第六章地理信息系统的应用模型课件

第六章地理信息系统的

应用模型第一节GIS应用模型概述第二节适宜性分析模型第六章地理信息系统的

应用模型第一节GIS应用模型概11.1GIS应用模型的分类地理信息系统的应用模型，就是根据具体的应用目标和问题，借助于GIS自身的技术优势，使观念世界中形成的概念模型，具体化为信息世界中可操作的机理和过程。这种模型的构建，不但是解决实际复杂问题的必要途径，而且也是GlS取得经济和社会效益的重要保证。

1.1GIS应用模型的分类地理信息系统的应用模型，就是根据2GIS应用模型的作用用一定程度的简化和抽象，通过逻辑的演绎，去把握地理系统各要素之间的相互关系、本质特征及可视化显示。

GIS应用模型的作用用一定程度的简化和抽象，通过逻辑的演绎，3GIS应用模型的分类GIS应用模型根据所表达的空间对象的不同，可将模型分为三类(表6-1)：

模型分类理论依据应用领域模型理论物理或化学原理地表径流运动方程混合半经验性资源分配运输方程经验启发式或统计关系水土流失统计、回归GIS应用模型的分类GIS应用模型根据所表达的空间对象的不同4GIS应用模型的分类按照研究对象的瞬时状态和发展过程，可将模型分为：静态半静态动态GIS应用模型的分类按照研究对象的瞬时状态和发展过程，可将模5目前，GIS技术的应用，已经从数据存储管理和查询检索，演进到以时空分析为主体，正在向着支持区域系统空间结构演化的预测、动态模拟及其空间格局的优化的发展新阶段。科学预测、动态模拟和辅助决策是GIS应用的高层次阶段，构建区域空间动力学应用模型将是区域可持续发展研究和GIS应用向纵深发展的交汇点。目前，GIS技术的应用，已经从数据存储管理和查询检索，演进到6l.2GIS应用模型的构建GIS求解问题的过程

实际包括目的导向(goal-driven)分析和数据导向(data-driven)操作两个过程。目的导向分析，是将要解决的问题与专业知识相结合，从问题开始，一步步地推导出解决问题所需要的原始数据、精度标准、模型的逻辑结构和方法步骤。数据导向操作，是将已经形成的模型逻辑结构与GlS技术相结合，从各类数据开始，一步步地将数据转换为问题的答案，必要时还需要进行反馈和修改，直到取得满意的结果，最后以图形或图表的形式输出最终结果。l.2GIS应用模型的构建GIS求解问题的过程7GIS应用模型的构建GIS环境内的模型构建；GIS外部的模型构建；混合型的模型构建。GIS应用模型的构建GIS环境内的模型构建；8第二节适宜性分析模型适宜性分析是指土地针对某种特定开发活动的分析，这些开发活动包括农业应用、城市化选址、作物类型布局、道路选线、选择重新造林的最适宜的土地等。因此，建立适宜性分析模型，首先确定具体的开发活动，其次选择其影响因子，然后评判某一地域的各个因子对这种开发活动的适宜程度，以作为土地利用规划决策的依据。第二节适宜性分析模型适宜性分析是指土地针对某种特定开发活92.1一般形式设有某项评价目标或开发活动T,该T对应一组影响因素X1,X2,…,Xm；每个因素对应一组参评因子每个因子有一组属性v1,v2,…,vm;因此，每个因素对应一个属性集Vi:

2.1一般形式设有某项评价目标或开发活动T,该T对应一组影10各个参评因子及其属性值的取得由数据库提取或由GIS空间分析软件生成，各个因素按其属性集的优劣，可用下列矩阵表示:各个参评因子及其属性值的取得由数据库提取或由GIS空间分析软11式中:P为Xi对T的贡献函数值;

W为Xi对T的权重值。

P值的确定方法为:将各因子最适宜的指标值定为贡献函数值l00，将各因子最不适宜的指标值定为贡献函数值0，在这之间，指标值与函数值按线性关系计算和确定。

式中:P为Xi对T的贡献函数值;

W为Xi对T的权重值12有了上述矩阵数据和GlS功能的支持，可以求取基于栅格单元的评价分值：然后，根据使

G(Pji)=1-|R(T)-Pji/100|(6-3)

的值为最大时的P所对应的j,即为所求的某个T的适宜级Sj。

有了上述矩阵数据和GlS功能的支持，可以求取基于栅格单元的评132.2应用实例地理信息系统技术在土地评价中的应用，已有许多成功的范例。这里以某地区的玉米种植用地评价为例，介绍适宜性分析模型的应用及基于GIS的土地评价方法和过程。选择评价对象；确定评价方法；评价过程和操作；输出评价结果。2.2应用实例地理信息系统技术在土地评价中的应用，已有14(1)评价对象，玉米种植用地的土地适宜性评价，通过评价将研究区分出不同的适宜性等级:S1(最适宜)、S2(次适宜)、S3(临界适宜)和N(不适宜)。

(2)评价方法。采用基于GlS的土地质量评价法，即将玉米作物生长有关主导生态条件与土地质量(供水、供肥等)相比照，从而评定土地的适宜性等级。(1)评价对象，玉米种植用地的土地适宜性评价，通过评价将研究15（3）评价过程。

①评价对象生态条件的调查。评价对象玉米属于禾本科，为一年生草本，其主导生态条件例如:性喜高温，需水量大，要求土壤肥沃和土层疏松，其根系生长要求防止土壤侵蚀等。

②确定评价对象的影响因素和因子。根据将玉米作物生长有关的生态条件与土地质量相比照，除了温度可通过季节调节外，其他影响因素和因子如图6-1所示:

（3）评价过程。

①评价对象生态条件的调查。评价对象玉米16③利用GIS生成影响因素数据。例如供水有效性，其影响因子为水源和土层厚度，它们对供水或保水有效性的属性集如表6-2所示:③利用GIS生成影响因素数据。例如供水有效性，其影响因子为水17根据表6-2和相应的空间数据，通过如图6-2所示的GIS操作过程，可以有效生成基于栅格单元的供水条件等级数据文件R1。同理，可以生成供肥条件等级数据文件R2、供氧条件等级数据文件R3和土壤侵蚀等级数据文件R4。这些数据文件是土地适宜性评价的重要基础，而它们的可靠性又取决于各个参评因子及其属性集的确定。

