霍亮-注册测绘师2009讲稿.pptx

授课教师简介授课教师简介n n霍亮：霍亮：n n北京建筑工程学院教师，博士，高工，系主任。北京建筑工程学院教师，博士，高工，系主任。n nTELTEL：1314698036113146980361n nE-MailE-Mail：目前的状况目前的状况n n考试大纲n n试卷情况n n培训资料n n我们能作什么地理信息系统工程考试基本要求n n1.1.根据项目要求，进行需求调查与分析，确定基础地理信息数据库系统的建设原则、定位与时间根据项目要求，进行需求调查与分析，确定基础地理信息数据库系统的建设原则、定位与时间基准，明确运行的基础地理信息数据，制订系统更新策略与管理机制。基准，明确运行的基础地理信息数据，制订系统更新策略与管理机制。n n2.2.根据项目要求进行数据库设计，完成概念设计、逻辑结构设计、物理设计、数据字典设计、符根据项目要求进行数据库设计，完成概念设计、逻辑结构设计、物理设计、数据字典设计、符号库设计、元数据库设计和数据库更新设计等。号库设计、元数据库设计和数据库更新设计等。n n3.3.根据系统设计，进行平台选择、软件开发和集成，进行样例数据的小区试验和系统功能测试。根据系统设计，进行平台选择、软件开发和集成，进行样例数据的小区试验和系统功能测试。n n4.4.根据项目要求和条件，实施数据库构建，进行数据准备、数据库模式创建、数据入库和质量检根据项目要求和条件，实施数据库构建，进行数据准备、数据库模式创建、数据入库和质量检验工作。验工作。n n5.5.实施基础地理信息数据库系统的整体测试、部署、交付与评价，并进行系统的运行、管理与维实施基础地理信息数据库系统的整体测试、部署、交付与评价，并进行系统的运行、管理与维护。护。n n6.6.依据基础地理信息系统专业的理论和测绘的相关知识及有关规定和实践经验，对完成的基础地依据基础地理信息系统专业的理论和测绘的相关知识及有关规定和实践经验，对完成的基础地理信息系统项目过程文件、项目实施管理、系统测试及相关工作进行检查。理信息系统项目过程文件、项目实施管理、系统测试及相关工作进行检查。n n7.7.依据基础地理信息系统专业通用的标准、规范和规程，运用空间信息依据基础地理信息系统专业通用的标准、规范和规程，运用空间信息(数据数据)获取、处理、分析、获取、处理、分析、表达以及应用的基本原理，对基础地理信息系统和工程设计、数据库运行和应用开发进行测试及表达以及应用的基本原理，对基础地理信息系统和工程设计、数据库运行和应用开发进行测试及评价，提出产品服务模式。评价，提出产品服务模式。讲授内容讲授内容n n1基础知识n n2需求分析n n3数据库设计n n4系统设计n n5数据库建设n n6测试、评价、运行、管理与维护n n7工程检查n n8服务模式1基础知识基础知识空间空间数据数据系统系统硬件硬件系统系统软件软件我国地图系列所采用的投影我国地图系列所采用的投影n n1 1：100100万万11：50005000除除1 1：100100万外采用高斯克吕万外采用高斯克吕格投影格投影n n我国我国1 1：100100万地形图采用万地形图采用LambertLambert投影，其分幅投影，其分幅原则与国际地理学会规定的地球统一使用国际原则与国际地理学会规定的地球统一使用国际百万分之一地图投影保持一致百万分之一地图投影保持一致n n我国大部分省区图以及大多数这一比例尺的地我国大部分省区图以及大多数这一比例尺的地图也采用图也采用LambertLambert投影和属于这一投影系统的投影和属于这一投影系统的AlbersAlbers投影投影n nLambertLambert投影中，地球表面上两点间的最短距离投影中，地球表面上两点间的最短距离（即大圆航线）表现为近于直线，这有利于地（即大圆航线）表现为近于直线，这有利于地理信息系统中和空间分析量度的正确实施理信息系统中和空间分析量度的正确实施 我国1:1万至1:50万的地形图全部采用高斯克吕格投影。1:2.5万至1:50万的地形图，采用6分带方案，全球共分为60个投影带；我国位于东经72到136间，共含11个投影带；1:1万比例尺图采用3分带方案，全球共120个带。从0度开始，自西向东每6度分为一个投影带。