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1、第三章GIS设计思想、内容和标准地理信息系统设计与应用 三、GIS设计的内容 四、GIS的规范化与标准化教学提纲退出退出三、GIS设计的内容（一）软件设计（二）数据库设计返回返回GISGIS设计应当根据设计应当根据GISGIS工程学的设计思想来开展，使应用工程学的设计思想来开展，使应用GISGIS系统满足科学化、合理化、经济化的总体要求系统满足科学化、合理化、经济化的总体要求GISGIS设计的基本原则设计的基本原则 标准化标准化 先进性先进性 兼容性兼容性 高效率高效率 可靠性可靠性 通用性通用性GIS软件设计GIS设计的基本原则基本原则基本原则具体内容具体内容标准化标准化符合符合GISGIS
2、的基本要求和标准；符合现有的国家标准和行的基本要求和标准；符合现有的国家标准和行业规范业规范先进性先进性硬件设备的先进性；软件设计的先进性；技术方法的先硬件设备的先进性；软件设计的先进性；技术方法的先进性；管理手段的先进性进性；管理手段的先进性兼容性兼容性数据具有可交换性，选择标准的数据格式和实现数据格数据具有可交换性，选择标准的数据格式和实现数据格式转换功能，实现与不同数据库之间的数据共享式转换功能，实现与不同数据库之间的数据共享高效性高效性具有高效率的数据采集工艺方法和图形处理能力、存取具有高效率的数据采集工艺方法和图形处理能力、存取能力、管理能力等等能力、管理能力等等可靠性可靠性保证系统
3、正常运行以及系统运行结果的正确性保证系统正常运行以及系统运行结果的正确性通用性通用性系统数据组织灵活，可以满足不同应用分析的需求系统数据组织灵活，可以满足不同应用分析的需求GIS设计与一般信息系统设计的差异GISGIS设计设计一般信息系统设计一般信息系统设计设计设计重心重心处理的是海量空间数据，数据库设计在处理的是海量空间数据，数据库设计在GISGIS设计中尤其重要设计中尤其重要软件功能实现是其设软件功能实现是其设计重心计重心数据库数据库建建 设设不仅要进行属性数据库的设计，更要进不仅要进行属性数据库的设计，更要进行空间数据库的设计，包括空间数据结行空间数据库的设计，包括空间数据结构、存储方式
4、、管理机制等构、存储方式、管理机制等只需要建立属性数据只需要建立属性数据库库设计设计方法方法以业务需求为导向、以空间数据为驱动以业务需求为导向、以空间数据为驱动进行系统设计进行系统设计以业务需求为导向，以业务需求为导向，以功能为驱动进行系以功能为驱动进行系统设计统设计GISGIS软件设计一般采用合适的软件生存周期模型软件设计一般采用合适的软件生存周期模型 以图表和逻辑表达式的形式来描述定义和生产两个阶以图表和逻辑表达式的形式来描述定义和生产两个阶段段 提供了一种有目的和有规划的方式来建立质量保证体提供了一种有目的和有规划的方式来建立质量保证体系系最常用的软件生存周期模型是瀑布模型最常用的软件生
5、存周期模型是瀑布模型 瀑布模型将软件过程分为六个阶段瀑布模型将软件过程分为六个阶段 存在缺乏灵活性、软件模块重用性差、开发周期长、存在缺乏灵活性、软件模块重用性差、开发周期长、修改困难、难以维护等缺陷修改困难、难以维护等缺陷适应不同软件开发的需求，陆续出现了适应不同软件开发的需求，陆续出现了 快速原型模型快速原型模型 增量模型增量模型 螺旋模型螺旋模型 瀑布模型各阶段任务划分情况表 阶段名称阶段名称任务支撑任务支撑标准文档标准文档需求分析需求分析用户需求调查、确定系统建设目标和用户用户需求调查、确定系统建设目标和用户对系统的功能性能要求，分析系统建设的对系统的功能性能要求，分析系统建设的可行性
6、可行性需求分析报告需求分析报告项目管理项目管理方案设计方案设计对系统建设过程进行总体规划，包括对工对系统建设过程进行总体规划，包括对工作区域和可用资源的规定、开发成本估算、作区域和可用资源的规定、开发成本估算、开发平台和开发工具选择、工作任务和进开发平台和开发工具选择、工作任务和进度安排等内容度安排等内容项目管理项目管理计划方案书计划方案书 系统总体系统总体设计设计将系统的需求转换为数据结构和软件体系将系统的需求转换为数据结构和软件体系结构，即数据设计和体系结构设计结构，即数据设计和体系结构设计总体设计报告总体设计报告 系统详细系统详细设计设计系统总体设计阶段确定下来的软件模块结系统总体设计阶
