石大地理信息系统课件第7章 GIS设计与评价

地理信息系统第七章GIS设计与评价应用型GIS设计概述

GIS设计地理信息的标准化GIS的评价主要内容：GIS按照功能和内容基础型GIS：GIS平台软件,进行常规GIS分析操作；应用型GIS：在GIS平台软件基础上,进行二次开发，建立针对特定用户需求和应用目的，解决具体实际问题的业务型GIS；起因：中科越秀广州(由中科院地理信息产业发展中心、香港越秀企业(集团)等合资组建，核心业务为空间信息应用和集成)开发了《广州之窗》多媒体地理信息光盘，有了前期数据和应用基础。与广州工商局的有关人士在聊天过程触发在GIS应用于消费者举报投诉的灵感。结果：开发基于GIS的12315的消费者举报投诉系统扩展：开发了基于GIS的经济户口管理信息系统开发了工商户外广告管理系统例:工商12315—消费者举报投诉系统举报地点定位举报资料录入举报案件处理巡查车辆GPS

监控例:工商12315消费者举报投诉系统起因：开发广州市宽带网公司的宽带网资源管理系统；宽带网公司社区信息化试点项目将WebGIS纳入社 区信息化网站；结果：开发了基于WebGIS的社区信息化网站例：数字大唐街界面机构查询餐饮查询公共服务旅游休闲例:数字大唐街网站(http://)地图操作地图查询空间查询例:数字大唐街网站除国土、地籍、房产、交通、管网、规划等传统应用领域外，非传统GIS应用领域也是值得开拓的领域，且目前竞争还不剧烈，前(钱)途光明应用领域的开拓将促进GIS产业的发展，形成更好的GIS产业链，更好、更快的促进GIS的社会化和大众化；GIS设计的目的建立业务化的GIS运行系统，以实现具体业务操作的手工模式向信息化模式的根本转变，具备数据查询管理、空间分析和专业模型的分析应用功能，帮助宏观决策和行业发展规划，实现管理和决策的高效率和科学化；第一节应用型GIS设计概述第一节应用型GIS设计概述1、系统设计方法结构化生命周期法（瀑布法）目前传统的、最为成熟的GIS系统设计方法原型法面向对象设计方法：不成熟主要思想：将开发过程视为人的生命周期(从出生，经历成长、成熟、衰老直至死亡)一样，开发过程由若干个独立而又联系的阶段构成；出生成长成熟衰老死亡1.1结构化生命周期法各阶段首尾相连，构成MIS的生命周期循环。各阶段有明确的任务，提交相应的正式文档，上一阶段的文档是下个阶段工作的参考和依据；规定每一阶段的任务、工作流程、管理目标及要编制的文档，使开发工作易于管理和控制，形成一个可操作的规范。总体规划系统分析系统设计系统实施运行维护1.1结构化生命周期法1.2原型法的基本思想★在获取用户一组基本的需求定义后，利用高级软件工具的可开发环境，快速、低成本地建立一个目标系统的最初版本，并把它交给用户试用、补充和修改，再进行新的版本开发。反复进行这个过程，直到得出系统的“精确解”，即用户满意为止。经过这样一个反复补充和修改的过程，应用系统的“最初版本”就逐步演变为系统的“最终版本”。原型法详细示意图构造系统第一节应用型GIS设计概述2.系统开发方式独立开发单纯二次开发集成二次开发2.1独立开发不依赖任何GIS工具软件，所有算法由开发者独立设计，选用某程序设计语言(C++，Delphi)在一定操作平台上编程实现；开发难度大；无须依赖GIS商业软件，可减少开发成本；与商业化GIS软件相比功能不够完善；2.2单纯二次开发完全借助GIS工具软件提高的开发语言(主要为宏语言，如ESRI的ArcView提供Avenue语言，MapInfo公司研制的MapInfoProfessional提供了MapBasic语言等)进行应用系统开发；省时省心；编程语言功能很弱，程序不尽人意；2.3集成二次开发利用专业GIS工具软件(如ArcView，ArcGISMapInfo等)实现GIS基本功能，以通用软件开发工具尤其是可视化开发工具，如Delphi，VisualC++，VisualBasic，PowerBuilder等为开发平台，进行二者的集成开发；GIS组件式开发GIS组件式开发

