第7章地理信息系統的設計與評價內容：第一節GIS設計概述第二節GIS的設計第三節GIS的標準化第四節GIS的評價第一節

GIS設計概述一、系統設計的目的地理信息系統工具型應用型應用型GIS：在工具型或基礎地理信息系統基礎上，經過二次開發，建成滿足專門用戶的、解決實際問題的地理信息系統。特點：具有特定的用戶和應用目的；具有為專門需要而開發的空間數據庫和應用模型；繼承工具型GIS開發平臺提供的；

二、結構化設計模式

采用結構化分析和設計原理，自上而下，劃分模塊，逐步求精。模塊劃分：主功能模塊子模塊1子模塊2子模塊n………………三、系統設計流程（大致分為四個階段）生命周期設計法以上四個階段構成系統的生命周期。照此順序分階段開發的方法稱為生命周期設計法。雖然便于開發的組織管理，但缺點：（1）開發周期長；（2）效果的可見性差；（3）來自用戶的反饋遲緩；（4）不便于把握用戶需求的變化。原型化設計法1）設計思想：系統建設初期，生成一個實實在在的系統原型；然后交用戶使用，聽取意見；根據反饋信息修正原型，再提交用戶……直至形成用戶滿意的應用系統。2）特點：直接創建用戶看得見的樣板系統，便于試用和提出意見；對于復雜和具有不確定性的系統有較強的適應性第二節GIS的設計一、系統分析對用戶進行需求調查與可行性分析，最后提出系統的目標和結構方案。1、用戶需求調查：用戶對系統功能的要求和信息需求。Who，誰使用該系統，組織機構，人員分工，業務流程…What，做什么用，需要什么功能，要解決哪些問題，需要哪些設備和數據Why，為什么要具有這些功能，功能、效率、效益怎樣？Where,資源從哪獲取，能否得到保證…Quality，數據精度，運行速度，安全機制…2.用戶調查方式：訪問、座談等。事先擬定提綱：功能，數據，應用范圍，業務范圍，工作流程，部門聯系…事后撰寫調查報告：并從技術、社會、經濟方面進行可行性分析。二、系統設計1.總體設計（邏輯設計）根據系統目標規劃系統的規模系各個組成部分，最后撰寫總體設計方案供論證審批。（1）用戶需求：（2）系統目標：（3）總體結構：（4）系統配置：（5）數據庫設計確定空間數據及屬性數據的管理模式、數據結構、數據庫管理系統及數據分類等。（6）系統功能主要依靠基礎GIS提供的基本功能來開發和實現。（7）經費和管理擬定系統開發計劃、系統管理措施、經費概預算。2.詳細設計（實際設計）根據總體設計確定的目標和階段開發計劃，結合硬件、軟件和規范標準，進行子系統和數據庫的詳細設計，具體指導開發。（1）子系統設計：（2）數據庫設計：（3）功能模塊設計：（4）用戶界面設計：三、系統實施按照詳細設計，分步驟、分階段完成系統開發的過程。

（1）硬、軟件的引進與調試（2）系統數據庫的建立數據源，數據采集方法，編輯，質量控制，建立數據庫實體。（3）應用系統開發二次開發：利用開發語言建立用戶界面、應用模塊、圖形符號庫，編寫用戶手冊。（4)系統測試與聯調單個模塊測試組裝后，進行聯調與測試。（5）系統驗收與鑒定

文檔、軟件、數據庫等。四、系統運行與維護系統運行：調試驗收后交用戶使用；系統維護：保證系統正常運行采取的一切措施。一、地理信息標準化的內容統一的名詞術語內涵；統一的數據采集原則；統一的空間定位框架；統一的數據分類標準；統一的數據編碼系統；統一的數據組織結構；統一的數據記錄格式；統一的數據質量含義。第三節地理信息的標準化二、地理信息標準化的制定國際標準化組織:

