地理信息系統(tǒng)

第7章地理信息系統(tǒng)的設計與評價內容：第一節(jié)GIS設計概述第二節(jié)GIS的設計第三節(jié)GIS的標準化第四節(jié)GIS的評價第一節(jié)

GIS設計概述一、系統(tǒng)設計的目的地理信息系統(tǒng)工具型應用型應用型GIS：在工具型或基礎地理信息系統(tǒng)基礎上，經(jīng)過二次開發(fā)，建成滿足專門用戶的、解決實際問題的地理信息系統(tǒng)。特點：具有特定的用戶和應用目的；具有為專門需要而開發(fā)的空間數(shù)據(jù)庫和應用模型；繼承工具型GIS開發(fā)平臺提供的；

二、結構化設計模式

采用結構化分析和設計原理，自上而下，劃分模塊，逐步求精。模塊劃分：主功能模塊子模塊1子模塊2子模塊n………………三、系統(tǒng)設計流程（大致分為四個階段）生命周期設計法以上四個階段構成系統(tǒng)的生命周期。照此順序分階段開發(fā)的方法稱為生命周期設計法。雖然便于開發(fā)的組織管理，但缺點：（1）開發(fā)周期長；（2）效果的可見性差；（3）來自用戶的反饋遲緩；（4）不便于把握用戶需求的變化。原型化設計法1）設計思想：系統(tǒng)建設初期，生成一個實實在在的系統(tǒng)原型；然后交用戶使用，聽取意見；根據(jù)反饋信息修正原型，再提交用戶……直至形成用戶滿意的應用系統(tǒng)。2）特點：直接創(chuàng)建用戶看得見的樣板系統(tǒng)，便于試用和提出意見；對于復雜和具有不確定性的系統(tǒng)有較強的適應性第二節(jié)GIS的設計一、系統(tǒng)分析對用戶進行需求調查與可行性分析，最后提出系統(tǒng)的目標和結構方案。1、用戶需求調查：用戶對系統(tǒng)功能的要求和信息需求。Who，誰使用該系統(tǒng)，組織機構，人員分工，業(yè)務流程…What，做什么用，需要什么功能，要解決哪些問題，需要哪些設備和數(shù)據(jù)Why，為什么要具有這些功能，功能、效率、效益怎樣？Where,資源從哪獲取，能否得到保證…Quality，數(shù)據(jù)精度，運行速度，安全機制…2.用戶調查方式：訪問、座談等。事先擬定提綱：功能，數(shù)據(jù)，應用范圍，業(yè)務范圍，工作流程，部門聯(lián)系…事后撰寫調查報告：并從技術、社會、經(jīng)濟方面進行可行性分析。二、系統(tǒng)設計1.總體設計（邏輯設計）根據(jù)系統(tǒng)目標規(guī)劃系統(tǒng)的規(guī)模系各個組成部分，最后撰寫總體設計方案供論證審批。（1）用戶需求：（2）系統(tǒng)目標：（3）總體結構：（4）系統(tǒng)配置：（5）數(shù)據(jù)庫設計確定空間數(shù)據(jù)及屬性數(shù)據(jù)的管理模式、數(shù)據(jù)結構、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)及數(shù)據(jù)分類等。（6）系統(tǒng)功能主要依靠基礎GIS提供的基本功能來開發(fā)和實現(xiàn)。（7）經(jīng)費和管理擬定系統(tǒng)開發(fā)計劃、系統(tǒng)管理措施、經(jīng)費概預算。2.詳細設計（實際設計）根據(jù)總體設計確定的目標和階段開發(fā)計劃，結合硬件、軟件和規(guī)范標準，進行子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫的詳細設計，具體指導開發(fā)。（1）子系統(tǒng)設計：（2）數(shù)據(jù)庫設計：（3）功能模塊設計：（4）用戶界面設計：三、系統(tǒng)實施按照詳細設計，分步驟、分階段完成系統(tǒng)開發(fā)的過程。

（1）硬、軟件的引進與調試（2）系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的建立數(shù)據(jù)源，數(shù)據(jù)采集方法，編輯，質量控制，建立數(shù)據(jù)庫實體。（3）應用系統(tǒng)開發(fā)二次開發(fā)：利用開發(fā)語言建立用戶界面、應用模塊、圖形符號庫，編寫用戶手冊。（4)系統(tǒng)測試與聯(lián)調單個模塊測試組裝后，進行聯(lián)調與測試。（5）系統(tǒng)驗收與鑒定

文檔、軟件、數(shù)據(jù)庫等。四、系統(tǒng)運行與維護系統(tǒng)運行：調試驗收后交用戶使用；系統(tǒng)維護：保證系統(tǒng)正常運行采取的一切措施。一、地理信息標準化的內容統(tǒng)一的名詞術語內涵；統(tǒng)一的數(shù)據(jù)采集原則；統(tǒng)一的空間定位框架；統(tǒng)一的數(shù)據(jù)分類標準；統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼系統(tǒng)；統(tǒng)一的數(shù)據(jù)組織結構；統(tǒng)一的數(shù)據(jù)記錄格式；統(tǒng)一的數(shù)據(jù)質量含義。第三節(jié)地理信息的標準化二、地理信息標準化的制定國際標準化組織:

ISO/TC211:國際標準化組織TC211專題組

FGDC:美國聯(lián)邦地理數(shù)據(jù)委員會

CEN/TC287:歐洲標準化委員會

OGC:美國openGIS協(xié)會

MEGRIN:歐洲地圖事務組織

CGSD:加拿大標準委員會全國基礎地理信息標準化技術委員會：國家質量技術監(jiān)督局國家測繪局第四節(jié)

GIS的評價從技術、經(jīng)濟兩方面，與預期目標的比較，看是否達到設計時的預定要求。（1）系統(tǒng)效率及時提供有用信息，精度，是否方便，資源使用效率….（2）可靠性穩(wěn)定性及易修復性（3）可擴展性不影響整體結構即可增加模塊，留有接口。（4）可移植性不僅在一種機器上使用，能在其他型號的機器上使用。即必須遵守國家規(guī)范標準。（5）系統(tǒng)的效益經(jīng)濟效益和社會效益兼顧。第8章地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品的輸出設計第一節(jié)地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品的輸出形式第二節(jié)地理信息系統(tǒng)圖形輸出系統(tǒng)設計第一節(jié)地理信息系統(tǒng)產(chǎn)品的輸出形式一、產(chǎn)品分類（一）按輸出載體類型：常規(guī)地圖、數(shù)字地圖數(shù)字地圖的優(yōu)點：信息存儲量大、體積小，易攜帶；借助高分辨率的顯示器實現(xiàn)地圖顯示，可實現(xiàn)無級縮放、漫游、動態(tài)選擇、查詢和量算；與遙感信息結合，實現(xiàn)地圖快速更新，便于多層次信息的綜合表現(xiàn)與分析。

（二）按輸出的內容和形式分為：全要素地形圖；各類專題地圖；遙感影像地圖；統(tǒng)計圖表與數(shù)據(jù)報表。二、各種地圖圖型實例

定點符號法專題圖專題地圖質別底色法舉例專題地圖分區(qū)圖表法舉例專題地圖點值法舉例統(tǒng)計圖表舉例數(shù)字地圖舉例一、基本理論1.圖形坐標系（1）地表的世界坐標系與大地坐標系世界坐標系（用戶坐標系）：由用戶自己選定，圖形輸入、輸出都是用此坐標系。我國大于1：50萬地形圖選用高斯-克呂格投影坐標系；個別地區(qū)的局部坐標系。第二節(jié)地理信息系統(tǒng)圖形輸出系統(tǒng)設計大地坐標系：大地原點，一般由國家或地區(qū)選定，采用天文測量方法決定經(jīng)緯度。目前“1954北京坐標系”與“1980大地坐標系”并存。（2）輸出設備的物理坐標系設備坐標系是物理設備的輸入輸出（I/O）空間。因此，設備坐標系又稱為物理坐標系。2、顏色模型與顏色空間用于彩色監(jiān)視器的RGB模型，用于印刷設備的CMY模型，用于廣播電視彩色的YIQ模型等。（1）RGB模型。RGB三種原色（疊加性）匹配可產(chǎn)生混合色，這樣的顏色子空間構成RGB立方體模型:（2）CMY模型青色（C）、品紅（M）、黃色（Y）是紅、綠、藍的補色，又是顏料的三原色。CMY模型與RGB模型的關系：綠青藍品紅黑黃減藍減綠減紅顏色模型與顏色空間舉例3.GIS圖形數(shù)據(jù)結構與數(shù)據(jù)庫（1）矢量數(shù)據(jù)結構點狀要素：由表示其幾何位置的坐標對（X，Y）表示；線狀要素：坐標串；面狀要素：首尾相連的坐標串或多個坐標串（邊集）；符號和文字：幾何位置由幾何中心的坐標表示。（2）柵格圖像數(shù)據(jù)結構每個元素用行、列唯一地標識。易于與圖像數(shù)據(jù)混合處理形成應用。要求：有效的逼近對象的分布特征；最大限度壓縮數(shù)據(jù)量；數(shù)據(jù)提取和分析的邏輯單位為數(shù)據(jù)串。專題圖的符號系統(tǒng)舉例點符號線符號面符號二、輸出的幾何變換目的：實現(xiàn)從用戶坐標系到熒屏坐標系的變換，顯示輸出。1.二維圖形變換（1）比例變換（2）旋轉變換（3）平移變換（4）鏡像變換（5）觀察變換2.三維圖形變換（1）比例變換（2）平移變換（3）旋轉變換（4）平行投影變換（5）透視投影變換3.地圖投影變換常用投影變換方法：解析變換法；數(shù)值變換法；數(shù)值-解析