Chapter5地理信息工程与标准化课件

Chapter5地理信息工程与标准化2022/12/26Chapter5地理信息工程与标准化Chapter5地理信息工程与标准化2022/12/26Ch1Section1GIS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5.1Chapter5地理信息工程与标准化Section1GIS工程GIS硬件配置Chapter5地2Section1GIS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Chapter5地理信息工程与标准化Section1GIS工程GIS软件配置Chapter5地3Section1GIS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5.3Chapter5地理信息工程与标准化Section1GIS工程GIS人员配置Chapter5地4Section1GIS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Chapter5地理信息工程与标准化Section1GIS工程GIS软硬件配置举例（ESRI5Section1GIS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Chapter5地理信息工程与标准化Section1GIS工程GIS软硬件配置举例（ESRI6Section1GIS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Chapter5地理信息工程与标准化Section1GIS工程GIS软硬件配置举例（ESRI7Section1GIS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Chapter5地理信息工程与标准化Section1GIS工程GIS工程成功的关键Chapte8Section2GIS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Chapter5地理信息工程与标准化Section2GIS网络工程C/S、B/S；分布式Cha9Section2GIS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Chapter5地理信息工程与标准化Section2GIS网络工程计算机网络系统连接方式Cha10Section2GIS网络工程计算机网络系统连接方式总线（LinearorBus）局域网常用方式优点：费用低、易扩大缺点：不易维护，故障不易排除还有网格状（所有C互联，昂贵、复杂）和无线（不受线路限制，昂贵、安全和可靠性差）两种方式Chapter5地理信息工程与标准化Section2GIS网络工程计算机网络系统连接方式Cha11Section2GIS网络工程网络GIS的组合方式1）全集中式：所有功能集中在S提供，C只负责执行用户界面2）数据集中式：数据管理由S提供，C提供应用功能（一般有GIS专业软件）3）功能集中式：S提供应用功能，C负责数据管理4）全分布式：无C、S之分5）函数库服务器：把函数库存储在S上，根据用户要求动态合成应用软件在C上运行Chapter5地理信息工程与标准化Section2GIS网络工程网络GIS的组合方式Chap12Section2GIS网络工程网络GIS的概念设计要点1）对用户的应用意图有充分的了解2）掌握计算机软硬件件和计算机通讯的基本概念知识3）了解已经存在的并可能影响设计的地址条件（现有系统和通讯设施）4）对于有可能影响系统设计的计算机技术及其发展的现有状况应用充分认识Chapter5地理信息工程与标准化Section2GIS网络工程网络GIS的概念设计Chap13Section2GIS网络工程网络GIS的概念设计设计原则1）对GIS网络配置中的软硬件的功能和作用给予说明2）对设备和应用之间的关系进行描述3）有利于系统功能重申、修改，有利于系统价值的估算4）对系统能够在新的应用、新的用户和扩展数据库方面给予描述Chapter5地理信息工程与标准化Section2GIS网络工程网络GIS的概念设计Chap14Section2GIS网络工程网络GIS的概念设计设计示例（系统和组织类型、地址分布、数据传输、升级可能性）1）8种2）图5.15-5.22Chapter5地理信息工程与标准化Section2GIS网络工程网络GIS的概念设计Chap15Section3GIS标准化研究内容1)与GIS软件工具开发有关的各种标准化活动软件工程、软件评测….2)与GIS数据库建设有关的活动，包括各种操作规程的制定、文本编写、数据库安全等方面的标准实践3)与GIS数据共享有关的标准化工作，包括数据重复使用、数据交换、网络安全等方面的界面、技术标准，如数据模型标准、数据质量评定标准、元数据标准Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化研究内容Chapter5地理信16Section3GIS标准化意义与作用直接作用：保证GIS及其应用的规范化发展，指导GIS相关的实