第三章GIS总体设计精品PPT课件
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第3章 GIS设计方法 ppt课件
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3
面向对象方法（object-oriented，简称OO）
OO方法
是分析问题和解决问题的方法
出发点：
模仿人类认识世界的方法
基本方法：
将客观世界的任何事物看作对象 Object 进而分析事物的组成关系和交互关系 建立描述客观世界的抽象模型
物质↔意识 具体↔抽象 对象（实例）↔ 类 举例：（长江↔河流，7-501房间↔房屋，……）
ppt课件
16
ppt课件
17
UML的内容
UML的语义
元模型为UML的所有元素在语法和语义上提供简单、一致、通用 的定义性说明； UML支持对元模型的扩展定义
UML的表示法
模型元素的符号表示 通用表示 – 字符串 – 名字 – 标号 – 特定字符串 – 类型表达式 – 定制
步骤 内容 目标
简洁明确地抽象出目标系 统必须做的事情，对真实 世界建模
决定系统的整体风格；使 多个设计者能独立地进行 子系统设计；确定需优化 的性能，选择问题处理的 策略和初步配置资源 在分析的基础上，对设 计模型加入一些实现上的考 虑，将系统设计中的一些实 现细节加入到设计模型中 实现系统
14
从问题陈述入手，与需求一起工作 系统分析 ，以理解问题要求， 主要包括对象 建模、动态建模、功能建模等内容
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12
OMT的两个特点
OMT是一种围绕着真实世界中的概念，是从三种不同的角 度建立系统的面向对象模型的技术。 OMT主要有两个特点：
使用领域专家或用户熟悉的概念和术语； 对应用域的对象和计算机域中的对象使用一致的面向 对象的概念和表示法来建模、设计和实现。
《GIS系统设计》课件
与空间数据相关联的属性信息，如地物的名 称、类型、面积等。
GIS系统配置数据库
存储GIS系统的配置信息，如地图符号、图 层设置等。
数据库设计原则
数据完整性
确保数据的准确性和一致性，避免数据冗余和冲 突。
高效性
优化数据库结构，提高数据检索和处理的效率。
ABCD
可扩展性
设计时应考虑未来的数据增长和系统升级，保持 系统的灵活性和可扩展性。
03
GIS系统硬件设计
硬件构成
存储设备
包括硬盘、SSD、光盘等，用于存储 地理信息数据和系统运行所需的其他 数据。
处理器
GIS系统的数据处理和计算需要高性 能的处理器，如CPU和GPU。
输入输出设备
包括显示器、键盘、鼠标、打印机等 ，用于用户与系统的交互。
网络设备
包括路由器、交换机等，用于实现 GIS系统与外部系统的数据交换和通 信。
GIS系统组成
总结词
硬件、软件、数据、人员
详细描述
GIS系统由四部分组成，分别是硬件、软件、数据和人员。硬件包括计算机、存储设备、输入输出设备等；软件 包括系统软件、应用软件和工具软件；数据是GIS系统的核心，包括空间数据和属性数据；人员则是指GIS系统的 设计、开发、管理和应用人员。
GIS系统功能
考虑未来业务发展和技术 升级的需求，设计可扩展 的网络架构。
安全性原则
采取必要的安全措施，如 访问控制、数据加密和防 火墙等，确保网络的安全 性。
网络拓扑结构
星型拓扑
以一个中心节点与其他节点连接，适合于集 中式管理和控制。
环形拓扑
节点按照环状方式连接，可以提供冗余链路 ，但存在单点故障风险。
总线型拓扑
GIS系统配置数据库
存储GIS系统的配置信息，如地图符号、图 层设置等。
数据库设计原则
数据完整性
确保数据的准确性和一致性，避免数据冗余和冲 突。
高效性
优化数据库结构，提高数据检索和处理的效率。
ABCD
可扩展性
设计时应考虑未来的数据增长和系统升级，保持 系统的灵活性和可扩展性。
03
GIS系统硬件设计
硬件构成
存储设备
包括硬盘、SSD、光盘等，用于存储 地理信息数据和系统运行所需的其他 数据。
处理器
GIS系统的数据处理和计算需要高性 能的处理器，如CPU和GPU。
输入输出设备
包括显示器、键盘、鼠标、打印机等 ，用于用户与系统的交互。
网络设备
包括路由器、交换机等，用于实现 GIS系统与外部系统的数据交换和通 信。
GIS系统组成
总结词
硬件、软件、数据、人员
详细描述
GIS系统由四部分组成，分别是硬件、软件、数据和人员。硬件包括计算机、存储设备、输入输出设备等；软件 包括系统软件、应用软件和工具软件；数据是GIS系统的核心，包括空间数据和属性数据；人员则是指GIS系统的 设计、开发、管理和应用人员。
GIS系统功能
考虑未来业务发展和技术 升级的需求，设计可扩展 的网络架构。
安全性原则
采取必要的安全措施，如 访问控制、数据加密和防 火墙等，确保网络的安全 性。
网络拓扑结构
星型拓扑