从东经1度开始，自西向东每3度分为一个投影带。我国常用地图投影高斯克吕格投影元数据的概念元数据的概念 n n“metameta”是一希腊语词根，意思是是一希腊语词根，意思是是一希腊语词根，意思是是一希腊语词根，意思是“改变改变改变改变”，“MetadataMetadata”一词的原意是关于数据变化的描述。一词的原意是关于数据变化的描述。一词的原意是关于数据变化的描述。一词的原意是关于数据变化的描述。n n一般都认为元数据就是一般都认为元数据就是一般都认为元数据就是一般都认为元数据就是 “关于数据的数据关于数据的数据关于数据的数据关于数据的数据”。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 CSDGM CSDGM地球空间数据元数据内容标地球空间数据元数据内容标准准FGDCFGDC，美国联邦空间数据委，美国联邦空间数据委员会员会 GDDD GDDD数据集描述方法数据集描述方法MEGRINMEGRIN，欧洲地图事务组织，欧洲地图事务组织 CGSB CGSB空间数据集描述空间数据集描述CSCCSC，加拿大标准委员会，加拿大标准委员会 CEN CEN地学信息一数据描述一元数据地学信息一数据描述一元数据CENCENTC287TC287 DIF DIF目录交换格式目录交换格式NASANASA ISO ISO地理信息地理信息ISOISOTC211TC211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、降低系统建设成本的学科分析和设计效率、提高系统质量、降低系统建设成本的学科GISGIS工程学在促进工程学在促进GISGIS的推广应用，加快的推广应用，加快GISGIS软件产业的发展方面具有软件产业的发展方面具有十分重要的意义，可以看作是十分重要的意义，可以看作是GISGIS设计的方法学设计的方法学GISGIS工程学特点有工程学特点有 以空间信息系统工程优化为目的以空间信息系统工程优化为目的 横跨多学科横跨多学科 直接面向决策，为可持续发展提供决策支持直接面向决策，为可持续发展提供决策支持 与与GISGIS产业化密切联系产业化密切联系GIS工程学2需求分析需求分析n n根据项目要求，进行需求调查与分析，确定基础地理信息数据库系统的建设原则、定位与时间基准，明确运行的基础地理信息数据，制订系统更新策略与管理机制。GIS GIS设计目标就是通过改进系统设计方法、严格执行开发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项目建设的组的阶段划分、进行各阶段质量把关以及做好项目建设的组织管理工作，从而达到增强系统的实用性、降低系统开发织管理工作，从而达到增强系统的实用性、降低系统开发和应用的成本、延长系统生命周期的目的和应用的成本、延长系统生命周期的目的GIS设计目标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系统的一般特征及其对系统设计的影响一般特征一般特征对系统设计的影响对系统设计的影响整体性整体性对系统进行分析和设计时，必须以整体为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，实现整体效果最优相互关系，实现整体效果最优层次性层次性层次结构决定系统目标和功能分解的认知层次结构决定系统目标和功能分解的认知途径途径相关性相关性各个要素之间相互作用、相互依赖的关系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决定要素间的功能布局及系统的内在结构与性质与性质功能性功能性分析设计系统时要根据系统的目标层次设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定其要素的状态和功能结构动态性动态性系统分析时要考虑系统的生命周期、系统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、功能变化不断调整其内部各要素的状态、功能与相互关系与相互关系需求分析系统目标分析系统目标分析系统功能与性能分析系统功能与性能分析 根据GIS特点，明确GIS系统的建设目标和任务必须从以下方面着手：系统目标分析进行用户类型分析对现行系统进行调查分析明确系统服务对象用户研究领域现状调查用户类型分析进行系统目标和任务分析首先应确定系统的用户类进行系统目标和任务分析首先应确定系统的用户类型，在此基础上才可以进一步开展调查分析确定用户型，在此基础上才可以进一步开展调查分析确定用户需求。