注冊(cè)測(cè)繪師培訓(xùn)-地理信息系統(tǒng)精講

1、注冊(cè)測(cè)繪師資格考試培訓(xùn)之五,二一二年四月二日,地理信息系統(tǒng)工程,陳 孝,2012注冊(cè)測(cè)繪師考生必看： 【2012年測(cè)繪師報(bào)考復(fù)習(xí)指南】 鏈接地址 【2012年測(cè)繪師教材+大綱解析】 鏈接地址 【測(cè)繪師綜合能力2012考試重點(diǎn)】 鏈接地址 【2012年測(cè)繪師-網(wǎng)校課件】 鏈接地址 【2012測(cè)繪(綜合能力)要點(diǎn)精講30課】 鏈接地址 【2012年測(cè)繪師考試大綱下載】 鏈接地址鏈接地址：只有在幻燈片播放模式才能點(diǎn)擊,目 錄,地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ),數(shù)據(jù)庫建庫與系統(tǒng)測(cè)評(píng)評(píng)價(jià),基礎(chǔ)地理信息共享與服務(wù),案例分析,基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)功能與組成,基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),第1章 地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ),1.1 GIS的

2、基本概念 1.1.1 GIS的定義 地理信息系統(tǒng)是為特定的應(yīng)用目標(biāo)而建立的空間信息系統(tǒng)，是 在計(jì)算機(jī)軟件、硬件及網(wǎng)絡(luò)支持下，對(duì)有關(guān)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理、輸入、存儲(chǔ)、查詢檢索、處理、分析、顯示、更新和提供應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)。 是以采集、存儲(chǔ)、管理、分析和描述整個(gè)或部分地球表面（包括大氣層和人類生活涉及的地下環(huán)境在內(nèi)）與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)的空間信息系統(tǒng)。 從學(xué)科角度定義，GIS屬于技術(shù)學(xué)科，主要涉及地理學(xué)、測(cè)量學(xué)、制圖學(xué)、攝影測(cè)量與遙感、計(jì)算機(jī)科學(xué)。特別是計(jì)算機(jī)制圖、數(shù)據(jù)庫管理、遙感和地理學(xué)構(gòu)成了GIS的理論和技術(shù)基礎(chǔ)。,1.1.2 GIS的構(gòu)成,硬件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)、輸入、存儲(chǔ)、輸出、網(wǎng)絡(luò) 軟件系統(tǒng)系

3、統(tǒng)軟件、GIS專業(yè)軟件、數(shù)據(jù)庫軟件 地理信息數(shù)據(jù)具有空間、屬性和時(shí)間特性 系統(tǒng)開發(fā)、管理及應(yīng)用人員設(shè)計(jì)、開發(fā)到管理維護(hù)，應(yīng)用,專題地理信息系統(tǒng)按內(nèi)容 區(qū)域地理信息系統(tǒng)按范圍 地理信息系統(tǒng)工具按軟件功能,1.1.3 GIS的分類,基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng) 專業(yè)應(yīng)用地理信息系統(tǒng) 專項(xiàng)應(yīng)用地理信息系統(tǒng),1.1.4 GIS與其他學(xué)科的關(guān)系,GIS與地圖學(xué) 地圖是GIS的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，也是GIS的表現(xiàn)方式之一。地圖學(xué)強(qiáng)調(diào)空間信息的表達(dá)與傳輸；GIS強(qiáng)調(diào)空間數(shù)據(jù)的處理與分析。 GIS與一般事務(wù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng) 數(shù)據(jù)庫技術(shù)是GIS的技術(shù)基礎(chǔ)之一，解決數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、管理、查詢檢索等問題。一般的數(shù)據(jù)庫沒有空間概念，沒有拓?fù)潢P(guān)系，GI

4、S的數(shù)據(jù)庫特點(diǎn)是處理空間實(shí)體的位置、空間關(guān)系和屬性。 GIS與CAD 共同特點(diǎn)：都有空間坐標(biāo)，能處理和表現(xiàn)空間數(shù)據(jù)； 區(qū)別：CAD擅長處理規(guī)則幾何圖形，側(cè)重圖形的表達(dá)表現(xiàn)，拓?fù)潢P(guān)系簡單，屬性庫功能較弱；GIS處理更為復(fù)雜的自然實(shí)體數(shù)據(jù)，有復(fù)雜的拓?fù)潢P(guān)系，圖形數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫關(guān)系密切，側(cè)重空間分析功能。,1.2 GIS的主要功能 1.2.1 數(shù)據(jù)采集與輸入（測(cè)量方法獲取、轉(zhuǎn)換成系統(tǒng)格式） 1.2.2 數(shù)據(jù)編輯與更新 圖形編輯：圖形的編輯、整飾、變換、圖幅拼接、拓?fù)潢P(guān)系、投影變換等； 屬性編輯：屬性的定義、添加、修改等 數(shù)據(jù)更新：以新的數(shù)據(jù)項(xiàng)或記錄替換舊的，包括刪除、修改、增加等,1.2.3 數(shù)

