武大版_GIS工程(15)

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1、武汉大学测绘学院 2012年注册测绘师 资格考试考前培训 主要内容 GIS工程概要 地理信息数据 地理信息数据库 GIS工程技术设计 地理信息开发与集成 案例分析 GIS运行管理与维护更新 GIS质量控制与成果检验 技术角度： GIS是为特定的应用目标而建立的空间信息系统，是 在计算机软件、硬件及网络支持下，对有关空间数据 进行输入、存储、检索、更新、显示、制图、分析和 应用的技术系统。 1. GIS基本概念 1.1 什么是GIS？ 学科角度： GIS是一门涉及地球科学、测绘遥感、信息科学以及 计算机科学等相关学科交叉的学科。它以空间数据库 为基础，采用地理模型分析，实现地理信息的采集、 存储

2、、检索、分析、显示、更新和更新。 1. GIS基本概念 1.1 什么是GIS？ 计算机系统（硬 件、软件） 地理信息数据库 系统（数据） 开发、管理与应 用人员 GIS 数据 软件 硬件 人员 1. GIS基本概念 1.2 GIS的构成 软件/硬件 人员 1. GIS基本概念 1.2 GIS的构成 空间数据 模型 主机 输入设备 输出设备 存储设备 网络 1. GIS基本概念 1.2 GIS的构成硬件 专用设备 输入设备 常规设备 GPS 全站仪 解析和数字 摄影测量仪器 全数字摄影 测量工作站 遥感与遥感 图象处理系统 数字化仪 扫描仪 键盘、鼠标 存储设备 活动硬盘 硬盘阵列光盘机磁带机

3、1. GIS基本概念 1.2 GIS的构成硬件 1.2 GIS的构成硬件应用模式 单机模式 局域网模式 广域网模式 1. GIS基本概念 1.2 GIS的构成硬件应用模式 单机模式： 由基本外设、处理 设备和输出设备构成 适用于小型GIS建设 数据传输与资源共享不方便 1. GIS基本概念 输 出 输 入 GIS中央 数据库与网管 用户组1 Intranet 用户组n 局域网模式： 部门或单位内部 GIS建设 专线连接 资源共享较方便 1. GIS基本概念 1.2 GIS的构成硬件应用模式 局域网模式： 广域网模式： 广域网模式： 用户分布地域广 泛，不适合专线连 接 公共通讯连接 资源共享方

4、便 局部范围为局域 网，通过若干通道 与广域网连接 输入 GIS中央 数据库 （服务器） 局域网 用户组 用户用户 主 图象 多媒体 处理系统 系统 干 输出 网 Internet 1. GIS基本概念 1.2 GIS的构成硬件应用模式 数据库系统 系统库 （编程语言、数学库等） 操作系统 （系统调用、设备运行、网络等） 用户界面 GIS专题应用软件 GIS组件 GIS专业软件 数据库 系统软件 GIS 1. GIS基本概念 1.2 GIS的构成软件 1.2 GIS的构成软件 系统软件：Unix, Windows, Linux GIS专业软件：ArcGIS，MapInfo, MapGIS, S

5、uperMap 数据库软件：Oracle, SQL Server, DB2 1. GIS基本概念 GIS构成地理数据 空间 属性 时间 1. GIS基本概念 面体 现实世界 1. GIS基本概念 GIS构成地理数据 点、线、面、体 线 点 GIS构成地理数据 矢量、栅格 现实世界 1. GIS基本概念 (X2,Y2) (X4,Y4) Line (X3,Y3) (X,Y) (X4,Y4) (X5,Y5) (X2,Y2) (X3,Y3) (X,Y) Polygon (X5,Y5) 1. GIS基本概念 GIS构成地理数据的矢量表达 Point (X,Y) 现实世界 Grid Line Value