判断用户类型是进行系统建设目标和任务分析需求。判断用户类型是进行系统建设目标和任务分析的关键。的关键。通常，通常，GIS用户可以分为以下几种：用户可以分为以下几种：具有明确而固定任务的用户。例如测量调查和制图部具有明确而固定任务的用户。例如测量调查和制图部门。门。第二类用户部分工作任务明确、固定，且有大量业务第二类用户部分工作任务明确、固定，且有大量业务有待开拓与发展，因而需要建立有待开拓与发展，因而需要建立GIS来开拓他们的工作，来开拓他们的工作，例如行政或生产管理部门。例如行政或生产管理部门。现行系统进行调查分析进行GIS建设的目的之一是解决现行系统存在的问题和提高工作的效率。通过对现行系统组织机构、工作任务、职能范围、日常工作流程、信息来源及处理方式、资料使用状况、人员配置、设备装置和费用开支等各方面的调查研究，指出现行工作状况在工作效率、费用支付、人力配置等方面存在的主要问题和薄弱环节，作为待建GIS的突破口。明确系统服务对象 系统的服务对象不同，那么系统的目标也不相同。以土地系统的服务对象不同，那么系统的目标也不相同。以土地管理信息系统为例，用户对象是政府领导层，则系统的目管理信息系统为例，用户对象是政府领导层，则系统的目标应当是可以进行评价、分析和辅助决策；用户对象是办标应当是可以进行评价、分析和辅助决策；用户对象是办公职员，则系统的目标是办公自动化和图文一体化办公；公职员，则系统的目标是办公自动化和图文一体化办公；用户对象是科研人员，则系统的目标是进行空间分析、评用户对象是科研人员，则系统的目标是进行空间分析、评价和建模，如土地地价定级、评估等。价和建模，如土地地价定级、评估等。用户研究领域现状调查 根根据据用用户户研研究究的的方方向向、深深度度以以及及用用户户希希望望GISGIS解解决决哪哪些些实实际际应应用用问问题题可可以以确确定定系系统统设设计计的的目目的的、应应用用范范围围和和应应用用深深度度，为为以以后后总总体体设设计计中中的的系系统统功功能能设设计计和和应应用用模模型型设设计计提提供供科科学学、合合理理的的依依据据。例例如如，城城市市土土地地地地价价评评估估信信息息系系统统的的系系统统功功能能和和模模型型设设计计，既既要要参参考考用用户户当当前前采采用用的的土土地地地地价价评评估估方方法法以以及及主主要要的的业业务务范范围围，又又可可以以针针对对GISGIS的的功功能能优优势势，在在与与用用户户交交流流的的基基础础上上对对现现行行方方法法提提出出改改进进以以及及对对土土地地地地价评估业务进行适当的扩充。价评估业务进行适当的扩充。系统功能与性能分析 GIS结构化分析方法GIS面向对象分析方法GIS快速原型化分析方法GIS结构化分析方法 GISGIS结构化分析方法采用自顶向下、逐层分解的系统分析结构化分析方法采用自顶向下、逐层分解的系统分析方法来定义方法来定义GISGIS系统的需求。在此基础上，可以作出系统的需求。在此基础上，可以作出GISGIS系统的规格说明，并由此建立系统的规格说明，并由此建立GISGIS系统的一个自顶向下任系统的一个自顶向下任务分析模型。务分析模型。GISGIS结构化分析方法的要点是将结构化分析方法的要点是将GISGIS系统开系统开发的全过程划分为若干阶段，而后分别确定它们的任务，发的全过程划分为若干阶段，而后分别确定它们的任务，同时把系统的逻辑和物理模型，即系统同时把系统的逻辑和物理模型，即系统“做什么做什么”和和“怎怎么做么做”分开，以保证其在各阶段任务明确、实施有效。分开，以保证其在各阶段任务明确、实施有效。GISGIS结构化分析方法是一种使用相对广泛、也较为成熟和结构化分析方法是一种使用相对广泛、也较为成熟和完善的系统分析方法。完善的系统分析方法。