地理信息系統(tǒng)設計與評價

地理信息系統(tǒng)設計與評價第1頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一第2節(jié)GIS開發(fā)過程

GIS的開發(fā)是一個系統(tǒng)工程，其開發(fā)周期較長，涉及多個學術領域，包含內(nèi)容十分廣泛，它分為系統(tǒng)調(diào)查分析

系統(tǒng)設計

系統(tǒng)實施

系統(tǒng)運行和維護四個大階段，其中又分為若干個小階段它們相互銜接而又互相影響，整個過程形成螺旋式上升的循環(huán)過程。它是由用戶需求調(diào)查開始的第2頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

一、系統(tǒng)調(diào)查分析

需求調(diào)查與分析是對用戶(群)的要求,以及用戶(群)的情況進行調(diào)查分析。用戶需求調(diào)查的好壞在很大程度上決定了一個地理信息系統(tǒng)的成敗。要集中力量，多次多層面的開展調(diào)查，并留下文字資料，作為開發(fā)工作的重要檔案。

可行性分析是對建立系統(tǒng)的必要性和實現(xiàn)目標的可能性，從社會、技術、經(jīng)濟三個方面進行分析，以確定用戶實力，系統(tǒng)環(huán)境、資料、數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)流量，硬件能力，軟件系統(tǒng)、經(jīng)費預算以及時間分析和效益分析。

系統(tǒng)分析是系統(tǒng)調(diào)查分析階段的最后一環(huán)，在用戶需求調(diào)查分析，可行性分析的基礎上，深入分析，明確新建系統(tǒng)的目標，建立新建系統(tǒng)邏輯模型。這里的邏輯模型指的是對具體地理信息上的抽象，即去掉一些具體的非本質(zhì)的東西，保留突出本質(zhì)(指地理信息專業(yè)概念表達)的東西及其聯(lián)系。第2節(jié)GIS開發(fā)過程分析傳統(tǒng)的工作流程，導出邏輯模型把用戶需求分析的集中描述，概括為系統(tǒng)明確目標分析描繪新系統(tǒng)流程，列出邏輯模型對系統(tǒng)調(diào)查分析的總結(jié)成文第3頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

調(diào)查用戶的性質(zhì)、規(guī)模、結(jié)構(gòu)、職責應當了解用戶單位工作性質(zhì)，機構(gòu)設置的職責，工作任務的目的、規(guī)模，以及他們對系統(tǒng)支持的強度，并調(diào)查哪些部門，哪些人員的職責同欲建GIS有直接、間接關系。調(diào)查傳統(tǒng)的處理方法

要詳細了解傳統(tǒng)方法的作業(yè)流程及存在主要問題，以便全面衡量工作廣度、深度及要突破的關鍵技術。調(diào)查要求新系統(tǒng)產(chǎn)生的結(jié)果和可獲得資料、數(shù)據(jù)的程度調(diào)查用戶對應用界面和程序接口的要求

用戶對新系統(tǒng)的要求必須明確、具體，有些是直接的，有些是長期的，理想性的，都要分門別類，了解透徹。要了解這些資料、數(shù)據(jù)能否足夠支持新系統(tǒng)，及時提供程度。潛在用戶和地理信息系統(tǒng)的潛力在調(diào)查過程中，由于用戶往往只能回答一般性的問題，提出籠統(tǒng)的要求。因此，未來系統(tǒng)究竟具備那些功能和潛力，能為那些行業(yè)服務、服務到什么水平，取得什么樣的社會和經(jīng)濟效果，取決于設計者如何把握潛在用戶的要求，在滿足當前用戶要求的前提下，歸納、抽象推廣到更廣的用戶的需求。這些只有在完全調(diào)查清楚用戶需求基礎上才能辦到。需求調(diào)查與分析第4頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

新系統(tǒng)的社會、經(jīng)濟效益分析闡明用戶部門、社會對系統(tǒng)需要，技術市場的狀況，經(jīng)濟上的意義、學術上的意義。該任務的人員，質(zhì)和量方面是否足以完成該任務技術上的關鍵向題及難點何在？是否都能予以適當解決？解決計劃如何？資料和數(shù)據(jù)的總量，可獲取的資料、數(shù)據(jù)清單逐一評估它們的現(xiàn)時性狀況，可更新程度。逐一評估精度等級和可利用程度，獲取困難的資料、數(shù)據(jù)清單及可能清單獲取的渠道。資料、數(shù)據(jù)類型及加工方法，輸入技術以及與未來系統(tǒng)中數(shù)據(jù)的關系。軟件系統(tǒng)和開發(fā)能力能否切實并留有余地地完成該系統(tǒng)的各項要求所能夠擁有的硬件的能力能否充分保證系統(tǒng)的各項指標所提供的經(jīng)費是否能略有余地地保證任務完成及新系統(tǒng)產(chǎn)生效益估計任務的時間計劃表是否合理并有適度余量以上可行性分析的8個主要方面，其它具體方面必須妥善分析，可行性分析涉及大量的人力、物力、財力的去向及能否取得相應的社會經(jīng)濟效益的回報的大事。涉及方面很多，都盡量要做到全面妥善地考慮解決?？尚行苑治龅?頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

