石大地理信息系統(tǒng)課件第7章 GIS設(shè)計與評價

地理信息系統(tǒng)第七章GIS設(shè)計與評價應(yīng)用型GIS設(shè)計概述

GIS設(shè)計地理信息的標(biāo)準(zhǔn)化GIS的評價主要內(nèi)容：GIS按照功能和內(nèi)容基礎(chǔ)型GIS：GIS平臺軟件,進行常規(guī)GIS分析操作；應(yīng)用型GIS：在GIS平臺軟件基礎(chǔ)上,進行二次開發(fā)，建立針對特定用戶需求和應(yīng)用目的，解決具體實際問題的業(yè)務(wù)型GIS；起因：中科越秀廣州(由中科院地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展中心、香港越秀企業(yè)(集團)等合資組建，核心業(yè)務(wù)為空間信息應(yīng)用和集成)開發(fā)了《廣州之窗》多媒體地理信息光盤，有了前期數(shù)據(jù)和應(yīng)用基礎(chǔ)。與廣州工商局的有關(guān)人士在聊天過程觸發(fā)在GIS應(yīng)用于消費者舉報投訴的靈感。結(jié)果：開發(fā)基于GIS的12315的消費者舉報投訴系統(tǒng)擴展：開發(fā)了基于GIS的經(jīng)濟戶口管理信息系統(tǒng)開發(fā)了工商戶外廣告管理系統(tǒng)例:工商12315—消費者舉報投訴系統(tǒng)舉報地點定位舉報資料錄入舉報案件處理巡查車輛GPS

監(jiān)控例:工商12315消費者舉報投訴系統(tǒng)起因：開發(fā)廣州市寬帶網(wǎng)公司的寬帶網(wǎng)資源管理系統(tǒng)；寬帶網(wǎng)公司社區(qū)信息化試點項目將WebGIS納入社 區(qū)信息化網(wǎng)站；結(jié)果：開發(fā)了基于WebGIS的社區(qū)信息化網(wǎng)站例：數(shù)字大唐街界面機構(gòu)查詢餐飲查詢公共服務(wù)旅游休閑例:數(shù)字大唐街網(wǎng)站(http://)地圖操作地圖查詢空間查詢例:數(shù)字大唐街網(wǎng)站除國土、地籍、房產(chǎn)、交通、管網(wǎng)、規(guī)劃等傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域外，非傳統(tǒng)GIS應(yīng)用領(lǐng)域也是值得開拓的領(lǐng)域，且目前競爭還不劇烈，前(錢)途光明應(yīng)用領(lǐng)域的開拓將促進GIS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，形成更好的GIS產(chǎn)業(yè)鏈，更好、更快的促進GIS的社會化和大眾化；GIS設(shè)計的目的建立業(yè)務(wù)化的GIS運行系統(tǒng)，以實現(xiàn)具體業(yè)務(wù)操作的手工模式向信息化模式的根本轉(zhuǎn)變，具備數(shù)據(jù)查詢管理、空間分析和專業(yè)模型的分析應(yīng)用功能，幫助宏觀決策和行業(yè)發(fā)展規(guī)劃，實現(xiàn)管理和決策的高效率和科學(xué)化；第一節(jié)應(yīng)用型GIS設(shè)計概述第一節(jié)應(yīng)用型GIS設(shè)計概述1、系統(tǒng)設(shè)計方法結(jié)構(gòu)化生命周期法（瀑布法）目前傳統(tǒng)的、最為成熟的GIS系統(tǒng)設(shè)計方法原型法面向?qū)ο笤O(shè)計方法：不成熟主要思想：將開發(fā)過程視為人的生命周期(從出生，經(jīng)歷成長、成熟、衰老直至死亡)一樣，開發(fā)過程由若干個獨立而又聯(lián)系的階段構(gòu)成；出生成長成熟衰老死亡1.1結(jié)構(gòu)化生命周期法各階段首尾相連，構(gòu)成MIS的生命周期循環(huán)。各階段有明確的任務(wù)，提交相應(yīng)的正式文檔，上一階段的文檔是下個階段工作的參考和依據(jù)；規(guī)定每一階段的任務(wù)、工作流程、管理目標(biāo)及要編制的文檔，使開發(fā)工作易于管理和控制，形成一個可操作的規(guī)范。總體規(guī)劃系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)實施運行維護1.1結(jié)構(gòu)化生命周期法1.2原型法的基本思想★在獲取用戶一組基本的需求定義后，利用高級軟件工具的可開發(fā)環(huán)境，快速、低成本地建立一個目標(biāo)系統(tǒng)的最初版本，并把它交給用戶試用、補充和修改，再進行新的版本開發(fā)。反復(fù)進行這個過程，直到得出系統(tǒng)的“精確解”，即用戶滿意為止。經(jīng)過這樣一個反復(fù)補充和修改的過程，應(yīng)用系統(tǒng)的“最初版本”就逐步演變?yōu)橄到y(tǒng)的“最終版本”。原型法詳細示意圖構(gòu)造系統(tǒng)第一節(jié)應(yīng)用型GIS設(shè)計概述2.