GIS面向对象分析方法 GIS GIS面向对象分析方法通过自底向上提取对象并进行对象面向对象分析方法通过自底向上提取对象并进行对象的组合来实现系统功能和性能分析。它提取的对象包括的组合来实现系统功能和性能分析。它提取的对象包括GISGIS系统的实体、实体属性和实体关联以及系统的方法、系统的实体、实体属性和实体关联以及系统的方法、函数和它们之间的关联等。通过自底向上的分析方法，根函数和它们之间的关联等。通过自底向上的分析方法，根据各实体和各函数方法的关联度分析，逐步向上进行功能据各实体和各函数方法的关联度分析，逐步向上进行功能和实体的综合，最后得到系统的功能模块和性能要求。和实体的综合，最后得到系统的功能模块和性能要求。GIS快速原型化分析方法 GIS GIS快速原型化分析方法是在系统分析员和系统用户之间快速原型化分析方法是在系统分析员和系统用户之间交流的一种工具方法，用来明确用户对交流的一种工具方法，用来明确用户对GISGIS系统功能和性系统功能和性能的要求。基于能的要求。基于GISGIS需求不确定性因素，需求不确定性因素，GISGIS快速原型化分快速原型化分析方法在析方法在GISGIS系统功能和性能分析领域的应用相对广泛。系统功能和性能分析领域的应用相对广泛。GISGIS快速原型化分析方法的主要思想是借助原型来辅助快速原型化分析方法的主要思想是借助原型来辅助GISGIS软件需求的定义。在开发初期，开发人员根据自己对软件需求的定义。在开发初期，开发人员根据自己对GISGIS用户需求的理解，利用开发工具快速构造出用户需求的理解，利用开发工具快速构造出GISGIS原型软件，原型软件，用户及开发人员通过对原型软件的试运行、评价、修正和用户及开发人员通过对原型软件的试运行、评价、修正和改进，逐步明确改进，逐步明确GISGIS软件的功能及性能需求，作为软件开软件的功能及性能需求，作为软件开发阶段的基础。发阶段的基础。采用GIS原型化分析方法进行GIS系统功能和性能分析定义的流程图 系统分析员与用户交流业务需求初步分析（包括业务类型、工作流、数据流等）软件需求初步分析（包括GIS软件功能、界面、性能等）GIS软件功能模块划分及系统功能、性能需求分析报告GIS软件工程师GIS数据库的建设GIS功能界面的建设GIS软件原型系统功能初步实现 系统界面模型建立系统可行性研究对系统进行初步调查之后，开发者根据实际情况对下述问对系统进行初步调查之后，开发者根据实际情况对下述问题做出选择：该项目是否具有立项的必要性？如果立项建题做出选择：该项目是否具有立项的必要性？如果立项建设，应该按何种方式和规模组织开发？这些方案的可行性设，应该按何种方式和规模组织开发？这些方案的可行性如何？等等。还有根据用户可能提供的时间和资源条件进如何？等等。还有根据用户可能提供的时间和资源条件进行可行性研究。行可行性研究。上述均为上述均为GISGIS可行性研究所面临的问题。可行性研究主要工可行性研究所面临的问题。可行性研究主要工作内容包括作内容包括:数据源调查与评估数据源调查与评估技术可行性评估技术可行性评估系统的支持状况系统的支持状况经济和社会效益分析经济和社会效益分析数据源调查与评估 n数据是GIS运行的基础，而系统建设中数据的准备工作繁杂，工作量巨大，因此在立项之前要对系统数据源、数据结构和数据模型等进行全面分析，调查已有数据情况，确定它们的可用性，对所缺乏数据要确定其收集方法，测算数据采集与数据库建库的工作量。技术可行性评估技术可行性是指使用目前可用的开发方法和工具能否支持系统需求的实现。技术技术可行性是指使用目前可用的开发方法和工具能否支持系统需求的实现。技术技术可行性是指使用目前可用的开发方法和工具能否支持系统需求的实现。技术技术可行性是指使用目前可用的开发方法和工具能否支持系统需求的实现。