以一个中心节点与其他节点连接，适合于集 中式管理和控制。
环形拓扑
节点按照环状方式连接，可以提供冗余链路 ，但存在单点故障风险。
总线型拓扑
GIS软件工程原理详细设计PPT
对于共同完成的任务，将任务的每一个动作分配给计算机 或人。
构成新的计算机的任务网络和人的任务网络。 再进一步细化计算机与人的协同动作，以确定人和计算机
如何交互。 一个任务可以划分成一些子任务，按照某种顺序执行这些
子任务，实现任务所要达到的目标，因此需要做出结构性 的任务序列。 但许多事务处理任务是非结构性的，图书馆的馆长会以一 个不可预测的顺序来召集一个碰头会、查询馆内各种业务 情况。在这种情况下，不存在一个人的任务网络，而仅仅 是一些用户需要个别完成的互不联系的任务。
任务的细节可以使用结构化语言来表达。它描述了动 作完成的序列及在完成动作时的所有例外情况。
例如，下面是图书馆中借阅图书的活动描述。
TASK：loanbooks
DO WHILE borrowers
request reader_ID
check reader_ID
IF reader_ID invalid pass to membership_check
– 在完成预定功能的前提下，应使用户界面越简单越 好。但不是把所有功能和界面安排成线性序列就一 定简单。
– 用户界面的可靠性是指无故障使用的间隔时间。 – 用户界面应能保证用户正确、可靠地使用系统，保
证有关程序和数据的安全性。
二、用户界面设计的任务分析
这一部分工作应与软件系统的需求分析同步进行。 它主要包括 ➢ 用户特性分析 ➢ 用户工作分析 ➢ 记录有关系统的概念和术语 ➢ 确定界面类型
在做工作设计时，应该检查任务流程以确认不 会出现任务过载。 – 如果同时有多个任务需要用户给予注意，往 往由于命令的时间冲突而使用户陷入困境， 结果出现任务过载。 – 即使任务流程计划的很好，但由于错误和一 些意料之外的事情发生，如果错误处理过程 计划的不完全、无条理，也会出现任务过载。
构成新的计算机的任务网络和人的任务网络。 再进一步细化计算机与人的协同动作，以确定人和计算机
如何交互。 一个任务可以划分成一些子任务，按照某种顺序执行这些
子任务，实现任务所要达到的目标，因此需要做出结构性 的任务序列。 但许多事务处理任务是非结构性的，图书馆的馆长会以一 个不可预测的顺序来召集一个碰头会、查询馆内各种业务 情况。在这种情况下，不存在一个人的任务网络，而仅仅 是一些用户需要个别完成的互不联系的任务。
任务的细节可以使用结构化语言来表达。它描述了动 作完成的序列及在完成动作时的所有例外情况。
例如，下面是图书馆中借阅图书的活动描述。
TASK：loanbooks
DO WHILE borrowers
request reader_ID
check reader_ID
IF reader_ID invalid pass to membership_check
– 在完成预定功能的前提下，应使用户界面越简单越 好。但不是把所有功能和界面安排成线性序列就一 定简单。
– 用户界面的可靠性是指无故障使用的间隔时间。 – 用户界面应能保证用户正确、可靠地使用系统，保
证有关程序和数据的安全性。
二、用户界面设计的任务分析
这一部分工作应与软件系统的需求分析同步进行。 它主要包括 ➢ 用户特性分析 ➢ 用户工作分析 ➢ 记录有关系统的概念和术语 ➢ 确定界面类型
在做工作设计时，应该检查任务流程以确认不 会出现任务过载。 – 如果同时有多个任务需要用户给予注意，往 往由于命令的时间冲突而使用户陷入困境， 结果出现任务过载。 – 即使任务流程计划的很好，但由于错误和一 些意料之外的事情发生，如果错误处理过程 计划的不完全、无条理，也会出现任务过载。
GIS软件工程的总体设计-课件 (二)
GIS软件工程的总体设计-课件 (二)
1. GIS软件工程的总体设计需要考虑到系统的功能需求，包括数据管理、地图展示、空间分析等。
2. 在GIS软件工程的总体设计中，需要考虑到系统的数据源，包括地图数据、卫星影像数据、传感器数据等。
3. GIS软件工程的总体设计需要考虑到系统的用户需求，包括不同用户的使用习惯、需求差异等。
4. 在GIS软件工程的总体设计中，需要考虑到系统的安全性，包括数据的保密性、系统的防护能力等。
5. GIS软件工程的总体设计需要考虑到系统的可扩展性，包括支持新的数据源、新的功能模块等。
6. 在GIS软件工程的总体设计中，需要考虑到系统的性能需求，包括数据处理速度、系统响应时间等。
7. GIS软件工程的总体设计需要考虑到系统的可维护性，包括代码的易读性、易维护性等。
8. 在GIS软件工程的总体设计中，需要考虑到系统的用户界面设计，包括界面的美观性、易用性等。
9. GIS软件工程的总体设计需要考虑到系统的可靠性，包括系统的稳定性、容错能力等。
10. 在GIS软件工程的总体设计中，需要考虑到系统的成本效益，包括系统的开发成本、维护成本等。