5、據(jù)存儲(chǔ)與管理 將數(shù)據(jù)以某種格式記錄在計(jì)算機(jī)內(nèi)部或外部的存儲(chǔ)設(shè)備上，空間數(shù)據(jù)由空間數(shù)據(jù)庫管理；屬性數(shù)據(jù)一般直接利用商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。 1.2.4 空間查詢與分析 空間查詢：圖形的查詢、屬性查詢、圖形與屬性交互查詢、地址匹配等 空間分析：緩沖區(qū)分析、疊加分析、網(wǎng)絡(luò)分析、空間插值、統(tǒng)計(jì)分析等。 是GIS最專業(yè)、最高級(jí)的功能,GIS的空間分析功能簡介,緩沖區(qū)分析 根據(jù)數(shù)據(jù)庫的點(diǎn)、線、面實(shí)體,自動(dòng)建立其周圍一定寬度范圍的緩沖區(qū)多邊形,它是地理信息系統(tǒng)重要的和基本的空間分析功能之一. 疊加分析 將同一地區(qū),同一比例尺的兩組或更多的多邊形進(jìn)行疊置,建立新的具有多重屬性的多邊形或做相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)分析。 網(wǎng)絡(luò)分

6、析 對(duì)地理網(wǎng)絡(luò)（如交通網(wǎng)絡(luò)）、城市基礎(chǔ)設(shè)施網(wǎng)絡(luò)（如電信線、電力線、給水線等）進(jìn)行地理分析和模型化，用于研究、籌劃一項(xiàng)網(wǎng)絡(luò)工程如何安排、并使其運(yùn)行效果最好，包括最短（最佳）路徑分析。 空間插值 空間插值常用于將離散點(diǎn)的測(cè)量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為連續(xù)的數(shù)據(jù)曲面，以便與其它空間現(xiàn)象的分布模式進(jìn)行比較，它包括了空間內(nèi)插和外推兩種算法。DEM的生成是主要應(yīng)用之一。 空間統(tǒng)計(jì)分析 統(tǒng)計(jì)分析是指運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法及與分析對(duì)象有關(guān)的知識(shí)，從定量與定性的結(jié)合上進(jìn)行的研究活動(dòng)。與其他分析功能結(jié)合，可以做諸如坡度、坡向、土方量等計(jì)算與統(tǒng)計(jì)。,1.2.5 數(shù)據(jù)顯示與輸出 空間數(shù)據(jù)以可視化的方式顯示在屏幕上或打印出來。,1.3 GIS的

7、發(fā)展 上世紀(jì)60年代，第一個(gè)GIS誕生于加拿大。此后GIS一直與計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、空間信息技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和通訊技術(shù)的發(fā)展密切結(jié)合。目前的發(fā)展趨勢(shì)包括： 1.3.1 分布式GIS 利用最先進(jìn)的分布式計(jì)算技術(shù)來處理分布在網(wǎng)絡(luò)上的異構(gòu)多源的地理信息，集成網(wǎng)絡(luò)上不同平臺(tái)的空間服務(wù)、構(gòu)建一個(gè)物理上分布、邏輯上統(tǒng)一的GIS。 1.3.2 智能GIS與空間數(shù)據(jù)挖掘 在GIS系統(tǒng)中引入空間數(shù)據(jù)挖掘和知識(shí)發(fā)現(xiàn)機(jī)制，從而解決GIS的智能化問題和空間決策支持問題。 1.3.3 GIS、RS、GPS的集成 GPS獲取精準(zhǔn)位置，RS空間數(shù)據(jù)的獲取或更新，GIS分析與表現(xiàn),1.3.4 時(shí)空系統(tǒng) 時(shí)空系統(tǒng)主要研究時(shí)空

