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全国GIS应用水平考试二级辅导教材.pdf

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第一章 计算机应用基础
第二章 GIS原理
第三章 GIS应用
3.1、计算机制图的生产工艺
3.2、GIS与城市信息化
3.3、GIS分析与决策
3.4、GIS与其它技术的结合应用
3.5、GIS在相关行业中的应用实务
1、GIS在城市规划与建设管理中的应用与作用
2、GIS在国土资源管理中的应用
3、GIS在交通管理中的应用
4、GIS在商业金融方面中的应用
5、GIS的在数字通信中的应用
1) 通信资源管理系统
2)号码信息增值服务系统
3)空间信息网络视频监控系统
4)公众网发布 的电子地图服 务平台
5)电子地图触摸屏查询系统
6)三维空间信息服务系统
6、GIS在农林水利等领域的应用
7、GIS在载人航天中的应用
9、GIS在现代军事中的应用
10、GIS在奥运保障中的应用
11、GIS在2008抗震救灾中的应用
辅助应急救援
提供数据保障
信息发布
12、GIS技术的发展趋势
一、美国学者的GIS发展观
二、地理信息系统面临的挑战
三、未来GIS的发展
四、第四代GIS软件技术体系主要体现
第四章 GIS系统建设与工程项目管理
4.1、GIS系统建设及产品开发
1、GIS工程的概念
2、GIS软件的分类
3、GIS设计的基本要求
4、GIS产品的开发与演进步骤
5、GIS系统设计
1、GIS项目总体设计
2、GIS项目详细设计
6、应用型GIS项目的实施:
7、常见的GIS系统开发模式
自主开发模式
宿主型二次开发
基于GIS组件的二次开发
组件式GIS系统的特点
4.2、GIS项目的工程化管理
1、工程管理在项目实施中的作用
2、GIS工程建设中必须完成的报告文档及撰写方法
3、项目实施应有的报告:
.4、项目管理的内容
第五章、GIS的运行管理
1、GIS运行管理的概念与作用
2、GIS运行管理的工作量分析及具体分工管理
3、GIS的安全管理
一、数据的安全与保密
二、系统的物理安全
三、计算机病毒防治技术
4、GIS的系统维护管理
一、软件维护常见问题
二、IEEE维护模型
三、软件维护方法
5、GIS的数据管理
一、元数据管理
二、元数据收集与建立元数据库
三、数据备份
四、数据更新
第六章 GIS软件的应用
6.1 著名GIS软件企业介绍
1、ESRI/ArcGIS介绍
2、中地数码/MapGIS
3、北京超图软件股份有限公司
4、Mapinfo
6.2 GIS基础平台软件的软件使用:
附件
主要参考文献
地理信息系统网站集锦
全国 GIS 应用水平考试二级辅导教材 第一章 计算机应用基础 知识及要点说明 本节主要考察的是考生的计算机基础知识及应用能力。由于计算机基础是信息化工程师 的最基本的能力要求,考生都应该接受过相应的教育与培训,因此,《计算机基础》部分就 不再详细阐述,现列出知识要点,供考生参考复习。 1、一级考试大纲规定的相关计算机基础知识 2、计算机操作系统的安装、部署、常见软硬件故障排除 3、常见的输入、输出设备(扫描仪、绘图仪、打印机等) 4、常用 Office 软件的使用 5、主流数据库管理系统(MSSQl、Oracle)的基本操作:安装、使用、数据库及表格的 新建,数据备份、导入、导出、权限管理、数据恢复。 6、常用标准化查询语句(SQL)的使用(查询、插入、删除、更新、排序、表的创建) 7、TCP/IP 协议 8、常用网络设备(网卡、MODEM、集线器、交换机、路由器)的作用及技术性能 9、在 Windows 操作系统中进行网络设置 10、局域网的组建技术、管理、维护及常见故障排除 11、基本的网络安全技术及简单实现方法 12、常见计算机病毒的种类及危害 13、常见计算机病毒的防范技术与常用防病毒软件 第二章 GIS 原理 本部分内容略,考生可以根据大纲要求,参照一级辅导材料复习。 此资料只供学习交流,不做盈利性发行,此材料编写参考了大量资料,所引文字版权归原著者所有。