《GIS概论》课件
02
空间数据结构：描述空间数据的存储方 式
05
空间数据模型与结构的关系：空间数 据模型是空间数据结构的基础，空间 数据结构是空间数据模型的实现方式
03
空间数据模型分类：矢量模型、栅格模 型、混合模型等
空间关系与空间分析
空间分析：对空间数据进行 分析，如距离、方向、面积、 体积等
空间关系：点、线、面、体 等空间要素之间的关系
THANK YOU
汇报人：PPT
定义：在GIS中，缓冲区分析是指根据一定的距离或范围，对空间数据进行分析，生成缓冲区。 应用：缓冲区分析广泛应用于城市规划、环境评估、交通规划等领域。 原理：缓冲区分析基于一定的距离或范围，对空间数据进行分析，生成缓冲区。 步骤：选择数据源、设置缓冲区参数、生成缓冲区、分析缓冲区。
叠置分析
概念：将不同来 源的数据进行叠 加，分析其空间 关系
《GIS概论》PPT课件
汇报人：PPT
单击输入目录标题 地理信息系统概述 地理信息系统基础知识 地理信息系统数据处理 地理信息系统空间分析 地理信息系统可视化表达
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地理信息系统概述
GIS的定义与功能
• GIS定义：地理信息系统，是一种用于管理、分析和显示地理数据的计算机系统。
• GIS功能： - 数据管理：存储、查询、更新地理数据 - 分析功能：空间分析、网络 分析、统计分析等 - 显示功能：地图制作、三维可视化等 - 应用领域：城市规划、 交通管理、环境监测、灾害预警等
地理信息系统可视化表达
地图符号与标注
地图符号：用于表示地理要素 的图形符号，如点、线、面等
标注：在地图上对地理要素进 行文字说明，如地名、河流名 等
符号设计：根据地理要素的特 点和用途进行设计，如颜色、 形状、大小等
GIS系统设计及应用PPT课件
道路剖面图
第4页/共221页
用户通过GIS的客户端软件，可直接对数据库进行查询、显示、统计、制 图及运行空间分析。
道路拓宽工程拆迁分析
第5页/共221页
土地能力和适用性分析
第6页/共221页街区信息查询第7页 Nhomakorabea共221页
建筑设计与管理
第8页/共221页
污染物泄漏扩散分析
第9页/共221页
第59页/共221页
4.5专业模型分析处理系统
• 地学模型设计 • 地理信息系统分析模型 • 空间分析函数 • 专业模型库 • 综合评价模型
第60页/共221页
4.6空间信息输出系统
• 屏幕制图显示 • 打印制图输出系统 • 矢量绘图输出系统 • 属性数据制表输出
第61页/共221页
4.7用户界面设计
第64页/共221页
设计模式四个基本部分
• 1）模式名称：描述一个设计问题、它的解法和后果； • 2）问题：告诉什么时候要使用该设计模式，解释问题及其背景； • 3）解决方案：描述设计的基本要素、它们的关系、各自的任务
以及相互之间的合作； • 4）后果：描述应用设计模式之后的结果和权衡。
第65页/共221页
第49页/共221页
4.1系统总体设计
• 主要侧重于： • 需求与可行性分析 • 总体结构描述 • 软、硬件选配（包括恰当的GIS软件） • 数据来源、规范内容确定 • 应用模型和产品输出形式设计 • GIS软件设计 • 系统维护与评价
第50页/共221页
4.1.1系统需求与可行性分析
• 系统需求： • 用户情况 • 系统目的和任务 • 信息容量和类型 • 具体功能的清晰描述（模块功能、数据结构） • 用户界面 • 运行的软、硬件环境 • 软件水平和使用周期
《GIS的组成和功能》课件
对地图进行编辑和美化，使其符合 用户需求和审美标准。
地图显示
通过地图显示功能，将地图呈现给 用户，方便用户查看和分析。
2023
PART 03
GIS的应用领域
REPORTING
城市规划与管理
城市规划
GIS可以用于城市规划的各个环节，如空间布局、土地利用、 交通网络等。通过GIS的数据分析和可视化功能，规划师可以 更好地理解城市空间结构和人口分布，从而制定出更合理的 规划方案。
编程接口
数据库软件
如ArcGIS API for JavaScript、Python等 ，提供开发人员创建自定义GIS应用的工具 。
如PostGIS、SQL Server等，用于存储和管 理空间数据。
空间数据
01
02
03
04
矢量数据
包括点、线、面等几何对象， 用于表示地理要素的几何位置
和形状。
栅格数据
用于存储空间数据和GIS 软件，如硬盘、光盘、
磁带等。
用于将GIS的分析结果输 出，如打印机、绘图仪
等。
用于实现GIS数据的传输 和共享，如路由器、交
换机等。
软件
桌面GIS软件
服务器端软件
如ArcGIS、QGIS等，提供地图查看、编辑 和分析功能。
如ArcGIS Server、GeoServer等，提供地 图服务的发布和管理功能。
城市管理
