第七章地理信息系统设计与评价修改

1、第七章地理信息系统设计与评价修 改 教学内容：教学内容： 系统设计的目的，系统设计的流程，地理信息标准系统设计的目的，系统设计的流程，地理信息标准 化的内容、作用，地理信息系统评价化的内容、作用，地理信息系统评价 。 重点难点重点难点： 系统设计的流程；系统评价系统设计的流程；系统评价。 学习要求：学习要求： 1 1、了解系统设计的目的；、了解系统设计的目的； 2 2、掌握系统设计的流程；、掌握系统设计的流程； 3 3、理解地理信息标准化的内容、作用；、理解地理信息标准化的内容、作用； 4 4、掌握对地理信息系统进行评价的几个方面。、掌握对地理信息系统进行评价的几个方面。 第七章第七章 地理信

2、息系统的设计与评价地理信息系统的设计与评价 第七章地理信息系统设计与评价修 改 地理信息系统，按其功能和内容，可以分为基础型地理信息系统，按其功能和内容，可以分为基础型 地理信息系统和应用型地理信息系统。这里的系统设计地理信息系统和应用型地理信息系统。这里的系统设计 是指应用型地理信息系统的设计。是指应用型地理信息系统的设计。 所谓应用型地理信息系统，是指在基础型地理信息所谓应用型地理信息系统，是指在基础型地理信息 系统的基础上，经过二次开发，建成满足专门用户解决系统的基础上，经过二次开发，建成满足专门用户解决 一类或多类实际问题的地理信息系统。因此，应用型地一类或多类实际问题的地理信息系统。

3、因此，应用型地 理信息系统的主要特点是，它具有特定的用户和应用目理信息系统的主要特点是，它具有特定的用户和应用目 的，具有为满足用户专门需求而开发的地理空间实体数的，具有为满足用户专门需求而开发的地理空间实体数 据库和应用模型，它继承基础型地理信息系统开发平台据库和应用模型，它继承基础型地理信息系统开发平台 提供的大部分功能和软件，以及具有专门开发的用户应提供的大部分功能和软件，以及具有专门开发的用户应 用界面等。用界面等。 第七章第七章 地理信息系统的设计与评价地理信息系统的设计与评价 第七章地理信息系统设计与评价修 改 第一节 应用型GIS设计概述 第二节 GIS设计 第三节 地理信息标准

4、化 第四节 GIS评价 第七章 地理信息系统的设计与评价 第七章地理信息系统设计与评价修 改 一、系统设计的目的一、系统设计的目的 基础型地理信息系统基础型地理信息系统 基础型地理信息系统是一种通用型GIS，它具有GIS的一般功能和特点， 向用户提供了一个通用的GIS操作平台或开发工具。 基础型基础型GIS设计的侧重点 总体结构和功能设计; 确定软硬件的运行环境和选择合适的开发工具; 系统数据结构设计; 用户界面设计; 各子功能模块设计与系统集成; 程序编制与优化调试。 第一节第一节 应用型应用型GIS设计概述概述 第七章地理信息系统设计与评价修 改 分类分类 空间事物处理系统（空间事物处理系

5、统（STPS, Spatial Transaction Process System ）：通过应用）：通过应用GIS的数据库技术，实现由传统的事的数据库技术，实现由传统的事 务处理向计算机处理的转换，通常在房产、地籍等部门务处理向计算机处理的转换，通常在房产、地籍等部门 有着广泛的应用。有着广泛的应用。 空间管理信息系统（空间管理信息系统（SMIS, Spatial Management Information System ）：实现空间信息管理的高效率、模型开发和空间）：实现空间信息管理的高效率、模型开发和空间 数据的动态更新，其功能不但表现为数据的查询和统计，数据的动态更新，其功能不但表现

6、为数据的查询和统计， 还具有专业模型分析应用等功能，在城市规划、土地利还具有专业模型分析应用等功能，在城市规划、土地利 用、道路交通管理、管网规划管理等领域有广泛的应用。用、道路交通管理、管网规划管理等领域有广泛的应用。 空间决策支持系统（空间决策支持系统（SDSS, Spatial Decision Support System ）：主要用以解决半结构化和非结构化的决策问题，）：主要用以解决半结构化和非结构化的决策问题， 除了需要利用除了需要利用GIS的数据库和空间分析技术，模型库及其的数据库和空间分析技术，模型库及其 管理系统是决策支持系统的核心，在宏观决策、行业发管理系统是决策支持系统的

