GIS设计思想、内容和标准

第二章

GIS设计思想、内容和标准《地理信息系统设计》教程一、GIS设计目标及其特点

二、GIS设计的理论根底——GIS工程学思想

教学提纲退出一、GIS设计目标及其特点〔一〕GIS设计目标

〔二〕GIS设计特点返回GIS设计目标就是通过改进系统设计方法、严格执行开发的阶段划分、进行各阶段质量把关以及做好工程建设的组织管理工作，从而到达增强系统的实用性、降低系统开发和应用的本钱、延长系统生命周期的目的GIS设计目标软件危机如何开发软件，以满足对软件日益增长的需要如何维护数量不断膨胀的已有软件GIS软件危机情况日益严重进行GIS设计是防止软件危机，保证GIS开发质量、提高开发效率、降低开发本钱的一个重要手段软件危机的出现软件危机的主要内容阶段主要内容开发软件对软件开发成本和进度的估计不准确软件质量不高用户接受度不高软件产品开发效率低相关的技术文档资料不完备软件可维护性、重用性和可扩展性不高维护软件数据不能得到及时的更新系统需求变所更要求的系统升级不能得到实施网络安全维护得不到贯彻执行返回GIS设计特点〔1〕GIS处理的空间数据数据量庞大实体种类繁多实体间的关联复杂GIS设计过程需要分析系统的业务流分析系统所涉及的地理实体类型以及实体间的各种关系采用相关的地理数据模型表达这些关系GIS设计特点〔2〕GIS设计以空间数据为驱动GIS设计以数据为导向进行系统建设系统的功能设计以提高数据的存储、分析和处理效率为原那么GIS设计特点〔3〕GIS工程投资大、周期长、风险大、涉及部门繁多。因此，在GIS设计中，工程方案管理是一个十分重要的局部在工程方案管理中，需要估计系统建设的投资效益评估系统建设的风险性和必要性制定系统的建设进度安排，保证系统建设的高效性建立系统建设的组织机构和进行人员协调返回二、GIS设计的理论根底〔一〕GIS工程学特点

〔二〕GIS工程学体系〔三〕GIS工程学的根底理论返回系统工程学是研究如何应用科学知识，特别是工程学原理来提高系统分析和设计效率、提高系统质量、降低系统建设本钱的学科GIS工程学在促进GIS的推广应用，加快GIS软件产业的开展方面具有十分重要的意义，可以看作是GIS设计的方法学GIS工程学特点GIS工程学特点有以空间信息系统工程优化为目的横跨多学科直接面向决策，为可持续开展提供决策支持与GIS产业化密切联系返回GIS工程学体系任务运用系统论的理论和方法，实现GIS工程的最优设计、最优管理和最优运行，以求得系统总体最优化根底理论系统学地理信息科学系统工程学……方法论根据理论形成的一系列程序化的根本操作技术与方法系统工程学创始人之一霍尔〔〕的三维结构〔如下图〕目前比较经典的、影响较大的一种系统工程根本方法将系统工程活动的方法体系分为前后紧密衔接的七个步骤和七个阶段同时考虑为完成各个步骤和阶段所需的各种专业知识GIS工程三维结构图返回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GIS工程学的根底理论〔1〕系统学思想系统可以定义为由相互作用、相互依赖的假设干组成局部〔要素〕构成的具有一定功能的有机整体每一个系统都有其独特的层次结构、功能与环境系统的一般特征及其对系统设计的影响一般特征对系统设计的影响整体性对系统进行分析和设计时，必须以整体为基础，充分考虑系统各个要素或各层次的相互关系，实现整体效果最优层次性层次结构决定系统目标和功能分解的认知途径相关性各个要素之间相互作用、相互依赖的关系决定要素间的功能布局及系统的内在结构与性质功能性分析设计系统时要根据系统的目标层次设定其要素的状态和功能结构动态性系统分析时要考虑系统的生命周期、系统环境适应性，以及要求系统能随着环境的变化不断调整其内部各要素的状态、功能与相互关系GIS工程学的根底理论〔2〕系统工程学系统工程是以大型复杂系统为研究对象，按照一定的目标对其进行研究、设计、开发、管理和控制，以期到达总体效果最优的理论和方法系统工程学具有以下特点研究对象是一个表现为普遍联系、相互影响、规模和层次都极其复杂的大系统系统工程学的知识结构复杂，是自然科学和社会科学交叉的边缘学科系统工程学是方法学，是泛化系统的研究方法系统工程学是目的性很强的应用学科GIS工程学的根底理论〔3〕地理信息科学1992年GoodChild首次提出研究地理信息的本质特征与运动规律被划分为三个层次地理信息科学被划分为三个层次理论地理信息科学技术地理信息科学应用地理信息科学注：RS、GPS、GIS、SDI分别表示遥感、全球定位系统、地理信息系统和空间数据根底设施基础学科数学、测绘学、计算机科学、心理学、美学、哲学等等应用地理信息科学技术地理信息科学理论地理信息科学背景目标区域可持续发展战略人文背景社会、经济、政治及法律背景地理信息运动机理地理信息的本质、结构、分类和表