技术可行性研究过程包括以下几个方面：可行性研究过程包括以下几个方面：可行性研究过程包括以下几个方面：可行性研究过程包括以下几个方面：分析实现系统功能和性能所需的各种设备、技术、方法和过程，以此预测分分析实现系统功能和性能所需的各种设备、技术、方法和过程，以此预测分分析实现系统功能和性能所需的各种设备、技术、方法和过程，以此预测分分析实现系统功能和性能所需的各种设备、技术、方法和过程，以此预测分析项目开发在技术方面可能承担的风险以及系统建成后的实用性、可靠性、析项目开发在技术方面可能承担的风险以及系统建成后的实用性、可靠性、析项目开发在技术方面可能承担的风险以及系统建成后的实用性、可靠性、析项目开发在技术方面可能承担的风险以及系统建成后的实用性、可靠性、可维护性等；可维护性等；可维护性等；可维护性等；在软硬件配置方面，应分析硬件更新速度和在软硬件配置方面，应分析硬件更新速度和在软硬件配置方面，应分析硬件更新速度和在软硬件配置方面，应分析硬件更新速度和GISGISGISGIS软件使用周期是否匹配，开发软件使用周期是否匹配，开发软件使用周期是否匹配，开发软件使用周期是否匹配，开发软件和技术以及制定开发方案是否符合用户需求；软件和技术以及制定开发方案是否符合用户需求；软件和技术以及制定开发方案是否符合用户需求；软件和技术以及制定开发方案是否符合用户需求；在项目管理方面，应考虑在项目管理方面，应考虑在项目管理方面，应考虑在项目管理方面，应考虑GISGISGISGIS设计技术人员的数量、结构和技术水平等因素，设计技术人员的数量、结构和技术水平等因素，设计技术人员的数量、结构和技术水平等因素，设计技术人员的数量、结构和技术水平等因素，判断设计开发工作能否顺利开展。判断设计开发工作能否顺利开展。判断设计开发工作能否顺利开展。判断设计开发工作能否顺利开展。应充分研究现有类似系统的功能与性能，采用的技术、工具、设备，吸取开应充分研究现有类似系统的功能与性能，采用的技术、工具、设备，吸取开应充分研究现有类似系统的功能与性能，采用的技术、工具、设备，吸取开应充分研究现有类似系统的功能与性能，采用的技术、工具、设备，吸取开发过程中的经验和教训，作为现行系统开发的参考依据。发过程中的经验和教训，作为现行系统开发的参考依据。发过程中的经验和教训，作为现行系统开发的参考依据。发过程中的经验和教训，作为现行系统开发的参考依据。技术分析还包括某些研究和试验性设计活动。技术分析还包括某些研究和试验性设计活动。技术分析还包括某些研究和试验性设计活动。技术分析还包括某些研究和试验性设计活动。经济和社会效益分析GISGISGISGIS应用迅速普及的根本原因在于应用迅速普及的根本原因在于应用迅速普及的根本原因在于应用迅速普及的根本原因在于GISGISGISGIS应用促进了社会经济的发展，给用应用促进了社会经济的发展，给用应用促进了社会经济的发展，给用应用促进了社会经济的发展，给用户乃至社会带来了经济效益和社会效益。因此户乃至社会带来了经济效益和社会效益。因此户乃至社会带来了经济效益和社会效益。因此户乃至社会带来了经济效益和社会效益。因此GISGISGISGIS的成本的成本的成本的成本-效益分析是可行性效益分析是可行性效益分析是可行性效益分析是可行性研究的重要内容，它用于评估研究的重要内容，它用于评估研究的重要内容，它用于评估研究的重要内容，它用于评估GISGISGISGIS的经济合理性，给出系统开发的成本论证，的经济合理性，给出系统开发的成本论证，的经济合理性，给出系统开发的成本论证，的经济合理性，给出系统开发的成本论证，并将估算的成本与预期的利润进行对比。并将估算的成本与预期的利润进行对比。并将估算的成本与预期的利润进行对比。并将估算的成本与预期的利润进行对比。一般说来，一般说来，一般说来，一般说来，GISGISGISGIS的成本由五个部分组成：的成本由五个部分组成：的成本由五个部分组成：的成本由五个部分组成：购置并安装软硬件及其相关设备的费用；购置并安装软硬件及其相关设备的费用；购置并安装软硬件及其相关设备的费用；购置并安装软硬件及其相关设备的费用；生产系统所需数据的费用；生产系统所需数据的费用；生产系统所需数据的费用；生产系统所需数据的费用；软件开发费用；软件开发费用；软件开发费用；软件开发费用；系统安装、运行和维护费用；系统安装、运行和维护费用；系统安装、运行和维护费用；系统安装、运行和维护费用；人员培训费用。在系统分析和设计阶段只能得到上述费用的预算，即估算成本。人员培训费用。在系统分析和设计阶段只能得到上述费用的预算，即估算成本。人员培训费用。在系统分析和设计阶段只能得到上述费用的预算，即估算成本。人员培训费用。