基于三维GIS的长江流域水利综合站网展示系统的 设计与实现

Journal of Water Resources Research 水资源研究, 2015, 4, 249-256

Published Online June 2015 in Hans. https://www.sodocs.net/doc/d86302627.html,/journal/jwrr

https://www.sodocs.net/doc/d86302627.html,/10.12677/jwrr.2015.43030

Design and Realization of the Yangtze River Basin Water Conservancy Station Network Display System Based on 3D GIS

Zhiyuan Xiao, Chunhua Chen

Bureau of Hydrology, Changjiang Water Resources Commission, Wuhan Hubei

Email: 23073918@https://www.sodocs.net/doc/d86302627.html,

Received: Jun. 3rd, 2015; accepted: Jun. 22nd, 2015; published: Jun. 25th, 2015

Copyright ? 2015 by authors and Hans Publishers Inc.

This work is licensed under the Creative Commons Attribution International License (CC BY).

https://www.sodocs.net/doc/d86302627.html,/licenses/by/4.0/

Abstract

This paper expounds the goal and the significance of the Yangtze River basin water conservancy station network display system. The overall framework and technical route of system design was proposed based on the analysis of demand. The key technologies of realizing system including the data organiza-tion, data access, cache technology and tile Pyramid and GIS services etc. were discussed. Finally, the function of system structure and main modules were introduced.

Keywords

The Yangtze River, Water Conservancy, Station Network, GIS Technology, Display System

基于三维GIS的长江流域水利综合站网展示系统的设计与实现

肖志远，陈春华

长江水利委员会水文局，湖北武汉

Email: 23073918@https://www.sodocs.net/doc/d86302627.html,

收稿日期：2015年6月3日；录用日期：2015年6月22日；发布日期：2015年6月25日

作者简介：肖志远，男，安徽无为人，高级工程师，硕士，主要从事水文网络信息管理研究工作。

基于三维GIS的长江流域水利综合站网展示系统的设计与实现

摘要

本文阐述了长江流域水利综合站网展示系统建设的目标和意义，在需求分析的基础上提出系统设计的总体架构和技术路线，并从数据组织、数据访问、缓存技术以及瓦片金字塔和GIS服务技术等方面分析了系统实现的关键支撑技术，最后就系统的功能结构和主要实现的功能模块进行了介绍。

关键词

长江，水利，站网，GIS技术，展示系统

1. 引言

长江水利委员会不同单位按照相关职能和业务需要，在长江流域设立并管辖着不同类型站网，包括水文、水质、水土保持、水生态监测、科学实验以及专门为规划、设计等方面而设立的站点，承担着水文、水质、水土保持、水生态监测、科学实验等各方面的水利综合监测业务。由于长江流域片水利综合监测站网的布设范围广、站点多、测验项目多、信息量大，传统的管理方式无法满足展现与管理需要。为满足决策者对站网的分布状况的掌握、对测站基本信息的了解，对站网基本情况的分析和功能的评价，建设长江流域水利综合站网展示系统以辅助站网综合规划和管理是十分必要的。

2. 建设目标及意义

根据长江流域片流域管理水利综合监测站网规划[1]要求，长江流域水利综合站网展示系统建设的主要目标就是充分利用长江流域地理信息数据、3D模型数据，并集合长江流域相关业务数据库，基于计算机技术、数据库技术和GIS技术，构建站网管理和展示模型，实现全流域地理资源、水网资源、站网数据的管理以及各类站网信息的动态可视化展示和查询，及时掌握各类站网信息，为综合站网的规划设计、建设运行提供技术支撑。其具体意义主要体现在以下几个方面：

1) 通过系统对综合站网信息进行科学的管理，从而有效避免信息传递效率低、信息更新周期长等缺点，实现站网信息管理数字化、查询可视化、更新迅速化以及信息可扩展化[2]，并为实现优势互补、资源共享，优化站网功能，避免重复建设提供决策依据。

2) 通过系统建设，构建一数一源、一点更新的站网基础信息数据源，并以此为基础对现有数据组织存储体系进行升级与完善，与相关业务数据资源进行整合，构建各个数据资源之间关联关系和层次关系。促进长江流域各类水利信息资源的整合与共享以及综合利用与服务。

3) 通过系统建设，将长江流域站网信息与长江流域地理信息相结合，依托三维仿真技术实现可视化管理与服务，并支持与现有防汛抗旱决策支持系统等信息化系统高度集成，为长江流域防汛抗旱、水资源管理、水资源保护、河势稳定等提供决策支持服务，从而推进了长江水利信息化的整体发展。

3. 需求分析

根据系统建设目标，并结合长江委信息化建设现状，长江流域水利综合站网展示系统要求在对现有全流域地形数据、晕渲图数据、影像数据，站网数据科学化管理和组织的基础上，实现长江流域片各类监测站点的可视化展示和查询，并通过GIS空间分析功能，提供多种模式的站网规划分析、计算和统计功能，为站网的综合规划和建设管理提供支撑。

基于三维GIS的长江流域水利综合站网展示系统的设计与实现

其主要需求为：

1) 利用长江流域地形DEM数据，影像DOM数据，制作全流域渲染底图，实现行政区划数据(省、市界)、地名数据、河流湖泊数据的组织、加载和显示控制。

2) 构建长江流域站网信息数据库，实现站网信息分层、分类标识。并与相关业务数据库实现数据关联。

3) 实现现有的和规划的各类测站、断面的组织与管理，以及站网信息的分层、分类展示。

4) 实现测站站点可视化“捕捉”和站点基本信息查询和业务数据查询。

5) 提供重叠分析，密度分析等多种模式的站网规划分析、计算和统计功能。

6) 实现重要站点或水利设施工程的模拟展示，在叠加全江河道地形监测信息的情况下，支持流域内重要站点或水利设施工程的仿真模拟展示。

7) 支持相关业务的可视化分析计算及决策辅助等功能，如水位流量关系、设计暴雨、设计洪水、径流年内年际分配及地区组成等，可以为防汛会商、调水调沙等提供可视化决策支撑。

8) 具备良好的开放性和扩展性，为后期的基于站网分布的GIS应用开发提供扩展接口。

4. 系统设计

4.1. 总体架构

按照建设目标和总体需求，长江流域水利综合站网展示系统在整合长江流域空间信息、站网信息和业务信息的基础上，利用三维仿真软件Gaea Explore作为GIS基础平台，通过Gaea Explorer平台提供的开发包开发客户端系统，实现站网管理、展示查询、分析统计等功能，为长江流域基于站网信息资源的信息共享、辅助规划、决策支持提供可视化技术支撑，系统的总体框架见图1。长江流域水利综合站网展示系统由三层架构搭建，分别为数据层、服务层和应用层。