全国 GIS 应用水平考试二级辅导教材 第三章 GIS 应用 3.1、计算机制图的生产工艺 机助制图是将地图资料数字化,利用计算机进行编辑处理,通过绘图仪绘出新编的地图 方法。 20世纪70 年代后期,由于计算机硬件的持续发展,计算机地图制图的历程向前迈进了 一大步。地图制图领域使用计算机必要性在于:①能更快更便宜地生产现有地图;②能生产 特殊用户需要的地图;③能在缺少技术人员的情况下生产地图;④允许用同样的数据进行不 同图形表示的实验;⑤易于进行统计分析;⑥改变了仅以印刷地图当作空间数据存储介质的 现状,增大了信息载负量,因而减少了数据压缩分类和数据综合对质量的影响;⑦能生产手 工方法难以生产的地图,如三维地图、立体地图等;⑧能生产那些已确定地图内容取舍原则 而连续生产的地图;⑨自动化的引入导致整个地图生产过程的工艺革新、工时节省和技术改 进。 引入机助制图后,在地图生产部门,自动化的机助制图技术,通常仅用于精确的底图绘 制、等高线扫描、印刷图的制版胶片图准备等。事实上计算机制图方法的应用已形成两种主 要趋势,一种是现有制图任务的自动化,重点放在制图精度和质量,另一种则侧重于空间分 析,而忽视精细图形输出。计算机制图技术的发展对地理信息系统的产生起了有力地促进作 用。 1、机助制图原理 机助制图是计算机辅助制图的简称。在计算机技术和数学中,处理连续和离散系统的原 理,实际上就是机助制图形成和发展的原理。地图是按照一定的数学法则,经过概括,应用 图例符号将地球表面上的各种物体表示在平面图纸上。并将所有的要素由空间转绘到平面后 仍然保持着精确的地理位置和平面位置。 为了使地图要素能为计算机识别和处理,必须将连续的图形转换成离散的数据,把地图 上连续的图形转换成离散数据的过程,就是数字化。因此我们将图面上的所有要素都分为点 状、线状、面状要素,都可以理解为是点的集合。既然地图组成要素的基本单位是点,因此 可以把地图上所有要素都转换成点的坐标(x、y 和特征 z),这样就实现了地图内容的数字 化。这些数字化了的地图内容记录下来,即构成了地图数字模型。计算机对数字形式的地图 此资料只供学习交流,不做盈利性发行,此材料编写参考了大量资料,所引文字版权归原著者所有。
全国 GIS 应用水平考试二级辅导教材 图形信息进行处理,然后将加工处理后的数据信息通过数控绘图机以地图图形形式输出,就 是计算机制图的全过程。 2、计算机地图制图系统的构成 计算机地图制图系统由四个阶段构成。计算机系统(硬件)、软件系统、地图数据、应 用人员与组织机构。如下图: 应用人员 组织机构 系统硬件 地图数据 系统软件 计算机地图制图系统的构成图 计算机是计算机地图制图的核心设备,用以控制整个制图过程,完成各种复杂的运算和 数据处理;输入设备其主要功能是将图形或图像转换为数字。输出设备主要有各类自动绘图 仪、图形显示设备和打印机等。 软件:使用计算机指令和算法语言编写的各种地图制图数据处理程序的总称。软件的组 成,体现了机助制图系统的功能和特点。 目前多数机助制图系统软件具有的基本功能为: (1)地图资料采集、编辑、管理程序,用于图形数字化过程中的各种误差改正,格式 变换,数据合并和删除,生成数据文件等; (2)基本绘图操作程序,用于控制图形输出设备的起始、终止、绘图头的驱动、换笔、 直线或圆弧插补等; (3)绘制地图各种点、线、面符号程序,如曲线光滑程序、面状晕线程序等; (4)等值线程序,具有使用离散或网格数据点进行插值等值点、追踪排队以及输出等 值线及其注记的功能; 此资料只供学习交流,不做盈利性发行,此材料编写参考了大量资料,所引文字版权归原著者所有。