在系统分析和设计阶段只能得到上述费用的预算，即估算成本。GISGISGISGIS的效益包括经济效益和社会效益两部分。经济效益指应用系统为用户的效益包括经济效益和社会效益两部分。经济效益指应用系统为用户的效益包括经济效益和社会效益两部分。经济效益指应用系统为用户的效益包括经济效益和社会效益两部分。经济效益指应用系统为用户增加的收入，它可以通过直接的和统计的方法估算。社会效益大多只能用定增加的收入，它可以通过直接的和统计的方法估算。社会效益大多只能用定增加的收入，它可以通过直接的和统计的方法估算。社会效益大多只能用定增加的收入，它可以通过直接的和统计的方法估算。社会效益大多只能用定性的方法估算。性的方法估算。性的方法估算。性的方法估算。系统开发与运行环境评价 由于GIS开发工作是在社会环境下运作的，除了技术因素与经济因素之外，还有许多社会因素对项目的开展起着制约的作用。例如与项目直接相关的管理人员、工作人员是否对项目持支持态度；有多少人力可用于GIS系统，其中有多少人员需要培训；项目财力支持情况，包括组织部门所能给予的当前的投资额及将来维护GIS的逐年投资额等。可行性分析报告的目录 1.1.引言引言1.1 1.1 问题问题1.2 1.2 实现环境实现环境1.3 1.3 约束条件约束条件2.2.管理管理2.1 2.1 重要的发现重要的发现2.2 2.2 注解注解2.3 2.3 建议建议2.4 2.4 效果效果3.3.方案选择方案选择3.1 3.1 选择系统配置选择系统配置3.2 3.2 选择方案的标准选择方案的标准4.4.系统描述系统描述4.1 4.1 缩写词缩写词4.2 4.2 各子系统的可行性各子系统的可行性5.5.数据源评估数据源评估6.6.技术风险评估技术风险评估7.7.成本成本-效益分析效益分析8.8.系统开发与运行环境评系统开发与运行环境评价价9.9.有关法律问题有关法律问题10.10.其他其他GIS软件需求规格说明的主要内容 1.1.引言引言1.1 1.1 编写目的（阐明编写需求说明的目的，指明用户对象）编写目的（阐明编写需求说明的目的，指明用户对象）1.2 GIS1.2 GIS项目背景（应包括：项目背景（应包括：a.GISa.GIS项目的委托单位、开发单位和主管项目的委托单位、开发单位和主管部门；部门；b.b.该该GISGIS软件系统与其它系统的关系）软件系统与其它系统的关系）1.3 1.3 定义（列出文档中所用到的专门术语的定义和缩写词的原文）定义（列出文档中所用到的专门术语的定义和缩写词的原文）1.4 1.4 参考资料（可包括：参考资料（可包括：a.a.项目经核准的计划任务书、合同或上级机关项目经核准的计划任务书、合同或上级机关的批文；的批文；b.b.项目开发计划；项目开发计划；c.c.文档所引用的资料、标准和规范。列出文档所引用的资料、标准和规范。列出这些资料的作者、标题、编号、发表日期、出版单位或资料来源）这些资料的作者、标题、编号、发表日期、出版单位或资料来源）2.GIS2.GIS项目概述项目概述 2.1 GIS2.1 GIS项目目标、内容、现行系统的调查情况项目目标、内容、现行系统的调查情况 2.2 GIS2.2 GIS运行环境运行环境 2.3 2.3 条件与限制条件与限制 3.GIS数据描述 3.1 GIS静态数据 3.2 GIS动态数据（包括输入数据和输出数据）3.3 GIS数据流图 3.4 GIS数据库描述（给出所使用数据库的名称和类型）3.5 GIS数据字典 3.6 GIS加工逻辑小说明 3.7 数据采集4.GIS功能需求 4.1 功能划分 4.2 功能描述5.GIS性能需求 5.1 数据精确度 5.2 时间特性（如响应时间、更新处理时间、数据转换与传输时间、运行时间等）5.3 适应性（在操作方式、运行环境、与其它软件的接口以及 开发计划等发生变化时，应具有的适应能力）6.GIS运行需求 6.1 用户界面（如屏幕格式、报表格式、菜单格式、输入输出时间等）6.2 硬件接口 6.3 软件接口 6.4 故障处理7质量保证8其它需求 （如可使用性、安全保密、可维护性、可移植性等）3数据库设计数据库设计n n根据项目要求进行数据库设计，完成概念设计、逻辑结构设计、物理设计、数据字典设计、符号库设计、元数据库设计和数据库更新设计等。