践活动，拓展GIS的应用领域，实现GIS的社会及经济价值1）促进空间数据的使用与交换2）促进地理数据信息共享Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理17Section3GIS标准化意义与作用1）促进空间数据的使用与交换数据质量：a、数字化水平参差不齐b、对地理属性特征的识别；需制定一系列的操作规程数据库设计：针对数据模型设计、数据库结构和功能设计以及数据建库的工艺流程设计可能出现的问题（如P188表5.5）制定标准数据档案：对GIS元数据的研究及标准化制定数据格式：通用数据格式Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理18Section3GIS标准化意义与作用1）促进空间数据的使用与交换数据的可视化：与标准的地图符号体系类似，制定一套标准的GIS用于显示地理数据的符号库，包括图形符号、文字符号、图片符号和声音符号。数据产品的测评：针对GIS数据产品的质量、等级、性能Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理19Section3GIS标准化意义与作用2）促进地理信息共享地理信息共享——地理信息的社会化应用，就是地理信息开发部门、用户和经销部门以一种规范化、稳定、合理的关系共同使用地理信息及相关服务机制。现代地理信息共享方式：模拟产品、数据产品和网络传输（未来）地理信息的共享不只是空间数据的共享，空间数据和非空间数据的集成共享也是主要的内容，其有更大的社会意义Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理20Section3GIS标准化意义与作用2）促进地理信息共享共享的三个基本要求a、正确的向用户提供信息；b、用户无歧义、无错误的接收并正确使用信息c、保障数据供需双方的权利不受侵害共享技术涉及四方面：a、面向地理系统过程语义的数据共享概念模型的建立b、地理数据的技术标准c、数据库安全技术d、数据的互操作性Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理21Section3GIS标准化意义与作用2）促进地理信息共享面向地理系统过程语义的数据共享概念模型的建立模拟地理系统的思想成了一种标准（点、线、面等几何特征）基于地理系统过程思想的概念模型很少出现实际的数据共享是一种在语义层次上的数据共享此概念模型包含的约定法则：a、地理实体集合属性的标准定义和表达b、地理属性数据的标准定义和表达c、元数据定义和表达Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理22Section3GIS标准化意义与作用2）促进地理信息共享地理数据的技术标准此标准为地理数据集提供诸如空间坐标系、空间关系表达等标准，它从技术上消除数据产品之间在数据存贮和处理方法的不一致性，使数据生产者和用户之间的数据流畅通。GIS人机界面的标准化：a、现有的IT标准界面b、以表达数据集的语义作为作为用户界面标准——两种策略i）建立标准的数据字典ii）建立标准的特征登记Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理23Section3GIS标准化意义与作用2）促进地理信息共享数据安全技术数据的完整性约束保护数据库免受非授权的泄露、更改或破坏防止计算机病毒数据的互操作性不同GIS数据库管理系统间数据的自由传输不同的用户可以自由操作使用同一数据集，并且保证不会导致错误的结论Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理24Section3GIS标准化具体内容地理信息的内容和层次地理信息的分类与编码地理信息的记录格式与转换地理信息规范及标准的制定Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化具体内容Chapter5地理信25Section3GIS标准化具体内容——地理信息的内容与层次地理知识、地理信息、地理数据地理数据地理信息（地理知识的一种）地理信息的构成与信息结构地理信息[地理实体描述信息（空间属性信息、地理关系信息、地理属性信息）、元数据信息（数据质量信息、机构信息、获取时间）]Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化具体内容——地理信息的内容与层26Section3GIS标准化具体内容——地理信息的分类与编码分类1）对地理信息的分类一般采用线分类法（树）2）通过分类分级，共同描述了地物之间的分类关系、隶属关系和等级关系3）六大分类体系：地貌、水文、植被、土壤、气候、人文Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化具体内容——地理信息的分类与编27Section3GIS标准化具体内容——地理信息的分类与编码编码1）多种类型：顺序码、数字化字母顺序码、层次码等，我国主要采用层次码（按照分类对象的从属和层次关系）2）要坚持系统性、准一性、可行性、简单性、一致性、稳定性、可操作性、适应性和标准化