根据表6-2和相应的空间数据，通过如图6-2所示的GIS操作18④计算各因素的权重和贡献函数值。由于每个影响因素或土地质量Qi(i=1,2,3,4)对评价对象的贡献大小和适宜程度不同，因此不同因素有不同的权重Wi，不同级别的因素对评价对象的贡献函数值Pji也不相同。

④计算各因素的权重和贡献函数值。由于每个影响因素或土地质量Q19⑤计算机适宜性评级。通过将不同土地质量数据文件Ri的等级，切换为与表6-4相同等级对应的指标值，便可计算出基于栅格单元的评价分值R(T):⑤计算机适宜性评级。通过将不同土地质量数据文件Ri的等级，切20然后，根据使G(Pji)=1-|R(T)-Pji/100|的值为最大时的P所对应的j，即为所求的对T的适宜性等级Sj。例如，当某栅格单元Q1的指标值为67.0,Q2为11.4，Q3为2.6，Q4为0时，该栅格单元的R(T)=81.0，然后将该值和Pji的值依次代入式（6－3）进行计算，只有当取P2i=67时，G(P2i)的值为最大(0.86)，所以该栅格单元的适宜性等级为S2(次适宜）。直至研究地区全部栅格单元都获得相应的适宜性等级，得到玉米作物种植用地的适宜性分级图（图6－3）。然后，根据使G(Pji)=1-|R(T)-Pji/100|21第六章地理信息系统的应用模型课件22第七章地理信息系统的

设计与评价1GIS设计概述2地理信息系统的设计3地理信息的标准化4地理信息系统的评价第七章地理信息系统的

设计与评价1GIS设计概述23

1GIS设计概述

1.1系统设计的目的地理信息系统，按其功能和内容，可以分为工具型地理信息系统和应用型地理信息系统。这里的系统设计是指应用型地理信息系统的设计，所谓应用型地理信息系统，是指在工具型或基础型地理信息系统的基础上，经过二次开发，建成满足专门用户解决一类或多类实际问题的地理信息系统。因此，应用型地理信息系统的主要特点是，它具有特定的用户和应用目的，具有为满足用户专门需求而开发的地理空间实体数据库和应用模型，它继承工具型地理信息系统开发平台提供的大部分功能和软件，以及具有专门开发的用户应用界面等。

1GIS设计概述

1.1系统设计的目的地理信息系统，按24应用型地理信息系统，根据其应用层次的高低，又可分为空间事务处理系统(STPS)、空间管理信息系统(SMIS引和空间决策支持系统(SDSS)。STPS的主要目的是通过应用GlS的数据库技术，实现由传统的事务处理向计算机处理的转换，例如在房产、地籍等部门有着广泛的应用。SMIS的主要目的是实现空间信息管理的高效率、模型开发和空间数据的动态更新，其功能不但表现为数据的查询和统计，还具有专业模型的分析应用等功能，它在城市规划、土地利用、道路交通管理、管网规划管理等领域具有广泛的应用。应用型地理信息系统，根据其应用层次的高低，又可分为空间事务处25SDSS主要用以解决半结构化和非结构化的决策问题，除了需要利用地理信息系统的数据库和空间分析技术，模型库及其管理系统是决策支持系统的核心，它在宏观决策、行业发展规划等领域具有广泛的应用需求。

SDSS主要用以解决半结构化和非结构化的决策问题，除了需要利26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。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271.2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。1.2系统设计的模式结构化的系统设计模式；28结构化的系统设计模式的构成①通过访问用户，调查用户的需求和数据源，确定系统的目的、要求和规定;②描述和评价与系统设计过程有关的资源和限定因素，例如现有的硬件、软件和有关的政治、法律因素等;③说明和评价所拟定的不同系统，这些系统能够满足所规定的要求;④对拟定的系统作最后的评价，从中选择一个运行的系统。结构化的系统设计模式的构成29结构化的系统设计模式的主要特点是强调对用户的调查和系统功能需求的分析。在系统设计的各个阶段都要写成有关的文件，以便进行评价，以及用户要参与系统的设计，以免系统设计的失误。

结构化的系统设计模式的主要特点是强调对用户的调查和系统功能需30修改后的地理信息系统设计模式的设计思想是强调对现有的各个组成部分，包括硬件、软件和数据库，进行深入、认真的评价，以研究其满足系统功能的程度，保证所设计系统的实用可靠，及有效地处理数据和使用周期长等要求。该模式采用了管理信息系统和软件工程的一些设计理论，包括:修改后的地理信息系统设计模式的设计思想是强调对现有的各个组成31(1)目的与任务。每个系统都要对目的和任务作详细的说明，指出该系统的目的，谁是主要的用户，以及如何使用该系统。关于任务，要说明所要完成的工作，以及总体评价所采用的方法，目的和任务的说明要非常详细，以便用户进行评论和评价，而且这种说明代表着用户和系统设计人员对话的开始，并且在系统设计的过程中还要继续进行这种对话。

(1)目的与任务。每个系统都要对目的和任务作详细的说明，指出32(2)概念的定义。介绍系统的各个主要组成部分，分别按照输入、输出、主要过程和数据库来说明系统的基本结构，包括主要模块、系统开发的主要资源、主要的限制条件等。