7、核心，在宏观决策、行业发 展规划等领域具有广泛的应用需求。展规划等领域具有广泛的应用需求。 第七章地理信息系统设计与评价修 改 2. 2. 应用型地理信息系统应用型地理信息系统 应用型GIS实在比较成熟的工具型GIS基础上，根据用户的 需求和目的而设计的一种解决一类或多类实际问题的地理信息 系统，它具有特定的用户和应用目的,具有为满足专门用户专门 需求而开发的地理空间实体数据库和应用模型,它继承工具型地 理信息系统开发平台提供的大部分功能和软件,以及具有专门开 发的用户应用界面。 第一节第一节 应用型应用型GIS设计概述概述 第七章地理信息系统设计与评价修 改 应用型GIS设计的侧重点 1 1

8、）需求分析）需求分析; ; 2 2）总体结构设计）总体结构设计; ; 3 3）软件配置）软件配置, ,包括选择合适的工具型包括选择合适的工具型GISGIS软件软件; ; 4 4）数据来源信息分类规范标准和内容的确定）数据来源信息分类规范标准和内容的确定; 5 5）数据库结构设计）数据库结构设计; ; 6 6）应用方法选择和应用模型设计）应用方法选择和应用模型设计; ; 7 7）用户界面设计）用户界面设计; ; 8 8）数据标准化和数据质量保证等等。）数据标准化和数据质量保证等等。 第一节第一节 应用型应用型GIS设计概述概述 第七章地理信息系统设计与评价修 改 第七章地理信息系统设计与评价修

9、改 二、系统设计的模式二、系统设计的模式 1.1.结构化的系统设计模式 地理信息系统最早的设计模式，是Calkins在1972年由国 际地理学会地理数据收集和处理委员会主持召开的地理数据 处理学术会议上提出来的，后来又经过了几次修改和补充。 这个最早的设计模式称为结构化的系统设计模式，由四个组 成部分构成，见下图。 第一节第一节 应用型应用型GIS设计概述概述 第七章地理信息系统设计与评价修 改 系统设计模式概念框图系统设计模式概念框图 第一节 应用型GIS设计概述 第七章地理信息系统设计与评价修 改 1）通过访问用户，调查用户的需求和数据源，确定系统的目的、要 求和规定； 2）描述和评价与系

10、统设计过程有关的资源和限定因素，例如现有的 硬件、软件和有关的政治和法律因素； 3）说明和评价所拟定的不同系统,这些系统能够满足所规定的要求； 4）对拟定的系统作最后的评价,从中选择一个运行的系统。 系统设计模式下，各阶段的主要任务系统设计模式下，各阶段的主要任务 第一节第一节 应用型应用型GIS设计概述概述 第七章地理信息系统设计与评价修 改 强调对用户的调查和系统功能需求的分析。 在系统设计的各个阶段都要写成有关的文件，以便进行评价， 以及用户要参与系统的设计，以免系统设计的失误。 该设计模式是假定系统的大部分组成（除了硬件以外，包括所 有的软件和数据库）都要由系统设计人员来完成，有时甚至

11、包 括处理空间数据的某个专门的硬件。 系统设计模式的主要特点系统设计模式的主要特点 第一节第一节 应用型应用型GIS设计概述概述 第七章地理信息系统设计与评价修 改 2 2、结构化的系统评价模式 自从结构化的系统设计模式 诞生以来，地理信息系统的 开发已经取得很大的进展。 现在，不但有许多处理空间 数据的重要软件，而且有现 成的系统和空间数据库，因 此对原来的地理信息系统设 计模式有了一定修改，形成 了结构化的系统评价模式， 见图7-2（右）。 结构化的系统评价模式 第一节第一节 应用型应用型GIS设计概述概述 目的与任务 用户对象 用户需要 定义有关概念功能要求和规定 数据获取计划硬件要求性