GIS可以帮助城市管理者更好地管理城市资源，如公共设施、 园林绿地、道路交通等。通过GIS的数据分析和空间查询功能 ，管理者可以更好地掌握城市运行状况，提高城市管理效率 。
土地资源管理
土地调查
GIS可以用于土地资源的调查和评 估，通过GIS的数据采集和分析功 能，可以快速准确地获取土地信 息。
地图显示
通过地图显示功能，将地图呈现给 用户，方便用户查看和分析。
2023
PART 03
GIS的应用领域
REPORTING
城市规划与管理
城市规划
GIS可以用于城市规划的各个环节，如空间布局、土地利用、 交通网络等。通过GIS的数据分析和可视化功能，规划师可以 更好地理解城市空间结构和人口分布，从而制定出更合理的 规划方案。
编程接口
数据库软件
如ArcGIS API for JavaScript、Python等 ，提供开发人员创建自定义GIS应用的工具 。
如PostGIS、SQL Server等，用于存储和管 理空间数据。
空间数据
01
02
03
04
矢量数据
包括点、线、面等几何对象， 用于表示地理要素的几何位置
和形状。
栅格数据
用于存储空间数据和GIS 软件，如硬盘、光盘、
磁带等。
用于将GIS的分析结果输 出，如打印机、绘图仪
等。
用于实现GIS数据的传输 和共享，如路由器、交
换机等。
软件
桌面GIS软件
服务器端软件
如ArcGIS、QGIS等，提供地图查看、编辑 和分析功能。
如ArcGIS Server、GeoServer等，提供地 图服务的发布和管理功能。
城市管理
GIS可以帮助城市管理者更好地管理城市资源，如公共设施、 园林绿地、道路交通等。通过GIS的数据分析和空间查询功能 ，管理者可以更好地掌握城市运行状况，提高城市管理效率 。
土地资源管理
土地调查
GIS可以用于土地资源的调查和评 估，通过GIS的数据采集和分析功 能，可以快速准确地获取土地信 息。
GIS概念及应用 ppt课件
ppt课件
2
课程导入
如何为一公 园选择合理 位置？
要 求
依山傍水； 交通方便； 较安 静……
条件1
方案1 条件2
方案2
现实世界
获取
地形信息
+
水系信息
+
道路信息
+
植被信息等
处理、分 析空间分
析 算法
存储
空间 数据库
ppt课件
3
第1章：概论
GIS的基本概念、特点和分类 GIS的组成与功能 GIS与相关学科的关系 GIS的应用模式及应用领域 GIS研究内容 GIS的发展概况 GIS常用软件简介
软件工程 数据库技术 计算机辅助设计 计算机图形学 专家系统
ppt课件
31
第5节：系统的应用模式（单机式）
ppt课件
32
系统的应用模式（局域网模式） 输 出 用户组1 …… 用户组n
Intranet
GIS中央 数据库与网管
输入
ppt课件
33
系统的应用模式（广域网模式）
输入
GIS中央 数据库 （服务器）
系
系
统
统
硬软 件件
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12
计算机硬件系统
GPS
全站仪
解析和数字 摄影测量仪器
全数字摄影 测量工作站
遥感与遥感 图象处理系统
磁带机 光盘机 活动硬盘 硬盘阵列
专用设备
存储设备
输入设备
处理设备
输出设备
数字化仪 扫描仪
键盘、鼠标
常规设备
服务器 工作站
ppt课件
绘图仪 打印机
终端
13
计算机软件系统
第三章 GIS总体设计3.4-3.5
• 逻辑：如何实现功能
• 状态：模块调用或被调用的关系
3.4 总体模块设计
软件结构：即由模块组成的层次系统； 应该把模块组织成良好的层次系统，顶层模块调用它的下 层模块以实现程序的完整功能，每个下层模块再调用更下 层 的 模 块 ， 从 而 完 成 程 序 个子功能，最下层的模块完成最具体的功能。 的 一
3.5 应用模型设计
目前地理信息系统技术的推广应用遇到的困难：
• 地理信息系统知识没有为许多用户掌握；
• 缺乏足够的专题分析模型。
最重要的因素在于地理信息系统是否具有实用价值，
实用性则必须依靠正确地应用专题分析模型。
3.5 应用模型设计
3.5.2 应用模型作用
正确地应用专题分析模型，可决定地理信息系统的实用价值 • 应用模型是联系GIS应用系统与常规专业研究的纽带
定性方法也能发挥一定作用。
• 应用模型是GIS应用系统向更高技术水平发展的基础
大量模型的发展和应用，实际上集中和验证了该应用领域中许多专家
的经验和知识，无疑是一般GIS应用系统向专家系统发展的基础。
3.5 应用模型设计
• 应用模型有利于信息交流
模型是表达思维对自然界认识的工具，因此应用型地理信息系统的各
（AHP）、专家打分法、确定模糊隶属度等方法。形式和参数确定后， 分析模型可在应用中完善。
3.5 应用模型设计
3.5.1 应用模型特点 3.5.2 应用模型作用
3.5.3 应用模型分类
3.5.4 模型建立方法
3.5 应用模型设计
3.5.1 应用模型特点