(2)概念的定义。介绍系统的各个主要组成部分，分别按照输入、33(3)功能的要求具体说明该系统要做什么，对每一种功能要求都要说明，包括功能的技术特征、功能的目的、具体的标准和满足的条件等等。功能的要求一般分为以下三类:①该系统必须具有的功能;②如果时间和资源条件允许，希望具有的功能;③其他有意义的功能。(3)功能的要求具体说明该系统要做什么，对每一种功能要求都要34实际上只有第一类功能才是系统的真正要求。每一种功能要具体规定:①输入(来源、数据、频率)；②输出(格式、数据量、用户)；③功能需要的处理步骤；④功能成功地实现所需要的条件；⑤功能生成的数据。实际上只有第一类功能才是系统的真正要求。每一种功能要具体规定35除了规定要完成的功能外，还要说明该系统期望的性能和特征，质量控制措施，以及该系统与其他部分的接口等。显然，在系统开发的过程中，要求可能发生变化，因此要制定专门的计划进行处理。除了规定要完成的功能外，还要说明该系统期望的性能和特征，质量36(4)性能测定在系统设计过程中，要对各个组成部分分别进行测试，对综合以后的整个系统要进行最后的测试。具体测试的内容包括:硬件、软件模块、数据库的质量控制等。测试根据所说明的功能要求和规定的标准进行，测试应考虑以下各种条件:①系统的正常操作条件;②重点测试，包括最坏情况和极端操作条件;③逻辑测试，指检查各种可能的逻辑条件;④线路测试。(4)性能测定在系统设计过程中，要对各个组成部分分别进行测试37地理信息系统开发的这种模式是软件工程中的结构化思想在应用型GIS开发中的应用。它针对系统开发中存在的用户需求不明、开发过程无序、开发人员之间缺少有效交流等几个主要问题，通过一系列规范性的支持技术和方法，力图将系统开发这种只存在于开发人员头脑中的抽象思维活动，转化为一组明确的、可控制的和可以检查的具体任务地理信息系统开发的这种模式是软件工程中的结构化思想在应用型G38要求做到对用户需求的充分了解和定义，严格有序的开发过程和组织管理，强调开发人员与用户之间的交流和协作，重视系统建设文档的完整和规范，以及加强系统开发综合的质量保证措施和计划等，最终实现以较少的人员、时间和投资，开发出尽可能符合用户要求的、高质量的应用系统的目的。要求做到对用户需求的充分了解和定义，严格有序的开发过程和组织391.3系统设计的流程生命周期设计法原型化设计法1.3系统设计的流程生命周期设计法40应用型地理信息系统的设计，大致可以分为四个主要阶段，即系统分析、系统设计、系统实施、系统运行与维护。这四个阶段构成了系统的生命周期，如果系统设计按阶段进行，预先规定每一阶段的开发目标和任务，然后按照一定的准则顺序开发实施，这种方法被称为生命周期设计法。由于生命周期法严格分阶段进行，便于开发工作的组织管理，但是也存在许多缺陷，例如系统开发过程比较长，新系统实际效果的可见性差，来自最终用户的反馈比较迟，不容易把握用户需求的变化等。应用型地理信息系统的设计，大致可以分为四个主要阶段，即系统分41所谓原型化设计法，就是根据用户提出的需求，由用户与开发人员共同商定其中重要和基本的开发目标，然后选择一个试验区，设计出初步方案，在较短时间内开发出一个能满足用户基本需求的初步原型或系统雏形，交用户试用，经过一段时间的运行后，根据用户意见对原型加以修改或扩充，产生一个新的原型版本，如此反复和迭代，最后形成一个比较完善和质量较高的应用型地理信息系统。所谓原型化设计法，就是根据用户提出的需求，由用户与开发人员共42原型法与生命周期法相比较，原型法能使用户更积极地参与新系统的设计和实现，能使开发人员及时获得用户的反馈意见，能更快地看到系统的实际效果，能使系统开发的风险降到最低限度。但一般认为，当用户对于新系统的功能需求十分明确时，系统设计可直接采用生命周期法，而不应该采用原型法，以利于开发经费和开发时间的控制。原型法与生命周期法相比较，原型法能使用户更积极地参与新系统的432地理信息系统的设计系统分析系统设计系统实施系统维护及评价GIS开发研究的四个阶段2地理信息系统的设计系统分析系统设计系统实施系统维护442.1系统分析系统分析基本思想是从系统观点出发，通过对事物进行分析与综合，找出各种可行的方案，为系统设计提供依据。它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，系统分析是使设计达到合理、优化的重要步骤，其工作深入与否，直接影响到将来新系统的设计质量和实用性，因此必须予以高度重视。2.1系统分析系统分析基本思想是从系统观点出发，通过对事物进45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。系统分析的内容包括：462.2系统设计1）总体设计2）详细设计2.2系统设计1）总体设计471）总体设计总体设计又称为逻辑设计，其任务是根据系统研制的目标来规划系统的规模和确定系统的各个组成部分，说明它们在整个系统中的作用与相互关系，以及确定系统的软硬件配置，规定系统采用的技术规范，并作出经费预算和时间安排，以保证系统总体目标的实现。最后撰写系统总体设计方案，作为重要的技术文件提供论证和审批。1）总体设计总体设计又称为逻辑设计，其任务是根据系统研制的目48总体设计的主要内容包括:(1)用户需求。(2)系统目标。(3)总体结构。(4)系统配置。(5)数据库设计。(6)系统功能。(7)经费和管理。总体设计的主要内容包括:492）详细设计详细设计又称为实际设计，其任务是根据总体设计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的详细设计，用于具体指导系统的开发。2）详细设计详细设计又称为实际设计，其任务是根据总体设计方案50详细设计的主要内容包括:

(1)子系统设计。(2)数据库设计。(3)功能模块设计。(4)用户界面设计。详细设计的主要内容包括:

512.3系统实施系统实施是在系统设计的原则指导下，按照详细设计方案确定的目标、内容和方法，分阶段、分步骤完成系统开发的过程。

2.3系统实施系统实施是在系统设计的原则指导下，按照详细设计52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。系统实施的内容包括：532.4系统运行和维护系统运行是指系统经过调试和验收以后，交付用户使用。为了保证系统正常运行，必须要认真制定并严格遵守操作规则。系统维护是为保证系统正常工作而采取的一切措施和实际步骤，例如数据的维护，使系统数据始终处于相对最新的状态;软件的维护，使软件能适应运行环境和用户需求的不断变化;硬件的维炉，使硬件能经常保持完好和正常运行的状态等。2.4系统运行和维护系统运行是指系统经过调试和验收以后，交543地理信息的标准化3.1地理信息标准化的内容在地理信息系统建设过程中，地理信息的标准化是一项十分重要的工作，它关系到地理信息资源的开发、利用和共享。3地理信息的标准化3.1地理信息标准化的内容55地理信息标准化的基本内容有:l．统一的名词术语内涵由于地理信息系统涵盖的学科领域广泛，以及自身技术的不断发展变化，对许多名词术语在使用和理解上可能存在很大的差异，研究并筛选出与GIS关系密切的名词术语，例如测绘基本术语、摄影测量与遥感术语、地图制图术语等，给出规范的释义和标名，不仅具有理论意义，而且具有实用价值，是地理信息标准化的一项基础工作。地理信息标准化的基本内容有:l．统一的名词术语内涵562．统一的数据采集原则GIS数据库涉及的数据种类多、数据最大，在数据采集时应遵循统一的数据采集原则，例如各级统计部门提供的数据为最基本数据，当其他部门提供的数据与它有矛盾时，以统计部门为准。统计部门未进行统计的指标，以各地最直接的业务部门提供的数据为准。通常只采集和存储基本的原始数据，不储存派生数据，以及要采集的是具有权威性、科学性、现势性的数据等。在数据采集时，必须遵照已经颁布的规范标准，例如我国制定的l：500～l:2000地形图航空摄影规范、1：5000～1：100000地形图航空摄影规范、全球定位系统（GPS）的测量规范等。2．统一的数据采集原则GIS数据库涉及的数据种类多、数据最大573．统一的空间定位框架统一的空间定位框架是为各种数据信息的输入、输出和匹配处理提供共同的地理坐标基础。这种坐标基础可以归化为地理坐标、网格坐标和投影坐标这三种坐标系统。当数据信息的来源不同时，必须将它们统一到这三种坐标形式之一的基础上来。3．统一的空间定位框架统一的空间定位框架是为各种数据信息的584.统一的数据分类标准数据分类的目的是为了计算机存储、编码、检索等的需要。分类体系划分是否合理，直接影响到地理信息系统数据的组织、系统间数据的连接、传输和共享，以及地理信息系统产品的质量。因此，它是系统设计和数据库建立的一项极为重要的基础工作。4.统一的数据分类标准数据分类的目的是为了计算机存储、595．统一的数据编码系统地理信息系统存储的空间要素具有时、空、属性的复杂特征，需要通过计算机能够识别的代码体系来提供数据信息的地理分类和特征描述，同时需要制定统一的编码标准，以实现地理要素的计算机输入、存储，以及系统间数据的交换和共享。5．统一的数据编码系统地理信息系统存储的空间要素具有时、空606.统一的数据组织结构数据结构是地理实体的数据组织形式及其相互关系的抽象描述。描述地理实体的空间数据应包含空间位置、拓扑关系和属性三个方面的内容。6.统一的数据组织结构数据结构是地理实体的数据组织形式61例如，矢量数据结构的点状实体，应表示统一序号的惟一标识码、实体类型的分类、实体位置的(x，y)坐标，以及与点相联的有关属性等;线状实体，应表示惟一标识码、线的类型码、起始结点、终止结点、空间位置坐标串，以及与线相联的有关属性等；面状实体，应表示每个多边形的封闭边界或弧段、每个多边形的邻接关系或拓扑关系、岛的结构及有关属性等。不说明数据结构或数据结构的内容不规范，不仅用户无法应用，计算机程序也无法正确处理。对于影像栅格数据、地理名称数据、三角网数据、三维数据、属性数据等，都应建立相应的数据模型和结构标准以便不同系统的数据兼容和不同软件的计算机处理及应用。例如，矢量数据结构的点状实体，应表示统一序号的惟一标识码、实627．统一的数据记录格式数据记录格式是指地理信息系统的原始数据和输出数据在磁性介质内的记录方式，对不同来源(地图、遥感、社会统计等)和不同形式(点、线、面等)的数据都必须按照标准的记录格式记录，以保证系统对各种数据信息或资源的接纳、处理和共享。

地理信息系统采用的数据记录格式包括矢量、影像和格网三种空间数据及其元数据的记录格式7．统一的数据记录格式数据记录格式是指地理信息系统的原始数据638.统一的数据质量含义地理信息系统数据质量是指该数据对特定用途的分析、操作和应用的适宜程度，因此，数据质量的好坏是一个相对的概念，但它具有明确的内容。8.统一的数据质量含义地理信息系统数据质量是指该数据对特64其具体的含义包括:

(1)数据完整性。(2)数据一致性。(3)位置精度。(4)时间精度。(5)属性精度。其具体的含义包括:

653.2地理信息标准化的制定国际标准化组织的任务；国际标准化组织ISO的TC211专题组，其主要任务是制订地理信息领域的标准化，并由五个工作组分别制订出以下一套结构化的相关标准:

3.2地理信息标准化的制定国际标准化组织的任务；66第一工作组负责框架和参考模型，承担地理信息的参考模型、综述、概念图解语言、术语、一致性测试等项目。第二工作组负责地理空间数据模型和算子，承担地理信息的空间算子、空间子模式、时间子模式、应用模式规则等项目。第三工作组负责地理空间数据管理，承担地理信息的分类、大地参考系统、间接参考系统、质量、质量评价方法、元数据等项目。第一工作组负责框架和参考模型，承担地理信息的参考模型、综述、67第四工作组负责地理空间数据服务，承担地理信息的空间定位服务、地理信息描述、编码、服务等项目。第五工作组负责专用标准，目前只承担专用标准一个项目。第四工作组负责地理空间数据服务，承担地理信息的空间定位服务、68中国标准化组织的任务我国地理信息标准化的制订工作由国家质量技术监督局负责，国家测绘局前头，吸收了生产、科研与教育部门参加，成立了全国基础地理信息标准化技术委员会，致力于标准的制订、协调工作。它们紧密跟踪国外基础地理信息标准化的进展，积极参与ISO/TC2l1工作，结合中国实际情况，制订出相当数量的地理息有关的国家和行业标准，为我国基础GIS的共享建设提供了保障。中国标准化组织的任务我国地理信息标准化的制订工作由国家质量技69

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期目标进行比较，考察是否达到了系统设计时所预定的效果。

4

地理信息系统的评价系统评价，就是指从技术和经济两个大的方70考察的主要内容一、系统效率二、系统可靠性三、可扩展性四、可移植性五、系统效益考察的主要内容一、系统效率二、系统可靠性三、71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。一系统效率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72所谓可靠性即指系统在运行时的稳定性，一般很少发生事故，即便发生也能很快修复，可靠性还包括系统有关的数据文件和程序是否妥善保存，系统是否具有后备体系等。二可靠性所谓可靠性即指系统在运行时的稳定性，一般很少发生事故，即便发73三可扩展性

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.三可扩展性任何系统的开发都是从简单到复杂的不74四可移植性