12、能规定软件要求 数据采集方法数据的选择软件设计 程序设计质量指标 软件测试 数据质量标准 软件和硬件 型号识别 数据测试现有系统测试 软件综合和测试 系统综合和测试 运行和维护 需要和要求 的变化 系统的更变 变 化 控 制 结构化的程序评价模式 第七章地理信息系统设计与评价修 改 结构化的系统评价模式结构化的系统评价模式 强调对现有的各个组成部分（包括硬件、软件和数据库） 进行深入、认真的评价，以研究其满足系统功能的程度，保证 所设计系统的使用可靠，及有效地处理数据和使用周期长等要 求。 结构化的系统评价模式下，各阶段的主要任务结构化的系统评价模式下，各阶段的主要任务 1 1）目的与任务）目

13、的与任务 指出该系统的目的,谁是主要的用户，以及如何使用该系统。 关于任务，要说明所要完成的工作。 第一节第一节 应用型应用型GIS设计概述概述 第七章地理信息系统设计与评价修 改 2)概念的定义 介绍系统的各个主要组成部分，分别按照输入、输出、主要的过程和 数据库，来说明系统的基本结构，包括主要模块、系统开发的主要资源、 主要的限制条件等。 3)功能的要求 具体说明该系统要做什么,对每一种功能要求都要说明。 (1) 输入(来源、数据、频率)； (2) 输出(格式、数据量、用户)； (3) 功能需要的处理步骤； (4) 功能成功的实现所需要的条件； (5) 功能生成的数据。 第一节第一节 应用

14、型应用型GIS设计概述概述 第七章地理信息系统设计与评价修 改 (1)系统的正常操作条件； (2)重点测试,包括最坏情况和极端操作情况； (3)逻辑测试,指检查各种可能的逻辑条件； (4)线路测试。 (5)硬件、软件和数据库测试，是对系统进行总体评价的最后阶段。 4)性能测定 对每个组成部分分别进行测试。具体测试的内容包括： 硬件、软件模块、数据库的质量控制等。 第一节第一节 GIS设计概述概述 第七章地理信息系统设计与评价修 改 1）完整的需求定义和规范说明； 2）综合的质量保证措施和计划； 3）严格的设计过程和管理控制。 3 3、软件工程设计模式、软件工程设计模式 用工程方法来研究软件和进

15、行地理信息系统的设计，以保证系统 的功能标准和质量指标。 “软件工程”的设计方法 主要设计内容主要设计内容 第一节第一节 GIS设计概述概述 第七章地理信息系统设计与评价修 改 三、系统设计的流程系统设计的流程 包括需求分析、应用目的、范围确定、可行性分析、系统总体结构设计、 系统功能分析等； 1.GIS1.GIS设计的主要内容设计的主要内容 (1)(1)系统总体设计：系统总体设计： 数据类型、研究分类体系设计、属性数据模型设计、空间数据模型设计、 图像数据模型设计等； (2)(2)数据模型设计：数据模型设计： 第一节第一节 GIS设计概述概述 (3)(3)数据库设计：数据库设计： 包括逻辑结

16、构设计和物理结构设计； 第七章地理信息系统设计与评价修 改 各种功能模块的划分和设计，以及各子功能模块的继承方法设计； (4)(4)系统功能设计系统功能设计： 第一节第一节 应用型应用型GIS设计概述概述 以用户熟悉的语言设计专用的界面等。 (5)(5)应用模型和方法设计：应用模型和方法设计： 常用应用模型、设计方法设计等； (6)(6)输入输出以及产品输出形式设计等；输入输出以及产品输出形式设计等； (7)(7)用户界面设计：用户界面设计： 第七章地理信息系统设计与评价修 改 应用型地理信息系统的设计，大致可以分为四应用型地理信息系统的设计，大致可以分为四 个主要阶段：个主要阶段：系统分析系

17、统分析、系统设计系统设计、系统实施系统实施、 系统运行及维护系统运行及维护。 地理信息系统设计要满足三个基本要求，即加地理信息系统设计要满足三个基本要求，即加 强系统实用性、降低系统开发和应用的成本、强系统实用性、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。 系系 统统 设设 计计 的的 流流 程程 第一节第一节 应用型应用型GIS设计概述概述 第七章地理信息系统设计与评价修 改 2 GIS设计的流程 系统分析：立项、调研、可行性分析、用户需求； 系统设计：总体设计、详细设计、数据库设计； 系统实施：软件开发、建库、组装、试运行、诊断； 系统运行与维护：系统交互使用和更