8、模型，時(shí)空數(shù)據(jù)的表示、存儲(chǔ)、操作、查詢和時(shí)空分析。 1.3.5 三維GIS 三維數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的研究 三維數(shù)據(jù)的生成和管理 地理信息數(shù)據(jù)的三維顯示 1.3.6 移動(dòng)GIS 狹義：運(yùn)行于移動(dòng)終端（如PDA）并具有桌面GIS功能的GIS系統(tǒng)，是一種離線運(yùn)行模式。 廣義：是GIS、GPS、移動(dòng)通信、互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)、多媒體技術(shù)等的集成。,本章要點(diǎn) 1、GIS的基本概念 2、GIS的主要功能 3、了解GIS的緩沖區(qū)分析和網(wǎng)絡(luò)分析功能在環(huán)境污染、拆遷或出行路線設(shè)計(jì)中的應(yīng)用原理。,第2章 基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)功能與組成,2.1 概述 2.1.1 基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的概念 以基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)為管理對(duì)象，實(shí)現(xiàn)對(duì)基礎(chǔ)地理系數(shù)據(jù)的

9、采集、錄入、處理、存儲(chǔ)、查詢、分析、顯示、輸出、更新、共享的信息系統(tǒng)，它具有完善的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)管理體系和數(shù)據(jù)服務(wù)體系。,2.1.2 建設(shè)目標(biāo),建立基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫 建立信息網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施 輸出符合標(biāo)準(zhǔn)或符合用戶要求的各種數(shù)據(jù) 實(shí)現(xiàn)面向政府、企事業(yè)單位、社會(huì)公眾的網(wǎng)上基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)服務(wù) 為其他專題信息提供公共的基礎(chǔ)地理平臺(tái) 實(shí)現(xiàn)基礎(chǔ)地理信息的動(dòng)態(tài)或?qū)崟r(shí)更新,2.1.3 與NSDI的關(guān)系,基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)是國家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施（NSDI）的核心組成部分。以基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)與現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)為主體的技術(shù)相結(jié)合，可構(gòu)建空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施（SDI）。,空間數(shù)據(jù)框架集 空間數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)、管理與分發(fā)體系和機(jī)構(gòu) 空間數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)

10、 空間數(shù)據(jù)交換網(wǎng)站（一站式門戶）,NSDINational Spatial Data Infrastructure 美國于1994年提出。,2.2 基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)功能,數(shù)據(jù)采集與加工 數(shù)據(jù)檢查與入庫 數(shù)據(jù)更新與維護(hù) 數(shù)據(jù)查詢與瀏覽 數(shù)據(jù)輸出與轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)發(fā)布與共享 用戶管理、數(shù)據(jù)目錄查詢、元數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)查詢、瀏覽與下載 元數(shù)據(jù)管理 元數(shù)據(jù)是描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù),建設(shè)原則,實(shí)用性 先進(jìn)性 開放性 標(biāo)準(zhǔn)化 安全性 現(xiàn)勢(shì)性 網(wǎng)絡(luò)化,技術(shù)要求,2.3 系統(tǒng)建設(shè)總體要求與工作流程,空間參考系 時(shí)間參考 數(shù)據(jù)內(nèi)容 數(shù)據(jù)格式 數(shù)據(jù)質(zhì)量要求 位置精度要求 屬性精度要求 現(xiàn)勢(shì)性要求 入庫數(shù)據(jù)質(zhì)量控制 安全與保密 系

11、統(tǒng)基本功能要求,工作流程,數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)建庫 系統(tǒng)開發(fā)與集成 系統(tǒng)測(cè)試驗(yàn)收 用戶培訓(xùn) 運(yùn)行維護(hù),2.4 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的內(nèi)容與特點(diǎn) 2.4.1 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的內(nèi)容 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)是描述地表形態(tài)及其所附屬的自然以及人文特征和屬性的總稱。 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)反映和描述地球表面測(cè)量控制點(diǎn)、水系數(shù)據(jù)、居民點(diǎn)及設(shè)施、交通、管線、境界與政區(qū)、地貌、植被與土質(zhì)、地名、數(shù)字正射影像、地籍等有關(guān)自然和社會(huì)要素的位置、形態(tài)和屬性信息。是統(tǒng)一的空間定位框架和空間分析的基礎(chǔ)。 基礎(chǔ)地理信息標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)基本規(guī)定GB21139-2007，從數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)內(nèi)容、生產(chǎn)過程、數(shù)據(jù)認(rèn)定四個(gè)方面對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行了界定。,2.4