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.四可移植性可移植性是评价地理信息系统的一项重75五系统效益经济效益---体现:促进生产力和产值的提高,减少盲目投资,降低工时耗费,减轻灾害损失等.现状:目前GIS经济效益还不太显著.但前景将会不断提高.社会效益---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,工作时间的缩短等现状:目前评价GIS主要侧重社会效益.五系统效益经济效益---体现:促进生产力和产值的提高,减少盲76总的来看，地理信息系统的经济效益是在长时间内逐渐体现出来的，随着新课题的不断解决，经济效益也就不断提高，但是，从根本上说，只有当地理信息系统的建设走以市场为导向的产业化发展道路，商品经济的发展导致信息活动的激增、信息广泛而及时的交流，形成信息市场，出售地理信息系统产品和软件，才能为地理信息系统的发展提供契机，这时地理信息系统的经济效益才能真正体现，评价的目标也就自然地转向经济效益方面。目前，一批以开发地理信息系统为目标的经济实体正在发展或组建，地理信息系统的经济、科学和技术三统一的发展趋势是肯定无疑的。总的来看，地理信息系统的经济效益是在长时间内逐渐体现出来的，77第八章地理信息系统产品的输出设计第一节地理信息系统产品的输出形式第二节地理信息系统图形输出系统设计第三节地理信息系统的可视化与虚拟现实第八章地理信息系统产品的输出设计第一节地理信息系统产品78第一节地理信息系统产品的输出形式常规地图全要素地形图；各类专题地图；遥感影像地图；统计图表与数据报表。数字地图屏幕地图；电子地图；动态地图。第一节地理信息系统产品的输出形式常规地图79专题地图定点符号法举例专题地图定点符号法举例80专题地图质别底色法举例专题地图质别底色法举例81专题地图分区图表法举例专题地图分区图表法举例82专题地图点值法举例专题地图点值法举例83统计图表举例统计图表举例84电子地图举例电子地图举例85第二节地理信息系统图形输出系统设计基本理论图形坐标系统；颜色模型与颜色空间；地理信息系统图形数据结构与数据库。输出的几何变换二维图形变换；三维图形变换；地图投影变换。地形图与专题图的输出组织形式透明图层与影像图层；专题图的符号系统。第二节地理信息系统图形输出系统设计基本理论86绿青蓝品红黑黄减蓝减绿减红颜色模型与颜色空间举例绿青蓝品红黑黄减蓝减绿减红颜色模型与颜色空间举例87专题图的符号系统举例点符号线符号面符号专题图的符号系统举例点符号线符号面符号88第三节地理信息系统的可视化与虚拟现实三维空间图形模型线框模型与面模型；实体模型。数字地面模型的构造网格表面构造；隐藏线与隐藏面的消除。虚拟现实的设计与实现真实感图形与纹理贴图；光照模型和光线跟踪；视差原理与体视图的生成；VRML结构与虚拟现实的实现方法。第三节地理信息系统的可视化与虚拟现实三维空间图形模型89网格表面构造举例网格表面构造举例90真实感图形与纹理贴图举例真实感图形与纹理贴图举例91第六章地理信息系统的

应用模型第一节GIS应用模型概述第二节适宜性分析模型第六章地理信息系统的

应用模型第一节GIS应用模型概921.1GIS应用模型的分类地理信息系统的应用模型，就是根据具体的应用目标和问题，借助于GIS自身的技术优势，使观念世界中形成的概念模型，具体化为信息世界中可操作的机理和过程。这种模型的构建，不但是解决实际复杂问题的必要途径，而且也是GlS取得经济和社会效益的重要保证。

1.1GIS应用模型的分类地理信息系统的应用模型，就是根据93GIS应用模型的作用用一定程度的简化和抽象，通过逻辑的演绎，去把握地理系统各要素之间的相互关系、本质特征及可视化显示。

GIS应用模型的作用用一定程度的简化和抽象，通过逻辑的演绎，94GIS应用模型的分类GIS应用模型根据所表达的空间对象的不同，可将模型分为三类(表6-1)：

模型分类理论依据应用领域模型理论物理或化学原理地表径流运动方程混合半经验性资源分配运输方程经验启发式或统计关系水土流失统计、回归GIS应用模型的分类GIS应用模型根据所表达的空间对象的不同95GIS应用模型的分类按照研究对象的瞬时状态和发展过程，可将模型分为：静态半静态动态GIS应用模型的分类按照研究对象的瞬时状态和发展过程，可将模96目前，GIS技术的应用，已经从数据存储管理和查询检索，演进到以时空分析为主体，正在向着支持区域系统空间结构演化的预测、动态模拟及其空间格局的优化的发展新阶段。科学预测、动态模拟和辅助决策是GIS应用的高层次阶段，构建区域空间动力学应用模型将是区域可持续发展研究和GIS应用向纵深发展的交汇点。目前，GIS技术的应用，已经从数据存储管理和查询检索，演进到97l.2GIS应用模型的构建GIS求解问题的过程

实际包括目的导向(goal-driven)分析和数据导向(data-driven)操作两个过程。目的导向分析，是将要解决的问题与专业知识相结合，从问题开始，一步步地推导出解决问题所需要的原始数据、精度标准、模型的逻辑结构和方法步骤。数据导向操作，是将已经形成的模型逻辑结构与GlS技术相结合，从各类数据开始，一步步地将数据转换为问题的答案，必要时还需要进行反馈和修改，直到取得满意的结果，最后以图形或图表的形式输出最终结果。l.2GIS应用模型的构建GIS求解问题的过程98GIS应用模型的构建GIS环境内的模型构建；GIS外部的模型构建；混合型的模型构建。GIS应用模型的构建GIS环境内的模型构建；99第二节适宜性分析模型适宜性分析是指土地针对某种特定开发活动的分析，这些开发活动包括农业应用、城市化选址、作物类型布局、道路选线、选择重新造林的最适宜的土地等。因此，建立适宜性分析模型，首先确定具体的开发活动，其次选择其影响因子，然后评判某一地域的各个因子对这种开发活动的适宜程度，以作为土地利用规划决策的依据。第二节适宜性分析模型适宜性分析是指土地针对某种特定开发活1002.1一般形式设有某项评价目标或开发活动T,该T对应一组影响因素X1,X2,…,Xm；每个因素对应一组参评因子每个因子有一组属性v1,v2,…,vm;因此，每个因素对应一个属性集Vi:

2.1一般形式设有某项评价目标或开发活动T,该T对应一组影101各个参评因子及其属性值的取得由数据库提取或由GIS空间分析软件生成，各个因素按其属性集的优劣，可用下列矩阵表示:各个参评因子及其属性值的取得由数据库提取或由GIS空间分析软102式中:P为Xi对T的贡献函数值;

W为Xi对T的权重值。

P值的确定方法为:将各因子最适宜的指标值定为贡献函数值l00，将各因子最不适宜的指标值定为贡献函数值0，在这之间，指标值与函数值按线性关系计算和确定。

式中:P为Xi对T的贡献函数值;

W为Xi对T的权重值103有了上述矩阵数据和GlS功能的支持，可以求取基于栅格单元的评价分值：然后，根据使

G(Pji)=1-|R(T)-Pji/100|(6-3)