1) 数据层：主要包括三维场景数据、矢量空间数据、站网信息数据以及业务数据资源。其中三维场景数据为DEM数据、DOM数据、三维数据等进行融合匹配后形成的三维金字塔瓦片数据库，采用文件方式存放在服务器端；水网水系、行政区划数据采用矢量空间数据格式存放在服务器端，通过Gaea Explorer平台调用和访问；站网信息数据是通过对业务数据库的抽取形成的索引型信息资源，除了存储测站基本信息外，还存储了与业务数据资源之间的关联关系，是站网展示，信息查询、统计分析的核心信息资源。

2) 服务层：主要由Gaea Explorer三维数字地球综合应用与虚拟仿真平台提供的各类服务支撑。数据组织管理服务主要用来管理三维场景金字塔结构和矢量数据匹配；数据瓦片服务主要向应用层提供各类数据服务，

Figure 1. Overall framework chart of the display system of the Yangtze River basin comprehensive

water conservancy network

图1.长江流域水利综合站网展示系统总体架构图

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以便系统方便快捷的访问和调度；应用功能服务主要提供平台内置的大量功能，如浏览、漫游、量算、放大、缩小、定位等；三维仿真服务主要提供各类动态逼真的三维虚拟现实仿真模拟。

3) 应用层：为基于Gaea Explorer三维数字地球综合应用与虚拟仿真平台提供的SDK开发包所搭建的应用功能，通过继承平台已有的功能和新开发的各项功能，对外提供良好的站网展示、查询、统计、符号化及制图等功能，并通过二次开发实现信息共享、辅助规划、决策支持等应用服务功能。

4.2. 技术路线

系统采用三维仿真软件Gaea Explore作为GIS基础平台，基于WebGIS技术，可在网络环境下实现海量数据无缝组织、管理和可视化。采用C/S架构搭建，所有的空间数据、属性数据、信息资料等存放于服务器端，通过Gaea Explorer平台提供的开发包开发客户端系统，实现在线数据访问和离线(缓存方式)数据访问。

系统利用网络计算机技术、空间信息分析技术、数理统计与模拟预测技术、虚拟现实技术等，借助数字化和信息化的手段，最大限度利用信息资源。系统设计开发以数据库技术、网络技术和地理信息系统技术为支撑，以空间数据和属性数据为基础，通过对空间数据和站网数据的存储和管理，建立数据管理、站网规划辅助分析和三维综合展示为一体的综合展示系统。在系统研发过程中采用以下总体技术路线和技术模式，使系统更具较好的实用性、可靠性、安全性和先进性。

1) 高效利用现代网络体系，充分适应系统各功能的工作特点，采用C/S模式建立系统总体构。

2) 采用模块化方式进行开发，各模块只处于低耦合状态，方便用户进行功能的扩充与更改，使系统功能实现更具灵活性与可塑性。

3) 利用空间数据引擎，实现对站网数据和流域地理数据进行多时相数据一体化存储、管理与调度，实现海量数据的快速查询、分析与计算。

4) 利用多种可视化方式实现站网数据的空间、属性信息联合展示、查询和统计。

5) 采用金字塔数据管理、多维索引机制、虚拟现实(VR)、LOD分块调度等技术实现大场景的三维可视化调度，真实再现现实景观。

5. 关键技术

5.1. 多源异构数据组织

长江流域设立并管辖着不同类型站网，包括水文、水质、水土保持、水生态监测、科学实验等，承担着水文、水质、水土保持、水生态监测、科学实验等各方面的水利综合监测业务，各自形成了各自的业务信息数据库系统。采用多源异构数据组织的方法，建立综合站网基础信息索引数据库，构建站网基础信息索引与业务数据库基础信息之间的关联，实现站网基础信息的统一组织。

多源异构数据组织的基本思路是认同各类站网信息可以具有自己独立的信息组织模式，为了将这些分散异构的信息，组织成统一的、整体的信息资源，又保持各类水文信息各自的独立性，根据“虚拟化”的基本原理，通过构造相应的信息资源统一组织架构，为用户提供虚拟化的信息资源开发利用条件。信息资源统一组织架构主要由存贮、描述和资源持久性与安全控制3个体系，以及数据源注册、数据抽取与转换、数据源动态配置、虚拟化信息资源组成和资源开发应用支撑5层处理构成[3]。这3个体系和5个处理层次，有效保证了各类站网信息资源的原有形态，并可充分利用各类站网信息资源的计算资源，形成逻辑上完整的信息全集，为充分利用分散的、异构的水文数据集，提供基本参考模型。

5.2. 海量数据并发访问

采用Gaea Explorer平台提供海量影像数据发布能力，实现整个长江流域DEM、DOM数据快速、稳定的访

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问。数据的存储性能和访问性能对整个GIS应用的性能有着重要的影响作用，所以空间数据库引擎的功能和性能对GIS应用的功能完整性和运行效率具有重大的影响。通过Gaea Explorer平台，可以把GIS的空间几何对象数据和属性数据一体化存储到多种关系型数据库中，能够对数据进行索引维护、追加、更新、删除等维护操作，按属性条件或空间条件来对数据进行各种查询返回需要的数据，还具备提供长事务、版本、拓扑关系维护等高级功能。

5.3. 稳定可靠的缓存技术

平台的优劣不仅仅体现在架构、界面和操作深度上，提高系统响应速度来提升用户体验也是获得用户青睐的重要方法[4]。Gaea平台通过采用缓存技术，来减少请求数据服务的次数，直接从内存中获取已经缓存的数据信息，来大大提高系统响应效率。Web应用大都将数据保存到RDBMS中，应用服务器从中读取数据并在浏览器中显示。但随着数据量的增大、访问的集中，就会出现RDBMS的负担加重、数据库响应恶化、网站显示延迟等重大影响。

应用缓存技术，就是为了解决上述问题，使系统能够基于高速运行的分布式缓存服务器，实现最佳的用户体验。第一次访问从数据库中取得数据存放到缓存中，第二次访问从缓存中取得数据进行页面显示，数据缓存结构示意图如图2所示。