GIS中的应用模型除了具有数学模型的一般特征外，还 有一些突出的特点： • 空间性 • 动态性 • 多元性 • 复杂性 • 综合性
GIS地理信息系统 ppt课件
主要的输入方式为，键盘输入、 数字化仪和扫描仪输入等。
13
GIS数据获取
属性数据
属性数据指的是存放地理信息的 元素自身特性的数据，常储存与与 GIS联合使用的商用数据库中 （Oracle、Sybase等）。
主要的输入方式为键盘输入。
14
GIS数据获取
现代遥感（RS）和全球卫星定位（GPS） 技术为GIS提供了丰富的数据来源。
D
数据输出与显示
10
GIS数据获取
GIS的数据获取： 包括数据的采集与输入，即是将系统外
部的原始数据传输到系统内部，并将外部数 据的格式转变为系统内部能够识别和处理的 格式存储与系统的地理数据库中。
11
GIS数据获取
数据分类
空间数据
属性数据
12
GIS数据获取
空间数据
空间数据指的是在二维或三维坐 标下，以一种拓扑结构来描述物理位 置及逻辑连接，针对真实的地理信息。
GIS在发电中的应用
在发电（厂）中的应用：主要包括两个方面。
（1）实现类似MIS（管理信息系统）的功能。
通过GIS建立统高效的信息网络，能够及时、准 确地收集、传输、处理和反馈各项生产、经营、管理 过程中产生的信息，实现发电企业范围内的数据共享， 为生产运行、经营管理提供现代化管理手段和科学辅 助决策支持。如人事管理、设备管理、资产管理、生 产计划管理、生产统计管理、综合统计分析管理等。
GIS数据处理与分析
GIS数据分析的核心内容是空间分析
是指根据确定的应用分析模型，通过对空间图形 数据的拓扑运算及空间、非空间属性数据的联合运算 等各种操作运算来分析一定区域的各种现象，以获得 更有效的数据或某一特定问题的解决方案。
这是GIS与一般计算机辅助设计（CAD）和绘 图系统（CAC）功能的主要区别所在。
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GIS数据获取
属性数据
属性数据指的是存放地理信息的 元素自身特性的数据，常储存与与 GIS联合使用的商用数据库中 （Oracle、Sybase等）。
主要的输入方式为键盘输入。
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GIS数据获取
现代遥感（RS）和全球卫星定位（GPS） 技术为GIS提供了丰富的数据来源。
D
数据输出与显示
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GIS数据获取
GIS的数据获取： 包括数据的采集与输入，即是将系统外
部的原始数据传输到系统内部，并将外部数 据的格式转变为系统内部能够识别和处理的 格式存储与系统的地理数据库中。
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GIS数据获取
数据分类
空间数据
属性数据
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GIS数据获取
空间数据
空间数据指的是在二维或三维坐 标下，以一种拓扑结构来描述物理位 置及逻辑连接，针对真实的地理信息。
GIS在发电中的应用
在发电（厂）中的应用：主要包括两个方面。
（1）实现类似MIS（管理信息系统）的功能。
通过GIS建立统高效的信息网络，能够及时、准 确地收集、传输、处理和反馈各项生产、经营、管理 过程中产生的信息，实现发电企业范围内的数据共享， 为生产运行、经营管理提供现代化管理手段和科学辅 助决策支持。如人事管理、设备管理、资产管理、生 产计划管理、生产统计管理、综合统计分析管理等。
GIS数据处理与分析
GIS数据分析的核心内容是空间分析
是指根据确定的应用分析模型，通过对空间图形 数据的拓扑运算及空间、非空间属性数据的联合运算 等各种操作运算来分析一定区域的各种现象，以获得 更有效的数据或某一特定问题的解决方案。
这是GIS与一般计算机辅助设计（CAD）和绘 图系统（CAC）功能的主要区别所在。
GIS系列PPT演示文稿
继二维可视化研究后，进一步发展为对地学等值面(如数字 高程模型)的三维图形显示技术的研究，它是通过三维到二维的坐标转换、隐藏线、面消除、阴影处理、光照模型等技术，把三维空间数据投影显示在二维屏幕上。由于对地学数据场的表达是二维的，而不是真三维实体空间关系的描述，因此属于2.5维可视化。
GIS可视化
地学可视化
地学可视化
地图可视化 地理可视化 GIS可视化
地图可视化
地理可视化
GIS可视化
20世纪60年代发展起来的基于计算机的地理信息系统开始形成时，就利用计算机图形软硬件技术，把地理空间数据的图形显示与分析作为基本的不可缺少的功能，GIS可视化要早于科学计算可视化的提出。GIS可视化早期受限于计算机二维图形软硬件显示技术的发展，大量的研究放在图形显示的算法上，如画线、颜色设计、选择符号填充、图形打印等。