系統(tǒng)開發(fā)方式獨立開發(fā)單純二次開發(fā)集成二次開發(fā)2.1獨立開發(fā)不依賴任何GIS工具軟件，所有算法由開發(fā)者獨立設(shè)計，選用某程序設(shè)計語言(C++，Delphi)在一定操作平臺上編程實現(xiàn)；開發(fā)難度大；無須依賴GIS商業(yè)軟件，可減少開發(fā)成本；與商業(yè)化GIS軟件相比功能不夠完善；2.2單純二次開發(fā)完全借助GIS工具軟件提高的開發(fā)語言(主要為宏語言，如ESRI的ArcView提供Avenue語言，MapInfo公司研制的MapInfoProfessional提供了MapBasic語言等)進行應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)；省時省心；編程語言功能很弱，程序不盡人意；2.3集成二次開發(fā)利用專業(yè)GIS工具軟件(如ArcView，ArcGISMapInfo等)實現(xiàn)GIS基本功能，以通用軟件開發(fā)工具尤其是可視化開發(fā)工具，如Delphi，VisualC++，VisualBasic，PowerBuilder等為開發(fā)平臺，進行二者的集成開發(fā)；GIS組件式開發(fā)GIS組件式開發(fā)

利用專業(yè)GIS工具軟件生產(chǎn)廠家提供的GIS二次開發(fā)功能組件

在Delphi，VisualC++，VisualBasic等編程工具的應(yīng)用程序中，直接嵌入GIS模塊，實現(xiàn)GIS各種功能。集成二次開發(fā)組件式GIS把GIS各功能模塊劃分為幾個控件，分別完成不同的GIS功能。各GIS控件之間，以及GIS控件與非GIS控件之間，可方便地通過可視化的軟件開發(fā)工具集成起來，形成最終的GIS應(yīng)用；控件如同一堆各式各樣的積木，分別實現(xiàn)不同的功能(包括GIS和非GIS功能)，根據(jù)需要把實現(xiàn)各種功能的“積木”搭建起來，就構(gòu)成應(yīng)用系統(tǒng)。建立在組件技術(shù)基礎(chǔ)上的GIS功能組件，具備和實現(xiàn)了GIS的各種基本功能。開發(fā)人員可以基于通用軟件開發(fā)工具，尤其是可視化開發(fā)工具，如：Delphi、VisualC++、VisualBasic、PowerBuilder等快速應(yīng)用開發(fā)工具為開發(fā)平臺，進行二次開發(fā)，實現(xiàn)GIS功能;大多數(shù)GIS軟件產(chǎn)商都提供商業(yè)化的GIS組件，如ESRI公司的MapObjects、MapInfo公司的MapX等;組件式GISVB環(huán)境下的MapObjects1.總體規(guī)劃：項目立項與啟動自行開發(fā)或招、投標(biāo)項目組織管理第二節(jié)GIS的設(shè)計總體規(guī)劃系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)實施運行維護以結(jié)構(gòu)化生命周期法為例：2.系統(tǒng)分析：用戶需求分析和系統(tǒng)可行性分析WHO：誰使用該系統(tǒng)？What：新系統(tǒng)需要具有哪些功能和條件Why：為什么需要這些功能和條件？Where：需要的資源和條件從哪里獲取？Quality：需要哪些技術(shù)指標(biāo)、性能和可靠性要求等？第二節(jié)GIS的設(shè)計總體規(guī)劃系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)實施運行維護2.系統(tǒng)分析：2.1用戶需求調(diào)查的方法第二節(jié)GIS的設(shè)計調(diào)查方法特點用戶訪談(電話或面談)要求訪問者做好充分準(zhǔn)備，有較高的交談技巧，可以進行深入討論，與高、中、基層用戶訪談，獲取多層次信息，被訪問者要有責(zé)任感、愿意配合訪談問卷調(diào)查(電子或書面)格式統(tǒng)一、結(jié)果易于匯總和統(tǒng)計分析；回收率可能偏低，不方便調(diào)查復(fù)雜問題會議討論(小組或部門)形式正式，啟發(fā)性強，適于解決復(fù)雜問題；要求做好充足的準(zhǔn)備工作，有主持會議經(jīng)驗現(xiàn)場考察可以獲得感性認識文檔分析正式資料，有較高分析價值Internet搜索資料很多，但可靠性差專家顧問交談易獲取概括性、一般性的知識、經(jīng)驗，但真正的專家難尋總體規(guī)劃系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)實施運行維護2.系統(tǒng)分析：2.2系統(tǒng)可行性分析技術(shù)可行性：技術(shù)、資源、風(fēng)險經(jīng)濟可行性：成本、效益分析社會可行性提交《軟件需求規(guī)格說明》第二節(jié)GIS的設(shè)計總體規(guī)劃系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)實施運行維護3.系統(tǒng)設(shè)計：總體設(shè)計（邏輯設(shè)計）在明確系統(tǒng)目標(biāo)和任務(wù)后，將系統(tǒng)需求轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和軟件體系結(jié)構(gòu)，即空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計和功能模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計；提交《總體設(shè)計報告》詳細設(shè)計（實際設(shè)計）第二節(jié)GIS的設(shè)計總體規(guī)劃系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)實施運行維護3.