打分模型將相關的影響因素按其相對重要性排隊，給出各因素所佔的權重值；對每一要素內部進行進一步分析，按其內部的分類進行排隊，按各類對結果的影響給分，從而得到該要素內各類別對結果的影響量，最後系統進行復合，得出排序結果，以表示對結果影響的優劣程度，作為決策的依據。

專家打分模型可分二步實現。第一步——打分：用戶首先在每個feature的屬性表裡增加一個數據項，填入專家賦給的相應的分值；第二步——復合：調用加權符合程序，根據用戶對各個feature給定的權重值進行疊加，得到最後的結果。

4. gis專業，但地理不好，考研有前途么

GIS考研有很多方向的，而且大部分是偏計算搭稿機方面，比如GIS程序設計，地圖設計，演算法分析等等，說實在GIS在地理知識上涉及的並不多，GIS是20%地理+80%計算機指蔽。現在很多大學的GIS都偏向計算機，比如地大，北大，南師等，武大是偏測繪的，北師大是偏遙感的。編程好的話，導師會注重動手能力強的人，而知逗孝且就算是出來找工作也是不成問題的。

5. 學習GIS需不需要學習，設計模式和重構到底怎樣才能一步一步的學習

理解了面向對象，就會用面向對象的思考方式分析、設計和實現具體問題。面向對象的軟體設計，通常必須先找到相關的對象，以適當的粒度將它們歸類，再定義類的介面和繼承層次，建立對象之間的基本關系。有經驗的軟體工程師的確能做出良好的面向對象設計，而新手面對眾多選擇無從下手，總是求助於以前使用過的非面向對象技術，需要花費較長的時間才能領會廳圓良好的面向對象設計是怎麼回事。

借鑒並使用好的設計經驗，可以幫助我們更快更好地完成系統設計，這就是設計模式的價值。設計模式的主要思想，是利用繼承和多態特性，面向介面編程，把對象的行為延遲到子類中實現。這樣看起來，在不知道具體類的前提下，通過抽象類完成對具體行為的調用。實現和介面間的分離是一個非常重要的理念。

面向對象系統的分析和設計實際上追求的就是兩點，一是高內聚（Cohesion），二是低耦合（Coupling）。這也是我們軟體設計所追求的，因此無論是OO中的封裝、繼承、多態，還是我們的設計模式的原則和實例都是在為了這兩個目標努力。

道不遠人，設計模式也是這般，設計模式並不是空的理扮臘塌論，並不是脫離實際的教條。就如我們在進行軟體開發的過程會很自然用到很多的演算法和結構來解決實際的問題，那些其實也就是數據結構中的重要概念和內容。在面向對象系統的設計和開發中，我們已經積累了很多的原則，比如面向對象中的封裝、繼承和多態、面向介面編程、優先使用組合而不是繼承、將抽象和實現分離的局巧思想等等，在設計模式中你總是能看到他們的影子，特別是組合（委託）和繼承的差異帶來系統在耦合性上的差別，更是在設計模式多次涉及到。而一些設計模式的思想在我們做系統的設計和開發中則是經常要用到的，比如說Observer（其實例為Model－Control－View模式）是MFC中的基本框架，Iterator模式則在C++的STL中有實現等。或許有的人會說，我們不需要設計模式，我們的系統很小，設計模式會束縛我們的實現。我想說的是，設計模式體現的是一種思想，而思想則是指導行為的一切，理解和掌握了設計模式，並不是說記住了23種（或更多）設計場景和解決策略（實際上這也是很重要的一筆財富），實際接受的是一種思想的熏陶和洗禮，等這種思想融入到了你的思想中後，你就會不自覺地使用這種思想去進行你的設計和開發，這一切才是最重要的。

設計模式保證了軟體的靈活性，代價是設計的復雜性。

設計模式代表了傳統軟體開發的思想：好的設計會產生好的軟體，因此在實際開發之前，值得花時間去做一個全面細致的設計。而重構則代表了敏捷軟體開發的浪潮：軟體並不是在一開始就可以設計得完美無缺的，因此可以先進行實際開發，然後通過對代碼不斷地進行小幅度修改來完善其設計。這兩種方法看起來格格不入，但它們都在本質上有一個共同的思想——設計很重要，只是兩者達到良好設計的方法不同。重構是實現設計模式的一種手段，設計模式往往也是重構的目的。

重構是安全地改善既有代碼設計地一門藝術，是一種對軟體內部結構的改善，目的是在不改變軟體的可見行為的情況下，使其更易理解，修改成本更低。

6. 根據GIS工程學思想開展GIS設計其基本原則和工作內容分別是什麼

GIS設計的基本原則
基本原則

具體內容

標准化

符合GIS的基本要求和標准；符合現有的國家標准和行業規范

先進性

硬體設備的先進性；軟體設計的先進攔亂性；技術方法的先進性；管理手段的先進性

兼容性

數據具有可交換性，選擇標準的數據格式和實現數據格式轉換功能，實現與不同資料庫之間的數據消祥共享

高效性

具有高效率的數據採集工藝方法和圖形處理能力、存取能力、拿衡搏管理能力等等

可靠性

保證系統正常運行以及系統運行結果的正確性

通用性

系統數據組織靈活，可以滿足不同應用分析的需求

GIS設計的內容： （一）軟體設計（二）資料庫設計