GIS设计与开发课件

1、GIS设计与开发课程定位与培养目标定位：随着GIS学科朝着社会化和产业化方向不断深化，如何将GIS理论与方法转化成为空间信息管理和决策辅助的技术手段，是高校GIS专业培养学生实践工作能力重要内容。人才培养目标：要求学生能在应用型GIS研发实践工作中具备用户需求调查、系统分析、系统设计、系统实现、系统维护等阶段的基本知识储备和工作技能。课程难点与重点课程重点与难点在于GIS设计与开发的各阶段，即GIS系统定义、系统总体设计、系统详细设计、系统实施、系统测试及维护等的方法、步骤、工具以及GIS设计项目管理与质量保证的相关理论方法。 基本要求学生能认真配合课堂内容的学习，开展实验课上机实践。学生能准

2、确按照实验课设计要求，完成实验课的所有内容。有兴趣的同学可在课外形成应用型GIS研发小组，继续提升GIS研发技能水平。教学方式与考核要求以“上机实践教师指导”为主，教学形式包括：应用型GIS实例的展示与分析、组织课堂专题讨论、分组撰写设计文档、开发实践等。考核：主要考察学生上机实践的实际能力，并通过当堂查看、收缴作业、学生作品课堂展示等形式来综合评价学生实践能力和掌握课程内容的情况。教学参考资料理论部分教材：李满春等. GIS设计与实现. 北京：科学出版社，2003参考资料：SuperMap Objects开发文档C程序设计相关书籍、文档VB程序设计相关书籍、文档教学进度安排理论(18学时)+

3、实践部分(36学时)理论部分（18学时）理论部分：分组进行(4人一组，10个小组)引言+分组+课程内容+开发环境搭建演示+布置C#学习任务（2学时）-第1周周1第3章+课堂习题（2学时）-第2周周1第4章+布置需求分析报告编写任务（2学时）-第2周周4第5章+总体设计报告编写案例（1学时） -第3周周1第6章+设计说明书编写案例（1学时）-第3周周1第7章+案例分析（2学时）-第4周周1第8章+分布式GIS拓展讲解（1学时） -第4周周4第9章+系统说明书（1学时） -第4周周4第10章、11章（2学时） -第6周周1第12章（1学时） -第6周周4第13章（1学时） -第6周周4讲解要求4人

4、一组，按学号顺序还是自行分组？每个小组自行讨论分工，根据教材内容准备PPT，由不少于2位代表上台讲解PPT内容，时间在半小时左右。课下查阅相关资料，最好结合辅助材料分析。实践部分（36学时）快速入门练习+SO开发基础知识讲解（2学时）+课堂提交代码加实验报告- -第7周周1C#语言基础知识讲解（4学时）+课堂测试- -第8周周1、第8周周4打开SQL工作空间（4学时）+上机实验(提交代码+实验报告- -第9周周1、第10周周1空间数据维护-数据集管理（2学时） +上机实验- -第10周周4地图管理（2学时）+上机实验- -第11周周1空间对象操作（2学时） +上机实验- -第12周周1实践部分

5、（36学时）图查属性、属性查图（4学时） +上机实验(提交代码+实验报告)- -第12周周4、第13周周1空间查询（2学时） +上机实验- -第14周周1跟踪层操作（4学时） +上机实验(提交代码+实验报告)- -第14周周4、第15周周1阶段性总结（2学时） - -第16周周1空间分析（2学时） +上机实验- -第16周周4网络分析（2学时） +上机实验- -第17周周1地图排版（2学时） +上机实验- -第18周周1总复习+考试重点（2学时） - -第18周周4第一章引论地理信息系统设计教程一、什么是GIS二、GIS构成三、GIS用户和产品模式四、GIS前瞻教学提纲退出一、什么是GIS（一

6、） GIS概述（二） GIS发展（三） GIS应用返回GIS是横断计算机科学、信息学、遥感科学、测量学、地图学、地理学、资源学、环境学等学科的一门新兴边缘学科GIS研究内容数据采集数据存储数据处理和分析数据输出GIS概述GIS特点GIS的处理对象是地理数据GIS提供了地理数据采集、存储、显示、操作、分析、建模、输出等一系列工具GIS实现了地图实体与其属性数据库的关联 GIS与其他学科的关系GIS与地图学GIS与计算机制图GIS与地理学GIS与计算机辅助设计（CAD）返回 从第一个地理信息系统（CGIS）诞生至今，GIS已有四十多年的发展历史。软件是GIS核心内容之一 ，GIS软件技术经历以下五

