第三章GIS总体设计精品PPT课件
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地理信息系统设计与实现
第三章 GIS总体设计
系统设计目标 总体设计原则 体系结构设计 总体模块设计 软硬件设置
2020/10/6
GIS总体设计
目的：回答“系统应如何实现”的问题；
在系统分析阶段，系统分析人员已经阐明了系统“做
什么”的问题，提出了新系统的逻辑方案。与逻辑模型相
总
对应的是物理模型。系统设计阶段就是设计新系统的物理
统目标，确定系统输入、输出内容、格式和方式） 模块Βιβλιοθήκη Baidu理过程设计（对每一个功能模块的处理过程进行
描述）
3.1 系统设计目标3.1.1确定目标的原则
1.针对性
为决策者提供及时、准确、有效的信息，向社会提供所需信息
确 为出发点
具体的专业应用要有具体的设计目标
定 2.实用性
目
考虑诸如算法设计、软件开发、模型建立等方面的方法和
构、具体配置） 模块结构设计（对系统分析阶段的子系统分解成功能单
一、彼此相互独立的模块，形成有层次的模块结构）
◎详细设计 代码设计（对系统分析阶段的代码，（实体）进行编码，
确定代码对象和代码结构） 数据库设计（根据系统分析阶段的数据存储，设计系统
有关的数据库文件，数据库结构、存储路径与方式） 输入输出设计，也称用户界面设计（根据用户习惯和系
体 特点：
系
（1）GIS软件的所有的功能都在一台计算机上
结 实现；
构
的
（2）在主机结构下GIS软件输入输出、数据和
类 应用程序被集中在主机上，通常只有少量的GUI界
型 面，对远程数据库的访问比较困难。
（3）随着计算机技术的发展，该结构逐渐在应 用中被淘汰。
2020/10/6
DB
2020/10/6
小型机
概念上的完整框架。
◆软件体系结构并非可运行软件，它为开发者提供整体的视图
系
并保证得到正确的理解。
结
构 GIS软件体系结构的类型：（1）单机结构；（2）
设 计
客户机/服务器体系结构;(3)浏览器/服务器体系结 构；（4）面向服务的体系结构。
2020/10/6
3.3 体系结构设计
1、单机结构（面向过程的体系结构）
体
计算机网络系统，实现土地信息的手工作业管理向计算机管 理的转换。（土地信息管理的标准化和规范化；建立各级土
目
地管理的共享数据库；建立各行业的专业分析模型；联网形
标
成分布式土地信息系统；实现对土地利用现状变化的动态监 测。）
确
2.中远期目标：信息采集，对土地信息资源进行深度利用，为
定
土地规划、计划和决策支持服务。（完善土地信息系统的网
这种架构一般都涉及海量数据、地理计算、空间分析、专 题制图和数据转换等因素，因此适合在环境稳定的局域 网中部署。目前，我们能见到的大部分专业应用型地理 信息系统几乎都采用这种模式。
存在的问题：
体 系
（1）数据集中，而数据生产、应用与维护 部门存在于不同的空间，不利于数据更新、维
结
护；
构 的 类
（2）所有客户端操作服务器，对服务器性 能要求高，否则易于阻塞，造成性能不稳定；
微机
微机
微机
3.3 体系结构设计
2、客户机/服务器体系结构
体 系
体系结构的组成 （1）客户应用程序（前台程序）：客户程序
结
运行在用户自己的电脑上，对应于服务器电脑，
构
可称为客户电脑。当需要对数据库中的数据进行
的
任何操作时，客户程序就自动地寻找服务器程序，
类 型
并向其发出请求，服务器程序根据预定的规则作 出应答，送回结果。
标
手段，而且还要考虑大量数据的存储、维护与更新的方法 考虑生命周期中的维护阶段
的 3.预见性
原
在系统功能设置时应留有发展余地和良好的接口
则 4.先进性
考虑先进设备、先进技术的应用
2020/10/6
3.1 系统设计目标3.1.2具体目标确定
具
1.近期目标：以土地信息的规范化管理为基础，以信息的存储、 处理、查询与分析为基本功能，为各级土地管理部门服务的
型
（3）只限于局域网，不具备基于Web的集
成能力。
2020/10/6
体 系 结 构 的 类 型
2020/10/6
由于二层C/S体系结构的缺陷，引出三层 C/S体系结构。
