gis程序与设计算法分析与设计

1. gis开发方式

GIS软件开发（第一讲）.ppt免费下载

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地理信息系统（Geographic Information System或 Geo－Information system，GIS）有时又称为“地学信息系统”。它是一种特定的十分重要的空间信息系统。它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管迟拦空理、运算、衡弯分析、显示和描述的技术系统码瞎。

2. 有关GIS专业的内容问题

GIS本科生培养要求

本专业学生通过对地理信息系统、地理学、计算机科学与技术的基本理论和基本知识的学习，参加地理信息唯镇宽系统专业的各项实践，应获得以下几方面的知识、能力和素质：

1、具备良好的数学、计算机科学基础，掌握地理信息系统专业必须的数学、计算机科学的基本理论和基本知识。指亮

2、掌握地理信息系统的基本理论，熟练使用主流专业软件，能够使用一门高级语言和专业工具构建地理信息应用系旅者统。

3、掌握本专业必需的地理学、资源环境与城乡规划、测绘科学的一般理论和方法。

4、掌握一门外语，能够阅读地理信息系统专业的外文文献。

5、了解地理信息系统的前沿应用和最新发展动态，以及地理信息系统产业的发展状况和趋势。

6、掌握文献检索以及运用现代信息技术获取专业知识的基本方法；具备基本科研能力和实际工作能力。

这是GIS专业的部分专业课名称： （希望对你有用！）
自然地理学

地理信息系统导论

数据结构与算法

遥感信息提取实习
空间分析

空间数据库

3S集成与应用

地理信息系统二次开发

空间数据库设计

GIS工程与应用

地图概论

选修课程

数据库原理与技术

遥感原理与应用

中国区域地理

GPS原理与应用

摄影测量学

区域规划与区域经济

城市规划原理

ArcGIS二次开发

MapInfo二次开发

城市地理信息系统

网络地理信息系统

选修课程

土地信息系统

GIS制图

数字高程模型

虚拟现实技术

GIS平台系统设计与开发

资源环境信息综合处理

空间信息技术应用

空间建模原理与方法

GIS课题方向有很多呀，比如说遥感、虚拟现实、GIS应用等等。要做的准备肯定第一是要学好计算机程序设计、掌握好GIS的一些基础知识尤其是比如arcgis这个行业软件的操作。

3. GIS 空间分析

地理信息系统(GIS)具有很强的空间信息分析功能，这是区别于计算机地图制图系统的显着特征之一。利用空间信息分析技术，通过对原始数据模型的观察和实验，用户可以获得新的经验和知雀喊识，并以此作为空间行为的决策依据段指。

空间信息分析的内涵极为丰富。作为GIS的核心部分之一，空间信息分析在地理数据的应用中发挥着举足轻重的作用。

叠置分析(Overlay Analysis)
覆盖叠置分析是将两层或多层地图要素进行叠加产生一个新要素层的操作，其结果将原来要素分割生成新的要素，新要素综合了原来两层或多层要素所具有的属性。也就是说，覆盖叠置分析不仅生成了新的空间关系，还将输入数据层的属性联系起来产生了新的属性关系。覆盖叠置分析是对新要素的属性按一定的数学模型进行计算分析，进而产生用户需要的结果或回答用户提出的问题。

1)多边形叠置

这个过程是将两层中的多边形要素叠加，产生输出层中的新多边形要素，同时它们的属性也将联系起来，以满足建立分析模型的需要。一般GIS软件都提供了三种多边形叠置：

(1)多边形之和(UNION)：输出保留了两个输入的所有多边形。

(2)多边形之积(INTERSECT)：输出保留了两个输入的共同覆盖区域。

(3)多边形叠合(IDENTITY)：以一个输入的边界为准，而将另一个多边形与之相匹配，输出内容是第一个多边形区域内二个输入层所有多边形。

多边形叠置是个非常有用的分析功能，例如，人口普查区和校区图叠加，结果表示了每一学校及其对应的普查区，由此就可以查到作为校区新属性的重叠普查区的人口数。

2)点与多边形叠加

点与多边形叠加，实质是计算包含关系。叠加的结果是为每点产生一个新的属性。例如，井位与规划区叠加，可找到包含每个井的区域。

3)线与多边形叠加

将多边形要素层叠加到一个弧段层上，以确定每条弧段(全部或部分)落在哪个多边形内。

网络分析(Network Analysis)
对地理网络(如交通网络)、城市基础设施网络(如各种网线、电力线、电话线、供排水管线等)进行地理分析和模型化,是地理信息系统中网络分析功能的主要目的。网络分析是运筹学模型中的一个基本模型，它的根本目的是研究、筹划一项网络工程如何按排，并使其运行效果最好,如一定资源的最佳分配，从一地到另一地的运输费用最低等。其基本思想则在于人类活动总是趋向于按一定目标选择达到最佳效果的空间位置。这类问题在生产、社会、经济活动中不胜枚举，因此研究此类问题具有重大意义。