7、段确定下来的软件模块结构和接口描述具体地实现，得出实现系统构和接口描述具体地实现，得出实现系统目标技术的精确描述目标技术的精确描述详细设计报告详细设计报告系统实施、系统实施、运行和维护运行和维护根据详细设计报告的描述对系统的模块、根据详细设计报告的描述对系统的模块、函数和界面进行实现，并试运行和进行系函数和界面进行实现，并试运行和进行系统调试，以及对系统进行日常的维护统调试，以及对系统进行日常的维护软件代码和软件代码和系统维护报告系统维护报告 返回返回数据库系统是存储、管理、处理和维护数据的软件系统，数据库系统是存储、管理、处理和维护数据的软件系统，包括数据库、数据库管理员及相关软件包括数据库
8、、数据库管理员及相关软件数据库的核心是数据模型数据库的核心是数据模型数据模型是一种形式化描述数据、数据之间联系以及有关数据模型是一种形式化描述数据、数据之间联系以及有关语义约束的方法，包括语义约束的方法，包括 数据结构数据结构 操作的集合操作的集合 完整性约束完整性约束 从文件系统算起，数据模型的发展经历了四代从文件系统算起，数据模型的发展经历了四代 文件模型文件模型 经典数据模型（网状、层次和关系模型）经典数据模型（网状、层次和关系模型）语义数据模型语义数据模型 专用数据模型专用数据模型 要求分析与说明形态描述、解空间描述概念结构系统结构结构描述、部分解逻辑结构目标系统具体描述，完全解物理结
9、构数据库系统软件系统设计实现软件系统与数据库系统设计过程的对应图地理数据库是一种应用于地理信息处理和信息分析领域的地理数据库是一种应用于地理信息处理和信息分析领域的工程数据库，它管理的对象主要是地理数据工程数据库，它管理的对象主要是地理数据较为常用的是文件与关系数据库混合管理模式较为常用的是文件与关系数据库混合管理模式ESRIESRI公司推出的公司推出的GeodatabaseGeodatabase数据模型数据模型 基于面向对象技术，在通用的关系型数据库的基础上基于面向对象技术，在通用的关系型数据库的基础上建立空间数据库建立空间数据库 通过空间数据引擎进行访问通过空间数据引擎进行访问 是一种较为
10、优越和高效的空间数据库管理模式是一种较为优越和高效的空间数据库管理模式返回返回四、GIS规范化与标准化（一）GIS规范化和标准化的作用（二）GIS规范化和标准化的内容返回返回GIS规范化和标准化的作用实现信息共享，推进实现信息共享，推进GISGIS发展的最基本保障发展的最基本保障避免简单重复的系统开发工作避免简单重复的系统开发工作方便了数据共享，节约了资源方便了数据共享，节约了资源返回返回GIS规范化和标准化的内容GISGIS规范化和标准化的主要内容包括规范化和标准化的主要内容包括 GISGIS相关的名词术语标准相关的名词术语标准 与与GISGIS软件工程开发有关的各种标准化活动软件工程开发有
11、关的各种标准化活动 与与GISGIS数据库建设有关的活动数据库建设有关的活动 与与GISGIS数据共享有关的标准化工作数据共享有关的标准化工作从以下方向实行从以下方向实行GISGIS规范化和标准化建设规范化和标准化建设 地理信息标准地理信息标准 数据标准数据标准 信息技术标准信息技术标准 应用标准应用标准 GISGIS的设计标准和系统评价标准的设计标准和系统评价标准 地理信息标准统一的地理坐标系统统一的地理坐标系统 统一的地图投影系统统一的地图投影系统 统一的地理格网系统统一的地理格网系统 统一的区域多边形或空间统计单元系统统一的区域多边形或空间统计单元系统空间信息分类和编码系统空间信息分类和
12、编码系统数据模型标准数据模型标准数据标准数据交换数据交换空间元数据标准空间元数据标准数据质量数据质量GISGIS数据产品标准数据产品标准 标准的数据格式标准的数据格式 标准的概念模式标准的概念模式 标准的外包装标准的外包装现有的空间元数据标准元数据标准名称元数据标准名称建立标准的组织建立标准的组织GSDGMGSDGM地理空间数据元数据内地理空间数据元数据内容标准容标准FGDCFGDC，美国联邦地理数据委员会，美国联邦地理数据委员会 GDDDGDDD数据集描述方法数据集描述方法 MEGRINMEGRIN，欧洲地图事务所，欧洲地图事务所 CGSBCGSB空间数据集描述空间数据集描述 CSCCSC，
13、加拿大标准委员会，加拿大标准委员会 CENCEN地学信息地学信息数据描述数据描述元元数据数据 CEN/TC287 CEN/TC287 DIFDIF目录交换格式目录交换格式 美国宇航局美国宇航局(NASA)(NASA)和全球变化和全球变化数据管理国际工作组数据管理国际工作组(IWGDMGC)(IWGDMGC)ISOISO地理信息地理信息 ISO/TC211 ISO/TC211 一一级质级质量元素量元素二二级质级质量元素量元素位置精度位置精度数学基数学基础础平面精度平面精度(相相对对精度和精度和绝对绝对精度精度)高程精度高程精度(相相对对精度和精度和绝对绝对精度精度)接接边边精度精度形状保真度形状