的原则，统一安排编码结构和码位；要简明、可扩充、并便于计算机处理Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化具体内容——地理信息的分类与编28Section3GIS标准化具体内容——地理信息的记录格式与转换通用数据交换格式交换需要考虑的问题：1）不同空间数据模型下空间目标的记录完整性和转换完整性2）各种参考信息的记录及转换格式3）数据显示信息4）属性数据的标准定义及值域的记录与转换5）地理实体的定义与转换6）元数据的记录格式及转换数据的媒体记录格式（数据在外存储器上的存放格式）Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化具体内容——地理信息的记录格式29Section3GIS标准化具体内容——地理信息规范及标准的制定遵从中国《标准化法》和《标准化法实施条例》等法律法规1）制定地理信息技术标准的主要对象（软件工具、数据、系统开发、其他）2）制定地理信息标准的一般要求3）编制标准体系表Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化具体内容——地理信息规范及标准30演讲完毕，谢谢听讲!再见，seeyouagain2022/12/26Chapter5地理信息工程与标准化演讲完毕，谢谢听讲!再见，seeyouagain202231Chapter5地理信息工程与标准化2022/12/26Chapter5地理信息工程与标准化Chapter5地理信息工程与标准化2022/12/26Ch32Section1GIS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5.1Chapter5地理信息工程与标准化Section1GIS工程GIS硬件配置Chapter5地33Section1GIS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Chapter5地理信息工程与标准化Section1GIS工程GIS软件配置Chapter5地34Section1GIS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5.3Chapter5地理信息工程与标准化Section1GIS工程GIS人员配置Chapter5地35Section1GIS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Chapter5地理信息工程与标准化Section1GIS工程GIS软硬件配置举例（ESRI36Section1GIS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Chapter5地理信息工程与标准化Section1GIS工程GIS软硬件配置举例（ESRI37Section1GIS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Chapter5地理信息工程与标准化Section1GIS工程GIS软硬件配置举例（ESRI38Section1GIS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Chapter5地理信息工程与标准化Section1GIS工程GIS工程成功的关键Chapte39Section2GIS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Chapter5地理信息工程与标准化Section2GIS网络工程C/S、B/S；分布式Cha40Section2GIS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Chapter5地理信息工程与标准化Section2GIS网络工程计算机网络系统连接方式Cha41Section2GIS网络工程计算机网络系统连接方式总线（LinearorBus）局域网常用方式优点：费用低、易扩大缺点：不易维护，故障不易排除还有网格状（所有C互联，昂贵、复杂）和无线（不受线路限制，昂贵、安全和可靠性差）两种方式Chapter5地理信息工程与标准化Section2GIS网络工程计算机网络系统连接方式Cha42Section2GIS网络工程网络GIS的组合方式1）全集中式：所有功能集中在S提供，C只负责执行用户界面2）数据集中式：数据管理由S提供，C提供应用功能（一般有GIS专业软件）3）功能集中式：S提供应用功能，C负责数据管理4）全分布式：无C、S之分5）函数库服务器：把函数库存储在S上，根据用户要求动态合成应用软件在C上运行Chapter5地理信息工程与标准化Section2GIS网络工程网络GIS的组合方式Chap43Section2GIS网络工程网络GIS的概念设计要点1）对用户的应用意图有充分的了解2）掌握计算机软硬件件和计算机通讯的基本概念知识3）了解已经存在的并可能影响设计的地址条件（现有系统和通讯设施）4）对于有可能影响系统设计的计算机技术及其发展的现有状况应用充分认识Chapter5地理信息工程与标准化Section2GIS网络