全国 GIS 应用水平考试二级辅导教材 (5)透视立体图程序,具有通过透视变换和消除隐藏线的处理,直观立体地表现自然 和社会现象的功能; (6)地图的数学基础和图外整饰以及投影变换程序; (7)图表和统计地图程序; (8)图形显示编辑程序; (9)各种计算分析程序,如数据压缩、分类分级、图形简化、制图指标计算等。 制图软件按上述各类程序的性质可分为基本软件、功能软件和应用软件。 (1)基本软件指实现地图自动编绘过程中必须调用的基本子程序,如基本绘图操作程 序。 (2)功能软件是指具有绘制某种简单地图图形或完成制图过程中某一独立功能的程序, 如面状晕线程序、投影变换程序等。由于经常调用,功能软件也多设计为子程序形式,并具 有多种控制参数。 (3)应用软件是解决地图制作某一方面完整功能的程序,如绘制等值线程序、输出统 计地图程序等,这类程序直接面向用户。 3.2、GIS 与城市信息化 1、“数字城市”的概念 数字城市即是综合运用地理信息系统、遥感、网络、多媒体及虚拟仿真等技术,对城 市的基础设施、功能机制进行自动采集、动态监测管理和辅助决策服务的技术系统。具体说, 它能使城市地理、资源、生态环境、人口、经济、社会等复杂系统数字化、规范化、民主化, 使城市规划具有更高的效率,并提高城市建设的时效性、城市管理的有效性;城市资源优化 配置水平、城市综合实力以及城市生活质量,促进城市的可持续发展。下图表示数字城市的 组成系统: 此资料只供学习交流,不做盈利性发行,此材料编写参考了大量资料,所引文字版权归原著者所有。
全国 GIS 应用水平考试二级辅导教材 广义“数字城市”概念:“数字城市”即城市信息化,涉及城市信息化建设的方方面面, 不仅包括各种信息化基础设施的建设,还涉及信息化过程中所产生的社会经济关系和文化伦 理观念的变化与调整。如整合城市信息资源,实现城市经济信息化,建立城市电子政府、电 子商务企业、电子社区、发展信息家电、远程教育、网上医疗等。 狭义“数字城市”概念:“数字城市”工程是指利用“数字城市”概念,基于地理信息 系统、全球定位系统、遥感系统等关键技术,深入开发和应用于人口、资源环境、经济社会 的可持续发展的信息基础设施和应用体系。其本质就是建设空间信息基础设施并在此基础上 深度开发、整合、应用、交流和共享城市的各种信息资源。 数字地球是人类以数字的形式再现的地球信息场,是信息化的地球。美国前副总统 Al Gore 认为:“数字地球”是指以地球坐标为依据、具有多分辨率的、有海量数据组成的、 能立体表达的虚拟地球。 2、“数字城市”的体系结构 数字城市的体系结构应包括三个重要层次:基础层、专题层、分析层。 1、 基础层 基础层为空间公共定位基础系统,含数据获取子系统、数据存储子系统、数据处理子 系统、数据挖掘及信息提取子系统 2、 专题层 专题层为数字城市智能应用系统,含城市规划子系统、地籍管理子系统、市政设施子 系统、交通管理子系统、环境治理子系统、商业市场子系统、网络生活子系统、数字城市管 此资料只供学习交流,不做盈利性发行,此材料编写参考了大量资料,所引文字版权归原著者所有。