二、系統(tǒng)設計

系統(tǒng)設計的任務是將系統(tǒng)分析階段提出的邏輯模型化為相應的實際的物理模型這是整個研制工作的核心。

系統(tǒng)設計階段不僅要完成，而且要優(yōu)化，即要始終考慮高效性、安全性，具有容錯能力的強壯性和方便性

也即按照邏輯功能的要求，考慮各種具體實際條件和具體應用領域，進行具體設計，來完成這些要求。

第2節(jié)GIS開發(fā)過程邏輯模型物理模型轉(zhuǎn)化總體設計詳細設計系統(tǒng)設計第6頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

總體設計又稱功能設計或概念設計。它的主要任務是：系統(tǒng)目的、目標及屬性確定

系統(tǒng)目的即是系統(tǒng)預期要達到的水平。系統(tǒng)目標指實現(xiàn)目的過程中若干努力指標，屬性指指標的量度。通常目標是一個多層次的樹根據(jù)系統(tǒng)研制的目標來規(guī)劃系統(tǒng)的規(guī)模和確定系統(tǒng)的組成與功能模塊或系統(tǒng)的相互關系描述及接口設計規(guī)定硬、軟件配置的環(huán)境設計數(shù)據(jù)源評估，數(shù)據(jù)庫方案及建庫方法人才培訓包括開發(fā)人員“演示與討論”等方式地交流與協(xié)調(diào)，新系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)與生產(chǎn)所需的人才培訓系統(tǒng)建立計劃和經(jīng)費預算系統(tǒng)建立計劃要有充足的具體條件保證，經(jīng)費預算要合理。成本及收益分析

成本指建設和運行新系統(tǒng)的資金投入，收益指新系統(tǒng)運行的產(chǎn)出。系統(tǒng)總體設計第7頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

詳細設計是在總體設計基礎上進一步細化、具體化、物理化，主要內(nèi)容有：

模塊設計按照功能獨立、規(guī)模適當?shù)哪K化設計方法，對總體設計中各大模塊進一步分細成為各功能小模塊，并繪出它們之間的聯(lián)系及各模塊內(nèi)容及功能，以及它們的算法及流程。系統(tǒng)詳細設計模塊設計第8頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

詳細設計是在總體設計基礎上進一步細化、具體化、物理化，主要內(nèi)容有：數(shù)據(jù)分級分類及編碼設計這方面，有標準的一定盡量采用國家標準及部門標準；沒標準的，要盡量靠攏相近標準，遵循統(tǒng)一性、系統(tǒng)邏輯性、準確性的原則系統(tǒng)詳細設計數(shù)據(jù)分類分級第9頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

詳細設計是在總體設計基礎上進一步細化、具體化、物理化，主要內(nèi)容有：數(shù)據(jù)庫設計其中包括：

A.數(shù)據(jù)獲取方案設計這是最基本的設計，也叫數(shù)字化方案設計，它包括，內(nèi)容選取及分類，數(shù)字化中要素關系的處理原則，相應專題內(nèi)容的數(shù)字化方案，作業(yè)步驟和數(shù)字化質(zhì)量保證措施；

B.數(shù)據(jù)存儲設計它主要指數(shù)據(jù)存儲介質(zhì)的選擇，數(shù)據(jù)邏輯關系的設計和數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)的設計；

C.數(shù)據(jù)檢索設計數(shù)據(jù)主流的需要，設計那些方式滿足對數(shù)據(jù)的需要，它們一般是屬性檢索、空間檢索、拓樸檢索、組合檢索以及其它檢索。系統(tǒng)詳細設計數(shù)據(jù)庫設計第10頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

詳細設計是在總體設計基礎上進一步細化、具體化、物理化，主要內(nèi)容有：輸入、輸出方式及界面設計系統(tǒng)詳細設計界面設計第11頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

詳細設計是在總體設計基礎上進一步細化、具體化、物理化，主要內(nèi)容有：安全性設計

操作權(quán)限分級，用戶分級口令的設置病毒防治實施的計劃方案把任務分解，落實到人，提出進度要求，數(shù)據(jù)加密和考核標準，給出經(jīng)費預算。數(shù)據(jù)備份等。

