8+資源環(huán)境信息系統(tǒng)（GIS07）.ppt

2020 3 14 1 2 5環(huán)境GIS工程開發(fā)與實(shí)現(xiàn) 軟件工程思想軟件危機(jī)與軟件工程環(huán)境GIS開發(fā)模式環(huán)境GIS系統(tǒng)分析環(huán)境GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)環(huán)境GIS系統(tǒng)實(shí)施環(huán)境GIS系統(tǒng)維護(hù) 2020 3 14 2 1 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 總體設(shè)計(jì)確定系統(tǒng)的技術(shù)方案系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行平臺 系統(tǒng)間接口子系統(tǒng)功能劃分 功能模塊及接口系統(tǒng)的選型配置 軟硬件的平臺的選擇 詳細(xì)設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)功能設(shè)計(jì)輸入 輸出設(shè)計(jì)用戶界面設(shè)計(jì) 2020 3 14 3 2 詳細(xì)設(shè)計(jì) 詳細(xì)設(shè)計(jì) 又稱為實(shí)際設(shè)計(jì) 其任務(wù)是根據(jù)總體設(shè)計(jì)方案確定的目標(biāo)和階段開發(fā)計(jì)劃 緊密結(jié)合特定的硬件 基礎(chǔ)軟件和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 進(jìn)行數(shù)據(jù)庫 功能模塊 輸入輸出和界面的詳細(xì)設(shè)計(jì) 用于具體指導(dǎo)系統(tǒng)的開發(fā) 2020 3 14 4 詳細(xì)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 包括 數(shù)據(jù)源的分析與選擇 數(shù)據(jù)分類與分層的確定 數(shù)據(jù)獲取方案的規(guī)定 數(shù)據(jù)編碼設(shè)計(jì) 實(shí)體屬性表與屬性關(guān)系的設(shè)計(jì) 屬性數(shù)據(jù)類型的建立 數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定 地理定位控制的確定及其他有關(guān)問題的規(guī)定等 2 功能模塊設(shè)計(jì) 詳細(xì)描述各功能模塊的內(nèi)容 實(shí)現(xiàn)的技術(shù)和算法 輸入輸出的數(shù)據(jù)項(xiàng)和格式等 2020 3 14 5 3 用戶界面設(shè)計(jì) 用戶界面是人機(jī)對話的工具 它與功能模塊一一對應(yīng) 做到各模塊之間界面的形式一致 相同功能要用相同的圖標(biāo)顯示 界面可以分為若干層 便于逐層調(diào)用 根據(jù)功能模塊的不同 可以分別采用菜單式 命令式或表格式的界面 所有界面應(yīng)體現(xiàn)以人為本的原則 做到界面友好 美觀 并隨時(shí)提供豐富的幫助信息 使用戶易懂 易學(xué) 易掌握 4 輸入輸出設(shè)計(jì) 輸入數(shù)據(jù)途徑和輸入格式的設(shè)計(jì) 輸出方式的選擇 輸出設(shè)備 介質(zhì)和輸出格式的設(shè)計(jì)等 2020 3 14 6 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)就是把現(xiàn)實(shí)世界中一定范圍內(nèi)存在著的數(shù)據(jù)和應(yīng)用處理抽象成一個(gè)數(shù)據(jù)庫的具體過程 與一般數(shù)據(jù)庫相比 GIS數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)要有更多的考慮 既有空間數(shù)據(jù) 又有屬性數(shù)據(jù) 空間數(shù)據(jù)又有矢量和柵格之分 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 2020 3 14 7 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的目標(biāo) 滿足用戶要求 2 良好的數(shù)據(jù)庫性能 數(shù)據(jù)存貯方面 存 取效率 在應(yīng)用方面 當(dāng)前應(yīng)用和一定時(shí)期內(nèi)的需求可能 在系統(tǒng)方面 