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地理信息系统与空间分析集成软件开发

范新生  
【摘要】:地理信息系统(Geographic Information System,GIS)就是综合处理和分析空间数据的数据库。它是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,对空间相关数据进行存储、管理、操作、分析、模拟、和显示,并采用地理模型分析方法,实时提供多种空间和动态的地理信息,为地理研究和地理决策服务而建立起来的计算机技术系统。在这种技术体系快速发展的同时,空间分析作为地理信息科学的关键研究内容之一,也越来越受到重视。本文从整合地理信息系统和空间分析的角度出发,研究了GIS的数据模型、空间数据的性质、空间影响的正则表达、探索性空间数据分析和确定性空间数据分析,提出了在面向对象的软件开发环境中以组件化的方式集成二者的模式,最后以一具体的空间数据库为例依次展示了集成系统提供的各项空间分析功能。 本文分为5章。第一章主要讨论三个内容,首先是简要地回顾了地理信息系统的发展历史,认识到地理信息系统向地理信息科学发展的趋势就是更加强调地理信息的理解、分析和应用,因此空间分析显得尤为重要。其次,考察了空间分析的兴起和发展,广义的空间分析的研究范围非常宽泛,本次研究的内容偏重于空间统计学和空间计量经济学方面。最后,对前人集成GIS和空间分析的研究成果作了归纳。 在第二章中,本文试图总结和理顺空间分析的计算体系。首先,对GIS的数据模型进行了总结,将其分为拓扑关系数据模型和面向实体的数据模型,并就各自的优缺点展开讨论。随后探讨了空间数据的属性,空间数据与一般数据的最大区别在于空间影响,具体表现为空间依赖性和空间非均质性。最后,空间分析包括探索性空间分析和确定型空间分析,而前者又进一步可分为全局性和局域性分析,论文对上述的分析模型的计算方法和模式进行了总结。 第三章通过现代软件开发过程规范化的流程,研究了GIS和空间分析集成软件的实现问题。从系统的需求分析(包括功能性需求分析和非功能性需求分析),到系统结构设计,最后是系统的数据结构设计。提出在面向对象的软件开发环境中以组件化的模式集成GIS和空间分析,并通过专题地图、盒线图、Moran散点图等实现空间分析的可视化表达,确定性空间分析的计算结果以报表的形式输出,多窗口动态链接技术则方便了对各种分析结果视图间的比较。


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