系統(tǒng)設(shè)計：總體設(shè)計：功能模塊劃分第二節(jié)GIS的設(shè)計總體規(guī)劃系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)實施運行維護某土地定級信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)編輯因子分析因素復(fù)合級別劃定面積量算專題制圖成果輸出空間內(nèi)插分析地形坡度分析平均高程分析曲面分級引力模型空間擴散分析分值頻率分析分值分級樣點級別提取級差收益測算3.系統(tǒng)設(shè)計：詳細設(shè)計（實際設(shè)計）功能模塊詳細設(shè)計：為總體設(shè)計階段確定的功能模塊及其接口描述選擇具體的實現(xiàn)算法，得出實現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)技術(shù)的精確描述，為具體編碼打下基礎(chǔ)；數(shù)據(jù)庫詳細設(shè)計用戶界面設(shè)計：美觀大方、簡單易學(xué)提交《詳細設(shè)計規(guī)格說明書》第二節(jié)GIS的設(shè)計總體規(guī)劃系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)實施運行維護4.系統(tǒng)實施：在總體和詳細設(shè)計的指導(dǎo)下：硬軟件的購置、安裝、調(diào)試數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)程序代碼的編寫（主要任務(wù)）系統(tǒng)調(diào)試和測試系統(tǒng)驗收和鑒定提交《系統(tǒng)說明書》、《用戶手冊》第二節(jié)GIS的設(shè)計總體規(guī)劃系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)實施運行維護5.運行維護：經(jīng)調(diào)試和驗收后，交付用戶使用：系統(tǒng)軟、硬件的安裝和調(diào)試系統(tǒng)測試用戶培訓(xùn)日常維護第二節(jié)GIS的設(shè)計總體規(guī)劃系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)實施運行維護特點：嚴(yán)格區(qū)分工作階段自頂向下進行開發(fā)文件標(biāo)準(zhǔn)化和文獻化采用圖表工具描述系統(tǒng)第二節(jié)GIS的設(shè)計總體規(guī)劃系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)實施運行維護不足：開發(fā)周期長用戶信息反饋慢所需文檔資料數(shù)量大人機交互界面表達難沒有反映認識過程的反復(fù)性第二節(jié)GIS的設(shè)計總體規(guī)劃系統(tǒng)分析系統(tǒng)設(shè)計系統(tǒng)實施運行維護是空間信息共享和系統(tǒng)集成的重要前提，也是GIS產(chǎn)業(yè)化和社會化的必經(jīng)之路;避免簡單重復(fù)的系統(tǒng)開發(fā)工作;節(jié)約資源、提高效率、方便應(yīng)用;第三節(jié)地理信息的標(biāo)準(zhǔn)化1.地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的制定1994年，美國開放地理信息系統(tǒng)協(xié)會(OGC)和國際標(biāo)準(zhǔn)化組織地理信息標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)委員會(ISO/TC211)相繼成立；我國從“七五”開始推動并提出34套技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范方案；1997年全國地理信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會成立，積極參與ISO/TC211工作；2.1統(tǒng)一的名詞術(shù)語內(nèi)涵2.2統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集原則2.3統(tǒng)一的空間定位框架2.4統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分類系統(tǒng)2.5統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)2.6統(tǒng)一的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)2.7統(tǒng)一的數(shù)據(jù)記錄格式2.8統(tǒng)一的數(shù)據(jù)質(zhì)量含義2.