當(dāng)軟件環(huán)境改變時(shí) 容易修改和移植 安全保護(hù)功能 3 對現(xiàn)實(shí)世界模擬的精確程度 采用能夠反映現(xiàn)實(shí)世界的數(shù)據(jù)模型 4 能被某個(gè)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)接受 2020 3 14 8 空間數(shù)據(jù)的分塊和分層當(dāng)空間數(shù)據(jù)的覆蓋范圍很大情況下 考慮到查詢效率 數(shù)據(jù)庫維護(hù)等因素 通常將地理區(qū)域分割成若干塊 然后對這些圖塊建立空間索引 另外 為了便于數(shù)據(jù)的靈活調(diào)用 更新和管理 在空間數(shù)據(jù)庫中 往往將不同類的圖形要素進(jìn)行分層存放 每一層存放一種專題或一類信息 2020 3 14 9 空間數(shù)據(jù)分層 可以按專題 時(shí)間 垂直高度等方式來劃分 1 按要素類型分層 性質(zhì)相同或相近的要素應(yīng)放在同一層 2 考慮數(shù)據(jù)與數(shù)據(jù)之間的關(guān)系 如哪些數(shù)據(jù)有公共邊 哪些數(shù)據(jù)之間有隸屬關(guān)系等 3 考慮用戶視圖的多樣性 4 考慮數(shù)據(jù)與功能的關(guān)系 如哪些數(shù)據(jù)經(jīng)常在一起使用 哪些功能是起主導(dǎo)作用的功能等 5 考慮更新的問題 因?yàn)楦乱话阋詫訛閱挝贿M(jìn)行處理 應(yīng)考慮將變更頻繁的數(shù)據(jù)分離出來 6 應(yīng)顧及數(shù)據(jù)量的大小 各層數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量最好比較均衡 7 盡量減少冗余數(shù)據(jù) 2020 3 14 10 數(shù)據(jù)分片 1 存取數(shù)據(jù)的要求 確定典型用戶常用的查詢范圍 2 選擇適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)量 每片中包含的數(shù)據(jù)量合適 過大則增加處理的時(shí)間 過長等待會使用戶感到難以忍受 過小則會給管理和查詢帶來不便 3 分片時(shí)需要經(jīng)過典型試驗(yàn)以確定最佳方案 空間數(shù)據(jù)庫的分片類似于模擬地形圖的分幅 但片的形狀并不一定要求是矩形或梯形的 所有的片合并起來應(yīng)能覆蓋整個(gè)數(shù)據(jù)的地理區(qū)域 由于空間數(shù)據(jù)庫的檢索常常要通過地理位置作為索引進(jìn)行 所以將數(shù)據(jù)分片有利于建立優(yōu)化的索引系統(tǒng) 達(dá)到數(shù)據(jù)空間位置的適配性和屬性的一致性 此外 合理的分片還能實(shí)現(xiàn)較好的數(shù)據(jù)管理與維護(hù) 2020 3 14 11 字段的定義對每個(gè)圖層 可以定義相關(guān)的字段 如道路圖 可以有道路名稱 道路等級 道路寬度等字段 在增加字段時(shí) 需要確定每個(gè)字段的類型 字符型 整型 實(shí)型等 長度及小數(shù)位 如類型為實(shí)型 等 2020 3 14 12 數(shù)據(jù)存儲文件方式存儲或數(shù)據(jù)庫方式存儲 如以數(shù)據(jù)庫方式存儲 可以定義不同要素之間的關(guān)系以及拓?fù)?如商店和房屋兩個(gè)圖層 定義它們之間的關(guān)系為商店從屬于房屋 當(dāng)對房屋圖層進(jìn)行編輯時(shí) 相應(yīng)的商店也發(fā)生變化 定義交通線圖層與道路圖層必須重疊 拓?fù)潢P(guān)系 如在數(shù)據(jù)采集中 出現(xiàn)沒有重疊的情況 則顯示錯(cuò)誤 2020 3 14 13 數(shù)據(jù)更新設(shè)計(jì)空間數(shù)據(jù)更新 圖形編輯 地理編碼 實(shí)時(shí)更新等 屬性數(shù)據(jù)更新 字段編輯 數(shù)據(jù)編輯 增加和刪除記錄等 歷史數(shù)據(jù)保存 有些數(shù)據(jù)需要保存歷史數(shù)據(jù) 如土地變更 2020 3 14 14 數(shù)據(jù)使用權(quán)限的設(shè)置通常一個(gè)數(shù)據(jù)庫是允許許多用戶同時(shí)使用同一種數(shù)據(jù) 從數(shù)據(jù)庫安全出發(fā) 各數(shù)據(jù)層均要由數(shù)據(jù)庫管理員設(shè)置用戶權(quán)限 包括讀和寫 2020 3 14 15 數(shù)據(jù)安全設(shè)計(jì)建立防火墻 