ISO/TC211:國際標準化組織TC211專題組

FGDC:美國聯邦地理數據委員會

CEN/TC287:歐洲標準化委員會

OGC:美國openGIS協會

MEGRIN:歐洲地圖事務組織

CGSD:加拿大標準委員會全國基礎地理信息標準化技術委員會：國家質量技術監督局國家測繪局第四節

GIS的評價從技術、經濟兩方面，與預期目標的比較，看是否達到設計時的預定要求。（1）系統效率及時提供有用信息，精度，是否方便，資源使用效率….（2）可靠性穩定性及易修復性（3）可擴展性不影響整體結構即可增加模塊，留有接口。（4）可移植性不僅在一種機器上使用，能在其他型號的機器上使用。即必須遵守國家規范標準。（5）系統的效益經濟效益和社會效益兼顧。第8章地理信息系統產品的輸出設計第一節地理信息系統產品的輸出形式第二節地理信息系統圖形輸出系統設計第一節地理信息系統產品的輸出形式一、產品分類（一）按輸出載體類型：常規地圖、數字地圖數字地圖的優點：信息存儲量大、體積小，易攜帶；借助高分辨率的顯示器實現地圖顯示，可實現無級縮放、漫游、動態選擇、查詢和量算；與遙感信息結合，實現地圖快速更新，便于多層次信息的綜合表現與分析。

（二）按輸出的內容和形式分為：全要素地形圖；各類專題地圖；遙感影像地圖；統計圖表與數據報表。二、各種地圖圖型實例

定點符號法專題圖專題地圖質別底色法舉例專題地圖分區圖表法舉例專題地圖點值法舉例統計圖表舉例數字地圖舉例一、基本理論1.圖形坐標系（1）地表的世界坐標系與大地坐標系世界坐標系（用戶坐標系）：由用戶自己選定，圖形輸入、輸出都是用此坐標系。我國大于1：50萬地形圖選用高斯-克呂格投影坐標系；個別地區的局部坐標系。第二節地理信息系統圖形輸出系統設計大地坐標系：大地原點，一般由國家或地區選定，采用天文測量方法決定經緯度。目前“1954北京坐標系”與“1980大地坐標系”并存。（2）輸出設備的物理坐標系設備坐標系是物理設備的輸入輸出（I/O）空間。因此，設備坐標系又稱為物理坐標系。2、顏色模型與顏色空間用于彩色監視器的RGB模型，用于印刷設備的CMY模型，用于廣播電視彩色的YIQ模型等。（1）RGB模型。RGB三種原色（疊加性）匹配可產生混合色，這樣的顏色子空間構成RGB立方體模型:（2）CMY模型青色（C）、品紅（M）、黃色（Y）是紅、綠、藍的補色，又是顏料的三原色。CMY模型與RGB模型的關系：綠青藍品紅黑黃減藍減綠減紅顏色模型與顏色空間舉例3.GIS圖形數據結構與數據庫（1）矢量數據結構點狀要素：由表示其幾何位置的坐標對（X，Y）表示；線狀要素：坐標串；面狀要素：首尾相連的坐標串或多個坐標串（邊集）；符號和文字：幾何位置由幾何中心的坐標表示。（2）柵格圖像數據結構每個元素用行、列唯一地標識。易于與圖像數據混合處理形成應用。要求：有效的逼近對象的分布特征；最大限度壓縮數據量；數據提取和分析的邏輯單位為數據串。專題圖的符號系統舉例點符號線符號面符號二、輸出的幾何變換目的：實現從用戶坐標系到熒屏坐標系的變換，顯示輸出。1.二維圖形變換（1）比例變換（2）旋轉變換（3）平移變換（4）鏡像變換（5）觀察變換2.三維圖形變換（1）比例變換（2）平移變換（3）旋轉變換（4）平行投影變換（5）透視投影變換3.地圖投影變換常用投影變換方法：解析變換法；數值變換法；數值-解析