第十三章 地理信息系统设计与标准化

1. 第十三章 地理信息系统设计与标准化 • 重点：GIS设计的步骤，GIS评价方面,GIS标准化的内容

2. 第一节 概述 地理信息系统以其数字世界表示自然世界，具有完备的空间特性，可以存贮和处理不同发展时期的大量地理数据，并具有极强的空间综合分析能力，是服务于地理科学研究和应用的新技术，是地理现代化的重要手段。GIS的开发设计不仅具有其即定的目标，而且具有阶段性。

3. 系统设计的目的 • 这里的系统设计是指应用型或业务型地理信息系统的设计； • 应用型地理信息系统设计的目的是为了建立业务化的运行系统，以实现业务操作的手工模式向信息化模式的根本转变，实现管理和决策的高效率和科学化。 • 系统设计的模式 • 结构化的系统设计模式； • 软件工程理论的应用。

4. GIS开发研究的四个阶段 系统分析 系统设计 系统实施 系 统 维 护 及 评 价

5. 系统分析 • 系统分析的任务是对系统用户进行需求调查和可行性分析，最后提出新系统的目标和结构方案； • 系统分析的内容包括： • who——谁使用该系统； • what——新系统需要具有哪些功能和条件； • why——为什么需要这些功能和条件； • where——新系统需要的资源和条件从哪里获得； • quality——系统需要具有的技术指标、性能和可靠性要求等。 • 最后将系统分析的结果写成可行性分析报告，为系统立项提供依据。

6. 系统设计 • 总体设计：系统立项后便转入总体设计；总体设计完成后，撰写系统总体设计方案，提供专家论证和评审。 • 详细设计：专家论证通过后，才能转入详细设计。详细设计的任务是根据总体设计的方案确定的目标和阶段开发计划，紧密结合特定的硬件、基础软件和规范标准，进行子系统和数据库等的详细设计，用于指导系统的开发。

7. 系统实施 • 系统实施是按照详细设计方案确定的目标、内容和方法，分阶段完成系统开发的过程； • 系统实施的内容包括： • 系统硬件和软件的引进和调试； • 系统数据库的建立和数据质量控制； • 应用模块开发和建立用户应用界面； • 应用系统联调、测试和编写系统测试报告； • 按照计划任务书进行系统的验收及技术鉴定。

8. 系统运行和维护 • 系统运行； • 系统维护。

9. GIS的研制过程

10. 地理信息系统设计要满足的三个基本要求 加强系统的实用性 降低系统开发和应用的成本 提高系统的生命周期

11. 结构化---- 有组织,有计划,有规律的一种安排. 利用一般系统工程分析法和有关结构概念,把它们应用于地理信息系统的设计,采用自上而下划分模块,逐步求精的系统的分析方法. 结构化系统分析方法---- 系统设计要根据设计原理,采用结构化分析方法

12. 系统的观点 结构化的基本思想 调研的观点 结构化的观点 面向用户的观点

13. 系统的观点： 首先要从总体出发，考虑全局的问题， 然后再自上而下，一层一层的完成系统的研制，这是结构化的思想核心。

14. 调研的原则： 只有先进行调查研究，了解用户的需求，掌握必要的数据，才能进行系统分析,做出合理的设计.调查研究是地理信息系统设计的基本原则。

15. 结构化的方法: 在地理信息系统的逻辑设计中,要用到结构化的方法,包括:分析信息流程,绘制数据流程图；根据数据的规范,编制数据字典;根据概念结构的设计,确定数据文件的逻辑结构;选择系统执行的结构化语言,以及采用控制结构作为地理信息系统的设计工具等,还包括系统结构上的变化和功能上的改变。

16. 面向用户的观点: 地理信息系统类型的选择,很大程度上取决于使用部门的工作性质,工作领域以及该领域内的应用范围和应用期限.另外,用户的技术选择,用户的财力和人力的费用等,都是设计地理信息系统适应考虑的内容。