利用专业GIS工具软件生产厂家提供的GIS二次开发功能组件

在Delphi，VisualC++，VisualBasic等编程工具的应用程序中，直接嵌入GIS模块，实现GIS各种功能。集成二次开发组件式GIS把GIS各功能模块划分为几个控件，分别完成不同的GIS功能。各GIS控件之间，以及GIS控件与非GIS控件之间，可方便地通过可视化的软件开发工具集成起来，形成最终的GIS应用；控件如同一堆各式各样的积木，分别实现不同的功能(包括GIS和非GIS功能)，根据需要把实现各种功能的“积木”搭建起来，就构成应用系统。建立在组件技术基础上的GIS功能组件，具备和实现了GIS的各种基本功能。开发人员可以基于通用软件开发工具，尤其是可视化开发工具，如：Delphi、VisualC++、VisualBasic、PowerBuilder等快速应用开发工具为开发平台，进行二次开发，实现GIS功能;大多数GIS软件产商都提供商业化的GIS组件，如ESRI公司的MapObjects、MapInfo公司的MapX等;组件式GISVB环境下的MapObjects1.总体规划：项目立项与启动自行开发或招、投标项目组织管理第二节GIS的设计总体规划系统分析系统设计系统实施运行维护以结构化生命周期法为例：2.系统分析：用户需求分析和系统可行性分析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：需要的资源和条件从哪里获取？Quality：需要哪些技术指标、性能和可靠性要求等？第二节GIS的设计总体规划系统分析系统设计系统实施运行维护2.系统分析：2.1用户需求调查的方法第二节GIS的设计调查方法特点用户访谈(电话或面谈)要求访问者做好充分准备，有较高的交谈技巧，可以进行深入讨论，与高、中、基层用户访谈，获取多层次信息，被访问者要有责任感、愿意配合访谈问卷调查(电子或书面)格式统一、结果易于汇总和统计分析；回收率可能偏低，不方便调查复杂问题会议讨论(小组或部门)形式正式，启发性强，适于解决复杂问题；要求做好充足的准备工作，有主持会议经验现场考察可以获得感性认识文档分析正式资料，有较高分析价值Internet搜索资料很多，但可靠性差专家顾问交谈易获取概括性、一般性的知识、经验，但真正的专家难寻总体规划系统分析系统设计系统实施运行维护2.系统分析：2.2系统可行性分析技术可行性：技术、资源、风险经济可行性：成本、效益分析社会可行性提交《软件需求规格说明》第二节GIS的设计总体规划系统分析系统设计系统实施运行维护3.系统设计：总体设计（逻辑设计）在明确系统目标和任务后，将系统需求转换为数据结构和软件体系结构，即空间数据库设计和功能模块结构设计；提交《总体设计报告》详细设计（实际设计）第二节GIS的设计总体规划系统分析系统设计系统实施运行维护3.系统设计：总体设计：功能模块划分第二节GIS的设计总体规划系统分析系统设计系统实施运行维护某土地定级信息系统数据输入数据编辑因子分析因素复合级别划定面积量算专题制图成果输出空间内插分析地形坡度分析平均高程分析曲面分级引力模型空间扩散分析分值频率分析分值分级样点级别提取级差收益测算3.系统设计：详细设计（实际设计）功能模块详细设计：为总体设计阶段确定的功能模块及其接口描述选择具体的实现算法，得出实现系统目标技术的精确描述，为具体编码打下基础；数据库详细设计用户界面设计：美观大方、简单易学提交《详细设计规格说明书》第二节GIS的设计总体规划系统分析系统设计系统实施运行维护4.系统实施：在总体和详细设计的指导下：硬软件的购置、安装、调试数据库的实现程序代码的编写（主要任务）系统调试和测试系统验收和鉴定提交《系统说明书》、《用户手册》第二节GIS的设计总体规划系统分析系统设计系统实施运行维护5.