城市GIS_城市地理信息系统软件工程之UGIS总体设计

1、2022-4-30第五章第五章 城市地理信息系统软件工程（城市地理信息系统软件工程（GIS总体设计总体设计） 系统设计目标系统设计目标总体设计原则总体设计原则体系结构设计体系结构设计 总体模块设计总体模块设计 软硬件设置软硬件设置应用模型设计应用模型设计 地理编码设计地理编码设计 用户界面设计用户界面设计2022-4-30GIS总体设计总体设计目的目的：回答：回答“系统应如何实现系统应如何实现”的问题；的问题；任务任务：划分出组成各物理元素的构成、联系及其定义描述，并且根划分出组成各物理元素的构成、联系及其定义描述，并且根据系统确定的应用目标，配置适当模型和适当数据的软硬件，据系统确定的应用目

2、标，配置适当模型和适当数据的软硬件，确定计算机的确定计算机的运行环境运行环境；根据应用模型和应用目的根据应用模型和应用目的设计数据模型设计数据模型；根据系统的数据模型、应用和分析模型、数据处理模型等对根据系统的数据模型、应用和分析模型、数据处理模型等对数据的数据的标准标准和和质量质量要求等做出相应的定义和规定。要求等做出相应的定义和规定。总总体体设设计计2022-4-303.1 系统设计目标系统设计目标具体目标确定具体目标确定1.针对性；针对性；2.实用性；实用性；3.预见性；预见性；4.先进性。先进性。具具体体目目标标确确定定2022-4-303.1 系统设计目标系统设计目标确定目标的原则确

3、定目标的原则1.近期目标：近期目标：以土地信息的规范化管理为基础，以信息的存储、以土地信息的规范化管理为基础，以信息的存储、处理、查询与分析为基本功能，为各级土地管理部门服务的处理、查询与分析为基本功能，为各级土地管理部门服务的计算机网络系统，实现土地信息的手工作业管理向计算机管计算机网络系统，实现土地信息的手工作业管理向计算机管理的转换。（土地信息管理的标准化和规范化；建立各级土理的转换。（土地信息管理的标准化和规范化；建立各级土地管理的共享数据库；建立各行业的专业分析模型；联网形地管理的共享数据库；建立各行业的专业分析模型；联网形成分布式土地信息系统；实现对土地利用现状变化的动态监成分布式

4、土地信息系统；实现对土地利用现状变化的动态监测。）测。）2.中远期目标：中远期目标：信息采集，对土地信息资源进行深度利用，为信息采集，对土地信息资源进行深度利用，为土地规划、计划和决策支持服务。（完善土地信息系统的网土地规划、计划和决策支持服务。（完善土地信息系统的网络化；建立和完善基础数据库和专题数据库、方法库和模型络化；建立和完善基础数据库和专题数据库、方法库和模型库；建立面向土地全程管理的决策支持业务系统。）库；建立面向土地全程管理的决策支持业务系统。）确确定定目目标标的的原原则则2022-4-303.2 总体设计原则总体设计原则1.完备性完备性：系统功能的齐全、完备。：系统功能的齐全、

5、完备。2.标准化标准化：符合：符合GIS的基本要求和标准；国家标准。的基本要求和标准；国家标准。3.系统性系统性：各子系统应有机结合在一起。：各子系统应有机结合在一起。4.兼容性兼容性：数据的交换和共享。：数据的交换和共享。5.通用性通用性：系统可在不同范围内推广使用。：系统可在不同范围内推广使用。6.可靠性可靠性：运行的安全性；数据精度的可靠性和完整性；容错：运行的安全性；数据精度的可靠性和完整性；容错能力。能力。7.实用性实用性：满足不同应用分析的需求。：满足不同应用分析的需求。8.可扩充性可扩充性：采用模块化结构设计，便于系统改进扩充。：采用模块化结构设计，便于系统改进扩充。高效率和先进

6、性高效率和先进性总总体体设设计计原原则则2022-4-303.5 软件、硬件的配置软件、硬件的配置模块或子系统设计模块或子系统设计1.把系统划分为一些模块，其中每个模块的功能简单明确，内把系统划分为一些模块，其中每个模块的功能简单明确，内容简明易懂，任务清楚明确，以便易于修改；容简明易懂，任务清楚明确，以便易于修改；2.每个模块比较小，每项任务限制在尽可能少的模块中完成，每个模块比较小，每项任务限制在尽可能少的模块中完成，最好是一个模块来完成；最好是一个模块来完成；3.系统分成模块的工作按层次进行；系统分成模块的工作按层次进行；4.每个模块应尽可能独立，模块之间的联系及互相影响尽可能每个模块应