5.4. 金字塔图片引擎和GIS服务引擎一体化技术

金字塔图片引擎是将地图按照比例尺和图层进行地图图片切片，形成无数小文件图片后由图片引擎负责在客户端根据地图大小将多张图片拼接形成切片前的效果[5]。ServiceGIS服务器软件平台将地图图片引擎统一集成在网络GIS服务器中，图片服务引擎是ServiceGIS平台提供服务器的关键组成部分，同时，将GIS图形引擎也集成在统一的平台中，在功能上实现对接。地图服务启动时，图片引擎按照预订的比例尺，自动切图为静态图片，并建立图片金字塔，统一对外。地图引擎的地图内容更新后，ServiceGIS软件平台将协同GIS图形引擎和图片引擎，按照实际更新范围进行动态更新，实现动态图片按需切片，从而保障切片效率。平台除了提供地图图片引擎服务以外，还提供GIS服务引擎进行深度GIS应用分析与空间表达和服务聚合。通过这种模式，不但可以满足平台本身需求，还可以将传统只能在C/S应用模式应用的空间分析功能在B/S应用模式中进行服务共享应用。

6. 系统功能

按照长江流域站网综合规划总体要求，结合需求分析，基于3DGIS的长江流域水利综合站网展示系统在功能上主要实现了流域影像三维展示、站网信息分类分级展示、站点信息可视化查询、站网规划分析以及基于3DGIS的长江流域水利综合站网平台的扩展支持功能。系统功能结构如图3所示。其中站网分类分级展示、站

Figure 2. Data caching structure diagram

图2.数据缓存结构示意图

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点信息可视化查询、站网规划分析是系统建设中的主要业务功能。

1) 站网信息分类分级展示

站网展示主要实现站网信息在地图上的特征标注，以及站网分级、分类展示。站网分级展示支持不同比例尺下的高密度站点的分级展示。站网分类展示主要是按照站点的类别在地图上实现分层控制展示。站网展示展示内容包括水文站网、河道站网、水质监测站网、水土保持监测站网、水生态保护监测站网、科学实验研究观测站网等站网信息的展示，可以通过叠加站网类别控制站网的展示效果。长江流域水文站网信息展示如图4所示。

2) 站点信息可视化查询

信息查询包括测站基本信息查询和站点业务数据查询。测站基本信息查询实现站点的可视化“捕捉”，可以查询并可显示站点的基本属性信息，包括站名、站码、位置、站类、站别、测验项目、测验方式、管理单位、坐标信息等字段信息。站点业务数据查询实现站点相关业务数据的可视化查询，可以查询其在某一时间段的业务观测数据，通过表格及统计图表的方式进行展示，如实时水雨情信息，历史水文数据、水环境监测数据等。站点的可视化“捕捉”，并查询该站点的水位、流量数据如图5所示。

3) 站网规划分析

站网规划分析能够主要是为站网规划提供决策支撑信息，包括站网密度分析和站点重叠分析两个主要模块。密度分析主要是实现某一区域内测站的密度分析，区域可以是水系、行政区域或自定义区域。重叠分析是根据设定的距离参数，计算在该参数内存在重叠的测站，予以提示。水文站监测与水质监测站点之间的重叠分析如图6所示。

Figure 3. Functional structure diagram of the display system of the Yangtze River basin

comprehensive water conservancy network

图3.长江流域水利综合站网展示系统功能结构示意图

Figure 4. Information presentation of the hydrologic network of the Yangtze River basin

图4.长江流域水文站网信息展示

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Figure 5. Visible captures of the Station and its water level and flow data inquiry

图5.站点的可视化“捕捉”，并查询该站点的水位、流量数据

Figure 6. Overlay analyses between hydrologic monitoring and water quality monitoring

stations

图6.水文站监测与水质监测站点之间的重叠分析

7. 结语

长江流域水利综合站网展示系统是长江流域片流域管理水利综合监测站网规划项目的重要信息化支撑手段，也是规划成果的主要展示平台，系统建设内容涉及长江流域设立并管辖的不同类型站网，基于多源异构数据组织技术建立的统一站网信息展示体系和为站网规划提供决策支撑的不同类型站网之间的重叠分析功能是本系统的主要创新点。系统还在水流防真、洪峰演进等方面进行了研究性开发，充分展示了长江流域水利综合站网展示系统的可扩展性和能够为长江流域防汛抗旱、水资源管理、水资源保护、河势稳定等提供信息化决策支持服务的能力。

基金项目

国家水体污染控制与治理科技重大专项《三峡库区及上游流域水环境风险评估与预警技术研究示范课题(编号：2013ZX07503-001-05)》。

基于三维GIS的长江流域水利综合站网展示系统的设计与实现

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警用地理信息系统

警用地理信息系统 1．概述 地理信息系统（GIS）是近年发展迅速的一门信息技术，是将地图信息数字化，由计算机来处理这种“空间”信息的系统。近年来，警用地理信息系统主要应用在公安的110指挥接处警系统、122交通管理系统、119消防管理系统、GPS监控系统等独立运行的系统中，由于图源不足，技术不成熟和管理不完善等问题，应用的不是十分理想，不仅影响了基层单位应用的积极性，也影响了部分开发单位的开发热情。 2．地理信息系统的优点 可为警务信息提供快速的空间定位参考 公安行业管理所涉及的信息是多方面的，且绝大多数警务信息都与“地”息息相关。例如：户籍管理中人口数据的住址与服务处所、案事件的案发现场、消防设施的安装位置信息等。但在传统的MIS业务管理信息系统中，这些信息都是作为一项属性信息项保存在数据库中。由于它只提供对地址的文字性描述，并不能直接通过它迅速进行空间定位，勤务人员有时甚至需要借助基层派出所民警的帮助才能找到现场，这显然无法满足快速反应对信息快速定位的迫切要求。而GIS与电子地图引入后，可以根据警务信息中对地址的描述，进行地理编码，将各类警务业务信息在地图上直观定位展示。警务人员可以根据所查询到的警务目标在电子地图上的空间定位，迅速找到其实际位置，并通过地址信息，关联到其他MIS系统相关业务信息。

