地信技術重點

2022-12-29 13:33:04 字數 4685 閱讀 8348

專題一:概念性問題

一、地信技術本質

1、 地理資訊系統是能夠收集、管理、分析、操作以及表現與地理相關的資料資訊的計算機資訊系統,能夠為分析、決策提供重要的支援平台。

2、 gis作為一門集電腦科學、地理學、測繪遙感學、環境科學、城市科學、空間科學和管理科學等為一體的新興的邊緣學科和交叉學科,它的技術性特點是大家共識的。

3、 「地理資訊系統任然是一門技術」(陳述彭,2002)

4、 地理資訊系統技術是一門綜合性的技術,它的發展是與地理學、地圖學、攝影測量學、遙感技術、數學和統計科學、資訊科技等有關學科的發展分不開的。

二、技術體系(框架圖)

三、為什麼gis是多元化的?概念多元化、名詞泛化,填空題,為什麼會多元化?

1. 豐富的應用推動地理資訊系統的發展;

汽車導航,旅遊資源,物流,統計與人口,郵政投遞,商業規劃\派送\廣告,位置查詢,電子商務……

2. 不斷湧現的新技術拓展我們對地理資訊系統的認識視野;

3. 多元的gis概念;

4. 地理資訊系統的學科交叉特性:地理學,測繪學,電腦科學,數學……

5. 地理資訊系統定義的多樣性:

傳統的定義:地理資訊系統由地理資料輸入,儲存,查詢,分析與輸出等子系統組成

典型的過程定義,定義本身很清楚,強調資料的處理流程,但其外延太廣泛,不利於將地理資訊系統與其他地理資料自動化處理系統分來

6. 從空間視覺化的角度——地圖觀點

地圖以及其他地理資訊的表現形式,包括互動式地圖、3d場景、演示文稿、圖表、基於時間的瀏覽以及表現網路關係的**示意圖。gis是數字地圖的容器!

7. 從空間資料庫的角度——分析工具觀點

工具箱定義:這種定義基於軟體系統分析的觀點,認為地理資訊系統包括各種複雜的處理空間資料的電腦程式和各種演算法。工具箱定義系統地描述了地理資訊系統軟體應具備的功能,為軟體系統地評價提供了基本的技術指標。

8. 從空間資料庫的角度——資料庫觀點

在工具箱定義的基礎上,更加強調分析工具和資料間的聯接。乙個通用的地理資訊系統可看成是許多特殊的空間分析方法與資料庫管理系統的結合。

9. 多元化定義:

專題二:重點、設計題

一、 典型的建模方法(結合實驗課內容)【設計題,貌似要自己概括神馬的】

1. 校園設施gis概念建模

1) 目標和原則

這是面向資料庫使用者的實現世界的資料模型,主要用來描述世界的概念化結構,它使資料庫的設計人員在設計的初始階段,擺脫計算機系統及dbms的具體技術問題,集中精力分析資料及資料之間的聯絡等,與具體的dbms無關。概念資料模型必須轉換成邏輯資料模型,才能在dbms中實現。在gis建模中,我們常常可以借鑑一些較為成熟的空間概念模型進行具體的建模。

空間概念模型模板不等於系統概念模型的建立。

2) 內容模型

物件內模型:主要描述物件的內部特性,如物件幾何表達方式、物件的多層次屬性、物件標識等。

物件外模型:主要描述物件的外部特性,如物件的空間關聯(拓撲模型)和屬性關聯(語義模型)等。

3) 物件導向方法

物件導向即分解成我們能夠覺察到的事物。在uml中,乙個概念模型用一組靜態結構圖來表達,在靜態結構圖中沒有定義操作和方法。

4) 物件及屬性

5) 基本資料需求

以「行人路」為例:需要清楚行人路在圖上的位置、長、寬等幾何特性;需要清楚行人路的路面材質、建設時間等基本屬性特性;需要清楚行人路的維護記錄:維護時間、維護內容、維護隊伍、維護結果等業務特性;需要清楚行人路上有幾個樹池、幾棵行道樹等關聯特性;需要清楚行人路的左、右側有無路側綠地、哪快車道等空間關係特性。

6) 基本應用需求

「查詢與統計」的應用:按點的空間查詢、按多邊形或矩形的範圍空間查詢與統計;按條件對屬性查詢和統計,並能對結果進行圖形定位;圖形和屬性或者是一體化的,或者通過id聯絡起來,要保證其完整性和一致性。

「圖形新增」的應用(考慮到新增的規則問題):如盲道新增時,必須保證圖形落到既定的行人路上;樹池的新增必須落到行人路上;行道樹的新增必須落到既定的樹池上;行人路不能新增到快車道上;路側綠地必須在行人路的外圍;……

「圖形移動」的應用(考慮到移動的規則問題):行人路移動時,盲道、樹池和行道樹必須跟著移動;樹池移動,必須同時移動行道樹;……

「圖形刪除」的應用(考慮到刪除規則的問題):行人路刪除必須同時刪除盲道、樹池和行道樹;快車道刪除,必須同時刪除相應的中心綠島;樹池刪除,必須同時刪除相應的行道樹;……

「屬性刪除」的應用:行人路的基本屬性表刪除時首先要兼顧到從表(行人路維護記錄表)的刪除;圖形刪除時,也必須考慮到屬性表的同步刪除,避免屬性資料中「死資料」問題的出現;……

