地理信息系统设计与评价

地理信息系统设计与评价第一页，共十七页，2022年，8月28日第2节GIS开发过程

GIS的开发是一个系统工程，其开发周期较长，涉及多个学术领域，包含内容十分广泛，它分为系统调查分析

系统设计

系统实施

系统运行和维护四个大阶段，其中又分为若干个小阶段它们相互衔接而又互相影响，整个过程形成螺旋式上升的循环过程。它是由用户需求调查开始的第二页，共十七页，2022年，8月28日

一、系统调查分析

需求调查与分析是对用户(群)的要求,以及用户(群)的情况进行调查分析。用户需求调查的好坏在很大程度上决定了一个地理信息系统的成败。要集中力量，多次多层面的开展调查，并留下文字资料，作为开发工作的重要档案。

可行性分析是对建立系统的必要性和实现目标的可能性，从社会、技术、经济三个方面进行分析，以确定用户实力，系统环境、资料、数据、数据流量，硬件能力，软件系统、经费预算以及时间分析和效益分析。

系统分析是系统调查分析阶段的最后一环，在用户需求调查分析，可行性分析的基础上，深入分析，明确新建系统的目标，建立新建系统逻辑模型。这里的逻辑模型指的是对具体地理信息上的抽象，即去掉一些具体的非本质的东西，保留突出本质(指地理信息专业概念表达)的东西及其联系。第2节GIS开发过程分析传统的工作流程，导出逻辑模型把用户需求分析的集中描述，概括为系统明确目标分析描绘新系统流程，列出逻辑模型对系统调查分析的总结成文第三页，共十七页，2022年，8月28日

调查用户的性质、规模、结构、职责应当了解用户单位工作性质，机构设置的职责，工作任务的目的、规模，以及他们对系统支持的强度，并调查哪些部门，哪些人员的职责同欲建GIS有直接、间接关系。调查传统的处理方法

要详细了解传统方法的作业流程及存在主要问题，以便全面衡量工作广度、深度及要突破的关键技术。调查要求新系统产生的结果和可获得资料、数据的程度调查用户对应用界面和程序接口的要求

用户对新系统的要求必须明确、具体，有些是直接的，有些是长期的，理想性的，都要分门别类，了解透彻。要了解这些资料、数据能否足够支持新系统，及时提供程度。潜在用户和地理信息系统的潜力

在调查过程中，由于用户往往只能回答一般性的问题，提出笼统的要求。因此，未来系统究竟具备那些功能和潜力，能为那些行业服务、服务到什么水平，取得什么样的社会和经济效果，取决于设计者如何把握潜在用户的要求，在满足当前用户要求的前提下，归纳、抽象推广到更广的用户的需求。这些只有在完全调查清楚用户需求基础上才能办到。需求调查与分析第四页，共十七页，2022年，8月28日

新系统的社会、经济效益分析阐明用户部门、社会对系统需要，技术市场的状况，经济上的意义、学术上的意义。该任务的人员，质和量方面是否足以完成该任务技术上的关键向题及难点何在？是否都能予以适当解决？解决计划如何？资料和数据的总量，可获取的资料、数据清单逐一评估它们的现时性状况，可更新程度。逐一评估精度等级和可利用程度，获取困难的资料、数据清单及可能清单获取的渠道。资料、数据类型及加工方法，输入技术以及与未来系统中数据的关系。软件系统和开发能力能否切实并留有余地地完成该系统的各项要求所能够拥有的硬件的能力能否充分保证系统的各项指标所提供的经费是否能略有余地地保证任务完成及新系统产生效益估计任务的时间计划表是否合理并有适度余量以上可行性分析的8个主要方面，其它具体方面必须妥善分析，可行性分析涉及大量的人力、物力、财力的去向及能否取得相应的社会经济效益的回报的大事。涉及方面很多，都尽量要做到全面妥善地考虑解决。可行性分析第五页，共十七页，2022年，8月28日

二、系统设计

系统设计的任务是将系统分析阶段提出的逻辑模型化为相应的实际的物理模型这是整个研制工作的核心。

系统设计阶段不仅要完成，而且要优化，即要始终考虑高效性、安全性，具有容错能力的强壮性和方便性

也即按照逻辑功能的要求，考虑各种具体实际条件和具体应用领域，进行具体设计，来完成这些要求。

第2节GIS开发过程逻辑模型物理模型转化总体设计详细设计系统设计第六页，共十七页，2022年，8月28日

总体设计又称功能设计或概念设计。它的主要任务是：系统目的、目标及属性确定

系统目的即是系统预期要达到的水平。系统目标指实现目的过程中若干努力指标，属性指指标的量度。通常目标是一个多层次的树根据系统研制的目标来规划系统的规模和确定系统的组成与功能模块或系统的相互关系描述及接口设计规定硬、软件配置的环境设计数据源评估，数据库方案及建库方法人才培训包括开发人员“演示与讨论”等方式地交流与协调，新系统正常运转与生产所需的人才培训系统建立计划和经费预算系统建立计划要有充足的具体条件保证，经费预算要合理。成本及收益分析

成本指建设和运行新系统的资金投入，收益指新系统运行的产出。系统总体设计第七页，共十七页，2022年，8月28日

详细设计是在总体设计基础上进一步细化、具体化、物理化，主要内容有：

模块设计按照功能独立、规模适当的模块化设计方法，对总体设计中各大模块进一步分细成为各功能小模块，并绘出它们之间的联系及各模块内容及功能，以及它们的算法及流程。系统详细设计模块设计第八页，共十七页，2022年，8月28日