可为警务信息提供全新的展示平台 常规的业务MIS管理信息系统，警务信息入库后，只能进行简单的查询和统计分析，并以查询结果表或统计报表等方式进行展示，信息表达和展现形式有限。借助电子地图、遥感影像、多媒体、三维仿真和虚拟现实等信息可视化技术，可以将各种动态的与静态的，历史的与现实的警务信息，以及反应实时警情发展变化状况的警务态势等进行多样化的可视化展示。警务人员在直观的地图可视化环境下，方便地完成日常警务管理和指挥决策任务，大大提高工作效率。 可为警务工作提供空间辅助决策分析工具 公安业务部门早期所开发的许多OA 办公自动化系统和MIS业务管理信息系统，一般只是一些面向日常事物处理和信息统计的业务管理系统，除进行简单的数字统计分析外，并不具备空间分析的能力。而引入地理信息技术后，就可以实现对警务信息的空间定位，直观了解各类警务工作对象所在的空间位置分布情况及其分布规律，并借助GIS空间分析工具，有效地对警务信息进行各类空间分析和专题统计，为警务管理与指挥决策服务。例如，警务人员可以通过对近期所有不同类型的发案进行统计分析，发现其空间分布规律，分析出高案发的区域和地点，预测近期犯罪发展的走向，从而及时采取适当的预防措施，调整警力部署，并进行必要的警务干预，尽可能地预防和控制犯罪的再次发生。而负责案件侦破的侦查人员，则可以根据在现场侦查到的罪犯分子作案手段等信息，利用GIS的缓冲区分析功能，迅速查找出在案发现场周边作案形式类似的有前科的犯罪嫌疑人分布情况，

大数据中心运行可视化平台项目的技术方案设计的设计v0

数据中心运行可视化平台 技术方案 北京优锘科技有限公司 2015-08-13

目录 第1章项目背景 (3) 第2章建设内容 (4) 2.1地理位置可视化 (4) 2.2数据中心可视化 (4) 2.3IT架构可视化 (5) 第3章建设目标 (5) 第4章解决方案 (6) 4.1 地理位置可视化 (6) 4.1.1 位置分布可视化 (6) 4.1.2 分级浏览可视化 (7) 4.1.3 场景浏览可视化 (7) 4.1.4 网点配置可视化 (7) 4.2 数据中心可视化 (8) 4.2.1 环境可视化 (8) 4.2.2 资产可视化 (9) 4.2.3 配线可视化 (10) 4.2.4 容量可视化 (11) 4.2.5 监控可视化 (11) 4.2.6 演示可视化 (12) 4.3 IT架构可视化 (13) 4.3.1 业务交易可视化 (13) 4.3.2 应用关系可视化 (13) 4.3.3 系统架构可视化 (14) 4.3.4 应用组件可视化 (14) 4.3.5 基础设施可视化 (15) 4.3.6 监控数据可视化 (15) 4.4 第三方系统集成 (16)

第1章项目背景 随着业务的飞速发展，IT规模也越来越庞大而复杂，为保障IT 系统的正常运行，针对各类管理对象已完成了监控系统的基础建设，关注各类管理对象的数据采集、异常报警，并取得了良好的监控效果。在建设过程中，比较缺乏从统一可视化的角度，整合监控数据，构建整合的可视化操作平台。目前监控系统的操作方式和使用界面在易用性、友好性方面有待进一步提升，充分发挥监控平台对日常工作的支撑作用。存在如下问题： ●监控展示缺乏从业务到IT的端到端全景视图，各个技术团队只能看到管理 范围内的监控对象和内容，缺乏对关联业务和所依赖基础设施的关联分析和可视化管理能力，对系统整体的理解存在一定偏差。 ●应用系统监控缺乏全景视角，各个系统采用独立监控的方式，无法从应用 端到端管理的角度，实现跨系统的监控分析和可视化管理，在出现应用系统运行出现故障时，无法快速定位到发生故障的根源应用系统，同时，在一个应用系统监控报警时，无法判断其所影响的关联应用系统。 ●应用层监控与系统层监控整合程度较低，当应用系统出现故障时，无法快 速定位是应用本身问题，还是所支撑的IT组件问题。同时，在系统层面出现故障时，无法直观评估其所影响的应用系统范围。 ●系统层监控与物理层监控脱节，当系统层出现故障时，无法定位其所依赖 的基础设施和硬件设备。同时，当物理设备出现故障时，无法判断其所影响的系统平台范围。 因此，在统一可视化监控平台的建设过程中，会着力从“平台整合，组织结合，用户友好”的角度出发，借鉴先进数据中心可视化监

GIS设计自考复习题

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第一章概论 1.地理信息系统包括哪几类型？试举例说明。 工具型地理信息系统：具有对各种地理空间数据进行输入、处理、管理、查询、 分析和输出等通用功能，可供其他系统调用或允许用户进行二次开发，以建立应 用型地理信息系统的操作平台，是建立应用型GIS的一条捷径。特点：对计算机 硬件适应性强，数据管理和操作效率高、功能强，具有普遍性和易拓展性，操作 简便且易掌握。示例：国外Arc/Info、GenaMap、MapInfo、MGE、GeoMedia，国 MapGIS、SuperGIS、GeoStar、CityStar 应用型地理信息系统：与特定地理区域相互联系的地理信息系统，根据用户的 需求和应用目的而设计来解决一类或多类特定应用问题，除了基本功能外还具 有解决地理空间实体与空间信息的分布规律、分布特性及相互依赖关系的应用 模型和方法。分为专题GIS和区域GIS。特点：针对性明确、专业性强，系统开 销小。示例：“塔里木河水资源管理信息系统” 2.地理信息系统设计主要有哪几种方法？各有何特点？ 结构化程序设计：是面向数据流开展需求分析工作的一种有效方法。利用一般 工程方法和有关结构概念，把它们应用于地理信息系统的设计。基本思想：一般 采用自顶向下，逐层分解的演绎分析法来定义系统的需求；地理信息系统的开发 是一个连续有序、循环往复不断提高的过程，每一个循环就是一个生命周期；分 析系统的每个细节、前后顺序和相互关系，找出各部分之间的数据接口。用结构 化的方法构筑地理信息系统的逻辑和物理模型等。特点：软件结构描述较清晰， 便于掌握系统全貌，也可逐步细化为程序语句，是一种使用相对广泛，也比较成 熟和完善的系统分析方法。但结构化分析不适合需求经常改变的系统，因此结构 化分析的前提是：面临静态需求。 原型化的设计方法：常用的一种，在开发初期不强调全面系统地掌握用户的需 求，是根据对用户需求的大致了解，由开发人员快速生成一个实实在在的初始系 统原型。随着用户和开发者对系统理解的加深，不断对原型进行修正、补充和细 化，用快速迭代的方法建立最终的系统，并提交给用户使用。步骤：确定用户需 求——开发初始原型——征求改进意见——修改完善原型——制定原型完成。 特点：有一定的盲目性，但对于非专业人员和小规模系统设计来说更加实用，有 利于用户介入系统设计工作，是种动态的软件开发技术。能够大大减少软件系统 的后期维护费用，使系统功能能够正确反映用户的需求。同时对于较复杂和具有 不确定性的系统目标有较强适应性，可使设计与实施的结合更为紧密。 面向对象的解决方法：基本思想：将系统所面对的问题，应用封装机制，按其自 然属性进行分隔，按人们通常的思维方式进行描述，建立每个对象的领域模型和 联系，既模拟信息实体的在结构又模拟动作机制，使设计出的软件尽可能直接表 现出问题求解过程。整个系统只由对象组成，对象间的联系通过消息进行。特点： 将强了对问题域和系统责任的理解；改进了与分析有关的各类人员之间的交流； 对需求的变化有较强的适应性；贯穿软件生命周期全过程的一致性、实用性；有 利于用户参与，容易扩充和重组。性质：封装性、继承性、多态性。 3.地理信息系统主要有哪几种开发方法？各自有何优缺点？ 独立开发：不依赖任何GIS工具软件，利用专业程序设计语言开发应用模型，直 接访问GIS软件的部数据结构。从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结 果输出，所有算法都由开发者独立设计。优点：无需依赖任何商业GIS工具软 件，独立性强，降低了开发成本。这种系统综合程度和效率最高。缺点：开发难