18、新。 主要阶段 第一节第一节 应用型应用型GIS设计概述概述 第七章地理信息系统设计与评价修改 择 维 逻辑维 系 统 优 化 与 方 案 选 知识维 问 题 定 义 指 标 系 统 设 计 系 统 分 析 问 题 模 型 化 计 划 实 施 系 统 综 合 意向阶段 规划阶段 拟订方案阶段 编制总体方案阶段 系统开发设计与研制阶段 调试阶段 安装阶段 业务运行阶段 时 间 计算机科学 地理学 测绘学 遥感学 管理科学 地理信息科学 第七章地理信息系统设计与评价修 改 第一节第一节 应用型应用型GIS设计概述概述 地理信息系统设计流程图 30 5 20 30 工作量大小比较工作量大小比较 第七

19、章地理信息系统设计与评价修改 地理信息系统设计是应用系统原理和应用系统原理和 方法方法，针对特定的实际应用目的和要求特定的实际应用目的和要求， 统筹设计、优化、建设、评价、维护实用统筹设计、优化、建设、评价、维护实用 GIS系统系统的全部过程和步骤的统称全部过程和步骤的统称。 第二节第二节 地理信息系统设计地理信息系统设计 第七章地理信息系统设计与评价修 改 一、系统分析一、系统分析 基本思想：是从系统观点出发，通过对事物进行分析与综合，基本思想：是从系统观点出发，通过对事物进行分析与综合， 找出各种可行的方案，为系统设计提供依据。找出各种可行的方案，为系统设计提供依据。 任务：任务： 是对系

20、统用户进行需求调查和可行性分析，是对系统用户进行需求调查和可行性分析， 最后提出新系统的目标和结构方案。最后提出新系统的目标和结构方案。 第二节第二节 地理信息系统设计地理信息系统设计 第七章地理信息系统设计与评价修 改 二、系统设计二、系统设计 1、总体设计、总体设计 总体设计又称为逻辑设计，是根据系统研制的目标来规划系统的规模和确总体设计又称为逻辑设计，是根据系统研制的目标来规划系统的规模和确 定系统的各个组成部分，说明它们在整个系统中的作用与相互关系，以及定系统的各个组成部分，说明它们在整个系统中的作用与相互关系，以及 确定系统的软硬件配置，技术规范，经费预算与时间安排，以保证系统总确定

21、系统的软硬件配置，技术规范，经费预算与时间安排，以保证系统总 体目标的实现。最后撰写系统总体设计方案。体目标的实现。最后撰写系统总体设计方案。 2 2、详细设计、详细设计 详细设计又称为实际设计，其任务是根据总体设计方案确定的目标和阶详细设计又称为实际设计，其任务是根据总体设计方案确定的目标和阶 段开发计划，紧密结合特定的硬件、基础软件和标准规范，进行子系统和段开发计划，紧密结合特定的硬件、基础软件和标准规范，进行子系统和 数据库的详细设计，用于具体指导系统的开发。数据库的详细设计，用于具体指导系统的开发。 第二节第二节 地理信息系统设计地理信息系统设计 第七章地理信息系统设计与评价修 改 总

22、体设计的主要内容包括：总体设计的主要内容包括： (1)(1)用户需求用户需求 (2)(2)系统目标系统目标 (3)(3)总体结构总体结构 (4)(4)系统配置系统配置 (5)(5)数据库设计数据库设计 (6)(6)系统功能系统功能 (7)(7)经费和管理经费和管理 详细设计的主要内容包括：详细设计的主要内容包括： (1)(1)子系统设计子系统设计 (2)(2)数据库设计数据库设计 (3)(3)功能模块设计功能模块设计 (4)(4)用户界面设计用户界面设计 系系 统统 设设 计计 的的 流流 程程 系系 统统 设设 计计 以下内容展开 第七章地理信息系统设计与评价修 改 总体设计的主要内容 (1

23、)用户需求。阐明系统的用户构成、不同用户对系统的要求、 系统应具备的功能等。 (2)系统目标。阐明该系统的应用目标，属于演示系统或运行系 统、单机运行系统或分布式运行系统、事务处理系统或信息管 理系统等。 (3)总体结构。根据系统功能的聚散程度和耦合程度，将系统划 分为若干子系统或功能模块，构成系统总体结构图。例如深圳 市规划国土管理信息系统的总体结构 (4)系统配置。指系统运行的设备环境，包括计算机、存储设备、 输人和输出设备以及网络等。软件包括计算机系统软件、网络 管理软件、地理信息系统基础软件、数据库管理系统软件、应 用软件等，并说明其版本、数量和性能特点。 第七章地理信息系统设计与评价