地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容研究并篩選出與GIS關(guān)系密切的名詞術(shù)語，給出規(guī)范的釋義與標(biāo)名；如測繪基本術(shù)語、攝影測量與遙感術(shù)語、地圖制圖術(shù)語等；以統(tǒng)計部門提供的數(shù)據(jù)為最基本數(shù)據(jù)；只采集存儲具有權(quán)威性、科學(xué)性、現(xiàn)勢性的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，不存儲派生數(shù)據(jù)；遵照已頒布的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)2.3統(tǒng)一的空間定位框架地理坐標(biāo)系統(tǒng)投影坐標(biāo)系統(tǒng)：高-克投影網(wǎng)格坐標(biāo)系統(tǒng)基本網(wǎng)格、加密網(wǎng)格、合并網(wǎng)格、輔助網(wǎng)格2.地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容2.4統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn)采用宏觀的全國分類系統(tǒng)與詳細的專業(yè)系統(tǒng)之間相遞歸的分類方案（低一級分類須能歸并和綜合到高一級的分類系統(tǒng)之中）；社會環(huán)境自然環(huán)境資源和能源2.地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容………………2.5統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)在信息分類基礎(chǔ)上，給每一種地理要素分配一個唯一的標(biāo)識符，以適于各種比例尺地形圖的生產(chǎn)和地理要素的采集、存儲、檢索、分析、輸出和交換等，用以標(biāo)定某比例尺范圍內(nèi)地理要素的數(shù)字信息，從而實現(xiàn)地圖信息標(biāo)準(zhǔn)化存儲管理和信息資源共享；2.地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容2.5統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼標(biāo)準(zhǔn)我國部分現(xiàn)行相關(guān)分類編碼GB2260-80《中華人民共和國行政區(qū)劃代碼》GB/T13923-92《國土基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)分類與代碼》GB14804-93《1：500、1：1000、1：2000地形圖要素分類與代碼》GB/T5660-1995《1：5000、1：10000、1：25000、1：100000地形圖要素分類與代碼》GB/T18317-2001《專題地圖信息分類與代碼》2.地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容GIS標(biāo)準(zhǔn)化—地理信息標(biāo)準(zhǔn)GIS標(biāo)準(zhǔn)化—地理信息標(biāo)準(zhǔn)GIS標(biāo)準(zhǔn)化—地理信息標(biāo)準(zhǔn)GIS標(biāo)準(zhǔn)化—地理信息標(biāo)準(zhǔn)GIS標(biāo)準(zhǔn)化—地理信息標(biāo)準(zhǔn)2.6統(tǒng)一的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)包含空間位置、拓撲關(guān)系和屬性矢量數(shù)據(jù)格式柵格數(shù)據(jù)格式2.地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容2.7統(tǒng)一的數(shù)據(jù)記錄格式GIS原始數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)在磁性介質(zhì)上的記錄方式，對不同來源和不同形式的數(shù)據(jù)，按照標(biāo)準(zhǔn)的記錄格式記錄，以保證系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的接納處理和共享；GIS采用的數(shù)據(jù)記錄格式包括：矢量、影像、格網(wǎng)三種空間數(shù)據(jù)及其元數(shù)據(jù)2.地理信息標(biāo)準(zhǔn)化的內(nèi)容2.8統(tǒng)一的數(shù)據(jù)質(zhì)量含義GIS數(shù)據(jù)質(zhì)量指該數(shù)據(jù)對特定用途的分析、操作和應(yīng)用是適宜程度，表現(xiàn)為數(shù)據(jù)完整性：指要素的完整性和屬性的完整性；數(shù)據(jù)一致性：指邏輯的一致性和拓撲的一致性；位置精度：包括絕對精度、相對精度、像元位置精度、形狀的相似性等；時間精度：主要指數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性屬性精度：包括要素分類與代碼的正確性，要素屬性值的正確性及名稱的正確