防系統(tǒng)入侵 增加反病毒模塊 防病毒感染 建立數(shù)據(jù)備份機(jī)制 定期備份 異地備份等 防數(shù)據(jù)誤操作 數(shù)據(jù)檢索設(shè)計(jì)為了提高數(shù)據(jù)查詢速度 需要建立索引表 2020 3 14 16 代碼設(shè)計(jì)代碼是用來表征客觀事物的一個(gè)或一組有序的符號 是進(jìn)行信息分類 校對 統(tǒng)計(jì)和檢索的關(guān)鍵 代碼的類型代碼的類型指代碼符號的表示形式 一般有數(shù)字型 字母型 數(shù)字字母混合型3種 2020 3 14 17 代碼設(shè)計(jì)原則唯一性 一個(gè)對象只能賦予唯一的代碼 合理性 代碼結(jié)構(gòu)應(yīng)與相應(yīng)的分類體系相對應(yīng) 可擴(kuò)充性 應(yīng)留有充分的余地 以備將來不斷擴(kuò)充的需要 簡單性 結(jié)構(gòu)盡可能簡單 盡可能短 適用性 反映對象特點(diǎn) 便于記憶填寫 規(guī)范性 遵循已有的編碼標(biāo)準(zhǔn) 系統(tǒng)性 有一定的分類規(guī)則 2020 3 14 18 代碼設(shè)計(jì)步驟確定代碼對象 考查是否有標(biāo)準(zhǔn)代碼 選擇代碼的種類與類型 考慮檢錯(cuò)功能 編寫代碼表 2020 3 14 19 數(shù)據(jù)字典 數(shù)據(jù)字典即所謂關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù) 是對數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)和應(yīng)用程序的一種管理方法 數(shù)據(jù)字典一般包括數(shù)據(jù)類型的名稱 關(guān)于數(shù)據(jù)的描述及其存貯的地址 如何使用等內(nèi)容 其描述的主要項(xiàng)目 數(shù)據(jù)項(xiàng) 記錄 文件 模式 子模式 數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)用途 數(shù)據(jù)來源 應(yīng)用模型和用戶情況等 數(shù)據(jù)字典的功能表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面 1 給管理者和用戶提供關(guān)于可利用數(shù)據(jù)的線索 2 為系統(tǒng)分析人員提供數(shù)據(jù)是否存在的信息 3 為編程工作提供數(shù)據(jù)格式及數(shù)據(jù)位置 2020 3 14 20 用戶界面設(shè)計(jì) 用戶界面好比商品的包裝 櫥窗的布置 給用戶一個(gè)直觀的印象 因此 用戶界面設(shè)計(jì)的好壞 影響到用戶對系統(tǒng)的態(tài)度 決定了系統(tǒng)能否被用戶接受 進(jìn)而影響到系統(tǒng)的應(yīng)用和推廣 友好用戶界面是GIS成功的條件之一 2020 3 14 21 界面設(shè)計(jì)原則 交互性原則簡潔性原則合理性原則對人分類描述人和他們的任務(wù)腳本設(shè)計(jì)命令層 2020 3 14 22 用戶界面設(shè)計(jì) 在同一系統(tǒng)中 界面應(yīng)始終保持同一種形式和風(fēng)格 如菜單選擇 命令輸入 數(shù)據(jù)顯示和其他功能 2020 3 14 23 操作簡單 自動化程度高 盡可能減少用戶的操作 如提供列表框選擇代替數(shù)據(jù)輸入 2020 3 14 24 術(shù)語 符號等標(biāo)準(zhǔn)化 如GIS中放大 縮小 漫游等按鈕都有固定的符號 盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)或通用的符號 2020 3 14 25 提供操作提示和聯(lián)機(jī)幫助功能 在對話框中提供操作提示 系統(tǒng)有幫助菜單并有詳細(xì)內(nèi)容 操作提示 2020 3 14 26 對操作錯(cuò)誤提供錯(cuò)誤信息 不會因用戶的操作錯(cuò)誤出現(xiàn)死機(jī)現(xiàn)象 具有容錯(cuò)能力 2020 3 14 27 提供系統(tǒng)運(yùn)行信息和響應(yīng)信息 系統(tǒng)在處理運(yùn)行過程中 應(yīng)改變鼠標(biāo)的顯示形式 如處理時(shí)間超過10秒 應(yīng)顯示進(jìn)程條 運(yùn)行結(jié)束后應(yīng)有響應(yīng)信息 如屏幕顯示發(fā)生變化或顯示處理結(jié)束窗口 2020 3 14 28 用戶可以根據(jù)需要制定和修改界面方式 