的值为最大时的P所对应的j,即为所求的某个T的适宜级Sj。

有了上述矩阵数据和GlS功能的支持，可以求取基于栅格单元的评1042.2应用实例地理信息系统技术在土地评价中的应用，已有许多成功的范例。这里以某地区的玉米种植用地评价为例，介绍适宜性分析模型的应用及基于GIS的土地评价方法和过程。选择评价对象；确定评价方法；评价过程和操作；输出评价结果。2.2应用实例地理信息系统技术在土地评价中的应用，已有105(1)评价对象，玉米种植用地的土地适宜性评价，通过评价将研究区分出不同的适宜性等级:S1(最适宜)、S2(次适宜)、S3(临界适宜)和N(不适宜)。

(2)评价方法。采用基于GlS的土地质量评价法，即将玉米作物生长有关主导生态条件与土地质量(供水、供肥等)相比照，从而评定土地的适宜性等级。(1)评价对象，玉米种植用地的土地适宜性评价，通过评价将研究106（3）评价过程。

①评价对象生态条件的调查。评价对象玉米属于禾本科，为一年生草本，其主导生态条件例如:性喜高温，需水量大，要求土壤肥沃和土层疏松，其根系生长要求防止土壤侵蚀等。

②确定评价对象的影响因素和因子。根据将玉米作物生长有关的生态条件与土地质量相比照，除了温度可通过季节调节外，其他影响因素和因子如图6-1所示:

（3）评价过程。

①评价对象生态条件的调查。评价对象玉米107③利用GIS生成影响因素数据。例如供水有效性，其影响因子为水源和土层厚度，它们对供水或保水有效性的属性集如表6-2所示:③利用GIS生成影响因素数据。例如供水有效性，其影响因子为水108根据表6-2和相应的空间数据，通过如图6-2所示的GIS操作过程，可以有效生成基于栅格单元的供水条件等级数据文件R1。同理，可以生成供肥条件等级数据文件R2、供氧条件等级数据文件R3和土壤侵蚀等级数据文件R4。这些数据文件是土地适宜性评价的重要基础，而它们的可靠性又取决于各个参评因子及其属性集的确定。

根据表6-2和相应的空间数据，通过如图6-2所示的GIS操作109④计算各因素的权重和贡献函数值。由于每个影响因素或土地质量Qi(i=1,2,3,4)对评价对象的贡献大小和适宜程度不同，因此不同因素有不同的权重Wi，不同级别的因素对评价对象的贡献函数值Pji也不相同。

④计算各因素的权重和贡献函数值。由于每个影响因素或土地质量Q110⑤计算机适宜性评级。通过将不同土地质量数据文件Ri的等级，切换为与表6-4相同等级对应的指标值，便可计算出基于栅格单元的评价分值R(T):⑤计算机适宜性评级。通过将不同土地质量数据文件Ri的等级，切111然后，根据使G(Pji)=1-|R(T)-Pji/100|的值为最大时的P所对应的j，即为所求的对T的适宜性等级Sj。例如，当某栅格单元Q1的指标值为67.0,Q2为11.4，Q3为2.6，Q4为0时，该栅格单元的R(T)=81.0，然后将该值和Pji的值依次代入式（6－3）进行计算，只有当取P2i=67时，G(P2i)的值为最大(0.86)，所以该栅格单元的适宜性等级为S2(次适宜）。直至研究地区全部栅格单元都获得相应的适宜性等级，得到玉米作物种植用地的适宜性分级图（图6－3）。然后，根据使G(Pji)=1-|R(T)-Pji/100|112第六章地理信息系统的应用模型课件113第七章地理信息系统的

设计与评价1GIS设计概述2地理信息系统的设计3地理信息的标准化4地理信息系统的评价第七章地理信息系统的

设计与评价1GIS设计概述114

1GIS设计概述

1.1系统设计的目的地理信息系统，按其功能和内容，可以分为工具型地理信息系统和应用型地理信息系统。这里的系统设计是指应用型地理信息系统的设计，所谓应用型地理信息系统，是指在工具型或基础型地理信息系统的基础上，经过二次开发，建成满足专门用户解决一类或多类实际问题的地理信息系统。因此，应用型地理信息系统的主要特点是，它具有特定的用户和应用目的，具有为满足用户专门需求而开发的地理空间实体数据库和应用模型，它继承工具型地理信息系统开发平台提供的大部分功能和软件，以及具有专门开发的用户应用界面等。

1GIS设计概述

1.1系统设计的目的地理信息系统，按115应用型地理信息系统，根据其应用层次的高低，又可分为空间事务处理系统(STPS)、空间管理信息系统(SMIS引和空间决策支持系统(SDSS)。STPS的主要目的是通过应用GlS的数据库技术，实现由传统的事务处理向计算机处理的转换，例如在房产、地籍等部门有着广泛的应用。SMIS的主要目的是实现空间信息管理的高效率、模型开发和空间数据的动态更新，其功能不但表现为数据的查询和统计，还具有专业模型的分析应用等功能，它在城市规划、土地利用、道路交通管理、管网规划管理等领域具有广泛的应用。应用型地理信息系统，根据其应用层次的高低，又可分为空间事务处116SDSS主要用以解决半结构化和非结构化的决策问题，除了需要利用地理信息系统的数据库和空间分析技术，模型库及其管理系统是决策支持系统的核心，它在宏观决策、行业发展规划等领域具有广泛的应用需求。

SDSS主要用以解决半结构化和非结构化的决策问题，除了需要利117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。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1181.2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。1.2系统设计的模式结构化的系统设计模式；119结构化的系统设计模式的构成①通过访问用户，调查用户的需求和数据源，确定系统的目的、要求和规定;②描述和评价与系统设计过程有关的资源和限定因素，例如现有的硬件、软件和有关的政治、法律因素等;③说明和评价所拟定的不同系统，这些系统能够满足所规定的要求;④对拟定的系统作最后的评价，从中选择一个运行的系统。结构化的系统设计模式的构成120结构化的系统设计模式的主要特点是强调对用户的调查和系统功能需求的分析。在系统设计的各个阶段都要写成有关的文件，以便进行评价，以及用户要参与系统的设计，以免系统设计的失误。

