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第一讲 地理信息系统应用概论GIS设计与开发试验GIS设计与开发实验Why？What？How?学习目标? 了解GIS研制过程? 掌握GIS设计步骤? 了解GIS的评价过程? 认识GIS标准化的意义? 掌握信息技术的标准和规范重点： GIS设计步骤、GIS的评价过程GIS基础信息与数据地理信息与地理数据信息系统与地理信息系统地理信息系统包括什么地理信息系统是什么什么是地理信息应用系统地理信息系统的应用举例如何实现相关学科 昨天，今天，明天地理信息系统的功能数据的采集与编辑数据处理数据的存储与组织空间查询与分析地理信息系统设计的基本思想和要求地理信息系统以数字世界表示自然世界，具有完备的空间特征，可以存贮和处理不同发展时期的大量地理数据，并具有极强的空间系统综合分析能力，是服务于地理科学研究和应用的新技术，是地理学现代化的重要手段。 GIS的开发设计不仅有其既定的目标，而且有其阶段性。 GIS开发研究的四个阶段系统分析系统设计系统实施系 统 维 护 及 评 价GIS的研制过程地理信息系统设计要满足的三个基本要求加强系统的实用性加强系统的实用性加强系统的实用性降低系统开发和应用的成本降低系统开发和应用的成本降低系统开发和应用的成本提高系统的生命周期提高系统的生命周期结构化----有组织,有计划,有规律的一种安排. 利用一般系统工程分析法和有关结构概念,把它们应用于地理信息系统的设计,采用自上而下划分模块,逐步求精的系统的分析方法。结构化系统分析方法----系统设计要根据设计原理,采用结构化分析方法1.系统的观点结构化的基本思想2.调研的观点3.结构化的观点4.面向用户的观点1.系统的观点： 首先要从总体出发，考虑全局的问题， 然后再自上而下，一层一层的完成系统的研制，这是结构化的思想核心。2.调研的原则： 只有先进行调查研究，了解用户的需求，掌握必要的数据，才能进行系统分析,做出合理的设计。 调查研究是地理信息系统设计的基本原则。3.结构化的方法: 在地理信息系统的逻辑设计中,要用到结构化的方法,包括: 分析信息流程,绘制数据流程图； 根据数据的规范,编制数据字典; 根据概念结构的设计,确定数据文件的逻辑结构; 选择系统执行的结构化语言,以及采用控制结构作为地理信息系统的设计工具等,还包括系统结构上的变化和功能上的改变。4.面向用户的观点: 地理信息系统类型的选择,很大程度上取决于使用部门的工作性质、工作领域以及该领域内的应用范围和应用期限。 另外,用户的技术选择,用户的财力和人力的费用等,都是设计地理信息系统适应考虑的内容。 二、地理信息系统设计的步骤 地理信息系统的设计： 首先需要进行大量仔细的调查工作和准备工作，其中包括了解和掌握有关部门已做了些什么，有什么文献可供参考等。 在获取大量可供使用的资料并明确系统目标的基础上，从系统观点出发，对地理事物进行分析和综合，然后才是系统的设计，具体步骤如下: 1. 系统分析 系统分析就是要解决“做什么”的问题，它的核心是对地理信息系统进行逻辑分析，解决需求功能的逻辑关系及数据支持系统的结构，以及数据与功能之间的关系。 系统分析包括：需求分析可行性分析业务调查逻辑设计 需求分析：就是在明确用户的基础上，调查并分析用户在目前和将来发展业务上需要些什么信息，以及完成该项专业活动所需的数据、采用的处理手段、进行的实践活动和他们的设想和建议。 以此来确定系统的目的和范围、系统的运行周期、成果形式以及系统应具有的效率和水平。 可行性分析：是从社会、经济和技术三方面对需求和约束条件进行分析，确定项目开展的必要性和可能性。包括： ①效益分析； ②经费预算； ③进度预测； ④技术水平的支持能力； ⑤有关部门的支持程度； ⑥数据的可靠性和精度； ⑦系统的兼容性等。 业务调查：主要是查看掌握数据的情况。分析研究什么样的数据能变换成所需要的信息，然后对现有的数据形式、精度、流通程度等做进一步分析，还要在分析数据内容形式和处理方法之后，找出需要改进的地方。 系统逻辑设计：是系统和使用者之间相互“理解”，系统设计者与使用者沟通，即使用者要明确如何发出指令，使系统完成特定的任务，系统需要能够解释使用者发出指令的意义以及完成正确指令的正确操作。 这就需要建立一套独立于系统物理结构和计算机之上的逻辑规则，使用者基于这种逻辑规则组织自己的应用问题和分析模型，这些规则的建立就是地理信息系统的逻辑设计，包括： 数据模型 基本操作 地图集合逻辑等。2. 系统设计 系统设计就是将分析阶段提出的逻辑模型转化为物理模型，其设计的内容随系统的目标、数据的性质和系统环境的不同而有很大的差异。 首先应根据系统研制的目标，确定系统必须具备的空间操作功能； 其次是将数据分类和编码，完成空间数据的存贮和管理； 最后是系统的建模和产品的输出。