允許用戶對界面的顯示形式進(jìn)行修改 如放大 縮小窗口 2020 3 14 29 關(guān)鍵操作要有強(qiáng)調(diào)和警告 保證程序和數(shù)據(jù)的安全性 當(dāng)涉及刪除圖層等操作時(shí) 需要出現(xiàn)一個(gè)確認(rèn)窗口 窗口提示 是否確認(rèn)刪除 等信息以及 是 否 和 取消 三個(gè)按鈕 只有當(dāng)用戶明確回答這個(gè)問題以后 才能繼續(xù)工作 警告對話窗口負(fù)責(zé)傳送一條警告 它提醒用戶注意一些危險(xiǎn)操作 如可能丟失數(shù)據(jù)等 并提供 忽略 和 停止 兩個(gè)按鈕 2020 3 14 30 允許動作的可逆性 提供undo功能 對大多數(shù)操作應(yīng)允許恢復(fù) UNDO 按功能分類組織界面上的活動 對菜單項(xiàng) 按鈕等按照功能進(jìn)行組織分割 2020 3 14 31 提供缺省選擇 需要用戶進(jìn)行選擇時(shí) 以最有可能的選擇作為缺省選擇 2020 3 14 32 基于命令行的GIS界面 2020 3 14 33 菜單驅(qū)動的GIS界面 2020 3 14 34 采用數(shù)據(jù)流圖的GIS圖形用戶界面 2020 3 14 35 輸入設(shè)計(jì)確定輸入設(shè)備 鍵盤 掃描儀 數(shù)字化儀 GPS 條形碼識別機(jī)等 數(shù)據(jù)輸入對話設(shè)計(jì) 確認(rèn)輸入 明確取消 允許編輯 提供復(fù)原 提示輸入的范圍 2020 3 14 36 輸出設(shè)計(jì)確定輸出設(shè)備 打印機(jī) 繪圖儀 磁帶機(jī)等 輸出形式 地圖圖版 報(bào)表等 2020 3 14 37 地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)要滿足的三個(gè)基本要求 加強(qiáng)系統(tǒng)的實(shí)用性 降低系統(tǒng)開發(fā)和應(yīng)用的成本 提高系統(tǒng)的生命周期 2020 3 14 38 系統(tǒng)設(shè)計(jì)要根據(jù)設(shè)計(jì)原理 采用結(jié)構(gòu)化分析方法 2020 3 14 39 結(jié)構(gòu)化的基本思想 1 系統(tǒng)的觀點(diǎn) 2 調(diào)研的觀點(diǎn) 3 結(jié)構(gòu)化的觀點(diǎn) 4 面向用戶的觀點(diǎn) 2020 3 14 40 系統(tǒng)的觀點(diǎn) 首先要從總體出發(fā) 考慮全局的問題 然后再自上而下 一層一層的完成系統(tǒng)的研制 這是結(jié)構(gòu)化的思想核心 2020 3 14 41 調(diào)研的原則 只有先進(jìn)行調(diào)查研究 了解用戶的需求 掌握必要的數(shù)據(jù) 才能進(jìn)行系統(tǒng)分析 做出合理的設(shè)計(jì) 調(diào)查研究是地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基本原則 2020 3 14 42 結(jié)構(gòu)化的方法 在地理信息系統(tǒng)的邏輯設(shè)計(jì)中 要用到結(jié)構(gòu)化的方法 包括 分析信息流程 繪制數(shù)據(jù)流程圖 根據(jù)數(shù)據(jù)的規(guī)范 編制數(shù)據(jù)字典 根據(jù)概念結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì) 確定數(shù)據(jù)文件的邏輯結(jié)構(gòu) 選擇系統(tǒng)執(zhí)行的結(jié)構(gòu)化語言 以及采用控制結(jié)構(gòu)作為地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)工具等 還包括系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上的變化和功能上的改變 2020 3 14 43 面向用戶的觀點(diǎn) 地理信息系統(tǒng)類型的選擇 很大程度上取決于使用部門的工作性質(zhì) 工作領(lǐng)域以及該領(lǐng)域內(nèi)的應(yīng)用范圍和應(yīng)用期限 另外 用戶的技術(shù)選擇 用戶的財(cái)力和人力的費(fèi)用等 都是設(shè)計(jì)地理信息系統(tǒng)適應(yīng)考慮的內(nèi)容 2020 3 14 44 系統(tǒng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn) 中華人民共和國行政區(qū)代碼 GB