地理信息系统

第7章地理信息系统的设计与评价内容：第一节GIS设计概述第二节GIS的设计第三节GIS的标准化第四节GIS的评价第一节

GIS设计概述一、系统设计的目的地理信息系统工具型应用型应用型GIS：在工具型或基础地理信息系统基础上，经过二次开发，建成满足专门用户的、解决实际问题的地理信息系统。特点：具有特定的用户和应用目的；具有为专门需要而开发的空间数据库和应用模型；继承工具型GIS开发平台提供的；

二、结构化设计模式

采用结构化分析和设计原理，自上而下，划分模块，逐步求精。模块划分：主功能模块子模块1子模块2子模块n………………三、系统设计流程（大致分为四个阶段）生命周期设计法以上四个阶段构成系统的生命周期。照此顺序分阶段开发的方法称为生命周期设计法。虽然便于开发的组织管理，但缺点：（1）开发周期长；（2）效果的可见性差；（3）来自用户的反馈迟缓；（4）不便于把握用户需求的变化。原型化设计法1）设计思想：系统建设初期，生成一个实实在在的系统原型；然后交用户使用，听取意见；根据反馈信息修正原型，再提交用户……直至形成用户满意的应用系统。2）特点：直接创建用户看得见的样板系统，便于试用和提出意见；对于复杂和具有不确定性的系统有较强的适应性第二节GIS的设计一、系统分析对用户进行需求调查与可行性分析，最后提出系统的目标和结构方案。1、用户需求调查：用户对系统功能的要求和信息需求。Who，谁使用该系统，组织机构，人员分工，业务流程…What，做什么用，需要什么功能，要解决哪些问题，需要哪些设备和数据Why，为什么要具有这些功能，功能、效率、效益怎样？Where,资源从哪获取，能否得到保证…Quality，数据精度，运行速度，安全机制…2.用户调查方式：访问、座谈等。事先拟定提纲：功能，数据，应用范围，业务范围，工作流程，部门联系…事后撰写调查报告：并从技术、社会、经济方面进行可行性分析。二、系统设计1.总体设计（逻辑设计）根据系统目标规划系统的规模系各个组成部分，最后撰写总体设计方案供论证审批。（1）用户需求：（2）系统目标：（3）总体结构：（4）系统配置：（5）数据库设计确定空间数据及属性数据的管理模式、数据结构、数据库管理系统及数据分类等。（6）系统功能主要依靠基础GIS提供的基本功能来开发和实现。（7）经费和管理拟定系统开发计划、系统管理措施、经费概预算。2.详细设计（实际设计）根据总体设计确定的目标和阶段开发计划，结合硬件、软件和规范标准，进行子系统和数据库的详细设计，具体指导开发。（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：三、系统实施按照详细设计，分步骤、分阶段完成系统开发的过程。

（1）硬、软件的引进与调试（2）系统数据库的建立数据源，数据采集方法，编辑，质量控制，建立数据库实体。（3）应用系统开发二次开发：利用开发语言建立用户界面、应用模块、图形符号库，编写用户手册。（4)系统测试与联调单个模块测试组装后，进行联调与测试。（5）系统验收与鉴定

文档、软件、数据库等。四、系统运行与维护系统运行：调试验收后交用户使用；系统维护：保证系统正常运行采取的一切措施。一、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。第三节地理信息的标准化二、地理信息标准化的制定国际标准化组织:

ISO/TC211:国际标准化组织TC211专题组

FGDC:美国联邦地理数据委员会

CEN/TC287:欧洲标准化委员会

OGC:美国openGIS协会

MEGRIN:欧洲地图事务组织

CGSD:加拿大标准委员会全国基础地理信息标准化技术委员会：国家质量技术监督局国家测绘局第四节

GIS的评价从技术、经济两方面，与预期目标的比较，看是否达到设计时的预定要求。（1）系统效率及时提供有用信息，精度，是否方便，资源使用效率….（2）可靠性稳定性及易修复性（3）可扩展性不影响整体结构即可增加模块，留有接口。（4）可移植性不仅在一种机器上使用，能在其他型号的机器上使用。即必须遵守国家规范标准。（5）系统的效益经济效益和社会效益兼顾。第8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一节地理信息系统产品的输出形式一、产品分类（一）按输出载体类型：常规地图、数字地图数字地图的优点：信息存储量大、体积小，易携带；借助高分辨率的显示器实现地图显示，可实现无级缩放、漫游、动态选择、查询和量算；与遥感信息结合，实现地图快速更新，便于多层次信息的综合表现与分析。

（二）按输出的内容和形式分为：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。二、各种地图图型实例

定点符号法专题图专题地图质别底色法举例专题地图分区图表法举例专题地图点值法举例统计图表举例数字地图举例一、基本理论1.图形坐标系（1）地表的世界坐标系与大地坐标系世界坐标系（用户坐标系）：由用户自己选定，图形输入、输出都是用此坐标系。我国大于1：50万地形图选用高斯-克吕格投影坐标系；个别地区的局部坐标系。第二节地理信息系统图形输出系统设计大地坐标系：大地原点，一般由国家或地区选定，采用天文测量方法决定经纬度。目前“1954北京坐标系”与“1980大地坐标系”并存。（2）输出设备的物理坐标系设备坐标系是物理设备的输入输出（I/O）空间。因此，设备坐标系又称为物理坐标系。2、颜色模型与颜色空间用于彩色监视器的RGB模型，用于印刷设备的CMY模型，用于广播电视彩色的YIQ模型等。（1）RGB模型。RGB三种原色（叠加性）匹配可产生混合色，这样的颜色子空间构成RGB立方体模型:（2）CMY模型青色（C）、品红（M）、黄色（Y）是红、绿、蓝的补色，又是颜料的三原色。CMY模型与RGB模型的关系：绿青蓝品红黑黄减蓝减绿减红颜色模型与颜色空间举例3.GIS图形数据结构与数据库（1）矢量数据结构点状要素：由表示其几何位置的坐标对（X，Y）表示；线状要素：坐标串；面状要素：首尾相连的坐标串或多个坐标串（边集）；符号和文字：几何位置由几何中心的坐标表示。（2）栅格图像数据结构每个元素用行、列唯一地标识。易于与图像数据混合处理形成应用。要求：有效的逼近对象的分布特征；最大限度压缩数据量；数据提取和分析的逻辑单位为数据串。专题图的符号系统举例点符号线符号面符号二、输出的几何变换目的：实现从用户坐标系到荧屏坐标系的变换，显示输出。1.二维图形变换（1）比例变换（2）旋转变换（3）平移变换（4）镜像变换（5）观察变换2.三维图形变换（1）比例变换（2）平移变换（3）旋转变换（4）平行投影变换（5）透视投影变换3.地图投影变换常用投影变换方法：解析变换法；数值变换法；数值-解析