12、.2 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)分類 按數(shù)據(jù)模型和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù) 按數(shù)據(jù)表達(dá)（產(chǎn)品）形式：數(shù)字線劃圖(GLG)、數(shù)字正射影像圖(DOM)、數(shù)字高程模型(DEM)、數(shù)字柵格圖(DRG)。 按其他分類方式：電子數(shù)據(jù)和非電子數(shù)據(jù)；大、中、小比例尺數(shù)據(jù)；野外采集數(shù)據(jù)、航測(cè)數(shù)據(jù)、衛(wèi)星數(shù)據(jù)、GPS數(shù)據(jù)；歷史數(shù)據(jù)和現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù)；全要素?cái)?shù)據(jù)和多要素?cái)?shù)據(jù)等。,2.4.3 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的特點(diǎn),基礎(chǔ)性 權(quán)威性 現(xiàn)勢(shì)性與動(dòng)態(tài)性,抽象性 多尺度性 多樣性 復(fù)雜性,矢量數(shù)據(jù)和柵格數(shù)據(jù),矢量數(shù)據(jù) 以幾何中的點(diǎn)、線、面及其組合來表示地理實(shí)體的空間分布的一種數(shù)據(jù)組織方式。具有數(shù)據(jù)精度高、存儲(chǔ)量小、與屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)緊密、便于網(wǎng)絡(luò)分析等

13、優(yōu)點(diǎn)，但數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)處理工作量大。 柵格數(shù)據(jù) 又稱網(wǎng)格或像元結(jié)構(gòu)，是以規(guī)則的陣列來表示空間地物或現(xiàn)象的空間分布，每個(gè)網(wǎng)格是一個(gè)單元，位置由行、列號(hào)定義，柵格單元的數(shù)值代表屬性。優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，空間疊加運(yùn)算方便；缺點(diǎn)：數(shù)據(jù)量大，不能表現(xiàn)復(fù)雜的屬性特征,2.5 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的采集 2.5.1 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)采集方法,2.5.2 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫 基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫的組成,控制測(cè)量成果庫,數(shù)字正射影像圖數(shù)據(jù)庫,數(shù)字高程模型數(shù)據(jù)庫,數(shù)字柵格圖數(shù)據(jù)庫,數(shù)字線劃圖數(shù)據(jù)庫,地名數(shù)據(jù)庫,元數(shù)據(jù)庫,基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫建設(shè)的方式,2.6 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)更新 2.6.1 數(shù)據(jù)更新步驟,確定更新策略 確定數(shù)據(jù)更新的目

14、標(biāo)、任務(wù)，包括更新范圍、內(nèi)容、周期、組織與實(shí)施方案等 變化信息獲取 調(diào)查、衛(wèi)星遙感影像比較、其他渠道 變化數(shù)據(jù)采集 人工數(shù)據(jù)采集、交互式數(shù)據(jù)采集、自動(dòng)數(shù)據(jù)采集 現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù)生產(chǎn) 關(guān)鍵問題包括：數(shù)據(jù)模型的演變、比例尺與數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、元數(shù)據(jù)跟蹤、匹配方法、歷史數(shù)據(jù)的組織與管理 現(xiàn)勢(shì)數(shù)據(jù)提供：批量提供或只提供變化部分?jǐn)?shù)據(jù),2.6.2 數(shù)據(jù)庫更新,數(shù)據(jù)庫更新方法 根據(jù)現(xiàn)勢(shì)性最強(qiáng)的資料，對(duì)照已有的數(shù)據(jù)，將局部范圍內(nèi)變化了的主要地形要素進(jìn)行修改（增、刪、改）， 數(shù)據(jù)更新的一致性 主要包括基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)庫與地名數(shù)據(jù)之間的一致性，基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)與DOM、DOM之間的一致性，基礎(chǔ)地形數(shù)據(jù)與專題信息數(shù)據(jù)的一致性。,2.7

15、 基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn),基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)： 空間參考系、分幅與編號(hào)、圖式、要素分類編碼、數(shù)據(jù)字典、元數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)交換格式等 產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)： 4D產(chǎn)品的技術(shù)指標(biāo)，產(chǎn)品的分類、標(biāo)記、技術(shù)指標(biāo)、包裝、檢測(cè)與評(píng)價(jià)、分發(fā)格式等 技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)： 對(duì)生產(chǎn)技術(shù)方法、工藝流程、技術(shù)指標(biāo)、檢查等相應(yīng)的技術(shù)規(guī)定 管理標(biāo)準(zhǔn)： 生產(chǎn)、建庫和系統(tǒng)建設(shè)中的技術(shù)管理、質(zhì)量監(jiān)督等方面的標(biāo)準(zhǔn),本章要點(diǎn)： 1、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)包括哪些內(nèi)容？有什么特點(diǎn)？ 2、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)庫由哪些內(nèi)容組成？ 3、基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的基本產(chǎn)品形式? 4、基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)的采集方式有哪些？ 5、基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的主要功能有哪些？ 6、國家、省、市三級(jí)的基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)在空間 尺度上

