Chaer 地理信息工程与标准化

Chapter5GIS工程与标准化Section1GIS工程GIS硬件配置计算机数据输入设备数据输出设备存贮设备如P166图5.1Section1GIS工程GIS软件配置ByGIS数据流程图（如P168图5.2）1）OS2）数据输入软件（矢量化、栅格扫描）3）数据查询（图形和属性查询）和分析软件（数据预处理和信息分析）4）图像处理软件5）网络管理软件6）信息输出软件Section1GIS工程GIS人员配置1）GIS系统项目经理/技术组2）数据库经理3）数字化操作员5）系统操作员6）应用分析软件经理7）程序编写员如P171图5.3Section1GIS工程GIS软硬件配置举例（ESRIArc/Info）ESRI产品定位及其相互关系数据量、用户数、网络环境、投资规模、GIS定位系统性能和投资的权衡没有万全的方案根据自身实际，找到投资与性能的平衡点Section1GIS工程GIS软硬件配置举例（ESRIArc/Info）硬件/网络平台的选择1)性能基准线——选择硬件平台时，确定某一机型及其配置，作为系统性能估计的基准。该基准随硬件水平提高而提高，内外存储器交换为零—最佳。2）GIS数据服务器配置支持并发并发客户数=2*相对性能相对性能=本机SPEC指标/性能基准线SPEC指标Section1GIS工程GIS软硬件配置举例（ESRIArc/Info）硬件/网络平台的选择3）网络配置保证提供足够的带宽通信环境可有各种网络部件（Router、Bridge、M、HUB、Switch等）和通信技术（100BaseT、10BaseT、FDDI等）建立尽量将空间数据放在GIS应用服务器上，减少网络传输量，从而显著改善应用性能Section1GIS工程GIS工程成功的关键1）具有远见2）具有长期规划（10年）3）具有决策者的有效支持4）具有系统分析方法5）具有专业知识6）广泛吸取用户意见Section2GIS网络工程C/S、B/S；分布式网络设计考虑因素地址的物理分布现有通讯设备用户对系统功能的特殊要求数据库容量不同地址使用数据和数据更新的频率及其量的大小安全性要求硬件和未升级需要数据拥有权和系统管理的组织因素其他Section2GIS网络工程计算机网络系统连接方式星状（Star）——树形网络（星状变种）优点：集中，C和S通过中继器及通讯线路单线联系，一个C出现故障不会影响全局缺点：网络扩大受限于中继器，中继器故障会影响到整个网络环状（Ring）优点：接口简单，增减C便捷，易实现广播式发送缺点：可靠性差Section2GIS网络工程计算机网络系系统连接方式式总线（LinearorBus）局域网常用方方式优点：费用低低、易扩大缺点：不易维维护，故障不不易排除还有网格状（所有C互联，昂贵、、复杂）和无线（不受线路限限制，昂贵、、安全和可靠靠性差）两种种方式Section2GIS网络工程网络GIS的组合方式1）全集中式：：所有功能集集中在S提供，C只负责执行用用户界面2）数据集中式式：数据管理理由S提供，C提供应用功能能（一般有GIS专业软件）3）功能集中式式：S提供应用功能能，C负责数据管理理4）全分布式：：无C、S之分5）函数库服务务器：把函数数库存储在S上，根据用户户要求动态合合成应用软件件在C上运行Section2GIS网络工程网络GIS的概念设计要点1）对用户的应应用意图有充充分的了解2）掌握计算机机软硬件件和和计算机通讯讯的基本概念念知识3）了解已经存存在的并可能能影响设计的的地址条件（（现有系统和和通讯设施））4）对于有可能能影响系统设设计的计算机机技术及其发发展的现有状状况应用充分分认识Section2GIS网络工程网络GIS的概念设计设计原则1）对GIS网络配置中的的软硬件的功功能和作用给给予说明2）对设备和应应用之间的关关系进行描述述3）有利于系统统功能重申、、修改，有利利于系统价值值的估算4）对系统能能够在新的的应用、新新的用户和和扩展数据据库方面给给予描述Section2GIS网络工程网络GIS的概念设计计设计示例（（系统和组组织类型、、地址分布布、数据传传输、升级级可能性））1）8种2）图5.15-5.22Section3GIS标准化研究内容1)与GIS软件工具开开发有关的各种种标准化活活动软件工程、、软件评测测….2)与GIS数据库建设设有关的活动动，包括各各种操作规规程的制定定、文本编编写、数据据库安全等等方面的标标准实践3)与GIS数据共享有关的标准准化工作，，包括数据据重复使用用、数据交交换、网络络安全等方方面的界面面、技术标标准，如数数据模型标标准、数据据质量评定定标准、元元数据标准准Section3GIS标准化意义与作用用直接作用：：保证GIS及其应用的的规范化发发展，指导导GIS相关的实践践活动，拓拓展GIS的应用领域域，实现GIS的社会及经经济价值1）促进空间数数据的使用用与交换2）促进地理数数据信息共共享Section3GIS标准化意义与作用用1）促进空间数数据的使用用与交换数据质量：a、数字化水水平参差不不齐b、对地理属属性特征的的识别；需需制定一系系列的操作作规程数据库设计计：针对数据据模型设计计、数据库库结构和功功能设计以以及数据建建库的工艺艺流程设计计可能出现现的问题（（如P188表5.5）制定标准准数据档案：对GIS元数据的研研究及标准准化制定数据格式：通用数据据格式Section3GIS标准化意义与作用用1）促进空间数数据的使用用与交换数据的可视视化：与标准的的地图符号号体系类似似，制定一一套标准的的GIS用于显示地地理数据的的符号库，，包括图形形符号、文文字符号、、图片符号号和声音符符号。