T2260 1999 縣以上行政區(qū)編碼使用國標(biāo)碼 鄉(xiāng)鎮(zhèn)代碼用各省制定的標(biāo)準(zhǔn)碼 專題相關(guān)的信息 利用主系統(tǒng)制定的編碼標(biāo)準(zhǔn) 計(jì)量單位數(shù)據(jù)使用國際標(biāo)準(zhǔn) 軟件設(shè)計(jì)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)文檔 計(jì)算機(jī)軟件開發(fā)規(guī)范 GB8566 計(jì)算機(jī)軟件質(zhì)量保證計(jì)劃規(guī)范 GB T12504 90 2020 3 14 45 1 統(tǒng)一的名詞術(shù)語內(nèi)涵 在所涉及的學(xué)科中使用規(guī)范統(tǒng)一的術(shù)語及含義 2 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn) 統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)以統(tǒng)計(jì)部門為準(zhǔn) 通常只采集和存儲基本的原始數(shù)據(jù) 不存儲派生數(shù)據(jù) 只采集權(quán)威性 科學(xué)性 現(xiàn)實(shí)性的數(shù)據(jù) 數(shù)據(jù)采集規(guī)范原則 遵照已頒布的規(guī)范標(biāo)準(zhǔn) 如 我國1 500 1 2000地形圖航空攝影規(guī)范 1 5000 1 10萬地形圖航空攝影規(guī)范 GPS測量規(guī)范等 2020 3 14 46 3 統(tǒng)一的空間定位框架 1 地理坐標(biāo) 經(jīng)緯度坐標(biāo) 2 投影坐標(biāo) 與國家基本圖系列所采用的投影相一致 即1 1萬 1 50萬比例尺的圖幅采用高斯 克呂格投影 小于1 100萬比例尺的圖幅采用等角圓錐投影 3 網(wǎng)格坐標(biāo) 包括基本 加密 合并和輔助4種格網(wǎng) 基本格網(wǎng) 分為3級 加密格網(wǎng) 在基本格網(wǎng)基礎(chǔ)上再細(xì)分為6級 合并格網(wǎng) 以基本格網(wǎng)為基礎(chǔ) 按需要將格網(wǎng)整倍數(shù)合并為5級 輔助格網(wǎng) 對1 1萬 1 5萬的數(shù)據(jù)文件 采用平面直角坐標(biāo)作為輔助格網(wǎng) 對 格網(wǎng)均以經(jīng)緯度的細(xì)分作為格網(wǎng)劃分依據(jù) 2020 3 14 47 4 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分類標(biāo)準(zhǔn) 信息分類體系采用全國分類系統(tǒng)與詳細(xì)的專業(yè)系統(tǒng)之間相遞歸的分類方案 即低一級的分類系統(tǒng)必須能歸并和綜合到高一級的分類系統(tǒng)之中 第一層 社會環(huán)境 自然環(huán)境 資源與能源3類第二層 依據(jù)環(huán)境因素和資源類型特征與差異分為14類第三層 按照二級分類包括的主要類型 作為第三級類別第四層 按照區(qū)域地理特點(diǎn)和用戶需求 擬定區(qū)域的分類系統(tǒng)和每一專業(yè)類型的具體分類系統(tǒng) 2020 3 14 48 5 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng) 制定統(tǒng)一的編碼標(biāo)準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)地理要素的計(jì)算機(jī)輸入 存儲以及系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的交換和共享 我國現(xiàn)有的信息編碼系統(tǒng)有 GB 2260 80編碼 GB 2659 81編碼 和 中華人民共和國郵政分區(qū)編碼 地理信息的編碼系統(tǒng)和標(biāo)準(zhǔn)要求有 1 凡國家已實(shí)施的編碼和標(biāo)準(zhǔn) 均按國家規(guī)定的執(zhí)行 2 編碼設(shè)計(jì)便于可靠識別 結(jié)構(gòu)便于數(shù)據(jù)邏輯推理和判斷 3 編碼不宜過長 一般為4 7位 4 編碼標(biāo)準(zhǔn)化 包括統(tǒng)一的碼位長度 碼位格式 明確的代碼含義等 2020 3 14 49 6 統(tǒng)一的數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)指地理實(shí)體的數(shù)據(jù)