警用地理信息系统的设计与实现

ＦＰＳ＠ｆｏｒｅｓｔｐｏｌｉｃｅ．ｎｅｔ ２００７年第２期 随着信息技术的飞速发展，地理信息技术也越来越多的应用于公安业务中，如１１０指挥系统、 智能交通系统、应急指挥系统、巡警巡逻、犯罪空间分析等。将公安信息化建设与地理信息技术紧密结合起来，大力开展警用地理信息系统建设，是今后全国各地公安信息化应用的一个重要发展方向。 一、 ＭＡＰＧＩＳ基础地理信息平台ＭＡＰＧＩＳ是由中国地质大学（武汉） 武汉中地数码科技有限公司开发的我国最先进ＧＩＳ基础平台，已经在国内各行业广泛应用。它利用先进的图形图像处理技术和地学空间信息的处理方法，采用了矢量数据和栅格数据的混合数据结构，将不同来源、 不同类型的数据和相关属性进行了有机的结合和综合分析查询，并将结果以图形、 报表等形式进行输出，绘制出可供分析决策用的图件，实现计算机的信息处理，完成为管理人员提 供辅助分析决策的手段。 ＭＡＰＧＩＳ基础地理信息平台层次结构如图一所示。 ＭＡＰＧＩＳ发展到现在已经历了四代 变迁， 第四代地理信息系统——— ＭＡＰＧＩＳ７．０是新一代面向网络超大型分 布式地理信息系统基础软件平台。该系统采用面向服务的设计思想和多层体系结构，实现了面向空间实体及其关系的数据组织、高效海量空间数据的存储与索引、大尺度多维动态空间信息数据库、三维实体建模和分析，具有ＴＢ级空间数据处理能力。它不仅支持在局域和广域网络环境下空间数据的分布式计算，而且还支持分布式空间信息分发与共享、网络化空间信息服务，此外它还能够支持海量、分布式的国家空间基础设施建设。 二、 ＭＡＰＧＩＳ＿ＩＭＳ７．０ＭＡＰＧＩＳ＿ＩＭＳ７．０是ＭＡＰＧＩＳ７．０平台 成员产品之一， 它在功能强大的 ＭＡＰＧＩＳ７．０基础上，依托微软的．ＮＥＴ平 台，采用成熟的Ｃ＃语言，结合灵活多变的ＪａｖａＳｃｒｉｐｔ和ＶＭＬ技术，无论在性能还是网络负载等方面都实现了质的飞跃。 ＭＡＰＧＩＳ＿ＩＭＳ７．０平台简洁的二次开发函 数库使得ＷｅｂＧＩＳ的二次开发变得极其简单，用户可以在ＭＡＰＧＩＳ＿ＩＭＳ７．０平台上开发面向各自领域的应用系统。 ＭＡＰＧＩＳ＿ＩＭＳ７．０是建立在Ｉｎｔｅｒｎｅｔ上的 具有４层体系结构的网络ＧＩＳ系统。它的主要任务是建立ＷｅｂＧＩＳ服务器，在网上发布地理信息，让人们在网上享受更多相关的地理空间信息。 ＭＡＰＧＩＳ＿ＩＭＳ７．０系统分为四级，分 别为：ＧＤＢ数据库层、 ＧＩＳ服务层、Ｗｅｂ服务器层和客户端。它的体系结构如图二所示： １．ＧＤＢ由１个或多个地理数据库 组成，主要负责ＧＩＳ数据的组织和存储。 ２．ＧＩＳ服务层由１个或多个ＧＩＳ服 务器组成，主要负责从地理数据库中读取数据，管理多个地理数据库，智能处理 Ｗｅｂ服务器的数据请求。 ３．Ｗｅｂ服务器层主要运行于Ｗｉｎｄｏｗｓ２０００／２００３等安装有ＩＩＳ的操作 系统上。它主要收集由客户端用户传来的各项请求，根据不同的请求，处理与 ＧＩＳ服务器的交互。 ４．客户端：直接面向客户，提供ＧＩＳ 数据表示和信息可视化功能，运行于 Ｗｉｎｄｏｗｓ系列操作系统。采用普通的ＨＴＭＬ浏览器，接收普通的ＨＴＭＬ页面， 访问ＷｅｂＧＩＳ服务器中有关的ＡＳＰ．ＮＥＴ页面，并请求地图数据。 三、基于ＭＡＰＧＩＳ的警用地理信息系统的实现 （一）系统架构 本警用地理信息系统是基于 警用地理信息系统的设计与实现 夏显清 【摘要】本警用地理信息系统是基于ＭＡＰＧＩＳ＿ＩＭＳ７．０的二次开发，并依托微软的．Ｎｅｔ平台，采用分布式ＧＩＳ软件技术形成具有自己特色的Ｗｅｂ警用地理信息系统。系统采用 Ｂ／Ｓ三层结构设计模式，即表示层、中间层、数据层，在服务器端实现中间层和数据层，在客 户端实现表示层即用户界面显示和交互操作。 图一ＭＡＰＧＩＳ基础地理信息平台层次结构 图二ＭＡＰＧＩＳ－ＩＭＳ７．０体系结构 森警科技 ＳＥＮＪＩＮＧ ＫＥＪＩ １５