6、=0 =1 =2 =3 Point Row Column Triangles Area Hexagons RASTER 1. GIS基本概念 GIS构成地理数据的栅格表达 建筑物 校园 街道 行政区 城市 国家 GIS中采用层来组织数据 地理要素：现实世界中的对象， 如一个建筑物. 层：一系列地理要素的可视化 表达，必须包含空间数据 属性：地理要素的描述性信息， 它和层相关联。 1. GIS基本概念 GIS构成地理数据的分层组织 GIS的开发是以人为本的 系统工程。人员包括：开 发、管理和应用 业务素质与专业知识是 GIS工程及应用成功的关 键。 不但对GIS的技术和功能 有足够的了解，而且要

7、具 备组织管理的能力。 技术培训、硬件维护与更 咨询 管理 信息管理 新、系统升级、数据更新 、文档管理、数据共享建 设等。 数据整理 1. GIS基本概念 GIS构成人员 信息系统 非空间信息系统 地理信息系统 非地理信息系统 管理信息系统 专题地理 信息系统 区域地理 信息系统 CAD/CAM空间信息系统 地籍GIS 交通GIS 省级基础GIS 市级基础GIS 数据模型 矢量GIS栅格GIS矢-栅GIS 研究范围 全球GIS 区域GIS GIS分类 地理信息 系统工具 ArcGIS SuperMap 1. GIS基本概念 GIS的分类 GIS的分类 地理信息标准体系框架的划分 基础地理信息

8、系统 专业应用的地理信息系统 专项应用的地理信息系统 1. GIS基本概念 数学 人文地理学 考古学 公共管理 社会学 流行病学 健康护理规划 森林学 土壤科学 地貌学 环境科学 地质学 生态学 水文学 气象学 公共信息查询 产业/商业 矿产开发 市场 设施维护 资产管理 旅游业 计算机科学 可视化 符号学 制图学 测量 遥感 摄影测量 数据库 计算机 图形学 人工 智能 统计学 地理 统计学 认知科学 社会经济 测量 地形测量环境测量 1. GIS基本概念 GIS与其它学科关系 GIS与其它学科关系 GIS与地图学 共同点 都是地理对象的载体 同样具有存储、分析和显示功能 异同点 地图学强调

9、空间信息的表达和传输 GIS是地图学理论和方法的延伸，它强调 的是空间信息的处理和分析 1. GIS基本概念 GIS与其它学科关系 GIS与事务管理系统 共同点 都是以数据库为管理工具 同样具有存储、查询和检索数据的能力 异同点 一般事务管理系统没有空间概念，不能存 储空间数据和显示空间图形 GIS中的空间数据库能够表达空间实体的 位置、属性和空间关系 1. GIS基本概念 GIS与其它学科关系 GIS与CAD 共同点 都具有空间坐标系统和空间参照系 都能描述图形数据的拓扑关系和非图形属 性 异同点 CAD处理的多为人工几何对象，它的图形 功能尤其是图形编辑和三维功能强大，而 属性描述能力相对

10、较弱 GIS所处理的多为自然目标，对空间和属 性数据的相互操作和空间分析能力强大。 1. GIS基本概念 文件图表数据获取 原始数据 存储检索 数据编辑 数据输出 制图、表格 交互展示 投影变换 结构化数据 空间查询 空间分析 空间 数据库 2. GIS基本功能 GIS的主要功能(基本功能实现) 分布式GIS 智能GIS与空间数据挖掘 GIS、RS和GPS的集成 时空系统 三维GIS 移动GIS 3. GIS的发展 主要内容 GIS工程概要 地理信息数据 地理信息数据库 GIS工程技术设计 地理信息开发与集成 案例分析 GIS运行管理与维护更新 GIS质量控制与成果检验 GIS工程生命周期 G

11、IS工程规 划阶段 确定总体目 标 评估可用资 源、可用经 费，可得到 的效益、开 发周期、风 险等 制定项目规 划书，包括 的初始实施 计划、可行 性研究报告、 总体方案等 签订合同 GIS工程 定义阶段 对用户的 现状及需 求进行调 查 分析并给 出GIS项目 的详细定 义 编写需求 说明书及 初步的GIS 用户手册 需求评审 GIS工程 设计阶段 总体设计： 将需求转 换成意义 明确的模 块体系结 构； 详细设计： 对概要设 计中每个 模块进行 具体描述 编写设计 说明书 设计评审 GIS工程开 发阶段 系统编码 系统集成及 测试 制订详细培 训计划 数据收集及 整理 系统验证 给出系统