7、尽可能独立，模块之间的联系及互相影响尽可能少，尽可能减少模块间的调用关系和数据交换关系；少，尽可能减少模块间的调用关系和数据交换关系；5.模块间的关系要阐明；模块间的关系要阐明；6.模块所包含的各过程间内在联系应尽可能强；模块所包含的各过程间内在联系应尽可能强；7.模块的划分应便于总的系统设计阶段实现。模块的划分应便于总的系统设计阶段实现。模模块块或或子子系系统统设设计计2022-4-303.5 软件、硬件的配置软件、硬件的配置系统组网方案系统组网方案C/S：系统维护要求高、操作复杂；对网络要求高。：系统维护要求高、操作复杂；对网络要求高。B/S：胖服务器、瘦客户端。（表示层、应用层、数据层）

8、：胖服务器、瘦客户端。（表示层、应用层、数据层）目前一般都采用以目前一般都采用以B/S为主，为主，C/S为辅的网络结构模式。为辅的网络结构模式。系系统统组组网网方方案案评价指标B/S模式C/S模式混合模式交互性较弱强较强安全性低高较高网络流量大小较小通信速度慢快较快开发难度较大小大可扩展性好差较好2022-4-303.5 软件、硬件的配置软件、硬件的配置硬件配置硬件配置1.硬件包括计算机、存储设备、数字化仪、绘图仪、打印机及硬件包括计算机、存储设备、数字化仪、绘图仪、打印机及其他外部设备。其他外部设备。2.硬件设备选择常用的低档微机和操作系统。硬件设备选择常用的低档微机和操作系统。3.硬件设备

9、的选择还要根据软件的要求和软件的类型购置。硬件设备的选择还要根据软件的要求和软件的类型购置。硬硬件件配配置置2022-4-303.5 软件、硬件的配置软件、硬件的配置硬件配置硬件配置1.MapGIS基本硬件配置：基本硬件配置：2.主机：主机：586或兼容机，内存或兼容机，内存56M以上；以上；3.硬盘：硬盘：40G以上，带单软盘或双软盘驱动器；以上，带单软盘或双软盘驱动器；4.高分辨率彩色监视器及相应的图形适配器；高分辨率彩色监视器及相应的图形适配器；5.一个以上串行通信接口和一个并行通信接口；一个以上串行通信接口和一个并行通信接口；6.数字化仪；数字化仪；7.绘图仪；绘图仪；8.彩色或黑白点

10、阵打印机。彩色或黑白点阵打印机。硬硬件件配配置置2022-4-303.5 软件、硬件的配置软件、硬件的配置软件设计软件设计选择系统开发的语言工具，必须考虑以下因素：选择系统开发的语言工具，必须考虑以下因素：1.对内存的要求，是否对内存的使用有苛刻的要求；对内存的要求，是否对内存的使用有苛刻的要求；2.软件的运行速度；软件的运行速度；3.CPU资源的利用率；资源的利用率；4.是否经常需要对机器多种资源进行直接控制；是否经常需要对机器多种资源进行直接控制；5.程序可维持性的可读性和可移植性；程序可维持性的可读性和可移植性；6.软件生产率与开发周期。软件生产率与开发周期。软软件件设设计计2022-4

11、-303.5 软件、硬件的配置软件、硬件的配置软件设计软件设计1.C、C+、VC+、VB等高级语言编程效率高，可读性和可等高级语言编程效率高，可读性和可移植性好，出错率低，可缩短开发周期，也便于用户进一步移植性好，出错率低，可缩短开发周期，也便于用户进一步开发。但存在缺点：对内存要求高、运行速度慢、开发。但存在缺点：对内存要求高、运行速度慢、CPU资源资源利用率低；很难对具体资源和基础功能进行控制；许多利用率低；很难对具体资源和基础功能进行控制；许多GIS功功能难以实现。能难以实现。2.JAVA语言：网络开发语言，与语言：网络开发语言，与C+相似但更简练，而且独相似但更简练，而且独立软件平台。

12、立软件平台。3.数据库开发语言：可编程式命令语言。数据库开发语言：可编程式命令语言。软软件件设设计计2022-4-303.5 软件、硬件的配置软件、硬件的配置软件设计软件设计软件选择的基本原则：软件选择的基本原则：1.性能能满足建立系统的需要；性能能满足建立系统的需要；2.具有较好的开放性和兼容性；具有较好的开放性和兼容性；3.有良好的扩充性能；有良好的扩充性能；4.有良好的用户界面和汉化条件；有良好的用户界面和汉化条件；5.性能价格比良好。性能价格比良好。软软件件选选择择2022-4-303.5 软件、硬件的配置软件、硬件的配置软件设计软件设计选择软件的方法步骤：选择软件的方法步骤：1.广泛