网络中的基本组成部分和属性如下：

(1)链(Links),网络中流动的管线，如街道，河流，水管等,其状态属性包括阻力(Impedence)和需求(Demand)。

(2)障碍(Barriers)，禁止网络中链上流动的点。

(3)拐角点(Turns)，出现在网络链中所有的分割结点上，状态属性有阻力，如拐弯的时间和限制(如不允许左拐)。

(4)中心(Centers)，是接受或分配资源的位置,如水库、商业中心、电站等,其状态属性包括资源容量,如总的资源量；阻力限额，如中心与链之间的最大距离或时间限制。

(5)站点(Stops)，在路径选择中资源增减的站点,如库房、汽车站等,其状态属性有要被运输的资源需求，如产品数。

网络中的状态属性有阻力和需求两项，实际的状态属性可通过空间属性和状态属性的转换，根据实际情况赋到网络属性表中。

1)路径分析

(1)静态求最佳路径:由用户确定权值关系后，即给定每条弧段的属性，当需求最佳路径时，读出路径的相关属性，求最佳路径。

(2)动态分段技术:给定一条路径由多段联系组成，要求标注出这条路上的公里点或要求定位某一公路上的某一点，标注出某条路上从某一公里数到另一公里数的路段。

(3)N条最佳路径分析:确定起点、终点，求代价较小的N�条路径，因为在实践中往往仅求出最佳路径并不能满足要求，可能因为某种因素不走最佳路径，而走近似最佳顷燃野路径。

(4)最短路径:确定起点、终点和所要经过的中间点、中间连线，求最短路径。

(5)动态最佳路径分析:实际网络分析中权值是随着权值关系式变化的，而且可能会临时出现一些障碍点，所以往往需要动态地计算最佳路径。

2)地址匹配

地址匹配实质是对地理位置的查询，它涉及到地址的编码(Geocode)。地址匹配与其它网络分析功能结合起来，可以满足实际工作中非常复杂的分析要求。所需输入的数据,包括地址表和含地址范围的街道网络及待查询地址的属性值。

3)资源分配

资源分配网络模型由中心点(分配中心)及其状态属性和网络组成。分配有两种方式，一种是由分配中心向四周输出，另一种是由四周向中心集中。这种分配功能可以解决资源的有效流动和合理分配。其在地理网络中的应用与区位论中的中心地理论类似。在资源分配模型中，研究区可以是机能区，根据网络流的阻力等来研究中心的吸引区，为网络中的每一连接寻找最近的中心，以实现最佳的服务。还可以用来指定可能的区域。

资源分配模型可用来计算中心地的等时区，等交通距离区，等费用距离区等。可用来进行城镇中心，商业中心或港口等地的吸引范围分析，以用来寻找区域中最近的商业中心，进行各种区划和港口腹地的模拟等。

缓冲区分析(Buffer Analysis)
缓冲区分析是针对点、线、面实体，自动建立其周围一定宽度范围以内的缓冲区多边形。缓冲区的产生有三种情况：一是基于点要素的缓冲区，通常以点为圆心、以一定距离为半径的圆；二是基于线要素的缓冲区，通常是以线为中心轴线，距中心轴线一定距离的平行条带多边形；三是基于面要素多边形边界的缓冲区，向外或向内扩展一定距离以生成新的多边形。

缓冲区分析是地理信息系统重要的空间分析功能之一，它在交通、林业、资源管理、城市规划中有着广泛的应用。例如：湖泊和河流周围的保护区的定界,汽车服务区的选择,民宅区远离街道网络的缓冲区的建立等。

空间统计分析(Spacial Analysis)
1)常规统计分析

常规统计分析主要完成对数据集合的均值、总和、方差、频数、峰度系数等参数的统计分析。

2)空间自相关分析

空间自相关分析是认识空间分布特征、选择适宜的空间尺度来完成空间分析的最常用的方法。目前,普遍使用空间自相关系数——
MoranI指数，其计算公式如下：

其中：N表示空间实体数目;xi表示空间实体的属性值;x是xi的平均值;Wij=1表示空间实体i与j相邻,Wij=0表示空间实体i与j不相邻I的值介于1与I之间，I=1表示空间自正相关，空间实体呈聚合分布；I=1表示空间自负相关，空间实体呈离散分布；I=0则表示空间实体是随机分布的。Wij表示实体i与j的空间关系，它通过拓扑关系获得。

3)回归分析

回归分析用于分析两组或多组变量之间的相关关系，常见回归分析方程有：线性回归、指数回归、对数回归、多元回归等。

4)趋势分析

通过数学模型模拟地理特征的空间分布与时间过程，把地理要素时空分布的实测数据点之间的不足部分内插或预测出来。

5)专家打分模型

专家打分模型将相关的影响因素按其相对重要性排队，给出各因素所占的权重值；对每一要素内部进行进一步分析，按其内部的分类进行排队，按各类对结果的影响给分，从而得到该要素内各类别对结果的影响量，最后系统进行复合，得出排序结果，以表示对结果影响的优劣程度，作为决策的依据。