16、有什么區(qū)別？ 7、 基礎(chǔ)地理信息標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)基本規(guī)定GB21139-2007，從哪幾個(gè)方面對(duì)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行了界定？ 8、矢量數(shù)據(jù)與柵格數(shù)據(jù)的區(qū)別,第3章 基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn),3.1 需求調(diào)查與分析 3.1.1 系統(tǒng)目標(biāo)獲取及分析 進(jìn)行用戶類型分析 對(duì)現(xiàn)行系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)查分析 明確系統(tǒng)服務(wù)對(duì)象 用戶研究領(lǐng)域現(xiàn)狀調(diào)查 3.1.2 系統(tǒng)功能獲取及分析 結(jié)構(gòu)化分析方法自上而下，逐步分解 面向?qū)ο蠓治龇椒ㄗ缘锥希鸩骄C合 快速原型化分析方法建立原型、逐步修正,3.1.3 可行性分析與系統(tǒng)分析方法 可行性研究：數(shù)據(jù)源調(diào)查與評(píng)估；技術(shù)可行性評(píng)估；系統(tǒng)的支持狀況；經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益分析 系統(tǒng)分析方法：

17、數(shù)據(jù)流模型；數(shù)據(jù)字典；加工邏輯說明 3.1.4 需求規(guī)格說明書,1.引言 2.項(xiàng)目概述 3.系統(tǒng)數(shù)據(jù)描述 4.系統(tǒng)功能需求 5.系統(tǒng)性能需求 6.系統(tǒng)運(yùn)行需求 7.質(zhì)量保證 8.其他需求,3.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì) 3.2.1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì),軟件體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) C/S結(jié)構(gòu)（Client/Server）：C/S模式的應(yīng)用系統(tǒng)基本運(yùn)行關(guān)系體現(xiàn)為“請(qǐng)求/響應(yīng)”的應(yīng)答模式。通過下載客戶端軟件訪問。,B/S結(jié)構(gòu)（Browser/Server)：將C/S模式的結(jié)構(gòu)與Web技術(shù)密切結(jié)合而形成的三層體系結(jié)構(gòu)。（WEBGIS) 通過IE瀏覽器即可以訪問,軟件配置與硬件網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) 軟件配置： 操作系統(tǒng)：跨平臺(tái)、安全、穩(wěn)定、便于

18、開發(fā) 基礎(chǔ)GIS平臺(tái)：滿足GIS海量、多源數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和管理，空間數(shù)據(jù)可視化程度高，與其他數(shù)據(jù)庫互操作簡便等。 商業(yè)數(shù)據(jù)庫：通用性、標(biāo)準(zhǔn)性 硬件及網(wǎng)絡(luò) 計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等的運(yùn)行速度； 存儲(chǔ)容量 網(wǎng)絡(luò)傳輸速度、安全、保密等 升級(jí)與維護(hù),3.2.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)采集與加工 數(shù)據(jù)檢查與入庫 數(shù)據(jù)更新與維護(hù) 數(shù)據(jù)查詢與瀏覽 數(shù)據(jù)輸出與轉(zhuǎn)換 數(shù)據(jù)發(fā)布與共享 元數(shù)據(jù)管理,3.2.3 系統(tǒng)安全設(shè)計(jì) 網(wǎng)絡(luò)的安全與保密 應(yīng)用系統(tǒng)的安全措施 數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)機(jī)制 用戶管理,3.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 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)存在應(yīng)用處理和數(shù)據(jù)抽象成一個(gè)數(shù)據(jù)庫的具體結(jié)構(gòu)的過程?？傮w分為概念設(shè)計(jì)、邏輯設(shè)計(jì)、物理設(shè)計(jì)