电力配网三维GIS管理系统

电力配网三维GIS管理系统建设 草案 泰瑞数创科技（北京）有限公司

目录 1、建设背景 (3) 2、总体设计 (4) 2.1总体目标 (4) 2.2安全设计 (5) 2.2.1、网络安全 (5) 2.2.2、数据安全 (5) 2.2.3、系统安全 (6) 2.3设计原则 (7) 2.3.1统一规划，分步建设 (7) 2.3.2可靠性原则 (7) 2.3.3规范性原则 (7) 2.3.4实用性原则 (7) 2.3.5先进性原则 (7) 2.3.6可扩展性原则 (8) 2.3.7开放性原则 (8) 2.3.8安全性原则 (8) 2.4项目系统建设标准 (8) 2.5系统的总体结构 (9) 2.5.1系统软硬件环境 (9) 2.5.2系统软件结构体系 (10) 2.5.3系统网络拓扑图 (12) 2.6系统的功能结构图 (13) 2.7主要的实现技术 (14) 2.7.1、海量数据生成三地形技术 (14) 3、系统功能 (15) 3.1系统总体功能模块 (15) 3.2主要功能列表 (16) 3.3 系统功能详述 (20) 3.3.1三维地图浏览功能 (20) 3.3.2配网管理功能 (24) 3.3.3配网规划功能 (30) 3.3.4业扩报装功能 (30) 3.3.5电力应急 (31) 3.3.6大用户管理 (33) 3.3.7协同办公 (34) 3.3.8系统管理 (35) 4、功能扩展（二期） (35) 4.1与可靠性系统接口 (35) 4.2巡视和调度管理 (36) 4.3与SCADA 系统接口 (36) 4.4与客户营销系统接口 (36)

4.5与监管中心系统接口 (36) 1、建设背景 目前，客户服务中心刚成立不久。客户中心作为客户用电以及对外服务的窗口部门，需要准确及时的了解电力配网的线路资料及其状态等信息，以便于业扩

GIS设计和开发

gis设计与开发 Gis设计与开发思路 现实需求、GIS概念模型、机理过程、人机交互系统、现实需求 开发方式：独立开发，扩展式二次开发，集成式二次开发 第一章GIS设计思想内容，标准 （一）GIS设计目标 通过改进系统设计方法，严格执行开发的内容划分，进行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。 （二）GIS设计的特点 1、数据：数据量大，实体种类繁多、实体间关联复杂的特点 2、功能：GIS设计以空间数据为驱动 3、工程：GIS工程投资大，周期长，风险大，涉及部门繁多 二gis设计的理论基础 Gis工程学：GIS本身发展和将系统工程学思想引入GIS设计的产物 （一）GIS工程学体系 1、任务：寻求系统总体最优化 2、基础理论：（1）系统学思想（整体性，层次性，相关性，功能性，动态性），（2）系统工程学（3）软件工程学（4）地理信息科学三层次（理论，技术，应用） 3、方法论：根据GIS工程学的基础理论而形成的一系列程序化的基本操作技术与方法（二）GIS工程学的特点 1、以空间信息系统工程优化为目的 2、横跨多学科 3、直接面向决策，为可持续发展提供决策支持 4、与GIS产业化密切相关 三GIS设计的内容 （一）设计原则：标准化，先进性，兼容性，高效性，可靠性通用性 （二）设计内容 软件设计和数据库设计 第二章gis设计的方法 一、结构化生命周期法 1、结构化生命周期法又称结构化分析和设计方法，又称结构化系统开发方法 结构化生命周期法是系统分析员，软件工程师，程序员以及最终用户按照用户至上的原则，自顶向下分析与设计和自底向上逐步实施建立计算机系统的一个过程，是组织，管理和控制信息系统的开发过程的一种基本框架。 2、基本思想：（1）要求设计过程必须严格按照阶段进行 （2）在系统建立之前就必须严格的定义和描述用户的需求。 3、阶段划分：（1）系统开发的准备阶段 （2）调查研究及可行性研究阶段

浅谈三维地理信息系统及其应用实例

一.Super3D-VR 三维地理信息系统（3DGIS ）软件平台简介 地理信息系统（GIS ）是空间信息的采集、存储、分析、显示的计算机系统，目前已经 被广泛运用，在各专业领域如：水利、交通、城市规划、军事等领域。但目前大多数的 GIS 应用都是基于二维空间数据的， 将本来三维空间的世界简化为二维投影的概念模型， 对地物 上的三维空间关系用点、线、面等抽象的符号来表达，以至于“专业人士难理解，非专业人 事看不懂“的现状。 世界空间信息本质上是三维的，需要三维坐标（ X,Y,Z 或经纬度加高程）来描述地理对 象，三维GIS 可以包容几乎所有的海量空间信息，能大大突破了常规二维表现形式的束缚， 即使是非专业人士也一目了然。三维地理信息系统作为的重要工具、技术和学科，近 2-3 年来得到了广泛关注和迅猛发展。 由于信息技术的发展，数字时代的来临，未来，它将广泛 应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、农林牧业、统计、国土资源、 电力系统、数字海洋、水利、环保、市政、交通、通信通讯等领域。 由中鼎图数字科技自主研发、 十年积累、上百个成功案例、 在国内拥有无可比拟的开放 式平台优势，据调研分析， Super3D-VR 三维地理信息系统（3DGIS ）软件平台算是国内一流 的，它解决当前三维 GIS 应用碰到的主要问题：海量三维数据（超过 100G ）的处理和存储、 基于三维的空间分析、三维可视化、基于网络的三维 GIS 、虚拟现实技术、兼容已有空间数 据等。 应用 支撑 层 基础 局域网、互联网 \ ______________________________________________________________ 层 、Super3D-VR 平台实现了三维地理信息系统的以下功能: Brosewer 浏览器 模型及 功能键 Super3d 渲染引擎 信息 采集 层 DEM 影像 等矢量数据 MAX3D 模型数据 2DMAP 数据及接口 Super3d-VR 三维地理信息软件平台体系结构图 Super3DEditr 编辑器 Super3DObject 三维插件