三层体系结构中，客户（请求信息）、程序 （处理请求）和数据（被操作）被物理地隔离。三 层结构是个更灵活的体系结构，它把显示逻辑从业 务逻辑中分离出来，这就意味着业务代码是独立的， 可以不关心怎样显示和在哪里显示。业务逻辑层现 在处于中间层，不需要关心由哪种类型的客户来显 示数据，也可以与后端系统保持相对独立性，有利 于系统扩展。
（2）数据库服务器程序（后台程序）：运行
数据库服务器程序的机器，称为应用服务器，一
旦服务器程序被启动，就随时等待响应客户程序
发来的请求。
2020/10/6
2020/10/6
DB 数据库访问协议
DB
2020/10/6
实现数据管理
实现用户界面、业务 管理、图形可视化、
空间分析
体 系 结 构 的 类 型
体
模型。
设 计
系统设计:又称物理设计，是MIS开发过程的第二阶段。
主要从MIS的逻辑模型出发，以系统分析说明书为依据， 把系统分析阶段的逻辑模型转化为物理模型。
物理模型:带有计算机物理结构的、完全实现逻辑模型功
能的模型。
2020/10/6
GIS总体设计
总 体 设 计
2020/10/6
任务：
◎总体设计 系统配置设计,也称系统平台设计（计算机系统的体系结
计
5.通用性：系统可在不同范围内推广使用。
原
6.可靠性：运行的安全性；数据精度的可靠性和完整性；容错 能力。
则 7.实用性：满足不同应用分析的需求。
8.可扩充性：采用模块化结构设计，便于系统改进扩充。
高效率和先进性
2020/10/6
3.3 体系结构设计
概念：指软件的整体结构和这种结构的为系统提供
体
络化；建立和完善基础数据库和专题数据库、方法库和模型
库；建立面向土地全程管理的决策支持业务系统。）
2020/10/6
3.2 总体设计原则
1.完备性：系统功能的齐全、完备。
总 2.标准化：符合GIS的基本要求和标准；国家标准。
体 3.系统性：各子系统应有机结合在一起。
设 4.兼容性：数据的交换和共享。
2020/10/6
特点：
（1） 在C/S体系下，数据库真正变成了公共、专业 化的仓库，受到独立的专门管理。而且能充分发挥客户 端PC的处理能力，很多工作可以在客户端处理后再提 交给服务器。对应的优点就是客户端响应速度快。
（2） 在C/S架构中，地理数据被存储在地理数据服 务器上，而数据的浏览和编辑操作则在客户机上实现。
地理信息系统设计与实现
第三章 GIS总体设计
系统设计目标 总体设计原则 体系结构设计 总体模块设计 软硬件设置
2020/10/6
GIS总体设计
目的：回答“系统应如何实现”的问题；
在系统分析阶段，系统分析人员已经阐明了系统“做
什么”的问题，提出了新系统的逻辑方案。与逻辑模型相
总
对应的是物理模型。系统设计阶段就是设计新系统的物理
统目标，确定系统输入、输出内容、格式和方式） 模块Βιβλιοθήκη Baidu理过程设计（对每一个功能模块的处理过程进行
描述）
3.1 系统设计目标3.1.1确定目标的原则
1.针对性
为决策者提供及时、准确、有效的信息，向社会提供所需信息
确 为出发点
具体的专业应用要有具体的设计目标
定 2.实用性
目
考虑诸如算法设计、软件开发、模型建立等方面的方法和
构、具体配置） 模块结构设计（对系统分析阶段的子系统分解成功能单
一、彼此相互独立的模块，形成有层次的模块结构）
◎详细设计 代码设计（对系统分析阶段的代码，（实体）进行编码，
确定代码对象和代码结构） 数据库设计（根据系统分析阶段的数据存储，设计系统
有关的数据库文件，数据库结构、存储路径与方式） 输入输出设计，也称用户界面设计（根据用户习惯和系
体 特点：
系
（1）GIS软件的所有的功能都在一台计算机上
结 实现；
构
的
（2）在主机结构下GIS软件输入输出、数据和
类 应用程序被集中在主机上，通常只有少量的GUI界
型 面，对远程数据库的访问比较困难。
（3）随着计算机技术的发展，该结构逐渐在应 用中被淘汰。
2020/10/6
DB
2020/10/6
小型机
概念上的完整框架。
◆软件体系结构并非可运行软件，它为开发者提供整体的视图
系
并保证得到正确的理解。
结
构 GIS软件体系结构的类型：（1）单机结构；（2）
设 计
客户机/服务器体系结构;(3)浏览器/服务器体系结 构；（4）面向服务的体系结构。
2020/10/6
3.3 体系结构设计
1、单机结构（面向过程的体系结构）
体