13、调查；广泛调查；2.选择重点；选择重点；3.功能分析；功能分析；4.实际操作；实际操作；5.性能测试；性能测试；6.拟写调查报告和建议。拟写调查报告和建议。软软件件选选择择2022-4-303.5 软件、硬件的配置软件、硬件的配置软件设计软件设计选择软件的注意事项：选择软件的注意事项：1.技术人员应当研究国际、国内技术人员应当研究国际、国内GIS软件的发展现状和软件应软件的发展现状和软件应用方面的动态，对现有软件市场有一个较清楚了解；用方面的动态，对现有软件市场有一个较清楚了解；2.掌握厂家对软件性能测试的研究报告和对厂家提供的性能指掌握厂家对软件性能测试的研究报告和对厂家提供的性能指标的研究

14、；标的研究；3.根据经济承受能力选择合适的软件。根据经济承受能力选择合适的软件。软软件件选选择择2022-4-303.7 地理编码设计地理编码设计代码是给予被处理对象（事物、概念）的符号，是用来代表代码是给予被处理对象（事物、概念）的符号，是用来代表事物某种属性的一组有序的字母，即代码可用来代替某一个事物某种属性的一组有序的字母，即代码可用来代替某一个名词、术语，甚至某一个特殊的描述短语。名词、术语，甚至某一个特殊的描述短语。代码是人机的共同语言，是进行信息分类、校对、统计和检代码是人机的共同语言，是进行信息分类、校对、统计和检索的关键。索的关键。代码设计是如何合理的把被处理对象数字化、字符化

15、的过程。代码设计是如何合理的把被处理对象数字化、字符化的过程。代代码码设设计计2022-4-303.7 地理编码设计地理编码设计1.代码的作用代码的作用2.代码的种类代码的种类3.代码的类型代码的类型4.代码设计原则代码设计原则5.代码设计的步骤代码设计的步骤6.代码校验方法代码校验方法代代码码设设计计2022-4-303.7 地理编码设计地理编码设计代码的作用代码的作用代码是用来表征客观事物的一个或一组有序的符号，应易于代码是用来表征客观事物的一个或一组有序的符号，应易于计算机和人识别与处理。计算机和人识别与处理。编码就是用数字或字母代表事物。编码就是用数字或字母代表事物。代码的功能：代码的

16、功能：鉴别功能；鉴别功能；分类；分类；排序；排序；专用含义。专用含义。代代码码的的作作用用2022-4-303.7 地理编码设计地理编码设计代码的种类代码的种类顺序码顺序码矩阵码矩阵码自检码自检码系列顺序码系列顺序码层次码层次码助记码助记码特征组合码特征组合码混合码混合码代代码码的的种种类类2022-4-303.7 地理编码设计地理编码设计代码的种类代码的种类顺序码主要由按顺序排列的数字组成，有时也由按顺序排列顺序码主要由按顺序排列的数字组成，有时也由按顺序排列的字母组成。的字母组成。顺序码只代表对象名称，代表描述对象属性在整个属性系列顺序码只代表对象名称，代表描述对象属性在整个属性系列中的顺

17、序，而不提供对象的任何其他信息。中的顺序，而不提供对象的任何其他信息。顺序码要求长度统一，因此编码时应事先估计可能出现的最顺序码要求长度统一，因此编码时应事先估计可能出现的最大长度，然后确定代码的位数。大长度，然后确定代码的位数。顺序码的优点是代码简短，使用方便，易于管理，易添加，顺序码的优点是代码简短，使用方便，易于管理，易添加，对分类对象无任何特殊规定。缺点是代码本身没有给出对象对分类对象无任何特殊规定。缺点是代码本身没有给出对象的任何其他信息。的任何其他信息。顺顺序序码码2022-4-303.7 地理编码设计地理编码设计代码的种类代码的种类矩阵码是一种逻辑码。所谓逻辑码是指按照一定的逻辑