全国 GIS 应用水平考试二级辅导教材 理子系统。 3、 分析层 分析层为数字信息科学分析系统,含灾害防治子系统、策略优化子系统、发展预测子 系统、时空演变子系统。分析层通过对城市海量数据的科学分析、筛选,进行决策分析,优 化数字城市管理。 3、数字地球 数字地球是美国副总统戈尔于1998年1月在加利福尼亚科学中心开幕典礼上发表的题 为“数字地球—新世纪人类星球之认识”演说时,提出的一个与GIS、网络、虚拟现实等高 新技术密切相关的概念。在戈尔的文章内,他将数字地球看成是“对地球的三维多分辨率表 示、它能够放入大量的地理数据”。在接下来对数字地球的直观实例解释中可以发现,戈尔 的数字地球学是关于整个地球、全方位的GIS与虚拟现实技术、网络技术相结合的产物。 显 然,面对如此一个浩大的工程,任何一个政府组织、企业或学术机构,都是无法独立完成的, 它需要成千上万的个人、公司、研究机构和政府组织的共同努力。数字地球要解决的技术问 题,包括计算机科学、海量数据存贮、卫星遥感技术、互操作性、元数据等。可以预见,随 着地球空间信息学的发展,而建立起的数字地球,必将促进测绘事业的现代化,为测绘事业 与整个国民经济建立更加紧密的联系,作出更大的贡献,在未来和知识经济社会中产生巨大 的经济效益和社会效益。 1998年江泽民总书记在接见两院院士代表时的讲话中指出:"当今世界,以信息技术为 主要标志的科技进步日新月异,高科技成果向现实生产力的转化越来越快,初见端倪的知识 经济预示人类的经济社会生活将发生新的巨大变化"。 数字地球可以理解为对真实地球及其相关现象统一的数字化重现和认识。其核心思想是 用数字化的手段来处理整个地球的自然和社会活动诸方面的问题,最大限度地利用资源,并 使普通百姓能够通过一定方式方便地获得他们所想了解的有关地球的信息,其特点是嵌入海 量地理数据,实现多分辨率、三维对地球的描述,即"虚拟地球"。通俗地讲,就是用数字的 方法将地球、地球上的活动及整个地球环境的时空变化装入电脑中,实现在网络上的流通, 并使之最大限度地为人类的生存、可持续发展和日常的工作、学习、生活、娱乐服务。 严格地讲,数字地球是以计算机技术、多媒体技术和大规模存储技术为基础,以宽带网 络为纽带运用海量地球信息对地球进行多分辨率、多尺度、多时空和多种类的三维描述,并 此资料只供学习交流,不做盈利性发行,此材料编写参考了大量资料,所引文字版权归原著者所有。
全国 GIS 应用水平考试二级辅导教材 利用它作为工具来支持和改善人类活动和生活质量。 数字地图是纸制地图的数字存在和数字表现形式,是在一定坐标系统内具有确定坐标和 属性的地面要素和现象的离散数据,在计算机可识别的可存储介质上概括的、有序的集合。 在计算机技术和信息科学高度发展的当今,仅靠纸制的地图和一些零散的数字地图提供 信息已无法满足需要,取而代之的是在飞机、舰船导航、新武器制导、卫星运行测控和部队 快速反应、军事指挥自动化以及经济建设的各个行业中广泛应用的,基于区域性或全国性的 数字地图及各种各样的地图数据库管理系统和地理信息系统。 这些系统共同的特点是:信息丰富多样,提供信息正确及时,修改、检索、 传输信息 方便快速,并可以对系统中的数据作进一步的分析操作,最后输出人们关注的专题信息。 数据库技术的应用和信息系统的建立使传统纸制地图的应用发生了质的飞跃,也为地图 产品开辟了一个新的应用天地。 数字地球就是一个全局性的长远的战略思维问题,其核心在于:(1)用数字化手段统 一性地处理地球问题;(2)最大限度地利用信息资源。具体地说,就是在全球、国家和区 域的层次上,长远地规划地球表层和浅表层数字信息的获取、处理、应用等方面的相关工 作,从系统论和一体化的角度来整合已有的或者正在发展的与数字地球相关的理论、技术、 数据、应用和能力。