12、测 试报告 GIS工程实 施阶段 系统环境 搭建 系统安装 用户培训 GIS工程 运行维护 阶段 数据更新 软件升级 硬件调整 1.GIS工程基本框架 GIS工程实施的主要步骤 主要分为以下五个阶段： 需求调查与可行性分析 实施方案与总体设计 系统详细设计 开发与测试 系统维护与评价 1.GIS工程基本框架 2.系统需求分析 需求调查与分析是信息系统开发过程中最重要的环节之一 从项目管理的角度，需求调查与分析可看作一个需求工程，通过应用 已证实有效的技术、方法进行需求分析，确定用户需求。帮助分析人 员理解问题并定义目标系统的所有特征。 需求工程的主要目的是给待开发系统提供一个清晰的、一致的、精

13、确 的并且无二义性的模型，通常以软件规格说明的形式来定义。 需求工程 需求开发 需求调查 需求分析 需求定义 需求管理 需求确认 需求跟踪 需求变更控制 用户现状：包括现有软件系统问题、数据现状和业务需求等 明确系统建设目标和任务 系统可行性分析研究 撰写并提交需求调研报告 2.系统需求分析 工作内容 需求调查方法 参观 面谈 电话 问卷 资料收集 GIS专题报告：信息输出 用户类型分析：用户类型决定了用户的需求，用户 类型是进行系统建设目标和分析的关键。 现有系统调查分析：主要是用户现状调查分析。调 查内容包括组织机构、职能范围、工作任务、工作 流程、信息来源、人员配置等。找出现有存在的问

14、题，为待建系统提供参考 明确系统服务对象：对象不同，目标也不同 2.系统需求分析 系统目标获取及分析 功能分析是对系统目标和任务的具体细分 。常用方法： 结构化分析方法：采用自顶向下、逐层 分解的系统分析方法定义需求。主要使 用数据流程图、业务流程图、数据字典 等工具表达 面向对象分析方法：采用自底向上提取 对象并进行对象抽象的方法。主要使用 用例图、类图、对象图等工具表达。 快速原型分析法：借助原型来辅助系统 需求分析。 2.系统需求分析 系统功能获取及分析 1.1 1.21.3 x 2 13 2.1 2.2 2.3 1.1 1.3 1.引言 2.项目概述 3.系统数据描述 4.系统功能需求

15、 5.系统性能需求 6.系统运行需求 7.质量保证 8.其它需求 2.系统需求分析 需求规格说明书 总体设计 数据库设计 数据分层 数据分类代码 数据库模型 总体结构设计 体系结构设计 系统功能设计 软硬件配置 系统安全设计 3.系统总体设计 GIS总体设计阶段的主 要任务是将系统需求转 换为数据结构和软件体 系结构。 总体结构设计：把 系统的功能需求分 配给软件结构，形 成软件的模块结构 图，并设计模块之 间的接口关系。 数据设计：把分析 阶段所建立的信息 域模型变换成软件 实现中所需的数据 结构。 设计说明书 体系结构设计：把系统的功能需求分配给软 件结构，形成软件的模块结构图，并设计模 块之间的接口关系。注意两各结构体系： C/S架构：请求响应模式 B/S结构：是C/S 3.系统总体设计 1.体系结构设计 把系统的功能需 求分配给软件结 构，形成软件的 模块结构图，并 设计模块之间的 接口关系。 3.系统总体设计 1.体系结构设计 体系结构设计： 两种模式： C/S模式：“请求应答”模式，其 核心是服务器集中管理资源，将客户端 的请求结果发给客户端。而客户机同时 具有自主控制和计算能力。 B/S模式：是C/S模式与