警用综合地理信息系统

警用综合地理信息系统 一、现状与问题 公安部已经将警用综合地理信息系统建设列入“金盾工程”23个一类项目中，成为“金盾工程”的重要组成部分。而目前的公安地理信息系统建设和空间信息数据的应用尚处于初级阶段。根据调研，目前大部分公安局的地理信息系统建设偏重应用系统的建设，先后建立了交通管理系统、110指挥系统、GPS监控系统等，应用初具规模，但比较分散、与业务系统集成较弱。同时，警用综合地理信息应用要求业务地理信息能够共享、实现相互调用进行综合决策分析，而当前的警用地理信息系统无法满足上述要求，主要存在问题是： ⑴地图不统一。目前，地市级公安局还没有建立一套完善的警用电子地图基础空 间数据（体系）。各单位在应用建设过程中，各自购置不同来源、不同比例尺和信息质量的电子地图，造成这些电子地图在投影、坐标系、数据格式、图层分层等方面互不统一，同时重复采集一些公共性地理信息，造成资金和人力的浪费，给全局地图基础空间数据的统一化管理和信息共享带来了极大的困难。因此，亟待进一步补充、完善与整合。 ⑵地理信息标准不统一。没有建立统一的警用地理信息分类与编码、图层分层、 数据采集工作规范、元数据标准、地理信息应用规范等一系列的相关标准规范，无法对全局的警用基础空间数据的建设和各单位地理信息系统的应用与开发进行统筹规划与协调。 ⑶技术规范不统一。各单位已建的地理信息系统在GIS软件平台、数据库的选 型、数据存储格式、空间/属性数据的组织方式和体系结构设计等方面各不相同。 此外，由于缺乏统一的数据交换和数据通讯接口标准，系统之间相互独立，无法实现数据共享。 空间信息应用是公安行业信息化的核心应用之一，而公安行业是典型的全国联网、需要海量数据存储和共享的空间信息应用服务体系。随着空间信息技术向着网络化、海量化和分布式及联机计算的方向发展，从技术的角度讲，已经为公安行业的空间信息应用创造了条件。 警用综合地理信息系统从传统以单一系统为基础的构架，开始转变为以3S空间信息栅格体系结构的架构。基于空间信息栅格的警用综合地理信息系统，通过网络连接地理上分布的各类计算机（包括机群）、数据库、各类设备和存储设备等，形成对用户相对透明的虚拟的高性能计算环境，应用包括了分布式计算、高吞吐量计算、协同工作等诸多功能。基于空间信息栅格的警用综合地理信息系统可以定义为一个广域范围的“无缝的集成和协同计算环境”下的公安3S应用与服务环境即警用综合地理信息应用与服务系统。 警用综合地理信息系统就是利用空间地理信息技术，以电子地图为基础，以公安宽带网络为依托，以信息共享和综合利用为目标，实现公安基础信息基于空间电

gis系统总体设计

系统总体设计报告 农场域土地利用管理信息系统

系统总体设计报告目录一、系统结构设计 二、系统功能设计 三、接口设计 四、界面设计 五、数据库设计

系统框架设计

模块功能设计 1.地图显示与浏览 (1)刷新：刷新地图显示。 (2)要素选择：选择要素，以点、圆圈、多边形等方式选取。 (3)放大：地图放大。 (4)缩小：地图缩小。 (5)漫游：地图整体鼠标移动。 (6)全副显示：使地图在当前窗口中最大化显示。 2.地图数据编辑与修改 (1)属性修改：打开属性表，修改要素变更属性。 (2)要素编辑：选择要素，对其进行编辑、修改、删除。 编辑工具条：点工具：加点、减点、移动。 线工具：延伸、移动，新增、删除。 面工具：移动、删除。 (3)保存编辑：保存当前编辑内容。 (4)Undo:撤销操作。 (5)Redo:返回操作。 3.地图要素查询 3.1按属性查询 (1)在弹出属性查询Form里选择感兴趣图层，编辑选择条件，查询感兴趣要素，返回结果直接显示在主界面地图上。 3.2空间查询

(1)进行空间拓扑查询，通过获得查询对象与拓扑关系，查询出符合条件的几何空间对象及其属性。 3.3图查属性 (1)查询当前被选择对象的属性信息，直接选择要素，右击查询属性，相应要素的属性弹出显示。 4.制图输出与打印 (1)制做成图：将各显示图层统一与标注地图输出图框中编辑成图，加入地图必须整饰要素、辅助要素等等，最后.jpg或.bmp等栅格数据结构输出。 (2)将上步中制作的栅格地图，选择合适幅面，连接打印机，打印成纸质版地图。 5.统计与分析 (1)对选中要素的统计，统计各类利用类型的面积、分布等信息。 (2)基于属性表的统计功能，统计整体的各类利用类型的面积、分布等信息。以表格显示统计结果，并选择打印成文本资料。(3)空间分析：对选中要素做缓冲区等简单空间分析操作，尽量满足不同用户的分析需求，扩展系统的应用范围。 缓冲区分析：选择感兴趣的几何要素，点击缓冲区分析方法按钮，在弹出框内设置缓冲参数、类型等，将操作结果作为新建图层直接显示于地图最上层。 6.其他扩展功能

电力三维GIS综合信息管理平台建设方案书

电力三维GIS综合信息管理平台建设方案书 目录................................................................................................................................................................. 31. 项目概述.......................................................................................................................................................... 3 .1.1.项目背景......................................................................................................................................................... 42. 总体技术架构.................................................................................................................................................. 4.2.1.系统总体架构.................................................................................................................................................. 6.2.2.系统网络拓扑数据部署.................................................................................................................................................. 72.2.1. 应用服务部署.......................................................................................................................................... 82.2.2. 客户端部署.............................................................................................................................................. 92.2.3. ....................................................................................................................................................... 10系统功能规划3.

三维地理信息平台使用说明

三维地理信息平台 使用说明 二零一三年六月十日

目录 1系统登录与退出 (3) 2三维功能介绍 (3) 2.1地图浏览 (3) 2.2地图导航 (4) 2.3地图缩放 (4) 2.4搜索定位 (5) 2.5地图标签 (5) 2.6鹰眼地图 (6) 2.7热点导航 (6) 2.8地图测距 (7) 2.9地图纠错 (7) 2.10地图调用 (7) 3三维校园后台操作介绍 (8) 3.1区域标注 (8) 3.2区域标注管理 (9) 3.3点标注 (9) 3.4点标注管理 (10) 3.5文本挂件 (11) 3.6多媒体挂件 (11) 3.7挂件管理 (12) 3.8纠错管理 (12) 3.9用户管理 (12) 4地图服务的发布 (13) 4.1制作地图文档 (13) 4.2发布地图服务 (14) 5应用程序的部署 (17) 5.1系统环境要求 (17) 5.2IIS7.5的安装 (17) 5.3.N ET4.0的安装 (19) 5.4程序部署 (21) 5.5验证程序部署 (25) 6技术支持 (25)