7、个阶段集成式GIS模块式GIS核心式GIS组件式GIS万维网GISGIS发展集成式GIS 在GIS发展早期，为满足某些特定需求，产生了许多的GIS功能模块。随着需求不断升级，研究人员开始将这些分散的功能模块集成为具有多种功能的综合性GIS。该时期即GIS发展的集成化阶段模块式GIS 研究人员着眼于系统整体结构，按功能的关联度，将GIS划分为不同的功能模块。模块化GIS不同于集成式GIS从下而上的开发思路，采用从上往下的方法进行开发，功能模块内聚性更强、划分更为合理 核心式GIS 集成式GIS和模块式GIS都没有解决与其它系统的集成问题，核心式GIS正是基于该背景提出来的,它将GIS功能封装成动

8、态链接库（DLL），通过应用程序接口（API）访问，以此来实现与其它系统的集成。组件式GIS 组件式GIS综合了模块式GIS、核心式GIS的优点，将GIS功能划分为不同的功能模块这些模块之间以及与其它系统之间通过标准的通信接口实现交互，不仅解决了异构系统的交互问题，而且开发成本低、易于掌握。 万维网GIS Internet技术的发展使得网络化成为GIS发展的必然趋势，因此WebGIS应运而生WebGIS的发展使得Internet用户可以通过万维网浏览空间数据、制作专题图以及进行各种空间检索和空间分析。GIS发展的各阶段特点集成式GIS模块式GIS核心式GIS组件式GIS万维网GIS特点在一个系

9、统中集成了GIS的各项功能 系统分成许多相对独立的功能模块 从底层提供GIS功能，通过API访问 通过标准通信接口实现模块间通信及GIS与其它系统集成结合Internet，实现GIS的共享和互操作功能满足了GIS综合应用的需要 用户根据需求选择功能模块 易于集成其它系统 开发成本低、难度小，可以在通用语言环境中实现GIS功能社会化的GIS，可扩展性好，跨平台 存在问题系统过于复杂，软件成本高；难与其它系统集成难于与其它系统集成 开发难度高，不能进行可视化程序设计有待于进一步发展 目前还不成熟 返回 目前，GIS已经被成功应用于商业、国防、电信、教育、工程、环境、政府、卫生、资源、交通等行业。根

10、据GIS应用的层次可以将GIS应用分为：地图制图空间数据管理空间统计分析空间分析评价与模拟预测建模辅助宏观决策 GIS与RS的集成应用 返回GIS应用二、GIS构成（一） 硬件（二） 软件（三） 数据（四） 人员返回 计算机硬件环境包括从GIS数据采集到数据处理乃至数据输出所涉及到的所有硬件设备数据采集、输入设备采集设备包括测绘仪器和遥感设备输入设备包括数字化仪、扫描仪以及计算机的输入设备硬件数据存储和处理设备 存储设备包括磁盘、磁带机等磁存储介质以及一些光存储介质处理设备包括计算机、图像处理器、网络设备等 输出设备输出设备通常是标准的计算机外围设备，如打印机、绘图仪 还可以通过计算机显示器或

11、是外接的高分辨率显示装置（如投影仪等）进行输出返回GIS软件提供了一系列功能模块用来存储、分析和显示空间数据对GIS软件有以下要求提供显示、操作地理数据的常用工具提供空间数据库管理系统提供图形与属性数据同步查询统计分析功能简单易用的图形用户界面GIS软件可以分为工具型软件和应用型软件 软件GIS软件的分类GIS软件应用型软件工具型软件GIS二次开发平台软件AM/FM专开发平台软件其它工具型软件制图软件资源调查信息管理空间分析与预测返回地理数据是以地球表面空间位置为参照，描述自然、社会和人文景观的数据GIS的数据来源普通地图影像其它图形软件的结果数据或相关的数据资料遥感数据数据GIS数据分为空间

12、数据和属性数据两大类空间数据是表征空间实体位置的数据，一般采用以下数据结构进行管理和存储栅格数据结构矢量数据结构不规则三角网（TIN）属性数据是表征空间实体属性信息的数据，一般用关系型数据库进行管理返回人员是GIS的重要构成因素人员在GIS中对GIS软件进行开发、维护和升级对GIS数据进行搜集、入库和管理应用GIS进行生产生活实践，实现GIS的价值返回人员三、GIS用户和产品模式（一） GIS用户（二） GIS产品模式返回GIS最终用户他们可能不是GIS专家，不一定需要了解系统的运行机制或是技术内涵，而只需对系统进行简单的操作交付最终用户使用的GIS软件必须操作简单、界面友好需要对最终用户进行