系統(tǒng)設計的主要成果是總體設計說明書及詳細設計說明書系統(tǒng)詳細設計安全性設計實施計劃方案第12頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一系統(tǒng)評價是指對一個GIS系統(tǒng)從系統(tǒng)性能和經(jīng)濟效益兩方面進行評價新系統(tǒng)的全面評價一般應在新系統(tǒng)穩(wěn)定運行一段時間后才進行，以達公正、客觀系統(tǒng)評價的結(jié)果是寫出評價報告、提出改進和提高經(jīng)濟效益的措施。

第3節(jié)GIS的評價GIS評價報告GIS評價的目的

GIS評價的指標GIS評價第13頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一二、GIS評價的指標

GIS的對象是一個較大的地理區(qū)域，是探索和研究這個宏觀區(qū)域上地理現(xiàn)象的

未知關系和規(guī)律為目的的，它一般不僅是已有生產(chǎn)方式的再組織和再生產(chǎn)。

因而它除了有信息系統(tǒng)的一般特性指標外，還有自己特有的專業(yè)特性。GIS的系統(tǒng)評價包含了以下三個指標

一般系統(tǒng)的性能指標

專業(yè)性能指標

經(jīng)濟效益指標

第3節(jié)GIS的評價1、GIS穩(wěn)定性和平均無故障時間；2、GIS聯(lián)機響應時間、處理速度和吞吐量；3、GIS的利用率；4、系統(tǒng)的操作靈活性、方便性、容錯性；5、安全性和保密性；6、加工數(shù)據(jù)的準確性；7、系統(tǒng)的可擴充性；8、系統(tǒng)的可維護性；1、數(shù)據(jù)的包容性2、空間分析的準確性及區(qū)域性3、可視化功能和性能1、成本費用。2、直接經(jīng)濟效益。3、間接經(jīng)濟效益。第14頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

1、數(shù)據(jù)的包容性：

2、空間分析的準確性及區(qū)域性：3、可視化功能和性能：

第3節(jié)GIS的評價(1)、數(shù)據(jù)的規(guī)范化和標準化；(2)、對眾多主流GIS系統(tǒng)數(shù)據(jù)的兼容性；(3)、空間數(shù)學基礎的標準性及地圖投影變換能力的強弱；(4)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的容量與性能；(5)、系統(tǒng)多分辨率數(shù)據(jù)的兼容性；(6)、矢、柵集成能力；(7)、無縫數(shù)據(jù)集成能力；(8)、二維、三維數(shù)據(jù)集成能力；(9)、掃描數(shù)字化和掃描矢量化能力；(10)、數(shù)據(jù)更新能力及交互處理性能。(1)、區(qū)域的量度準確性及區(qū)域范圍；(2)、三維分析的準確性及區(qū)域范圍；(3)、疊置分析的顆粒度及區(qū)域范圍；(4)、緩沖區(qū)及類似分析的準確度及區(qū)域；(5)、大區(qū)域乃至全球準確量度分析能力；(6)、網(wǎng)絡分析的功能，精度及范圍；(7)、其它專業(yè)空間分析功能和能力；(1)、符號美觀、色彩鮮艷，制作方便、動態(tài)性；(2)、圖形、圖像及多媒體信息的顯示功能及交互性能；(3)、二維、三維信息的結(jié)合顯示及性能；(4)、虛擬實景能力；(5)、地圖的在線編繪能力和交互編繪的能力；(6)、圖面配置的藝術性、智能性；(7)、輸出格式的功能與性能；第15頁，共17頁，2023年，2月20日，星期一

1、成本費用。成本費用主要由下列幾部分組成：

2、直接經(jīng)濟效益。它是指系統(tǒng)運行后所產(chǎn)生的可以直接測算的收益。3、間接經(jīng)濟效益。也稱管理效益和社會效益。作為項目級GIS和部門級GIS的效益?zhèn)戎攸c基本上在此。

第3節(jié)GIS的評價設備購置費。它包括購置GIS的軟件，硬件的開支費用。設施費用。它由安裝、調(diào)試和運行系統(tǒng)所需建立的支撐環(huán)境而開支的費用。開發(fā)費用。指開發(fā)一個GIS所需要的費用，它包括GIS中耗時最多，價值最大的巨量數(shù)據(jù)錄入及生產(chǎn)費用。運行維護費用。它是指系統(tǒng)在運行維護過程中所需要的各項費用，包括數(shù)據(jù)更新費用，一般按年度標。一般由4個大項組成減少資金占用；減少物資及資源損耗；減少人工費用；增加利潤收入系統(tǒng)的科學價值：例如GIS對于全球變化和區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的意義，對厄爾尼諾和其他生態(tài)環(huán)境