详细设计是在总体设计基础上进一步细化、具体化、物理化，主要内容有：数据分级分类及编码设计这方面，有标准的一定尽量采用国家标准及部门标准；没标准的，要尽量靠拢相近标准，遵循统一性、系统逻辑性、准确性的原则系统详细设计数据分类分级第九页，共十七页，2022年，8月28日

详细设计是在总体设计基础上进一步细化、具体化、物理化，主要内容有：数据库设计其中包括：

A.数据获取方案设计这是最基本的设计，也叫数字化方案设计，它包括，内容选取及分类，数字化中要素关系的处理原则，相应专题内容的数字化方案，作业步骤和数字化质量保证措施；

B.数据存储设计它主要指数据存储介质的选择，数据逻辑关系的设计和数据存储结构的设计；

C.数据检索设计数据主流的需要，设计那些方式满足对数据的需要，它们一般是属性检索、空间检索、拓朴检索、组合检索以及其它检索。系统详细设计数据库设计第十页，共十七页，2022年，8月28日

详细设计是在总体设计基础上进一步细化、具体化、物理化，主要内容有：输入、输出方式及界面设计系统详细设计界面设计第十一页，共十七页，2022年，8月28日

详细设计是在总体设计基础上进一步细化、具体化、物理化，主要内容有：安全性设计

操作权限分级，用户分级口令的设置病毒防治实施的计划方案把任务分解，落实到人，提出进度要求，数据加密和考核标准，给出经费预算。数据备份等。

系统设计的主要成果是总体设计说明书及详细设计说明书系统详细设计安全性设计实施计划方案第十二页，共十七页，2022年，8月28日系统评价是指对一个GIS系统从系统性能和经济效益两方面进行评价新系统的全面评价一般应在新系统稳定运行一段时间后才进行，以达公正、客观系统评价的结果是写出评价报告、提出改进和提高经济效益的措施。

第3节GIS的评价GIS评价报告GIS评价的目的

GIS评价的指标GIS评价第十三页，共十七页，2022年，8月28日二、GIS评价的指标

GIS的对象是一个较大的地理区域，是探索和研究这个宏观区域上地理现象的

未知关系和规律为目的的，它一般不仅是已有生产方式的再组织和再生产。

因而它除了有信息系统的一般特性指标外，还有自己特有的专业特性。GIS的系统评价包含了以下三个指标

一般系统的性能指标

专业性能指标

经济效益指标

第3节GIS的评价1、GIS稳定性和平均无故障时间；2、GIS联机响应时间、处理速度和吞吐量；3、GIS的利用率；4、系统的操作灵活性、方便性、容错性；5、安全性和保密性；6、加工数据的准确性；7、系统的可扩充性；8、系统的可维护性；1、数据的包容性2、空间分析的准确性及区域性3、可视化功能和性能1、成本费用。2、直接经济效益。3、间接经济效益。第十四页，共十七页，2022年，8月28日

1、数据的包容性：

2、空间分析的准确性及区域性：3、可视化功能和性能：

第3节GIS的评价(1)、数据的规范化和标准化；(2)、对众多主流GIS系统数据的兼容性；(3)、空间数学基础的标准性及地图投影变换能力的强弱；(4)、系统数据库的容量与性能；(5)、系统多分辨率数据的兼容性；(6)、矢、栅集成能力；(7)、无缝数据集成能力；(8)、二维、三维数据集成能力；(9)、扫描数字化和扫描矢量化能力；(10)、数据更新能力及交互处理性能。(1)、区域的量度准确性及区域范围；(2)、三维分析的准确性及区域范围；(3)、叠置分析的颗粒度及区域范围；(4)、缓冲区及类似分析的准确度及区域；(5)、大区域乃至全球准确量度分析能力；(6)、网络分析的功能，精度及范围；(7)、其它专业空间分析功能和能力；(1)、符号美观、色彩鲜艳，制作方便、动态性；(2)、图形、图像及多媒体信息的显示功能及交互性能；(3)、二维、三维信息的结合显示及性能；(4)、虚拟实景能力；(5)、地图的在线编绘能力和交互编绘的能力；(6)、图面配置的艺术性、智能性；(7)、输出格式的功能与性能；第十五页，共十七页，2022年，8月28日

1、成本费用。成本费用主要由下列几部分组成：

2、直接经济效益。它是指系统运行后所产生的可以直接测算的收益。3、间接经济效益。也称管理效益和社会效益。作为项目级GIS和部门级GIS的效益侧重点基本上在此。

第3节GIS的评价设备购置费。它包括购置GIS的软件，硬件的开支费用。设施费用。它由安装、调试和运行系统所需建立的支撑环境而开支的费用。开发费用。指开发一个GIS所需要的费用，它包括GIS中耗时最多，价值最大的巨量数据录入及生产费用。运行维护费用。它是指系统在运行维护过程中所需要的各项费用，包括数据更新费用，一般按年度标。一般由4个大项组成减少资金占用；减少物资及资源损耗；减少人工费用；增加利润收入系统的科学价值：例如GIS对于全球变化和区域可持续发展的意义，对厄尔尼诺和其他生态