13、简单的软件使用培训GIS用户GIS专业人士是指具有一定GIS理论和实践基础，并从事GIS行业研究的技术人员GIS专业人士又可以分为：GIS项目经理、程序员、数据库管理员、系统管理员、地图制作人员等GIS开发商/系统集成商GIS开发商主要有ESRI，Intergraph，ERDAS，MapInfo等公司GIS系统集成商是指利用GIS软件开发平台，针对应用领域的具体应用进行产品开发的公司和机构部分GIS软件开发商及其主要产品情况表公司主要GIS软件产品 ESRI Inc.ArcGIS系列 IntergraphGeoMedia系列 Autodesk Autodesk MapGuide等 ERDASI

14、magine系列等 MapInfo Inc.MapInfo系列 MicroImage TNT系列 Genasys Genamap Bentley Inc Microstation 返回GIS产品模式可归结为以下几种数字地图数字地图是GIS最简单、最基本的产品之一 桌面制图对数字地图进行显示、漫游、缩放对地图进行实时的编辑桌面GIS同时管理空间信息与属性信息快捷方便地对地图进行基于属性的显示对地图要素进行空间分析操作提供二次开发语言供用户定制开发 专业化GIS存储了拓扑数据，增强了GIS的空间分析功能返回GIS产品模式四、GIS前瞻从组织来看许多国家都成立有关的组织和机构涌现大批从事GIS生产研

15、究的公司企业从技术来看数据结构趋于完备空间分析操作功能日益完善GIS应用技术趋于成熟从体系来看GIS学科体系趋于完整GIS的发展态势（1）GIS趋于综合性发展GIS、遥感（RS）和全球定位系统（GPS）3S集成技术的发展在世界各国引起了普遍重视RS：信息获取、动态监测GIS：空间信息的管理、分析GPS：空间定位、导航 GIS综合性发展趋势还体现在与OA、Internet、多媒体、虚拟现实等技术的集成GIS的发展态势（2）GIS数据模型研究混合数据模型以Arc/Info8.0以前的版本为代表其空间数据采用拓扑数据模型进行定义属性数据采用关系数据模型进行定义面向对象的GIS数据模型空间数据与属性数

16、据均采用关系数据模型进行表达基于空间实体，具有数据结构相对简单，数据检索和处理速度快等优点ESRI公司在Arc/Info8.0以上版本推出新的数据模型Geodatabase更多的数据模型GIS的发展态势（3）GIS数据共享和互操作促进GIS社会化发展开放式GIS协会（OGC）打破当前GIS业各地区、各单位、各企业各自为营的局面，促进GIS社会化发展GIS的发展态势（4）GIS产业化发展GIS产业对象主要包括硬件软件数据采集与数据转换电子数据遥感信息获取与处理系统开发与集成咨询与技术服务GIS的发展态势（5）GIS软件向组件式GIS发展采用面向对象技术开发组件式GIS是GIS软件发展的必然趋势G

17、IS软件的可配置性、可扩展性和开放性将更强，进行二次开发将更方便返回C#学习推荐书籍：C#入门经典、C#高级编程-清华大学出版社教学进度安排未考虑放假情况理论部分（18学时）分组进行(4人一组，10个小组)引言+分组+课程内容+开发环境搭建演示+布置C#学习任务（2学时）-第1周周1第3章+习题（2学时）-第2周周1第4章+需求分析报告编写（2学时）-第2周周4第5章+总体设计报告编写案例（1学时） -第3周周1第6章+设计说明书编写案例（1学时）-第3周周1第7章（2学时）+案例分析-第4周周1第8章+分布式GIS拓展讲解（1学时） -第4周周4第9章+系统说明书等示范（1学时） -第4周周4第10章、11章（2学时） -第5周周1第12章（1学时） -第6周周1第13章（1学时） -第6周周1理论部分总结（2学时）-第6周周4实践部分（36学时）快速入门练习+SO开发基础知识讲解（2学时）+课堂提交代码加实验报告- -第7周周1C#语言基础知识讲解（4学时）+课堂测试- -第8周周1、第8周周4打开SQL工作空间（4学时）+课堂提交代码加实验报告- -第9周周1、第10周周1空间数据维护-数据集管理（2学时） +课堂提交代码加实验报告- -第10周周4地图管理（2