GIS设计与实现

GIS设计与实现

GIS构成由4个基本要素构成：硬件、软件、数据、人员

一硬件计算机硬件环境包括从GIS数据采集

到数据处理乃至数据输出所涉及到的所有硬件

设备

➢数据采集、输入设备

•采集设备包括测绘仪器和遥感设备

•输入设备包括数字化仪、扫描仪以

及计算机的输入设备

➢数据存储和处理设备

•存储设备包括磁盘、磁带机等磁存

储介质以及一些光存储介质

•处理设备包括计算机、图像处理器、

网络设备等

➢输出设备

•输出设备通常是标准的计算机外围

设备，如打印机、绘图仪

•还可以通过计算机显示器或是外接

的高分辨率显示装置（如投影仪等）

进行输出

二软件

➢GIS软件可以分为工具型软件和应用型软件

➢

➢矢量数据结构

➢不规则三角网（TIN）

•属性数据是表征空间实体属性信息的数

据，一般用关系型数据库进行管理

四人员

➢人员是GIS的重要构成因素

➢人员在GIS中

•对GIS软件进行开发、维护和升级

•对GIS数据进行搜集、入库和管理

•应用GIS进行生产生活实践，实现GIS

的价值

GIS用户：GIS最终用户、GIS专业人士、GIS开发商/系统集成商

GIS设计特点

➢GIS处理的是空间数据，具有数据量庞大、实体种类繁多、实体间的关联复杂等特点➢GIS设计以空间数据位驱动

➢GIS工程投资大、周期长、风险大、涉及部门繁多。

GIS工程学体系主要由任务、基础理论和方法论三方面组成

➢任务

•运用系统论的理论和方法，实现GIS工

程的最优设计、最优管理和最优运行，

以求得系统总体最优化

➢基础理论

•系统学

•地理信息科学

•系统工程学

•……

➢方法论

•根据理论形成的一系列程序化的基本操

作技术与方法

地理信息科学

➢地理信息科学

•1992年GoodChild首次提出

•研究地理信息的本质特征与运动规律

•被划分为三个层次

➢地理信息科学被划分为三个层次

•理论地理信息科学

•技术地理信息科学

•应用地理信息科学

信息资源共享

要实现地理信息资源共享，必须具备三个基本条件：

➢数据资源的储备

➢要有技术支撑系统的保障

➢共享规则的制订、被广泛采纳和遵循，主要包含标准、规范、政策和相关法律。

GIS设计方法

➢结构化生命周期法

➢原型法

➢面向对象设计方法

结构化生命周期法根据其系统开发思想的不同又可以划分为两种类型

➢自顶向下方法

➢自底向上方法

原型法开发信息系统包括以下几个阶段：

➢确定用户的基本需求

➢开发初始原型

➢利用原型来提炼用户需求

➢修正和改进原型

原型的种类及构造方法

➢原型从本质上可分为两种类型：

丢弃型原型和进化型原型

➢从应用目的和场合出发又可分为三种类型：研究型原型；试验型原型；进化型原型

➢研究和试验型原型被认为是丢弃型，因为当真正的系统实现后，这些原型就会被丢弃。➢在进化型原型中，原型将进化成最终产品，实际上，原型已变成了最终系统。

原型构造方法研究型原型构造方法、试验型原型构造方法、进化型原型构造方法

面向对象设计方法

面向对象设计方法的主要类型

➢面向对象建模技术（简称OMT）

➢统一建模语言（简称UML）

OMT采用对象模型、动态模型和功能模型等来描述一个系统。

系统功能与性能分析

常用的方法有如下三种：

➢GIS结构化分析方法

➢GIS面向对象分析方法

➢GIS快速原型化分析方法

GIS结构化分析方法采用自顶向下、逐层分解的系统分析方法来定义GIS系统的需求。

GIS面向对象分析方法通过自底向上提取对象并进行对象的组合来实现系统功能和性能分析。

GIS快速原型化分析方法是在系统分析员和系统用户之间交流的一种工具方法，用来明确用户对GIS系统功能和性能的要求。

系统目标分析

从以下方面着手：

➢进行用户类型分析

➢对现行系统进行调查分析

➢明确系统服务对象

➢用户研究领域现状调查

系统可行性研究

主要包括以下4个部分

➢数据源调查与评估

➢技术可行性评估

➢经济和社会效益分析

➢系统开发与运行环境评价

系统分析工具

（一）GIS数据流模型

◇一般采用数据流图（Data Flow Diagram，

简称DFD）来表示。

◇GIS数据流图的基本成分：加工、外部实体、数据流、数据存储文件及基本成分备注

◇按分层的思想将GIS数据流图划分为顶层DFD、中间层DFD、底层DFD三种。

（二）GIS数据字典

◇数据字典（Data Dictionary ，简称DD）是关于数据信息的集合。

◇数据字典最重要的用途是作为分析阶段的工具。

◇数据字典和数据流图一起构成信息系统的逻辑模型。

◇数据字典的组成：1、数据项2、数据结构3、数据流4、数据存储5、处理过程

◇实现数据字典的方法：全人工过程、全自动过程和混合过程。

（三）加工逻辑说明

加工逻辑说明的表达方法

➢结构化英语

➢判定表

判定表包括四个要素：基本条件、基本操作、条件项、操作项。