17. 第二节 地理信息系统的评价

18. 系统评价: 就是指从技术和经济两个大的方面,对所设计的地理信息系统进行评定。基本做法是将运行着的系统与预测目标进行比较,考察是否达到了系统设计时所预定的效果。

19. 系统效率 考察的主要内容 系统可靠性 可扩展性 可移植性 系统效益

20. 系统效率是通过地理信息系统的各种职能指标，技术指标和经济指标反映出来的。例如：系统操作是否方便快捷,系统出错率如何，资源的使用效率高低等等。系统效率是通过地理信息系统的各种职能指标，技术指标和经济指标反映出来的。例如：系统操作是否方便快捷,系统出错率如何，资源的使用效率高低等等。 系统效率是通过 系统效率

21. 系统可靠性是指系统在运行时的稳定性.可靠性好的系统，一般很少发生事故，即使发生事故也能很快修复。可靠性还包括系统有关的数据文件和程序能否妥善保存，系统是否有后备体系等。系统可靠性是指系统在运行时的稳定性.可靠性好的系统，一般很少发生事故，即使发生事故也能很快修复。可靠性还包括系统有关的数据文件和程序能否妥善保存，系统是否有后备体系等。 系统可靠性

22. 任何系统的开发都是从简单到复杂的不断求精和逐步完善的过程,特别是地理信息系统常常是从清查和汇集空间数据开始,然后逐步演化到从管理到决策的高级阶段,功能逐步增加和提高.因此,要在现行系统上不做大的改动或不影响整个系统的情况下增加功能模块,就必须在系统设计时留有接口,否则,当数据增加或功能增加时,系统就要重新设计,这就是一个没有生命力的系统.任何系统的开发都是从简单到复杂的不断求精和逐步完善的过程,特别是地理信息系统常常是从清查和汇集空间数据开始,然后逐步演化到从管理到决策的高级阶段,功能逐步增加和提高.因此,要在现行系统上不做大的改动或不影响整个系统的情况下增加功能模块,就必须在系统设计时留有接口,否则,当数据增加或功能增加时,系统就要重新设计,这就是一个没有生命力的系统. 可扩展性

23. 可移植性是评价地理信息系统的一项重要指标.一个有价值的地理信息系统的软件和数据库,不仅在于它自身结构的合理,还在于他对环境的适应能力.这首先要求系统必须按国家规范标准设计,以保证软件和数据的匹配,交换和共享.此外,在地理信息系统软件的设计中,采用自上而下的结构设计,即首先将与软件,硬件有关的公用子程序列出,在列出与软件,硬件无关的子程序,最后组成软件系统,也可提高软件开发的可移植性.可移植性是评价地理信息系统的一项重要指标.一个有价值的地理信息系统的软件和数据库,不仅在于它自身结构的合理,还在于他对环境的适应能力.这首先要求系统必须按国家规范标准设计,以保证软件和数据的匹配,交换和共享.此外,在地理信息系统软件的设计中,采用自上而下的结构设计,即首先将与软件,硬件有关的公用子程序列出,在列出与软件,硬件无关的子程序,最后组成软件系统,也可提高软件开发的可移植性. 可移植性

24. 经济效益--- 体现:促进生产了和产值的提高,减少盲目投资,降低工时耗费,减轻灾害损失等. 系统效益 现状:不太显著.前景:不断提高. 体现:信息共享的效果,地学综合能力的发展,应用系统的模型化,工作时间的缩短等 社会效益--- 现状:侧重社会效益.

25. 第三节 地理信息系统的标准化

26. 地理信息标准化的内容 • 统一的名词术语内涵； • 统一的数据采集原则； • 统一的空间定位框架； • 统一的数据分类标准； • 统一的数据编码系统； • 统一的数据组织结构； • 统一的数据记录格式； • 统一的数据质量含义。 • 地理信息标准化的制定 国际标准化组织的任务；ＩＳＯ／ＴＣ２１１；ＦＧＤＣ； ＣＥＮ／ＴＣ２８７；ＯＧＣ；ＭＥＧＲＩＮ；ＣＧＳＤ • 中国标准化组织的任务。