24、修 改 (5)数据库设计。数据库是系统的核心组成部分，一个系统可以 具备一个或多个数据库。按信息内容，可将数据库分为基础数 据库和专题数据库。按数据类型，可将数据库分为空间数据库 和属性数据库。 (6)系统功能。由于应用型地理信息系统继承了开发平台所提供 的大部分功能，因此应用型地理信息系统功能设计的任务不在 于解决基本功能，而在于解决用户所需要的特定功能。 (7)经费和管理。由于系统开发是一项复杂的系统工程，为保证 系统开发工作的顺利进行，必须拟定好系统开发计划、系统管 理措施、投资经费概算以及最后应提交的成果等。 总体设计的主要内容（续） 第七章地理信息系统设计与评价修 改 详细设计的主要

25、内容详细设计的主要内容 (1)子系统设计。子系统设计以对用户需求的进一步详细调查为依 据，分别完成各个子系统的逻辑结构设计、数据库设计、功能模块 设计、用户界面设计等。每个子系统设计的内容大体类似于总体设 计的内容，但应更加详细和具体，作为各子系统实施的指导性文件。 (2)数据库设计。包括：数据源的分析与选择；数据分类与分层的 确定：数据获取方案的规定；数据编码设计；实体属性表与属性关 系的设计；属性数据类型的建立；数据质量标准的规定；地理定位 控制的确定及其他有关问题的规定等。 (3)功能模块设计。详细描述各功能模块的内容，实现的技术和算 法，输入输出的数据项和格式等。 (4)用户界面设计。

26、用户界面是人机对话的工具，它与功能模块一 一对应，做到各模块之间界面的形式一致，相同功能要用相同的图 标显示。界面可以分为若干层，便于逐层调用。根据功能模块的不 同，可以分别采用菜单式、命令式或表格式的界面。 第七章地理信息系统设计与评价修 改 三、系统实施三、系统实施 系统是实施在系统设计的原则指导之下，按照详细设计方案确定 的目标、内容和方法，分阶段、分步骤完成系统开发的过程。 四、系统运行和维护四、系统运行和维护 系统运行：指系统经过调试和验收之后，交付用户使用。 系统维护：为保证系统正常工作而采取的一切措施和实际步骤: 数据的维护：使系统的数据处于相对最新的状态； 软件的维护：使软件能

27、适应运行环境和用户需求的不断变化 硬件的维护：使硬件能经常保持完好和正常运行的状态等。 第二节第二节 地理信息系统设计地理信息系统设计 第七章地理信息系统设计与评价修 改 系统实施是在系统设计的原则系统实施是在系统设计的原则 指导下，按照详细设计方案确定指导下，按照详细设计方案确定 的目标、内容和方法，分阶段、的目标、内容和方法，分阶段、 分步骤完成系统开发的过程。分步骤完成系统开发的过程。 系统实施的内容包括：系统实施的内容包括： 1 1、系统硬件和软件的引进及调试、系统硬件和软件的引进及调试 2 2、系统数据库建立、系统数据库建立 3 3、应用管理系统的开发、应用管理系统的开发 4 4、系

28、统测试和联调、系统测试和联调 5 5、系统验收和鉴定、系统验收和鉴定 系系 统统 设设 计计 的的 流流 程程 系系 统统 实实 施施 第二节第二节 地理信息系统设计地理信息系统设计 第七章地理信息系统设计与评价修 改 四、系统运行和维护四、系统运行和维护 系统运行：指系统经过调试和验收之后，交付用户使用。 系统维护：为保证系统正常工作而采取的一切措施和实际步骤: 数据的维护：使系统的数据处于相对最新的状态； 软件的维护：使软件能适应运行环境和用户需求的不断变化 硬件的维护：使硬件能经常保持完好和正常运行的状态等。 系系 统统 设设 计计 的的 流流 程程 系系 统统 运运 行行 和和 维维