运行维护：经调试和验收后，交付用户使用：系统软、硬件的安装和调试系统测试用户培训日常维护第二节GIS的设计总体规划系统分析系统设计系统实施运行维护特点：严格区分工作阶段自顶向下进行开发文件标准化和文献化采用图表工具描述系统第二节GIS的设计总体规划系统分析系统设计系统实施运行维护不足：开发周期长用户信息反馈慢所需文档资料数量大人机交互界面表达难没有反映认识过程的反复性第二节GIS的设计总体规划系统分析系统设计系统实施运行维护是空间信息共享和系统集成的重要前提，也是GIS产业化和社会化的必经之路;避免简单重复的系统开发工作;节约资源、提高效率、方便应用;第三节地理信息的标准化1.地理信息标准化的制定1994年，美国开放地理信息系统协会(OGC)和国际标准化组织地理信息标准技术委员会(ISO/TC211)相继成立；我国从“七五”开始推动并提出34套技术标准和规范方案；1997年全国地理信息标准化技术委员会成立，积极参与ISO/TC211工作；2.1统一的名词术语内涵2.2统一的数据采集原则2.3统一的空间定位框架2.4统一的数据分类系统2.5统一的数据编码系统2.6统一的数据组织结构2.7统一的数据记录格式2.8统一的数据质量含义2.地理信息标准化的内容研究并筛选出与GIS关系密切的名词术语，给出规范的释义与标名；如测绘基本术语、摄影测量与遥感术语、地图制图术语等；以统计部门提供的数据为最基本数据；只采集存储具有权威性、科学性、现势性的基础数据，不存储派生数据；遵照已颁布的规范标准2.3统一的空间定位框架地理坐标系统投影坐标系统：高-克投影网格坐标系统基本网格、加密网格、合并网格、辅助网格2.地理信息标准化的内容2.4统一的数据分类标准采用宏观的全国分类系统与详细的专业系统之间相递归的分类方案（低一级分类须能归并和综合到高一级的分类系统之中）；社会环境自然环境资源和能源2.地理信息标准化的内容………………2.5统一的数据编码标准在信息分类基础上，给每一种地理要素分配一个唯一的标识符，以适于各种比例尺地形图的生产和地理要素的采集、存储、检索、分析、输出和交换等，用以标定某比例尺范围内地理要素的数字信息，从而实现地图信息标准化存储管理和信息资源共享；2.地理信息标准化的内容2.5统一的数据编码标准我国部分现行相关分类编码GB2260-80《中华人民共和国行政区划代码》GB/T13923-92《国土基础信息数据分类与代码》GB14804-93《1：500、1：1000、1：2000地形图要素分类与代码》GB/T5660-1995《1：5000、1：10000、1：25000、1：100000地形图要素分类与代码》GB/T18317-2001《专题地图信息分类与代码》2.地理信息标准化的内容GIS标准化—地理信息标准GIS标准化—地理信息标准GIS标准化—地理信息标准GIS标准化—地理信息标准GIS标准化—地理信息标准2.6统一的数据组织结构包含空间位置、拓扑关系和属性矢量数据格式栅格数据格式2.地理信息标准化的内容2.7统一的数据记录格式GIS原始数据和输出数据在磁性介质上的记录方式，对不同来源和不同形式的数据，按照标准的记录格式记录，以保证系统对数据的接纳处理和共享；GIS采用的数据记录格式包括：矢量、影像、格网三种空间数据及其元数据2.地理信息标准化的内容2.8统一的数据质量含义GIS数据质量指该数据对特定用途的分析、操作和应用是适宜程度，表现为数据完整性：指要素的完整性和属性的完整性；数据一致性：指逻辑的一致性和拓扑的一致性；位置精度：包括绝对精度、相对精度、像元位置精度、形状的相似性等；时间精度：主要指数据的现势性属性精度：包括要素分类与代码的正确性，要素属性值的正确性及名称的正确