19、和數(shù)據(jù)字典設(shè)計(jì)。 3.3.1 需求分析 調(diào)查用戶需求：了解用戶特點(diǎn)和要求 需求數(shù)據(jù)的收集和分析：信息需求、信息加工處理要求、完整性 與安全性要求 編制用戶需求說明書：目標(biāo)、任務(wù)、具體需求說明、系統(tǒng)功能與性能、運(yùn)行環(huán)境等 數(shù)據(jù)源的選擇地圖、航空航天影像、野外測(cè)量數(shù)據(jù)等 對(duì)各種數(shù)據(jù)集的評(píng)價(jià)：數(shù)據(jù)的一般評(píng)價(jià)、空間特性、屬性數(shù)據(jù)特征的評(píng)價(jià),3.3.2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是得到一個(gè)合理的空間數(shù)據(jù)模型，是空間數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。,數(shù)據(jù)概念設(shè)計(jì) 分析現(xiàn)實(shí)世界，抽象出空間數(shù)據(jù)庫和系統(tǒng)所需要的模型。確定地理實(shí)體、屬性及其關(guān)系。 數(shù)據(jù)邏輯結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 將概念模型轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)庫可以處理的邏輯結(jié)構(gòu)，確定數(shù)據(jù)項(xiàng)、記錄及

20、記錄間的聯(lián)系，安全性、完整性、一致性約束。 數(shù)據(jù)庫一般邏輯結(jié)構(gòu)有三種：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型、面向?qū)ο髷?shù)據(jù)模型、空間數(shù)據(jù)模型 數(shù)據(jù)物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 將邏輯結(jié)構(gòu)在物理存儲(chǔ)器上實(shí)現(xiàn)，包括存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和路徑設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)字典設(shè)計(jì) 對(duì)所有數(shù)據(jù)流中出現(xiàn)的要素進(jìn)行嚴(yán)格的定義，包括名字、編號(hào)、分類、描述、定義、位置等,3.3.3 符號(hào)庫設(shè)計(jì) 從空間地物的圖式符號(hào)來看，地物要素的符號(hào)庫設(shè)計(jì)包括了符號(hào)類型設(shè)計(jì)和地物要素符號(hào)樣例設(shè)計(jì)。 3.3.4 元數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 元數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的內(nèi)容主要包括：空間數(shù)據(jù)集的內(nèi)容、質(zhì)量、表示方法、空間參考、管理方式以及數(shù)據(jù)集的其他特征等。是空間數(shù)據(jù)交換的基礎(chǔ)，也是空間數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化與規(guī)范化的保證，在一定程度上為空間

21、數(shù)據(jù)的質(zhì)量提供了保障。 3.3.5 數(shù)據(jù)更新設(shè)計(jì),實(shí)測(cè)更新法 編繪更新法 計(jì)算機(jī)地圖制圖更新法 遙感信息更新法 GPS信息更新法,3.4 詳細(xì)設(shè)計(jì) 3.4.1 詳細(xì)設(shè)計(jì)的任務(wù) 細(xì)化總體設(shè)計(jì)的體系流程圖，繪出程序結(jié)構(gòu)圖，直到每個(gè)模塊的編寫難度可被單個(gè)程序員所掌握為止； 為每個(gè)功能模塊選定算法； 確定模塊使用的數(shù)據(jù)組織； 確定模塊的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)及模塊間的調(diào)度關(guān)系； 描述每個(gè)模塊的流程邏輯； 編寫詳細(xì)設(shè)計(jì)文檔,3.4.2 詳細(xì)設(shè)計(jì)說明書,1.引言 1.1 背景 1.2 參考資料 2.程序模塊的組織結(jié)構(gòu) 用圖表列出本程序系統(tǒng)內(nèi)每個(gè)模塊（或子程序）的名稱 3.模塊（或子程序）1（標(biāo)識(shí)符）設(shè)計(jì)說明 3.1 模

22、塊（子程序）描述 3.2 功能 4.模塊（或子程序）2（標(biāo)識(shí)符）設(shè)計(jì)說明 用類似3的方式，說明第二個(gè)模塊乃至第N個(gè)模塊的設(shè)計(jì)考慮。,3.5 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn) 3.5.1 平臺(tái)選擇 GIS基礎(chǔ)平臺(tái)選擇 開發(fā)語言環(huán)境選擇 運(yùn)行操作系統(tǒng)、中間件、數(shù)據(jù)的選擇 網(wǎng)絡(luò)、硬件平臺(tái)配置等 3.5.2 系統(tǒng)功能開發(fā) 程序語言的選擇 程序設(shè)計(jì) 代碼編寫、調(diào)試和單元測(cè)試 系統(tǒng)代碼文檔編寫,3.5.3 系統(tǒng)功能集成 在功能開發(fā)完成后，根據(jù)系統(tǒng)的模塊劃分和接口設(shè)計(jì)進(jìn)行功能的集成。關(guān)鍵是做好接口的調(diào)試工作。 3.5.4 樣例數(shù)據(jù)試驗(yàn)運(yùn)行 在模塊開發(fā)完成后，采用部分?jǐn)?shù)據(jù)加載到系統(tǒng)中，進(jìn)行試運(yùn)行檢驗(yàn)。 3.5.5 系統(tǒng)功能測(cè)試 根據(jù)