18、规则矩阵码是一种逻辑码。所谓逻辑码是指按照一定的逻辑规则或者程序算法编写的代码。矩阵码就是建立在两维空间坐标或者程序算法编写的代码。矩阵码就是建立在两维空间坐标（X,Y）基础上的代码，代码的值通过坐标（）基础上的代码，代码的值通过坐标（x,y）的数值构）的数值构成。成。自检码由原来的代码（本体部分）和一个附加码组成。附加自检码由原来的代码（本体部分）和一个附加码组成。附加码用来检查代码的录入和转录过程中是否有差错。附加码和码用来检查代码的录入和转录过程中是否有差错。附加码和代码本体部分有某种惟一的关系，是通过一定的数学算法得代码本体部分有某种惟一的关系，是通过一定的数学算法得到的。到的。矩矩阵

19、阵码码自自检检码码2022-4-303.7 地理编码设计地理编码设计代码的种类代码的种类系列顺序码是一种特殊的顺序码。将顺序码分为若干段并与系列顺序码是一种特殊的顺序码。将顺序码分为若干段并与分类对象的分段一一对应，给每段分类对象赋予一定的顺序分类对象的分段一一对应，给每段分类对象赋予一定的顺序代码。代码。国务院各部、委、局及其他机构名称代码国务院各部、委、局及其他机构名称代码（GB465784）用）用3位数字表示一个机构。第一位数字表示类别标识，第位数字表示一个机构。第一位数字表示类别标识，第二和第三位数字表示该机构在此类别中的数字代码。二和第三位数字表示该机构在此类别中的数字代码。系系列列

20、顺顺序序码码2022-4-303.7 地理编码设计地理编码设计代码的种类代码的种类层次码是以分类对象的从属层次关系为排列顺序的一种代码。层次码是以分类对象的从属层次关系为排列顺序的一种代码。代码分为若干层，并与对象的分类层次对应。代码左端为高代码分为若干层，并与对象的分类层次对应。代码左端为高位层次代码，右端为低位层次代码。每层次代码可采用顺序位层次代码，右端为低位层次代码。每层次代码可采用顺序码或系列顺序码。码或系列顺序码。 大类码大类码 小类码小类码 一级代码一级代码 二级代码二级代码 识别位识别位大类码、小类码、一级代码和二级代码分别用数字顺序排列。大类码、小类码、一级代码和二级代码分别

21、用数字顺序排列。识别位由用户自行定义，以便于扩充。识别位由用户自行定义，以便于扩充。层层次次码码2022-4-303.7 地理编码设计地理编码设计1.测量控制点 11.平面控制点12.高程控制点13.其他控制点1101.三角点1102.导线点11011.一等11012.二等11013.三等11014.四等国土基础信息数据分类与代码举例国土基础信息数据分类与代码举例 代码代码类目名称类目名称代码代码类目名称类目名称7 7境界境界714020714020未定自治州、地区、盟、地级市界未定自治州、地区、盟、地级市界700000700000注记注记715010715010县、自治县、旗、县级市界县、自

22、治县、旗、县级市界711000711000国界国界715020715020未定县、自治县、旗、县级市界未定县、自治县、旗、县级市界711100711100国界的界桩、界碑国界的界桩、界碑716010716010乡、镇、国营农、林、牧场界乡、镇、国营农、林、牧场界712000 712000 未定国界未定国界716020716020未定乡、镇、国营农、林、牧场界未定乡、镇、国营农、林、牧场界713010713010省、自治区、直辖市界省、自治区、直辖市界717000 717000 村界村界71301207130120未定省、自治区、直辖市界未定省、自治区、直辖市界721000721000特别行政区

23、界特别行政区界714010714010自治州、地区、盟、地级市界自治州、地区、盟、地级市界722000722000自然保护区界自然保护区界 GB1480493 1：500 1：1000 1：2000地形要素分类与代码境界分类编码 2022-4-303.7 地理编码设计地理编码设计助记码助记码助记码是把编码对象的原始表示（如名称、规格等）作为代助记码是把编码对象的原始表示（如名称、规格等）作为代码的一部分而构成的代码，比较容易记。码的一部分而构成的代码，比较容易记。采用描述对象属性的汉字拼音或外文单词的首位字母来组成。采用描述对象属性的汉字拼音或外文单词的首位字母来组成。PC-586：个人计算机

24、：个人计算机586。TV-C21：21寸彩色电视机。寸彩色电视机。容量有限，很容易发生重码、乱码现象。容量有限，很容易发生重码、乱码现象。助助记记码码2022-4-303.7 地理编码设计地理编码设计特征组合码特征组合码特征混合码由代表描述对象各种属性特征的几位字母或数字特征混合码由代表描述对象各种属性特征的几位字母或数字排列组合而成。通常是一个字母或数字代表描述的一种属性排列组合而成。通常是一个字母或数字代表描述的一种属性特征。特征。岩石和矿物的颜色可用岩石和矿物的颜色可用3位数表示：位数表示：第一位代表色调的深浅：第一位代表色调的深浅：0不清楚、不清楚、1浅色、浅色、2正常色、正常色、3深