结构化的系统设计模式的主要特点是强调对用户的调查和系统功能需121修改后的地理信息系统设计模式的设计思想是强调对现有的各个组成部分，包括硬件、软件和数据库，进行深入、认真的评价，以研究其满足系统功能的程度，保证所设计系统的实用可靠，及有效地处理数据和使用周期长等要求。该模式采用了管理信息系统和软件工程的一些设计理论，包括:修改后的地理信息系统设计模式的设计思想是强调对现有的各个组成122(1)目的与任务。每个系统都要对目的和任务作详细的说明，指出该系统的目的，谁是主要的用户，以及如何使用该系统。关于任务，要说明所要完成的工作，以及总体评价所采用的方法，目的和任务的说明要非常详细，以便用户进行评论和评价，而且这种说明代表着用户和系统设计人员对话的开始，并且在系统设计的过程中还要继续进行这种对话。

(1)目的与任务。每个系统都要对目的和任务作详细的说明，指出123(2)概念的定义。介绍系统的各个主要组成部分，分别按照输入、输出、主要过程和数据库来说明系统的基本结构，包括主要模块、系统开发的主要资源、主要的限制条件等。

(2)概念的定义。介绍系统的各个主要组成部分，分别按照输入、124(3)功能的要求具体说明该系统要做什么，对每一种功能要求都要说明，包括功能的技术特征、功能的目的、具体的标准和满足的条件等等。功能的要求一般分为以下三类:①该系统必须具有的功能;②如果时间和资源条件允许，希望具有的功能;③其他有意义的功能。(3)功能的要求具体说明该系统要做什么，对每一种功能要求都要125实际上只有第一类功能才是系统的真正要求。每一种功能要具体规定:①输入(来源、数据、频率)；②输出(格式、数据量、用户)；③功能需要的处理步骤；④功能成功地实现所需要的条件；⑤功能生成的数据。实际上只有第一类功能才是系统的真正要求。每一种功能要具体规定126除了规定要完成的功能外，还要说明该系统期望的性能和特征，质量控制措施，以及该系统与其他部分的接口等。显然，在系统开发的过程中，要求可能发生变化，因此要制定专门的计划进行处理。除了规定要完成的功能外，还要说明该系统期望的性能和特征，质量127(4)性能测定在系统设计过程中，要对各个组成部分分别进行测试，对综合以后的整个系统要进行最后的测试。具体测试的内容包括:硬件、软件模块、数据库的质量控制等。测试根据所说明的功能要求和规定的标准进行，测试应考虑以下各种条件:①系统的正常操作条件;②重点测试，包括最坏情况和极端操作条件;③逻辑测试，指检查各种可能的逻辑条件;④线路测试。(4)性能测定在系统设计过程中，要对各个组成部分分别进行测试128地理信息系统开发的这种模式是软件工程中的结构化思想在应用型GIS开发中的应用。它针对系统开发中存在的用户需求不明、开发过程无序、开发人员之间缺少有效交流等几个主要问题，通过一系列规范性的支持技术和方法，力图将系统开发这种只存在于开发人员头脑中的抽象思维活动，转化为一组明确的、可控制的和可以检查的具体任务地理信息系统开发的这种模式是软件工程中的结构化思想在应用型G129要求做到对用户需求的充分了解和定义，严格有序的开发过程和组织管理，强调开发人员与用户之间的交流和协作，重视系统建设文档的完整和规范，以及加强系统开发综合的质量保证措施和计划等，最终实现以较少的人员、时间和投资，开发出尽可能符合用户要求的、高质量的应用系统的目的。要求做到对用户需求的充分了解和定义，严格有序的开发过程和组织1301.3系统设计的流程生命周期设计法原型化设计法1.3系统设计的流程生命周期设计法131应用型地理信息系统的设计，大致可以分为四个主要阶段，即系统分析、系统设计、系统实施、系统运行与维护。这四个阶段构成了系统的生命周期，如果系统设计按阶段进行，预先规定每一阶段的开发目标和任务，然后按照一定的准则顺序开发实施，这种方法被称为生命周期设计法。由于生命周期法严格分阶段进行，便于开发工作的组织管理，但是也存在许多缺陷，例如系统开发过程比较长，新系统实际效果的可见性差，来自最终用户的反馈比较迟，不容易把握用户需求的变化等。应用型地理信息系统的设计，大致可以分为四个主要阶段，即系统分132所谓原型化设计法，就是根据用户提出的需求，由用户与开发人员共同商定其中重要和基本的开发目标，然后选择一个试验区，设计出初步方案，在较短时间内开发出一个能满足用户基本需求的初步原型或系统雏形，交用户试用，经过一段时间的运行后，根据用户意见对原型加以修改或扩充，产生一个新的原型版本，如此反复和迭代，最后形成一个比较完善和质量较高的应用型地理信息系统。所谓原型化设计法，就是根据用户提出的需求，由用户与开发人员共133原型法与生命周期法相比较，原型法能使用户更积极地参与新系统的设计和实现，能使开发人员及时获得用户的反馈意见，能更快地看到系统的实际效果，能使系统开发的风险降到最低限度。但一般认为，当用户对于新系统的功能需求十分明确时，系统设计可直接采用生命周期法，而不应该采用原型法，以利于开发经费和开发时间的控制。原型法与生命周期法相比较，原型法能使用户更积极地参与新系统的1342地理信息系统的设计系统分析系统设计系统实施系统维护及评价GIS开发研究的四个阶段2地理信息系统的设计系统分析系统设计系统实施系统维护1352.1系统分析系统分析基本思想是从系统观点出发，通过对事物进行分析与综合，找出各种可行的方案，为系统设计提供依据。它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，系统分析是使设计达到合理、优化的重要步骤，其工作深入与否，直接影响到将来新系统的设计质量和实用性，因此必须予以高度重视。2.1系统分析系统分析基本思想是从系统观点出发，通过对事物进136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。系统分析的内容包括：1372.2系统设计1）总体设计2）详细设计2.2系统设计1）总体设计1381）总体设计总体设计又称为逻辑设计，其任务是根据系统研制的目标来规划系统的规模和确定系统的各个组成部分，说明它们在整个系统中的作用与相互关系，以及确定系统的软硬件配置，规定系统采用的技术规范，并作出经费预算和时间安排，以保证系统总体目标的实现。最后撰写系统总体设计方案，作为重要的技术文件提供论证和审批。1）总体设计总体设计又称为逻辑设计，其任务是根据系统研制的目139总体设计的主要内容包括:(1)用户需求。(2)系统目标。(3)总体结构。(4)系统配置。(5)数据库设计。(6)系统功能。(7)经费和管理。总体设计的主要内容包括:1402）详细设计详细设计又称为实际设计，其任务是根据总体设计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的详细设计，用于具体指导系统的开发。2）详细设计详细设计又称为实际设计，其任务是根据总体设计方案141详细设计的主要内容包括:

(1)子系统设计。(2)数据库设计。(3)功能模块设计。(4)用户界面设计。详细设计的主要内容包括:

1422.3系统实施系统实施是在系统设计的原则指导下，按照详细设计方案确定的目标、内容和方法，分阶段、分步骤完成系统开发的过程。

2.3系统实施系统实施是在系统设计的原则指导下，按照详细设计143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。系统实施的内容包括：1442.4系统运行和维护系统运行是指系统经过调试和验收以后，交付用户使用。为了保证系统正常运行，必须要认真制定并严格遵守操作规则。系统维护是为保证系统正常工作而采取的一切措施和实际步骤，例如数据的维护，使系统数据始终处于相对最新的状态;软件的维护，使软件能适应运行环境和用户需求的不断变化;硬件的维炉，使硬件能经常保持完好和正常运行的状态等。2.4系统运行和维护系统运行是指系统经过调试和验收以后，交1453地理信息的标准化3.1地理信息标准化的内容在地理信息系统建设过程中，地理信息的标准化是一项十分重要的工作，它关系到地理信息资源的开发、利用和共享。3地理信息的标准化3.1地理信息标准化的内容146地理信息标准化的基本内容有:l．统一的名词术语内涵由于地理信息系统涵盖的学科领域广泛，以及自身技术的不断发展变化，对许多名词术语在使用和理解上可能存在很大的差异，研究并筛选出与GIS关系密切的名词术语，例如测绘基本术语、摄影测量与遥感术语、地图制图术语等，给出规范的释义和标名，不仅具有理论意义，而且具有实用价值，是地理信息标准化的一项基础工作。地理信息标准化的基本内容有:l．统一的名词术语内涵1472．统一的数据采集原则GIS数据库涉及的数据种类多、数据最大，在数据采集时应遵循统一的数据采集原则，例如各级统计部门提供的数据为最基本数据，当其他部门提供的数据与它有矛盾时，以统计部门为准。统计部门未进行统计的指标，以各地最直接的业务部门提供的数据为准。通常只采集和存储基本的原始数据，不储存派生数据，以及要采集的是具有权威性、科学性、现势性的数据等。在数据采集时，必须遵照已经颁布的规范标准，例如我国制定的l：500～l:2000地形图航空摄影规范、1：5000～1：100000地形图航空摄影规范、全球定位系统（GPS）的测量规范等。2．统一的数据采集原则GIS数据库涉及的数据种类多、数据最大1483．统一的空间定位框架统一的空间定位框架是为各种数据信息的输入、输出和匹配处理提供共同的地理坐标基础。这种坐标基础可以归化为地理坐标、网格坐标和投影坐标这三种坐标系统。当数据信息的来源不同时，必须将它们统一到这三种坐标形式之一的基础上来。3．统一的空间定位框架统一的空间定位框架是为各种数据信息的1494.统一的数据分类标准数据分类的目的是为了计算机存储、编码、检索等的需要。分类体系划分是否合理，直接影响到地理信息系统数据的组织、系统间数据的连接、传输和共享，以及地理信息系统产品的质量。因此，它是系统设计和数据库建立的一项极为重要的基础工作。4.统一的数据分类标准数据分类的目的是为了计算机存储、1505．统一的数据编码系统地理信息系统存储的空间要素具有时、空、属性的复杂特征，需要通过计算机能够识别的代码体系来提供数据信息的地理分类和特征描述，同时需要制定统一的编码标准，以实现地理要素的计算机输入、存储，以及系统间数据的交换和共享。5．统一的数据编码系统地理信息系统存储的空间要素具有时、空1516.统一的数据组织结构数据结构是地理实体的数据组织形式及其相互关系的抽象描述。描述地理实体的空间数据应包含空间位置、拓扑关系和属性三个方面的内容。6.统一的数据组织结构数据结构是地理实体的数据组织形式152例如，矢量数据结构的点状实体，应表示统一序号的惟一标识码、实体类型的分类、实体位置的(x，y)坐标，以及与点相联的有关属性等;线状实体，应表示惟一标识码、线的类型码、起始结点、终止结点、空间位置坐标串，以及与线相联的有关属性等；面状实体，应表示每个多边形的封闭边界或弧段、每个多边形的邻接关系或拓扑关系、岛的结构及有关属性等。不说明数据结构或数据结构的内容不规范，不仅用户无法应用，计算机程序也无法正确处理。对于影像栅格数据、地理名称数据、三角网数据、三维数据、属性数据等，都应建立相应的数据模型和结构标准以便不同系统的数据兼容和不同软件的计算机处理及应用。例如，矢量数据结构的点状实体，应表示统一序号的惟一标识码、实1537．统一的数据记录格式数据记录格式是指地理信息系统的原始数据和输出数据在磁性介质内的记录方式，对不同来源(地图、遥感、社会统计等)和不同形式(点、线、面等)的数据都必须按照标准的记录格式记录，以保证系统对各种数据信息或资源的接纳、处理和共享。

地理信息系统采用的数据记录格式包括矢量、影像和格网三种空间数据及其元数据的记录格式7．统一的数据记录格式数据记录格式是指地理信息系统的原始数据1548.统一的数据质量含义地理信息系统数据质量是指该数据对特定用途的分析、操作和应用的适宜程度，因此，数据质量的好坏是一个相对的概念，但它具有明确的内容。8.统一的数据质量含义地理信息系统数据质量是指该数据对特155其具体的含义包括:

(1)数据完整性。(2)数据一致性。(3)位置精度。(4)时间精度。(5)属性精度。其具体的含义包括:

1563.2地理信息标准化的制定国际标准化组织的任务；国际标准化组织ISO的TC211专题组，其主要任务是制订地理信息领域的标准化，并由五个工作组分别制订出以下一套结构化的相关标准:

3.2地理信息标准化的制定国际标准化组织的任务；157第一工作组负责框架和参考模型，承担地理信息的参考模型、综述、概念图解语言、术语、一致性测试等项目。第二工作组负责地理空间数据模型和算子，承担地理信息的空间算子、空间子模式、时间子模式、应用模式规则等项目。第三工作组负责地理空间数据管理，承担地理信息的分类、大地参考系统、间接参考系统、质量、质量评价方法、元数据等项目。第一工作组负责框架和参考模型，承担地理信息的参考模型、综述、158第四工作组负责地理空间数据服务，承担地理信息的空间定位服务、地理信