29、护护 第七章地理信息系统设计与评价修 改 系统运行是指系统经过调试系统运行是指系统经过调试 和验收以后，交付用户使用。和验收以后，交付用户使用。 系统维护是为保证系统正常系统维护是为保证系统正常 工作而采取的一切措施和实际步工作而采取的一切措施和实际步 骤。骤。 例如数据的维护，使系统数例如数据的维护，使系统数 据始终处于相对最新的状态；软据始终处于相对最新的状态；软 件的维护，使软件能适应运行环件的维护，使软件能适应运行环 境和用户需求的不断变化；硬件境和用户需求的不断变化；硬件 的维护，使硬件能经常保持完好的维护，使硬件能经常保持完好 和正常运行的状态等。和正常运行的状态等。 系系 统统

30、设设 计计 的的 流流 程程 系系 统统 运运 行行 和和 维维 护护 第七章地理信息系统设计与评价修 改 系统硬件、软件引进实施步骤（据魏绥臣等，1998） 制定硬软件配置方案、网络设计方案 网络设备购 置 硬件、操作 系统、软件 购置 GIS基础软 件购置（或 开发） 机房装修 系统管理员 培训 系统软硬件和网 络安装、调试、 试运行 GIS基础软 件培训 扫描仪数字测图仪数字化仪 输入设备 光盘读写器 大容量硬盘 磁带机 存储设备 投影设备媒体制作 其它设备 绘图仪打印机胶片记录仪 输出设备中 服务器 网 络网 络 工作站1工作站2工作站3微机便携式计算机 处 理 设 备 程序编写员数字

31、化操作员系统操作员 数据库经理应用分析软件经理系统管理员 用户 咨询专家 总经理/领导小组 顾问委员会 GIS项目经理/技术组 决策/政策制定 策略/长期规划 第七章地理信息系统设计与评价修 改 标准和规范的制订其目的是为了统一表达，标准和规范的制订其目的是为了统一表达， 方便地将不同地点、单位的同类或异类的数据进方便地将不同地点、单位的同类或异类的数据进 行集成和应用，同时标准化和规范化是反映一个行集成和应用，同时标准化和规范化是反映一个 国家经济发展和科技进步的重要标志，也是保证国家经济发展和科技进步的重要标志，也是保证 信息交换与共享的前提。信息交换与共享的前提。 一、一、意义和作用意义

32、和作用 第三节 地理信息标准化 第七章地理信息系统设计与评价修 改 1、数据质量、数据质量 2、数据库设计、数据库设计 3、数据档案、数据档案 4、数据格式、数据格式 5、数据的可视化、数据的可视化 一、地理信息标准化的意义和作用一、地理信息标准化的意义和作用 （一）促进空间数据的使用及交换（一）促进空间数据的使用及交换 第七章地理信息系统设计与评价修 改 （二（二) )促进地理信息共享促进地理信息共享 地理信息共享有三个基本要求：要正确的向用地理信息共享有三个基本要求：要正确的向用 户提供信息；用户无歧义、无错误地接收并正确使户提供信息；用户无歧义、无错误地接收并正确使 用信息；要保障数据供

33、需双方的权力不受侵害。用信息；要保障数据供需双方的权力不受侵害。 在这三个要求中，数据共享技术的作用是最基在这三个要求中，数据共享技术的作用是最基 本的。本的。 数据共享技术涉及数据共享技术涉及4 4个方面，它们是：面向地理个方面，它们是：面向地理 系统过程语义的数据共享概念模型的建立；地理数系统过程语义的数据共享概念模型的建立；地理数 据的技术标准；数据安全技术；数据的互操作性。据的技术标准；数据安全技术；数据的互操作性。 第七章地理信息系统设计与评价修 改 20072007年年7 7月国家测绘局中国气象月国家测绘局中国气象 局启动地理气象信息共建共享局启动地理气象信息共建共享 第七章地理信

34、息系统设计与评价修 改 地理信息技术标准化委员会地理信息技术标准化委员会 针对空间数据的应用以及“数字地球”研究需要，国际标准化组织成 立了“地理信息技术标准化技术委员会”即ISO/TC211，该委员会的工 作范围为数字地理信息领域标准化，其主要任务是针对地球上位置相关 的目标或现象等信息制定标准，以便确定地理信息数据管理、采集、分 析、查询、表示、以及在不同用户、不同系统、不同地方之间转换的方 法和服务。 第三节 地理信息标准化 第七章地理信息系统设计与评价修 改 第三节 地理信息标准化 二、数据的规范化与标准化二、数据的规范化与标准化 标准化的内容：标准化的内容： v1、统一的名词术语内涵