23、需求說明書和測(cè)試用例，檢驗(yàn)系統(tǒng)功能運(yùn)行的正確性及與需求文檔的符合程度。,本章要點(diǎn)： 1、通過什么方式來確定系統(tǒng)的建設(shè)目標(biāo)和任務(wù)？ 2、數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要包括哪幾個(gè)步驟？ 3、系統(tǒng)功能分析常用的方法有幾種？ 4、C/S和B/S結(jié)構(gòu)的含義是什么？ 5、基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)的主要功能設(shè)計(jì)包括哪些？ 6、基礎(chǔ)地理信息的符號(hào)類型包括哪些？,第4章 數(shù)據(jù)建庫與系統(tǒng)測(cè)試評(píng)價(jià),4.1 數(shù)據(jù)建庫 4.1.1 空間數(shù)據(jù)的三大特征 空間特征空間數(shù)據(jù)獨(dú)有的特征 屬性特征 時(shí)間特征 4.1.2 數(shù)據(jù)庫建構(gòu) 矢量數(shù)據(jù) 采用適當(dāng)?shù)臄?shù)據(jù)模型進(jìn)行存儲(chǔ)，按比例尺、類型、圖層存儲(chǔ) 柵格數(shù)據(jù) 以目錄文件方式進(jìn)行存儲(chǔ)，也可以利用關(guān)系型數(shù)據(jù)

24、庫，通過壓縮建立影像金字塔 數(shù)據(jù)的組織管理方式直接影響和決定了系統(tǒng)構(gòu)架的設(shè)計(jì)，在數(shù)據(jù)庫的邏輯設(shè)計(jì)時(shí)，采用基礎(chǔ)庫加專題庫的的模式，構(gòu)建現(xiàn)狀庫和歷史庫。物理建庫，分別構(gòu)建4D產(chǎn)品數(shù)據(jù)庫。,4.1.3 數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 數(shù)據(jù)源的選擇 數(shù)據(jù)采集存儲(chǔ)原則 建庫的數(shù)據(jù)準(zhǔn)備 數(shù)據(jù)庫入庫的組織管理 4.1.4 數(shù)據(jù)庫模式的創(chuàng)建 收集和分析用戶要求 分析用戶活動(dòng)；確定系統(tǒng)范圍；分析用戶活動(dòng)所涉及的數(shù)據(jù)；分析系統(tǒng)數(shù)據(jù) 建立E-R模型 局部模型設(shè)計(jì) 總體模型設(shè)計(jì) 數(shù)據(jù)庫模式設(shè)計(jì) 初步：把E-R圖轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型 優(yōu)化：對(duì)模式進(jìn)行調(diào)整和改善,4.1.5 數(shù)據(jù)入庫 數(shù)據(jù)庫入庫的組織管理 在空間數(shù)據(jù)庫建庫工作中，應(yīng)建立相應(yīng)的數(shù)據(jù)管

25、理組來負(fù)責(zé)入庫數(shù)據(jù)的鑒定、審批和管理入庫工作。 空間數(shù)據(jù)庫建庫流程,原始數(shù)據(jù)分析 制定工作方案 數(shù)據(jù)加工整理 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查 數(shù)據(jù)入庫落地 編制數(shù)據(jù)說明,4.1.6 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)與程序監(jiān)理 數(shù)據(jù)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)制定原則 凡已有的國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)優(yōu)先采用，目前尚無國家質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)，可采用權(quán)威專業(yè)部門的或地方擬定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查依據(jù) 鑒定和驗(yàn)收數(shù)據(jù)質(zhì)量的依據(jù) 數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查與程序監(jiān)理內(nèi)容 數(shù)據(jù)整理檢查的內(nèi)容基本按照數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的規(guī)定和數(shù)據(jù)驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，數(shù)據(jù)的檢查主要是針對(duì)入庫的數(shù)據(jù)進(jìn)行空間和屬性的檢查，排除數(shù)據(jù)邏輯上的錯(cuò)誤。,4.1.7 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量控制 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一是實(shí)現(xiàn)信

