北大地理信息系统教程第八章.doc

PAGE  PAGE 250 第八章 地理信息系统工程 在实际应用中，地理信息系统是一个实用化的计算机软硬件系统，这也是地理信息系统的真正价值所在。一个完整的GIS应用不是原理和技术方法的堆砌，而是基于系统化思想指导下的工程化建设过程。国内外的大量实践证明，那种认为只要具有先进的硬件设备和强大的GIS基础软件平台，就可以立即构成一个实用的GIS系统是十分错误的。 8．1 地理信息系统工程的概念 地理信息系统工程是应用系统原理和方法，针对特定的实际应用目的和要求，统筹设计、优化、建设、评价、维护实用GIS系统的全部过程和步骤的统称。 GIS工程具有一定的广泛性。它是系统原理和方法在GIS工程建设领域内的具体应用。它的基本原理是系统工程，即从系统的观点出发，立足于整体，统筹全局，又将系统分析和系统综合有机地结合起来，采用定量的或定性与定量相结合的方法，提供GIS工程的建设模式。同时，GIS工程在很大程度上是计算机软件系统，它在软件设计和实现上要遵循软件工程的原理，研究软件开发的方法和软件开发工具，争取以较少的代价获取用户满意的软件产品，支持GIS工程。 GIS工程又具有相对的针对性。GIS工程总是面向具体的应用而存在，它伴随着用户的背景、要求、能力、用途等诸多因素而发生变化。这一方法说明GIS具有很强的功用性，另一方面则要求从系统的高度抽象出符合一般GIS工程设计和建设的思路和模式，用以指导各种GIS工程建设。 GIS工程涵盖范围很广，它贯穿工程设计、优化、建设、评价、维护更新等全过程，并综合考虑人的因素、物的因素，使其整体统筹考虑的范畴，做到“物尽其用，人尽其能”，以最小的代价取得最佳的收益。 GIS工程涉及因素众多，概括起来可以分为硬件、软件、数据及人。硬件是构成GIS系统的物理基础；软件形成GIS系统的驱动模型；数据是GIS系统的血液；人则是活跃在GIS工程中的另一个十分重要的因素，人既是系统的提出者，又是系统的设计者、建设者，同时还是系统的使用者、维护者。如果人的作用发挥得好，可以增强系统的功能，增加系统的效益，为系统增值，反之会削弱系统应有的潜能。如果说硬件、软件、数据表现出某种层次关系的话，即软件构筑于硬件之上，数据赖以软件而存在，那么，人的作用就是嵌入在整个GIS工程领域之中。 与一般信息系统相比，GIS是以管理具有定位特征的空间数据为其主要特征的计算机软硬件系统，其功能强大，种类繁多，数据种类多样，应用性强，结构复杂，主要表现为： (1)横跨多学科的边缘体系，GIS是由计算机科学、测绘遥感学、摄影测量学、地理学、地图制图学、人工智能、专家系统、信息学等组成的边缘学科。 (2)以空间数据为主，数据类型多样：从内涵上说，GIS包含有图形数据、属性数据、拓扑数据。从形式上说，包含有文本数据、图形数据、统计数据、表格数据。所有数据皆以空间位置数据为主要核心，在图形数据库和属性数据库间相联系。 (3)数据结构复杂。 (4)以应用为主，类型多样：GIS以应用为主要目标，针对不同领域，具有不同GIS，如土地信息系统、资源与环境信息系统、辅助规划系统、地籍信息系统。不同的GIS具有不同的复杂性、功能和要求。 (5)以空间分析为主。 上述情况决定了GIS工程是一项十分复杂的系统工程，投资大、周期长、风险大、涉及部分繁多。它具有一般工程所具有的共性，同时又存在着自己的特殊性。在一个具体的GIS开发建设过程中，需要领导层、技术人员、数据拥有单位、各用户单位与开发单位的相互协作合作，涉及到项目立项、系统调查、系统分析、系统设计、系统开发、系统运行和维护多阶段的逐步建设，需要进行资金调拨、人员配置、开发环境策划、开发进度控制等多方面的组织和管理。如何形成一套科学高效的方法，发展一套可行的开发工具，进行GIS的开发和建设，是获得理想GIS产品的关键和保证。 8．2 地理信息系统的工程建设 本节在系统工程、软件工程思想和方法的指导下，介绍了GIS的工程建设。内容包括系统调查、系统分析、系统设计、系统开发与实施、系统维护和评价、GIS建设的组织管理等。尽管GIS的种类繁多、应用领域广泛、技术要求相差大、没有一成不变的模式可供使用，然而无论何种GIS，其开发建设仍可遵循下面介绍的方法进行。 根据GIS建设的时间序列，可以把建设过程分为5个阶段：系统调查、系统分析、系统设计、系统实施、系统维护和评价。另外，在开发的每一阶段，都会形成一定的文挡资料，以保证GIS的开发成功，并最经济地花费人力、物力投资，便于运行和维护。这些文挡作为软件产品的成果之一，集中体现了GIS开发建设人员的大量脑力劳动成果，是GIS不可缺少的组成部分。 现行系统调查 对现行系统调查是GIS工程开发和建设的第一步，由系统分析 员