25、色；深色；第二位代表配色：第二位代表配色：0不清楚、不清楚、1红色、红色、2黄色、黄色、3褐色、褐色、4绿、绿、5蓝、蓝、6紫、紫、7灰、灰、8白、白、9黑；黑；第三位代表主色：第三位代表主色：0不清楚、不清楚、1红色、红色、2黄色、黄色、3褐色、褐色、4绿、绿、5蓝、蓝、6紫、紫、7灰、灰、8白、白、9黑。黑。优点是简单明了，易记易用；缺点是位数太少时容量有限，优点是简单明了，易记易用；缺点是位数太少时容量有限，易发生重码，而位数多时又不易掌握，易产生混淆。易发生重码，而位数多时又不易掌握，易产生混淆。特特征征组组合合码码2022-4-303.7 地理编码设计地理编码设计代码的类型代码的类型

26、数字型：一个或多个数字表示的代码。结构简单、使用方便、数字型：一个或多个数字表示的代码。结构简单、使用方便、易于在国内外推广；对对象特征的描述不直观。易于在国内外推广；对对象特征的描述不直观。字母型：一个或多个字母表示的代码。便于记忆、有使用习字母型：一个或多个字母表示的代码。便于记忆、有使用习惯；不便于机器处理。惯；不便于机器处理。数字字母混合型：由数字、字母、专业符号组成的代码。组数字字母混合型：由数字、字母、专业符号组成的代码。组成形式复杂、计算机输入不便、录入效率低、错误率高。成形式复杂、计算机输入不便、录入效率低、错误率高。代代码码的的类类型型2022-4-303.7 地理编码设计地

27、理编码设计代码设计原则代码设计原则1.惟一性惟一性2.合理性合理性3.可扩充性可扩充性4.简单性简单性5.适用性适用性6.规范性规范性7.系统性系统性代代码码设设计计原原则则2022-4-303.7 地理编码设计地理编码设计代码设计步骤代码设计步骤1.确定代码对象；确定代码对象；2.考查是否已有标准代码；考查是否已有标准代码；3.根据代码的使用范围、使用时间，根据实际情况选择代码的根据代码的使用范围、使用时间，根据实际情况选择代码的种类与类型；种类与类型；4.考虑检错功能；考虑检错功能；5.编写代码表。编写代码表。代代码码设设计计步步骤骤2022-4-303.8人机对话设计人机对话设计人机对话

28、是应用型人机对话是应用型GIS在运行中的基本特征，也是应用型在运行中的基本特征，也是应用型GIS的基本要求。的基本要求。友好的用户界面，是应用型友好的用户界面，是应用型GIS成功的条件之一。成功的条件之一。人机对话方式：键盘人机对话方式：键盘-屏幕；键盘屏幕；键盘-打字机；光笔打字机；光笔-屏幕；鼠标屏幕；鼠标-屏幕。屏幕。人人机机对对话话设设计计 人机对话设计的原则 人机对话方法 图形用户界面设计2022-4-303.8人机对话设计人机对话设计人机对话设计的原则人机对话设计的原则1.采用面向用户的思想，汉字菜单提示，操作简便实用；采用面向用户的思想，汉字菜单提示，操作简便实用；2.采用采用W

29、indows风格，设计各种类型的对话框及图标，实现风格，设计各种类型的对话框及图标，实现高度交互性；高度交互性；3.图形界面友好新颖，增强用户兴趣；图形界面友好新颖，增强用户兴趣；4.把技术藏在后面，提高对无效信息的屏蔽；把技术藏在后面，提高对无效信息的屏蔽；5.各菜单标准统一，便于用户记忆和使用；各菜单标准统一，便于用户记忆和使用；6.提供运行指导和联机帮助功能；提供运行指导和联机帮助功能；7.对话要清楚、简单，用词要符号用户观点和习惯，易于学习对话要清楚、简单，用词要符号用户观点和习惯，易于学习使用；使用；8.对话要适应不同操作水平的用户，便于维护和修改；对话要适应不同操作水平的用户，便于维护和修改；9.错误信息设计要有建设性；错误信息设计要有建设性；10.关键操作要有强调和警告。关键操作要有强调和警告。人人机机对对话话设设计计的的原原则则2022-4-303.8人机对话设计人机对话设计人机对话方法人机对话方法1.菜单式菜单式2.填表式填表式3.回答式