35、 v2、统一的数据采集原则 v3、统一的空间定位框架 v4、统一的数据分类标准 v5、统一的数据编码系统 v6、统一的数据组织结构 v7、统一的数据记录格式 v8、统一的数据质量含义 v9、统一的元数据标准 第七章地理信息系统设计与评价修 改 点、线、面、体的空间数据按 统一的地理坐标进行编码 地理信息标准化示意图地理信息标准化示意图 第七章地理信息系统设计与评价修 改 标准化内容的含义标准化内容的含义 1 1、统一的名词术语内涵：、统一的名词术语内涵：在所涉及的学科中使用规范统一的术语 及含义； 2 2、统一的数据采集原则：、统一的数据采集原则：统计数据以统计部门为准：通常只采集 和存储基本

36、的原始数据，不存储派生数据；只采集权威性、科学性、 现实性的数据。 数据采集规范原则：遵照已颁布的规范标准。如：我国1:500 1:2000地形图航空摄影规范、1:50001:10万地形图航空摄影规范、 GPS测量规范等。 第三节 地理信息标准化 第三节 地理信息标准化 第七章地理信息系统设计与评价修 改 3 3、统一的空间定位框架、统一的空间定位框架 (1)(1)地理坐标：地理坐标：经纬度坐标。 (2)(2)投影坐标：投影坐标：与国家基本图系列所采用的投影相一致，即 1:1万-1:50万比例尺的图幅采用采用高斯-克吕格投影； 小于1:100万比例尺的图幅采用等角圆锥投影。 (3)(3)网格坐

37、标：网格坐标：包括基本、加密、合并和辅助4种格网。 基本格网：分为3级 加密格网：在基本格网基础上再细分为6级 合并格网：以基本格网为基础，按需要将格网整倍数合并为5级 辅助格网：对1:1万-1:5万的数据文件，采用平面直角坐标作为辅助 格网；对- 格网均以经纬度的细分作为格网划分依据。 第三节 地理信息标准化 第三节 地理信息标准化 第七章地理信息系统设计与评价修 改 4 4、统一的数据分类标准、统一的数据分类标准 信息分类体系采用全国分类系统与详细的专业系统之间相递归的 分类方案，即低一级的分类系统必须能归并和综合到高一级的分类 系统之中。 第一层：社会环境，自然环境，资源与能源3大类 第

38、二层：依据环境因素和资源类型特征与差异分为14类 第三层：按照二级分类包括的主要类型，作为第三级类别 第四层：按照区域地理特点和用户需求，拟定区域的分类系统和每 一专业类型的具体分类系统。 第三节 地理信息标准化第三节 地理信息标准化 第七章地理信息系统设计与评价修 改 5 5、统一的数据编码系统、统一的数据编码系统 制定统一的编码标准实现地理要素的计算机输入、存储以及系统间 数据的交换和共享。我国现有的信息编码系统有GB-2260-80编码、 GB-2659-81编码和中华人民共和国邮政分区编码。 地理信息及其属性的编码系统和标准要求有： (1)凡国家已实施的编码和标准，均按国家规定的执行。

39、 (2)编码设计要便于可靠识别，结构便于数据逻辑推理和判断。 (3)编码不宜过长，一般为4-7位。 (4)编码标准化，包括统一的码位长度、码位格式、明确的代码含义等。 第三节 地理信息标准化第三节 地理信息标准化 第七章地理信息系统设计与评价修 改 6 6、统一的数据组织结构、统一的数据组织结构 指地理实体的数据组织形式及其相互关系的抽象描述。描述地理实体 的空间数据包含空间位置、拓扑关系属性三个方面的内容。其组织结 构分矢量和栅格数据结构。 7 7、统一的数据交换标准、统一的数据交换标准 包括：矢量、影像和格网3种空间数据及其元数据的交换标准交换标准。 数据类型文件名后缀 矢量数据.VCT