数字地球在不同历史时期又有特定的目标;目前,应当建立多比例尺、 多应用层面的数字化地球、数字化地区或数字化城市,能够更广泛、深入地为社会可持续 发展提供服务。 尽管建立数字地球涉及到的许多理论、技术、数据和应用等基础条件已经具备,仍然存 在许多需要解决的理论和技术,主要表现在以下几方面:数据获取与更新方面:各类遥感新 技术,如高分辨率高光谱卫星图像技术、雷达卫星技术数据获取集成一体化技术等。网络、 计算机硬件、数据与信息传播方面:新一代大规模平行处理器,高宽带网络,支持基于网络 的分布式计算操作系统,智能网络技术,基于对象的分布式网络服务,分布处理和互操作协 议等。数据处理、储存、数据库、信息提取与分析方面:高密度高速率的海量空间数据储存、 压缩、处理技术,数据互操作技术,多比例尺多时相多源数据融合、集成技术,图像信息智 能提取(图像自动分类等)技术,元数据技术,空间数据仓库,海量空间数据的智能提取技 术,空间数据交换网络技术,支持异构分布数据库的扩展对象关系模型,面向对象空间数据 库,实时的多分辨率海量空间数据的存储和分发等。 此资料只供学习交流,不做盈利性发行,此材料编写参考了大量资料,所引文字版权归原著者所有。
全国 GIS 应用水平考试二级辅导教材 4、GIS 行业应用的趋势、现状、特点 1)GIS 行业应用现状 人类所接触的信息中有 80%以上与 GIS 相关,GIS 的迅猛发展已经让越来越多的人意 识到地理空间信息系统的重要性,GIS 已成为 IT 产业重要的组成部分。尽管大众对 GIS 相 对比较陌生,但 GIS 的应用已经涵盖了国土、地矿、环保、城建、能源、国防、军事、航 天等应用领域,而在与普通大众息息相关的公共设施管理、道路交通、电力供应、资源管理、 城市规划、政府决策、大众服务等方面更发挥着越来越大的作用。 随着 GIS 技术的逐步成熟和推广应用,GIS 应用新趋势呈现多层次全方位发展。它不 再局限于探讨 GIS 技术本身,不再全力以赴只在计算机软件工程上投入资源,而是要把大 量精力集中到怎样应用上,通过一个整合的框架、分析方法和表达方式,为 GIS 提供系统 化的知识,并且只将 GIS 作为一种系统平台和使用工具对待。这些体现出了 GIS 发展成果 为全社会共享的新进展。而现代的 GIS 技术,通过 GIS 技术与地理科学研究的结合,很多 和地理相关的科研部门正在利用 GIS 把他们多年来积累的地理科学模型转化为计算机数字 模型,同时在 GIS 技术平台上衍生出大量的新功能、新模型,可以有效地解决世界上大量 的地理问题。 目前我国 GIS 应用有两个主要方向:一个方向是政府和企业级应用、另一个方向就是 基于 GIS 平台的公众服务。GIS 在政府和企业应用中已经迈出了一大步,在互联网服务领 域,GIS 也一直在探索出路,特别是近几年,随着基础地理数据库建设的完成,GIS 的大众 化应用已经悄然走进了大众的生活。可以说,GIS 在各行业中的应用,极大的促进了我国 信息化建设的进程。 2)GIS 应用的变化趋势  GIS 应用更深化 “数字城市”是地理信息系统、遥感、全球定位系统,通信技术、计算机技术、网络技 术、仿真和虚拟现实技术等现代科技的高度综合与集成。数字城市建设可广泛应用于城市规 划与设计、电子商务、数字小区、数字旅游等综合信息服务系统,为人们提供一种崭新的工 此资料只供学习交流,不做盈利性发行,此材料编写参考了大量资料,所引文字版权归原著者所有。
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