1系统登录与退出 图1-1 登录界面 打开IE浏览器地址栏输入地址（http://giserver/webgis/），点击回车，打开系统界面如图1-1所示，输入用户名，正确的登录密码，点击“登录”按钮登录办公系统，用左键点击屏幕右上角的 即可退出系统。 2三维功能介绍 本文以三维校园为例做说明。 2.1地图浏览 进入网站，http://giserver/webgis/，三维地理信息平台随之展开，可通过控制条或直接在地图中用鼠标拖曳，即可实现三维校园地图的快速浏览。当鼠标停留在相关建筑物时，还可显示该建筑物的名称。

警用地理信息系统建设的探索与实践

《公安学刊》———浙江警察学院学报 Public Security Science Journal ——— Journal of Zhejiang Police College 2009年第1期 总第111期 Feb.,2009No.1Ser.No.111 地理信息系统作为分析、处理与解决空间地理位置相关问题的有效工具，在日常警务工作和公安实战中有着广阔的应用前景。随着公安部“金盾工程”的启动，计算机、网络和通信技术的飞速发展，“三基”工程建设的深入开展，特别是公安实战对基础工作依赖性的进一步增强，警用地理信息系统在公安行业开始得到重视，并在警力资源配置与部署、快速指挥与辅助决策、巡逻区域控制、城市交通管理、社会治安防控、犯罪趋势预测等方面得到广泛应用。近年来，宁波市公安局海曙分局(以下简称“海曙分局”)紧紧把握“基础信息化、信息基础化”的要求，从基层民警和公安实战需求出发，以人口管理、场所管理为切入点，以“搞清底数、管控重点、突出鲜活、服务实战”为归宿，积极推进海曙特色的警用地理信息系统建设，并成功开发完成“海曙警用地理信息平台”。本文以海曙警用地理信息平台建设为范本，对警用地理信息系统的建设、应用以及相关问题作一探究。 一、警用地理信息系统的概念及基本特点 地理信息系统简称GIS (Geography Information System)，是以地理空间数据库为基础，在计算机软、 硬件支持下，对空间相关数据进行采集、输入、管理、编辑、查询、分析、模拟和显示，并采用空间模拟分析方法，适时提供多种空间和动态信息，为地理研究和决策服务而建立起来的计算机技术系统。1963年，加拿大测量学家R ·F ·Tomlinson 首先提出了GIS 这一术语，并用于自然资源的管理和规划。后来的几十年间，伴随着计算机技术和网络技术的迅猛发展，GIS 的应用也日趋深化和广泛，在环境、资源、石油、电力、土地、交通、公安、航空、市政管理、城市规划等领域成为常备的工作系统。 警用地理信息系统就是利用空间地理信息技术，以电子地图为基础，以公安宽带网络为依托，以信息共享和综合利用为目标，实现公安基础信息基于空间电子地图的可视化查询和分析，提高在指挥决策、快速反应、反恐等方面的综合能力，为治安管理、警力部署、巡逻防控、安全警卫等公安业务提供有效管理手段的综合性警务信息系统。警用地理信息系统应具备以下四个基本特征：一是信息共享性。系统内的所有信息依托公安网络进行传输，信息的采集、处理、输入、管理与使用在系统内规范运作、高度共享。二是系统整合性。警用地理信息系统是一个综合性的警务工作平台，以地图为载体，以信息为基础，包括了日常警务工作所需的各类业务 警用地理信息系统建设的探索与实践 □陈志国 (宁波市公安局海曙分局，浙江宁波 315010) 收稿日期：2008-10-30 作者简介：陈志国，中共浙江省宁波市海曙区委常委、 宁波市公安局海曙分局局长，本刊宁波市公安局海曙分局理论研究基地首席研究员。摘 要:警用地理信息系统就是利用空间地理信息技术，以电子地图为基础，以公安宽带网络为依托，以 信息共享和综合利用为目标，为治安管理、警力部署、巡逻防控、安全警卫等公安业务提供有效管理手段的 综合性警务信息系统。近年来，宁波市公安局海曙分局从基层民警和公安实战需求出发，坚持理念为先、循序开发、专业研发、突出功能优势，成功开发了警用地理信息系统，促进了全局打防控工作业绩的提升。要进一步完善警用地理信息系统，需处理好地图选择、信息采集、系统应用、标准化建设、规模效应、业务需求与技术要求等关键问题。 关键词：警务信息化；地理信息系统；技术革新 中图分类号：D631文献标识码：A 文章编号：1674-3040（2009）01-0074-05 ○本刊研究员论坛主持人：潘晶安 74··

三维数字矿山模拟平台系统

三维数字矿山模拟平台系统 Vman是一款具备矿山场景模拟和矿山开采业务管理信息化功能 的新一代三维数字矿山系统构建平台系统。利用 Vman，您可以快速搭建您的三维虚拟矿山， 并可快速部署矿山开采与管理的数字化业务流程。利用该系统，您的矿山可尽收眼底，您的 业务将尽在你的掌控之中。 Vman是一款独具特色的构建数字矿山系统的平台软件。 Vman可以从以下几个层级建构现代矿业企业的信息化应用解决方案 （1）构建三维虚拟矿 山场景系统。 （2）实施矿山场景信息的数字化和网络化。 （3）构建矿山生产和 管理业务的数字化流程。 （4）构建“主控机房—移动终端”模式的矿山生产监控系统

和生产管理信息系统。 （5）矿山生产和管理预案（含各种应急预案或求援预案）的模 拟和辅助决策。 优势Vman是一款完全从底层开发的三维矿山场景构建引擎系统和数字化信息管理系统。我们拥有独立知识产权，并在与客户合作方面一贯持灵活态度。 Vman产品具有独特的优势： （1）提供丰富的构建矿山三维场景的模型组件库。 （2）帮您动态地、所见即所得地快速搭建高清晰矿山三维场景。能实现大型场景及其物体组件的 分页管理、场景八叉树查询管理和包围体树查询管理、碰撞检测、骨骼动画、动态生成各种 物体组件、视点控制、过程纹理、逼真的动态草木等高级三维图形渲染功能。 （3）方 便的场景数据管理功能，使您快速实现矿山数字化和信息化，为矿山业务流程数字化提供基

础。 （4）完善的、易于定制化的移动应用终端软件和硬件系统，使您的应用更贴近业 务操作流程需要。 （5）方便快速地部署您的数字化生产业务，模拟和可视化您的生产流程， 并可预演各种业务方案。 应用范围三维数字矿山模拟平台系统 Vman可应用于： （1）地面或地下矿石开采等矿业工程行业。 （2）坑道或涵洞挖掘等土木工程或道桥工程行业。 （3）救险、救灾现场模拟等防灾工程行业。 （4）复杂地形 城市模拟等市政工程行业。 （5）复杂地形作战推演等军事领域。

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