「空間分析」的應用:某行人路上有幾段盲道,這些盲道的面積是?某條行人路上香樟樹有幾棵?有幾個樹池?兩棵及以上行道樹的樹池有幾個?……

7) 物件和屬性(uml方法)

8) 空間關聯(uml方法)

9) 語義關聯(uml方法)

2. 校園設施gis邏輯建模:

1) 基本概念

在資料庫技術日益成熟的技術條件下,邏輯模型的設計更加依賴於dbms;邏輯模型是對人類生產應用中所處理的物件的一種抽象。這種抽象被具體成資料庫中的元素。物件(object)都代表某個試題,物件用行來組織儲存。

物件具有一系列的屬性。屬性值體現物件的特徵。屬性以列(或字段)的形式儲存在乙個資料庫中。

類(class)是相似物件的集合,類中的每乙個物件都具有相同的一組屬性。類以表的形式儲存在資料庫中。表中的行、列構成乙個二維矩陣。

2) 道路及附屬設施類

道路表名稱(pk):名稱、長度、面積

3) 校園設施gis邏輯建模:行人路

要素表f、維修記錄表b2、基本屬性表b1

4) 校園設施gis邏輯建模:空間關聯物件

空間包含(contains)表:c、空間鄰接(touch)表:t

5) 校園設施gis邏輯建模:語義關聯物件

行人路-路燈關係表:rxd-ld-gxb、樹池-行道樹關係表:sc-xds-gxb

3. 校園設施gis物理建模

1) 概述

這是描述資料在儲存介質上的組織結構的資料模型,它不但與具體的dbms有關,而且還與作業系統和硬體有關。每一種邏輯資料模型在實現是都有其對應的物理資料模型。dbms為了保證其趨利性與可移植性,大部分物理資料模型的實現工作由系統自動完成,而設計者只設計索引、聚集等特殊結構。

2) 以geodatabase為例

資料的使用者試圖建模:和使用者交流,了解使用者結構,解析使用者的業務模型;定義物件和關聯,使用物件集和建立邏輯資料模型,並定義它們之間的關聯;選擇地理描述方式,對有意義的資料採用確切的描述方式,如向量、柵格、表面或locator;與geodatabase元素匹配,將邏輯模型中的物件與geodatabase中的元素互相匹配起來;組織geodatabase結構,考慮地圖專題、拓撲關聯以及不同使用者部門對資料的需求,建立geodatabase.

建立校園設施gis系統的資料集;

根據f表,分別建立相應的要素類;

根據b表,分別建立相應的表;

根據c、t和gxb,分別建立相應的空間關聯類和一般關聯類;

根據屬性值範圍建立相應的域;

二、建模原則

1、 應用目的原則:就同一類地理物件,如何滿足不同應用目的。

2、 應用深度原則:就同一類應用現象,如何滿足不同應用深度需求。

3、 過程原則:

1) 概念建模:用於對乙個資料庫的左右邏輯結構進行建模,獨立於所有的軟體和資料儲存結構的考慮的過程;

2) 邏輯建模:是使用者通過gis看到的現實世界地理空間的過程;

3) 物理建模:空間資料的物理組織、空間訪問方法、資料庫總體儲存結構的過程;

三、3個案例得到什麼結論

1、 電力gis應用與開發中的gis建模

變壓器的圖形化表達非常細緻吧,足以完整表示其圖形和操作特性;線路的連線點和真實情況一致;乙個gis系統,處理提供基本的圖形化管理外,能夠和業務結合起來提供輔助分析的能力,這個非常重要;模型和電網分析有著非常緊密的聯絡。

2、 地下管線gis應用與開發中的gis建模

空間物件被簡單化為「管點」和「管線」;不同應用目的,相同空間物件的計算機表示可以不同;在綜合管線gis系統中,管理管點、管線的位置與基本屬性很重要,但能夠基於這些資料,進行管網的各種分析,則更重要;自來水中的乙個三通由它的位置、基本屬性資訊和連線它的三個管線組成,其他管點同樣如此;橫縱斷面分析的功能甚至「養活」了綜合管線系統。

3、 路燈gis應用與開發中的gis建模

路燈配電箱的表達有些類似電力gis中的變壓器,它的圖形化表達非常細緻,但不能實現具體的內部操作,由此,其表達較之於電力表達要差一些;接線並的表達非常細緻,但太過複雜,超出了業務要求的範圍,也為資料普查和採集增加了較大的工作量;如果不建立配電箱、線路和路燈間的空間關係,類似於檯區負荷分析這樣的功能就無法實現;在地理實體的建模中,有些屬性也非常重要,比如路燈中的相序問題(abc);

4、 三個應用的分析與總結:

乙個地理物件在計算機中的表示越逼近真實實體,那麼這個gis系統就能更好地描述現實世界;控制項物件的計算機表示沒有好壞、優劣之分,目的和應用不同會影響空間物件的計算機表示的複雜度。

附1: ogc的九層抽象

現實世界、概念世界、地理空間世界、維度世界、專案世界、open gis點世界、open gis幾何世界、open gis要素世界、open gis要素集世界。

認識介面、gis學科介面、區域性測度介面、資訊團體介面、空間參照系介面、幾何體結構介面、要素結構介面、專案結構介面。

附2: uml物件模型圖:抽象類、可建立類、例項化類、關聯、繼承、聚合、組成

專題三:空間表達技術

一、 gis表達:正反向過程(解決技術問題、推敲科學問題)

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