空间数据库系统是空间数据库系统是GISGIS软件设计的核心内容，进行空间软件设计的核心内容，进行空间数据库系统设计的主要任务是确定空间数据库的数据数据库系统设计的主要任务是确定空间数据库的数据模型以及数据结构，并提出空间数据库相关功能的实模型以及数据结构，并提出空间数据库相关功能的实现方案；空间数据库系统实现的主要任务是将设计的现方案；空间数据库系统实现的主要任务是将设计的空间数据库系统的结构体系进行编码实现，并将收集空间数据库系统的结构体系进行编码实现，并将收集来的空间数据入库，建立空间数据库管理信息系统。来的空间数据入库，建立空间数据库管理信息系统。空间数据库系统的设计与实现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建立一个良好的数据组织结构和数据库，使整个系统都可以迅速、方便、准确地调用和管理所需的数据，是系统开发的必然要求。通常，GIS数据库建设分为关系型数据库和空间数据库建设两部分内容，其中，空间数据库在某些情况下也可以用关系型数据库进行管理，此处主要介绍如何用关系型数据库技术来建立非地理数据的数据库。数据结构和数据库设计在系统定义阶段对系统的数据流、数据类型等进行了分析和定义，并用数据流图、数据字典等手段对其进行了描述，但是要用关系型数据库来对这些数据进行管理，还必须将它们转换成关系型数据库支持的数据结构，即对这些数据进行规范化的重新组织。关于数据组织的规范化形式是关系型数据库的创始人之一IBM公司的科德（EFCodd）首先提出的。早在1971年科德就提出了规范化理论（normalization theory），并在随后一系列的论文中逐步形成一整套数据规范化模式。这些模式已经成为建立关系数据库的基本范式。数据结构规范化在按照关系型数据库数据规范进行数据基本结构的规范化重组后，要进行关系型数据库的建库工作，还必须根据具体的商业关系型数据库管理信息系统的数据格式要求进行数据库的建库工作，也就是在关系型数据模型的基础上将数据结构和数据库进行物理实现，包括三方面的工作：建立基表；确定基表之间的关联；数据安全性管理。关系数据库建库经过编码和表的规范化处理后，已经可以确定每个基表是规范的，结合所采用的商业关系型数据库管理信息系统的数据模型进行表的计算机实现。建立基表目前，大多数商业关系型数据库管理信息系统都提供表的关联分析功能，根据系统定义阶段和规范化处理之后的的数据关系结构，在两个相关联的基表内可以通过特定的字段建立关联关系。如下图所示以项目编号在报批项目表和项目明细表之间建立了联系。报批编号（主关键词）报批面积报批时间项目编号报批项目表（基表）项目编号（主关键词）项目名称项目位置项目面积项目明细表（基表）表关联示意图基表关联的建立一般商业关系型数据库管理信息系统都提供数据安全保密的一些功能。系统所提供的安全保密功能一般有8个等级（07级），4种不同方式（只读、只写、删除、修改），而且允许用户利用这8个等级的4种方式对每个表自由地进行定义。这对确保系统的正常运行是非常重要的。数据安全性管理4系统设计系统设计n n根据系统设计，进行平台选择、软件开发和集成，进行样例数据的小区试验和系统功能测试。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系统的一般特征及其对系统设计的影响一般特征一般特征对系统设计的影响对系统设计的影响整体性整体性对系统进行分析和设计时，必须以整体为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，实现整体效果最优相互关系，实现整体效果最优层次性层次性层次结构决定系统目标和功能分解的认知层次结构决定系统目标和功能分解的认知途径途径相关性相关性各个要素之间相互作用、相互依赖的关系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决定要素间的功能布局及系统的内在结构与性质与性质功能性功能性分析设计系统时要根据系统的目标层次设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定其要素的状态和功能结构动态性动态性系统分析时要考虑系统的生命周期、系统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、功能变化不断调整其内部各要素的状态、功能与相互关系与相互关系总体设计的任务和方法总体设计的任务和方法总体设计的任务是要求系统设计人员遵循统一的准则和采用标准的工具来确定系统应包含哪些模块、用什么方法联结在一起，以构成一个最优的系统结构。