工程网络GIS的概念设计Chap44Section2GIS网络工程网络GIS的概念设计设计原则1）对GIS网络配置中的软硬件的功能和作用给予说明2）对设备和应用之间的关系进行描述3）有利于系统功能重申、修改，有利于系统价值的估算4）对系统能够在新的应用、新的用户和扩展数据库方面给予描述Chapter5地理信息工程与标准化Section2GIS网络工程网络GIS的概念设计Chap45Section2GIS网络工程网络GIS的概念设计设计示例（系统和组织类型、地址分布、数据传输、升级可能性）1）8种2）图5.15-5.22Chapter5地理信息工程与标准化Section2GIS网络工程网络GIS的概念设计Chap46Section3GIS标准化研究内容1)与GIS软件工具开发有关的各种标准化活动软件工程、软件评测….2)与GIS数据库建设有关的活动，包括各种操作规程的制定、文本编写、数据库安全等方面的标准实践3)与GIS数据共享有关的标准化工作，包括数据重复使用、数据交换、网络安全等方面的界面、技术标准，如数据模型标准、数据质量评定标准、元数据标准Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化研究内容Chapter5地理信47Section3GIS标准化意义与作用直接作用：保证GIS及其应用的规范化发展，指导GIS相关的实践活动，拓展GIS的应用领域，实现GIS的社会及经济价值1）促进空间数据的使用与交换2）促进地理数据信息共享Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理48Section3GIS标准化意义与作用1）促进空间数据的使用与交换数据质量：a、数字化水平参差不齐b、对地理属性特征的识别；需制定一系列的操作规程数据库设计：针对数据模型设计、数据库结构和功能设计以及数据建库的工艺流程设计可能出现的问题（如P188表5.5）制定标准数据档案：对GIS元数据的研究及标准化制定数据格式：通用数据格式Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理49Section3GIS标准化意义与作用1）促进空间数据的使用与交换数据的可视化：与标准的地图符号体系类似，制定一套标准的GIS用于显示地理数据的符号库，包括图形符号、文字符号、图片符号和声音符号。数据产品的测评：针对GIS数据产品的质量、等级、性能Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理50Section3GIS标准化意义与作用2）促进地理信息共享地理信息共享——地理信息的社会化应用，就是地理信息开发部门、用户和经销部门以一种规范化、稳定、合理的关系共同使用地理信息及相关服务机制。现代地理信息共享方式：模拟产品、数据产品和网络传输（未来）地理信息的共享不只是空间数据的共享，空间数据和非空间数据的集成共享也是主要的内容，其有更大的社会意义Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理51Section3GIS标准化意义与作用2）促进地理信息共享共享的三个基本要求a、正确的向用户提供信息；b、用户无歧义、无错误的接收并正确使用信息c、保障数据供需双方的权利不受侵害共享技术涉及四方面：a、面向地理系统过程语义的数据共享概念模型的建立b、地理数据的技术标准c、数据库安全技术d、数据的互操作性Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理52Section3GIS标准化意义与作用2）促进地理信息共享面向地理系统过程语义的数据共享概念模型的建立模拟地理系统的思想成了一种标准（点、线、面等几何特征）基于地理系统过程思想的概念模型很少出现实际的数据共享是一种在语义层次上的数据共享此概念模型包含的约定法则：a、地理实体集合属性的标准定义和表达b、地理属性数据的标准定义和表达c、元数据定义和表达Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理53Section3GIS标准化意义与作用2）促进地理信息共享地理数据的技术标准此标准为地理数据集提供诸如空间坐标系、空间关系表达等标准，它从技术上消除数据产品之间在数据存贮和处理方法的不一致性，使数据生产者和用户之间的数据流畅通。GIS人机界面的标准化：a、现有的IT标准界面b、以表达数据集的语义作为作为用户界面标准——两种策略i）建立标准的数据字典ii）建立标准的特征登记Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理54Section3GIS标准化意义与作用2）促进地理信息共享数据安全技术数据的完整性约束保护数据库免受非授权的泄露、更改或破坏防止计算机病毒数据的互操作性不同GIS数据库管理系统间数据的自由传输不同的用户可以自由操作使用同一数据集，并且保证不会导致错误的结论Chapter5地理信息工程与标准化Section3GIS标准化意义与作用Chapter5地理55Section3GIS标准化具体内容地理信息的内容和层次地理信息的分类与编码地理信息的记录格式与转换