专家打分模型可分二步实现。第一步——打分：用户首先在每个feature的属性表里增加一个数据项，填入专家赋给的相应的分值；第二步——复合：调用加权符合程序，根据用户对各个feature给定的权重值进行叠加，得到最后的结果。

4. gis专业，但地理不好，考研有前途么

GIS考研有很多方向的，而且大部分是偏计算搭稿机方面，比如GIS程序设计，地图设计，算法分析等等，说实在GIS在地理知识上涉及的并不多，GIS是20%地理+80%计算机指蔽。现在很多大学的GIS都偏向计算机，比如地大，北大，南师等，武大是偏测绘的，北师大是偏遥感的。编程好的话，导师会注重动手能力强的人，而知逗孝且就算是出来找工作也是不成问题的。

5. 学习GIS需不需要学习，设计模式和重构到底怎样才能一步一步的学习

理解了面向对象，就会用面向对象的思考方式分析、设计和实现具体问题。面向对象的软件设计，通常必须先找到相关的对象，以适当的粒度将它们归类，再定义类的接口和继承层次，建立对象之间的基本关系。有经验的软件工程师的确能做出良好的面向对象设计，而新手面对众多选择无从下手，总是求助于以前使用过的非面向对象技术，需要花费较长的时间才能领会厅圆良好的面向对象设计是怎么回事。

借鉴并使用好的设计经验，可以帮助我们更快更好地完成系统设计，这就是设计模式的价值。设计模式的主要思想，是利用继承和多态特性，面向接口编程，把对象的行为延迟到子类中实现。这样看起来，在不知道具体类的前提下，通过抽象类完成对具体行为的调用。实现和接口间的分离是一个非常重要的理念。

面向对象系统的分析和设计实际上追求的就是两点，一是高内聚（Cohesion），二是低耦合（Coupling）。这也是我们软件设计所追求的，因此无论是OO中的封装、继承、多态，还是我们的设计模式的原则和实例都是在为了这两个目标努力。

道不远人，设计模式也是这般，设计模式并不是空的理扮腊塌论，并不是脱离实际的教条。就如我们在进行软件开发的过程会很自然用到很多的算法和结构来解决实际的问题，那些其实也就是数据结构中的重要概念和内容。在面向对象系统的设计和开发中，我们已经积累了很多的原则，比如面向对象中的封装、继承和多态、面向接口编程、优先使用组合而不是继承、将抽象和实现分离的局巧思想等等，在设计模式中你总是能看到他们的影子，特别是组合（委托）和继承的差异带来系统在耦合性上的差别，更是在设计模式多次涉及到。而一些设计模式的思想在我们做系统的设计和开发中则是经常要用到的，比如说Observer（其实例为Model－Control－View模式）是MFC中的基本框架，Iterator模式则在C++的STL中有实现等。或许有的人会说，我们不需要设计模式，我们的系统很小，设计模式会束缚我们的实现。我想说的是，设计模式体现的是一种思想，而思想则是指导行为的一切，理解和掌握了设计模式，并不是说记住了23种（或更多）设计场景和解决策略（实际上这也是很重要的一笔财富），实际接受的是一种思想的熏陶和洗礼，等这种思想融入到了你的思想中后，你就会不自觉地使用这种思想去进行你的设计和开发，这一切才是最重要的。

设计模式保证了软件的灵活性，代价是设计的复杂性。

设计模式代表了传统软件开发的思想：好的设计会产生好的软件，因此在实际开发之前，值得花时间去做一个全面细致的设计。而重构则代表了敏捷软件开发的浪潮：软件并不是在一开始就可以设计得完美无缺的，因此可以先进行实际开发，然后通过对代码不断地进行小幅度修改来完善其设计。这两种方法看起来格格不入，但它们都在本质上有一个共同的思想——设计很重要，只是两者达到良好设计的方法不同。重构是实现设计模式的一种手段，设计模式往往也是重构的目的。

重构是安全地改善既有代码设计地一门艺术，是一种对软件内部结构的改善，目的是在不改变软件的可见行为的情况下，使其更易理解，修改成本更低。

6. 根据GIS工程学思想开展GIS设计其基本原则和工作内容分别是什么

GIS设计的基本原则
基本原则

具体内容

标准化

符合GIS的基本要求和标准；符合现有的国家标准和行业规范

先进性

硬件设备的先进性；软件设计的先进拦乱性；技术方法的先进性；管理手段的先进性

兼容性

数据具有可交换性，选择标准的数据格式和实现数据格式转换功能，实现与不同数据库之间的数据消祥共享

高效性

具有高效率的数据采集工艺方法和图形处理能力、存取能力、拿衡搏管理能力等等

可靠性

保证系统正常运行以及系统运行结果的正确性

通用性

系统数据组织灵活，可以满足不同应用分析的需求

GIS设计的内容： （一）软件设计（二）数据库设计