40、影像数据.TIFF/.BMP 影像数据的附加数据.IMC 网格数据.GRD 元数据.MAT 第三节 地理信息标准化 第三节 地理信息标准化 第七章地理信息系统设计与评价修 改 8 8、统一的数据质量含义、统一的数据质量含义 数据质量是指数据对特定的分析、操作和应用的适宜程度。 其含义包括数据的空间维、时间维和专题维的内容： 数据完整性：数据完整性：要素完整性和属性的完整性 数据一致性：数据一致性：逻辑一致性和拓扑一致性 位置精度：位置精度：包括绝对精度、相对精度、像元位置精度等 时间精度：时间精度：数据的现实性 属性精度：属性精度：指连续、有序值、标准值的精度等 第三节 地理信息标准化 第三节

41、 地理信息标准化 第七章地理信息系统设计与评价修 改 9 9、统一的元数据标准、统一的元数据标准 （1 1）基本识别信息：）基本识别信息：数据集的基本信息，如标题名称、地理范围等。 （2 2）空间数据组织信息：）空间数据组织信息：用于表示数据集中空间信息的数据结构，如用于 描述空间位置的方法以及数据集中空间目标的数目。 （3 3）空间参考信息：）空间参考信息：数据集中坐标的参考坐标和编码方法的描述，如地图 投影或格网坐标系统、水平和垂直基准以及坐标分辨率的名称和参数 （4 4）实体和属性信息：）实体和属性信息：主要包括数据集内容的信息，如实体类型、属性及 属性赋值的范围。 （5 5）数据质量信

42、息：）数据质量信息：数据集质量的评定信息，如接边质量评价信息，位置 和属性的精度、完整性、一致性以及数据生产的方法。 （6 6）数据来源信息：）数据来源信息：关于获取数据集的信息，即分发者描述信息。 （7 7）其他参考信息：）其他参考信息：包括元数据的现势性和应负责任等描述信息。 第三节 地理信息标准化第三节 地理信息标准化 第七章地理信息系统设计与评价修 改 （1）帮助数据生产单位有效地管理和维护空间数据有效地管理和维护空间数据，建立数据文档，并 保证即使其主要工作人员变动时，也不会影响对数据情况的了解； （2）提供数据生产单位数据存储、分类、内容、质量、交换网络及销售 等方面的信息，便于用

43、户查询检索地理空间数据； （3）提供通过网络对数据进行查询的方法和途径，以及与数据交换和传 输有关的辅助信息； （4）帮助用户了解数据，以便就数据是否能满足其需要作出正确的判断； （5）提供有关信息，以便用户处理和转换接受的外部数据。 地理信息元数据可以用来辅助地理空间数据，主要作用为：地理信息元数据可以用来辅助地理空间数据，主要作用为： 第三节 地理信息标准化 第七章地理信息系统设计与评价修 改 国际上几种著名的空间数据标准 ISO/TC211国际标准化组织(ISO)TC211专题组 CSDGMFGDC，美国联邦空间数据委员会，美国联邦空间数据委员会 CEN/TC287欧洲标准化委员会 CG

44、SBCSC，加拿大标准委员会 OGC美国Open GIS协会 二、地理信息标准化的制定 第三节 地理信息标准化 第七章地理信息系统设计与评价修 改 ISO/TC211 国际标准化组织ISO的TC211专题组，其主要任务是制订地理信息领域的标 准化，并由五个工作组分别制订出一套结构化的相关标准。 第一工作组：第一工作组： 负责框架和参考模型，承担地理信息的参考模型、综述、概念图解 语言、术语、一致性测试等项目。 第二工作组：第二工作组： 负责地理空间数据模型和算子，承担地理信息的空间算子、空间 子模式、时间子模式、应用模式规则等项目。 第三节 地理信息标准化 第七章地理信息系统设计与评价修 改 第三工作组：第三工作组： 负责地理空间数据管理，承担地理信息的分类、大地参考系统、间 接参考系统、质量、质量评价方法、元数据等项目。 第四工作组：第四工作组：负责地理空间数据服务，承担地理信息的空间定位服 务、地理信息描述、编码、服务等项目。 第五工作组第五工作组: : 负责专用标准，目前只承担专用标准一个项目。主要任务是确定在 ISOTC211制订的全部标准的基础上，针对某项具体应用，提取出 专用标准子集的方法和参考手