总体设计一般采用结构化设计方法进行实现。结构化设计强调软件总体结构的设计，是一种自顶向下、逐步求精和分阶段实现的设计策略。采用结构化设计方法进行系统总体设计的最大优势是它提供了一种便于衡量软件设计质量的广泛的评价准则。这些评价软件设计质量的主要准则包括：总体设计的准则模块化抽象和信息隐蔽模块独立性软件可以简单地理解为模块的集成。目前，几乎所有的软件体系结构都体现为模块化。模块化是软件设计的一个基本准则，它使得一个程序易于为人们所理解、设计、测试和维护。高层模块可使我们从整体上把握问题，隐蔽细节以免分散我们的注意力，在需要时，又可以深入到较低的层次以了解进一步的细节。模块化往往将较复杂的问题转化为一些简单问题的集合，使我们可以将工作量分散到各个工作组以集中力量解决各个问题。模块化每一个模块表示一个自我包含的逻辑任务；每个模块都是简单的；每个模块都是封闭的；每个模块都是可以独立测试的；每个模块对应单一、独立的程序功能；每个模块有单一的入口和出口；每个模块都由一个标准返回点返回上层模块开始执行该模块的那 一点；可以把多个模块组合成较大的模块，而不必了解模块内部构造的 知识；每个模块都有严格规定的接口，其中包括由入口和出口形成的控 制连接、由参数和共享的公用数据形成的数据连接以及由模块间的服务支持形成的功能连接。模块化原则抽象是抽出事物的本质特性而暂时不考虑它们的细节，它反映在数据和过程两方面。在模块化问题求解时，在最高抽象级可以采用面向问题环境语言的抽象术语进行叙述；而在较低抽象级，则可采用过程性术语。模块化的概念加上逐步求精的方法将面向问题的术语和面向实现的术语两者结合起来，前者是后者的一种抽象。在软件模块结构图中，下层模块是上层模块的细化，因此顶层或上层模块的抽象程度较高，而在下层模块中则体现功能实现的细节。信息隐蔽是模块的另一重要特征。“信息隐蔽”意味着有效的模块化可以通过定义一组独立的模块来实现，这些独立的模块彼此之间仅仅交换那些为了完成系统功能所必须交换的信息。一个模块内部所包含的信息（数据或过程），如果它不允许外部的模块访问的话，其它模块是不能对它们访问的。抽象和信息隐蔽从两个不同方面说明了模块化设计的特征。“抽象”帮助定义构成软件的过程实体，而“信息隐蔽”实施对过程细节的存取约束。抽象和信息隐蔽模块独立性的概念是模块抽象和信息隐蔽的直接结果，是保证软件质量的关键性因素。采用结构化设计方法进行系统总体设计强调把系统设计成具有层次式的模块化结构。模块独立性程度较高的软件，其功能易于划分，接口简单，因此开发、测试和维护都较容易，修改引起的副作用也较小。模块独立性有两个定性的标准来度量，即内聚（cohesion，又称块内联系）和耦合（coupling，又称块间联系）。内聚是模块内部各成分之间的联系，如果一个模块的内聚度大，模块的独立性则会提高。耦合是指模块间的联系，耦合度是对模块独立性的直接衡量，很显然，块间联系越小，模块的独立性则会越高，耦合度就会降低。在系统中，内聚度和耦合度是相互联系的，模块的内聚度越高，则耦合度就越低。采用好的设计规则，改进软件结构，提高模块独立性，设计出软件初步结构以后，应该审查和分析这个结构，通过模块的分解和合并，力求降低模块耦合度，提高模块内聚度。例如，多个模块公用的一个子功能可以独立成一个模块，供这些模块调用。有时则可通过分解或合并模块以减少控制信息的传递及对全局数据的引用，降低接口的复杂程度。经验表明，模块规模应当适中，过大则可能导致独立性降低，引起开发、测试和维护的不便。模块独立性系统总体设计阶段的最终结果是系统总体设计报告，它是下一步系统实施的依据。下表中列出系统总体设计报告的主要内容。总体设计报告应该包括数据库的总体设计，考虑到数据库设计在GIS设计中的重