14、保真度象元定位精度象元定位精度(图图像分辨率像分辨率)属性精度属性精度要素分要素分类类与代与代码码的正确性的正确性要素属性要素属性值值的正确性的正确性要素注要素注记记的正确性的正确性逻辑逻辑一致一致多多边边形形闭闭合精度合精度结结点匹配精度点匹配精度拓扑关系的正确性拓扑关系的正确性完整性完整性元数据完元数据完备备性性数据分数据分层层完完备备性性实实体体类类型完型完备备性性属性数据完属性数据完备备性性注注记记完完备备性性现势现势性和数据性和数据说说明明数据采集日期数据采集日期说说明明数据更新日期数据更新日期说说明明可靠性和安全可靠性和安全级级空间数据的质量元素信息技术标准计算机软、硬件技术标准计
15、算机软、硬件技术标准数据库技术和图形、图像处理技术规范数据库技术和图形、图像处理技术规范地图制图标准地图制图标准我国软件工程标准体系标标准准类别类别标标准名称准名称标标准号准号基基础标础标准准软软件工程件工程术语术语GB/T 11457-89GB/T 11457-891.1.信息信息处处理理数据流程数据流程图图、程序流程、程序流程图图、系、系统统流程流程图图、程序网、程序网络络图图和系和系统资统资源源图图的文件的文件编编制符号及制符号及约约定定GB 1526-89GB 1526-892.2.结结构构图图尚未尚未发发布布3.3.软软件可靠性件可靠性GB/T 14394-94GB/T 14394-
16、944.4.计计算机算机软软件件质质量保量保证计证计划划规规划划GB/T 12504-90GB/T 12504-905.5.软软件件质质量量评评估估尚未尚未发发布布开开发标发标准准1.1.计计算机算机软软件开件开发规发规范范GB 8566-88GB 8566-882.2.软软件开件开发发方法指南方法指南尚未尚未发发布布3.3.软软件开件开发发生存周期模型生存周期模型尚未尚未发发布布4.4.程序程序设计设计方法方法评评价准价准则则尚未尚未发发布布文档文档标标准准1.1.计计算机算机软软件件产产品开品开发发文件文件编编制指南制指南GB 8567-88GB 8567-882.2.计计算机算机软软件需
17、求件需求说说明明编编制指南制指南GB 9385-88GB 9385-883.3.计计算机算机软软件件测试测试文件文件编编制制规规范范GB 9386-88GB 9386-88管理管理标标准准1.1.软软件件产产品登品登录标录标准准尚未尚未发发布布2.2.软软件件计计价价标标准准尚未尚未发发布布3.3.计计算机算机软软件配置管理件配置管理计计划划规规范范GB/T 12505-90GB/T 12505-904.4.软软件件验验收收尚未尚未发发布布应用标准空间算法标准空间算法标准 为了提高应用精度和进行数据转换，各种算法需要为了提高应用精度和进行数据转换，各种算法需要达到一定的性能要求，同时给用户提供
18、指南达到一定的性能要求，同时给用户提供指南解译标准解译标准GIS的设计标准和系统评价标准系统设计规范系统设计规范信息系统建设流程规范体系信息系统建设流程规范体系模型开发模型开发 系统评价是系统建设的重要一环，系统开发人员应在系统系统评价是系统建设的重要一环，系统开发人员应在系统逻辑性、系统扩充性与兼容性、系统开放性、系统实际可逻辑性、系统扩充性与兼容性、系统开放性、系统实际可运行性（业务系统）、系统先进性等方面遵照相关规范、运行性（业务系统）、系统先进性等方面遵照相关规范、标准严格实施监督和把关标准严格实施监督和把关返回返回思考题思考题1CIS作为一个特殊的软件领域，其设计过程有哪作为一个特殊
19、的软件领域，其设计过程有哪些区别于其他软件设计的独有特点些区别于其他软件设计的独有特点?2作为作为CIS设计基础的设计基础的GIS工程学的主要任务、理论工程学的主要任务、理论基础和内容分别是什么基础和内容分别是什么?3根据根据CIS工程学思想开展的工程学思想开展的GIS设计，其基本原则设计，其基本原则和工作内容分别是什么和工作内容分别是什么?4试从设计重心、数据库建设和设计方法等三个方试从设计重心、数据库建设和设计方法等三个方面，比较哪设计与一般信息系统设计面，比较哪设计与一般信息系统设计的区别？的区别？5GIS规范化和标准化在规范化和标准化在CIS产业化和社会化过程中产业化和社会化过程中的作用是什么的作用是什么?其具体内容主要体现在哪些方面其具体内容主要体现在哪些方面?6CIS数据标准包含哪些方面数据标准包含哪些方面?各个方面的主要内容各个方面的主要内容是什么是什么?