胶片拷贝机
光栅
较高
可将屏幕图形复制至胶片上，用于制作幻灯片或正胶片。
地理信息系统输出产品类型
地图 图像 统计表 三维多媒体虚拟现实
计算机地图制图与GIS
计算机地图制图是GIS采集、贮存、处理 空间数据的有力工具和手段。严格地讲，计算机地图制图是以传统的地图制图原理为基础，利用电子计算机及其连结的输入、输出装置作为主要工具，采用数据库技术和图形数字处理方法，实现地图信息的获取、变换、传输、识别、存贮、处理、显示和绘图输出。它是一门正在迅速发展的应用技术学科，计算机地图制图又称机助制图。
OpenGIS
OpenGIS的目标是，制定一个规范，使得应用系统开发者可以在单一的环境和单一的工作流中，使用分布于网上的任何地理数据和地理处理。它致力于消除地理信息应用（如地理信息系统，遥感，土地信息系统，自动制图/设施管理(AM/FM)系统）之间以及地理应用与其它信息技术应用之间的藩篱，建立一个无“边界”的、分布的、基于构件的地理数据互操作环境，与传统的地理信息处理技术相比，基于该规范的GIS软件将具有很好的可扩展性、可升级性、可移植性、开放性、互操作性和易用性。
GIS可视化
地学可视化
地学可视化
地图可视化 地理可视化 GIS可视化
地图可视化
地理可视化
GIS可视化
20世纪60年代发展起来的基于计算机的地理信息系统开始形成时，就利用计算机图形软硬件技术，把地理空间数据的图形显示与分析作为基本的不可缺少的功能，GIS可视化要早于科学计算可视化的提出。GIS可视化早期受限于计算机二维图形软硬件显示技术的发展，大量的研究放在图形显示的算法上，如画线、颜色设计、选择符号填充、图形打印等。
胶片拷贝机
光栅
较高
可将屏幕图形复制至胶片上，用于制作幻灯片或正胶片。
地理信息系统输出产品类型
地图 图像 统计表 三维多媒体虚拟现实
计算机地图制图与GIS
计算机地图制图是GIS采集、贮存、处理 空间数据的有力工具和手段。严格地讲，计算机地图制图是以传统的地图制图原理为基础，利用电子计算机及其连结的输入、输出装置作为主要工具，采用数据库技术和图形数字处理方法，实现地图信息的获取、变换、传输、识别、存贮、处理、显示和绘图输出。它是一门正在迅速发展的应用技术学科，计算机地图制图又称机助制图。
OpenGIS
OpenGIS的目标是，制定一个规范，使得应用系统开发者可以在单一的环境和单一的工作流中，使用分布于网上的任何地理数据和地理处理。它致力于消除地理信息应用（如地理信息系统，遥感，土地信息系统，自动制图/设施管理(AM/FM)系统）之间以及地理应用与其它信息技术应用之间的藩篱，建立一个无“边界”的、分布的、基于构件的地理数据互操作环境，与传统的地理信息处理技术相比，基于该规范的GIS软件将具有很好的可扩展性、可升级性、可移植性、开放性、互操作性和易用性。
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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。
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
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；
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
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）
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
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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
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。
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DB
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小型机
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
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。
LOGO
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
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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
（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。
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DB 数据库访问协议
DB
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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
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
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。）
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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。
统目标，确定系统输入、输出内容、格式和方式） 模块处理过程设计（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
型
（3）只限于局域网，不具备基于Web的集
成能力。
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体 系 结 构 的 类 型
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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。
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。
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。
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GIS总体设计
总 体 设 计
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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
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；
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
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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
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。
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3.3 体系结构设计
1、单机结构（面向过程的体系结构）
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
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
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
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。
LOGO
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
（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
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
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
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。
统目标，确定系统输入、输出内容、格式和方式） 模块处理过程设计（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
型
（3）只限于局域网，不具备基于Web的集
成能力。
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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。