26、息共享的前提條件 空間數(shù)據(jù)質(zhì)量控制 基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制具體表現(xiàn)在檢測(cè)數(shù)據(jù)可靠性和分析數(shù)據(jù)的不確定性，從定位精度、屬性精度、邏輯一致性、數(shù)據(jù)完整性等多方面對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行過程控制、檢查與評(píng)價(jià)。,數(shù)據(jù)質(zhì)量控制內(nèi)容 空間位置精度：數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、平面精度和高程精度 屬性數(shù)據(jù)：屬性項(xiàng)定義、屬性值和單位異常、標(biāo)識(shí)碼的唯一性等 空間關(guān)系：拓?fù)潢P(guān)系的相鄰性、連續(xù)性、閉合性、包含性、一致性 質(zhì)量控制技術(shù)方法 過程控制和結(jié)果控制，貫穿整個(gè)數(shù)據(jù)采集過程 基于拓?fù)潢P(guān)系規(guī)則的數(shù)據(jù)檢查 建立空間數(shù)據(jù)要素間拓?fù)潢P(guān)系約束的規(guī)則，相鄰、連接、覆蓋、相交、重疊等。,4.2 系統(tǒng)部署 4.2.1 系統(tǒng)部署 狹義：GIS軟件被安裝到計(jì)算機(jī)

27、的硬盤上 廣義：系統(tǒng)硬件的安裝、調(diào)試，軟件安裝、測(cè)試 4.2.2 整體測(cè)試：軟、硬件、數(shù)據(jù)協(xié)調(diào)性，能否正常運(yùn)轉(zhuǎn) 4.2.3 系統(tǒng)驗(yàn)收與交付 驗(yàn)收：依據(jù)主要是項(xiàng)目合同、需求說明書及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范 交付：培訓(xùn)和成果移交 4.2.4 系統(tǒng)運(yùn)行、管理與維護(hù) 運(yùn)行與管理：微機(jī)資源管理，機(jī)房管理以及安全管理 維護(hù)更新：數(shù)據(jù)；應(yīng)用系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)維護(hù)與安全管理。,4.3 系統(tǒng)測(cè)試與評(píng)價(jià) 4.3.1 系統(tǒng)測(cè)試的目的 4.3.2 系統(tǒng)評(píng)價(jià)指標(biāo)及內(nèi)容 系統(tǒng)技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)及內(nèi)容：可靠性與安全性，可擴(kuò)展性，可移植性、系統(tǒng)效率 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)指標(biāo)及內(nèi)容：系統(tǒng)產(chǎn)生的效益，商品化程度，技術(shù)服務(wù)支持能力，軟件維護(hù)和運(yùn)行能力 4.3.3

28、系統(tǒng)測(cè)試評(píng)價(jià)方法與內(nèi)容 測(cè)評(píng)方法：文檔審查、模擬運(yùn)行測(cè)試、模擬開發(fā)測(cè)試 測(cè)試內(nèi)容：系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境；軟硬件體系支撐結(jié)構(gòu)；系統(tǒng)各項(xiàng)功能指標(biāo)；系統(tǒng)綜合性能指標(biāo),本章要點(diǎn)： 1、空間數(shù)據(jù)的三大特征 2、柵格數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)方式 3、空間數(shù)據(jù)建庫流程 4、空間數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制內(nèi)容 5、系統(tǒng)部署分幾個(gè)步驟 6、系統(tǒng)技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo) 7、系統(tǒng)測(cè)評(píng)方法和測(cè)試內(nèi)容,第5章 基礎(chǔ)地理信息共享與服務(wù),5.1 地理信息共享 5.1.1 面向文件的地理信息共享 簡單易用，效率低 5.1.2 面向數(shù)據(jù)庫的地理信息共享 支持海量、支持并發(fā)訪問，是局域網(wǎng)共享的主要方式 5.1.3 面向服務(wù)的地理信息共享 基于SOA架構(gòu)，采用WebService技術(shù)，構(gòu)建地理信息服務(wù)共享平臺(tái)，支持?jǐn)?shù)據(jù)共享和功能共享，支持異構(gòu)GIS平臺(tái)集成應(yīng)用,5.2 服務(wù)式GIS的模式 5.2