数据产品的的测评：针对GIS数据产品的的质量、等等级、性能能Section3GIS标准化意义与作用用2）促进地理信信息共享地理信息共共享——地理信息的的社会化应应用，就是是地理信息息开发部门门、用户和和经销部门门以一种规规范化、稳稳定、合理理的关系共共同使用地地理信息及及相关服务务机制。现代地理信信息共享方式：模拟产品品、数据产产品和网络络传输（未未来）地理信息的的共享不只只是空间数数据的共享享，空间数数据和非空空间数据的的集成共享享也是主要要的内容，，其有更大大的社会意意义Section3GIS标准化意义与作用用2）促进地理信信息共享共享的三个基本要要求a、正确的向向用户提供供信息；b、用户无歧歧义、无错错误的接收收并正确使使用信息c、保障数据据供需双方方的权利不不受侵害共享技术涉涉及四方面：a、面向地理理系统过程程语义的数数据共享概概念模型的的建立b、地理数据据的技术标标准c、数据库安安全技术d、数据的互互操作性Section3GIS标准化意义与作用用2）促进地理信信息共享面向地理系系统过程语语义的数据据共享概念念模型的建建立模拟地理系系统的思想想成了一种种标准（点点、线、面面等几何特特征）基于地理系系统过程思思想的概念念模型很少少出现实际的数据据共享是一一种在语义义层次上的的数据共享享此概念模型型包含的约约定法则：：a、地理实体体集合属性性的标准定定义和表达达b、地理属性性数据的标标准定义和和表达c、元数据定定义和表达达Section3GIS标准化意义与作用用2）促进地理信信息共享地理数据的的技术标准准此标准为地地理数据集集提供诸如如空间坐标标系、空间间关系表达达等标准，，它从技术术上消除数数据产品之之间在数据据存贮和处处理方法的的不一致性性，使数据据生产者和和用户之间间的数据流流畅通。GIS人机界面的的标准化：：a、现有的IT标准界面b、以表达数数据集的语语义作为作作为用户界界面标准——两种策略i）建立标准准的数据字字典ii）建立标准准的特征登登记Section3GIS标准化意义与作用用2）促进地理信信息共享数据安全技技术数据的完整整性约束保护数据库库免受非授授权的泄露露、更改或或破坏防止计算机机病毒数据的互操操作性不同GIS数据库管管理系统统间数据据的自由由传输不同的用用户可以以自由操操作使用用同一数数据集，，并且保保证不会会导致错错误的结结论Section3GIS标准化具体内容容地理信息息的内容容和层次次地理信息息的分类类与编码码地理信息息的记录录格式与与转换地理信息息规范及及标准的的制定Section3GIS标准化具体内容容——地理信息息的内容容与层次次地理知识识、地理理信息、、地理数数据地理数据据地理信息息（地理理知识的的一种））地理信息息的构成成与信息息结构地理信息息[地理实体体描述信信息（空间属属性信息息、地理理关系信信息、地地理属性性信息））、元数据信信息（数据质质量信息息、机构构信息、、获取时时间）]Section3GIS标准化具体内容容——地理信息息的分类类与编码码分类1）对地理理信息的的分类一一般采用用线分类类法（树树）2）通过分分类分级级，共同同描述了了地物之之间的分分类关系系、隶属属关系和和等级关关系3）六大分分类体系系：地貌貌、水文文、植被被、土壤壤、气候候、人文文Section3GIS标准化具体内容容——地理信息息的分类类与编码码编码1）多种类类型：顺顺序码、、数字化化字母顺顺序码、、层次码码等，我我国主要要采用层层次码（（按照分分类对象象的从属属和层次次关系））2）要坚持持系统性性、准一一性、可可行性、、简单性性、一致致性、稳稳定性、、可操作作性、适适应性和和标准化化的原则则，统一一安排编编码结构构和码位位；要简简明、可可扩充、、并便于于计算机机处理Section3GIS标准化具体内容容——地理信息息的记录录格式与与转换通用数据据交换格格式交换需要要考虑的的问题：：1）不同空空间数据据模型下下空间目目标的记记录完整整性和转转换完整整性2）各种参参考信息息的记录录及转换换格式3）数据显显示信息息4）属性数数据的标标准定义义及值域域的记录录与转换换5）地理实实体的定定义与转转换6）元数据据的记录录格式及及转换数据的媒媒体记录录格式（（数据在在外存储储器上的的存放格格式）Section3GIS标准化具体内容容——地理信息息规范及及标准的的制定遵从中国国《标准化法法》和《标准化法法实施条条例》等法律法法规1）制定地地理信息息技术标标准的主主要对象象（软件件工具、、数据、、系统开开发、其其他）2）制定地地理信息息标准