计算机网络系统，实现土地信息的手工作业管理向计算机管 理的转换。（土地信息管理的标准化和规范化；建立各级土
目
地管理的共享数据库；建立各行业的专业分析模型；联网形
标
成分布式土地信息系统；实现对土地利用现状变化的动态监 测。）
确
2.中远期目标：信息采集，对土地信息资源进行深度利用，为
定
土地规划、计划和决策支持服务。（完善土地信息系统的网
这种架构一般都涉及海量数据、地理计算、空间分析、专 题制图和数据转换等因素，因此适合在环境稳定的局域 网中部署。目前，我们能见到的大部分专业应用型地理 信息系统几乎都采用这种模式。
存在的问题：
体 系
（1）数据集中，而数据生产、应用与维护 部门存在于不同的空间，不利于数据更新、维
结
护；
构 的 类
（2）所有客户端操作服务器，对服务器性 能要求高，否则易于阻塞，造成性能不稳定；
微机
微机
微机
3.3 体系结构设计
2、客户机/服务器体系结构
体 系
体系结构的组成 （1）客户应用程序（前台程序）：客户程序
结
运行在用户自己的电脑上，对应于服务器电脑，
构
可称为客户电脑。当需要对数据库中的数据进行
的
任何操作时，客户程序就自动地寻找服务器程序，
类 型
并向其发出请求，服务器程序根据预定的规则作 出应答，送回结果。
标
手段，而且还要考虑大量数据的存储、维护与更新的方法 考虑生命周期中的维护阶段
的 3.预见性
原
在系统功能设置时应留有发展余地和良好的接口
则 4.先进性
考虑先进设备、先进技术的应用
2020/10/6
3.1 系统设计目标3.1.2具体目标确定
具
1.近期目标：以土地信息的规范化管理为基础，以信息的存储、 处理、查询与分析为基本功能，为各级土地管理部门服务的
型
（3）只限于局域网，不具备基于Web的集
成能力。
2020/10/6
体 系 结 构 的 类 型
2020/10/6
由于二层C/S体系结构的缺陷，引出三层 C/S体系结构。
三层体系结构中，客户（请求信息）、程序 （处理请求）和数据（被操作）被物理地隔离。三 层结构是个更灵活的体系结构，它把显示逻辑从业 务逻辑中分离出来，这就意味着业务代码是独立的， 可以不关心怎样显示和在哪里显示。业务逻辑层现 在处于中间层，不需要关心由哪种类型的客户来显 示数据，也可以与后端系统保持相对独立性，有利 于系统扩展。
（2）数据库服务器程序（后台程序）：运行
数据库服务器程序的机器，称为应用服务器，一
旦服务器程序被启动，就随时等待响应客户程序
发来的请求。
2020/10/6
2020/10/6
DB 数据库访问协议
DB
2020/10/6
实现数据管理
实现用户界面、业务 管理、图形可视化、
空间分析
体 系 结 构 的 类 型
体
模型。
设 计
系统设计:又称物理设计，是MIS开发过程的第二阶段。
主要从MIS的逻辑模型出发，以系统分析说明书为依据， 把系统分析阶段的逻辑模型转化为物理模型。
物理模型:带有计算机物理结构的、完全实现逻辑模型功
能的模型。
2020/10/6
GIS总体设计
总 体 设 计
2020/10/6
任务：
◎总体设计 系统配置设计,也称系统平台设计（计算机系统的体系结
计
5.通用性：系统可在不同范围内推广使用。
原
6.可靠性：运行的安全性；数据精度的可靠性和完整性；容错 能力。
则 7.实用性：满足不同应用分析的需求。
8.可扩充性：采用模块化结构设计，便于系统改进扩充。
高效率和先进性
2020/10/6
3.3 体系结构设计
概念：指软件的整体结构和这种结构的为系统提供
体
络化；建立和完善基础数据库和专题数据库、方法库和模型
库；建立面向土地全程管理的决策支持业务系统。）
2020/10/6
3.2 总体设计原则
1.完备性：系统功能的齐全、完备。
总 2.标准化：符合GIS的基本要求和标准；国家标准。
体 3.系统性：各子系统应有机结合在一起。
设 4.兼容性：数据的交换和共享。
2020/10/6
特点：
（1） 在C/S体系下，数据库真正变成了公共、专业 化的仓库，受到独立的专门管理。而且能充分发挥客户 端PC的处理能力，很多工作可以在客户端处理后再提 交给服务器。对应的优点就是客户端响应速度快。
（2） 在C/S架构中，地理数据被存储在地理数据服 务器上，而数据的浏览和编辑操作则在客户机上实现。