第七章 地理信息系统的设计与评价

第七章 GIS的设计与评价

第一节 应用型GIS设计概述一、系统设计的目的

GIS按其功能和内容，可以分为:工具型GIS:也称地理信息系统开发平台或外壳，它是具有地理信息 系统基本功能，供其他系统调用或用户进行二次开发的操作平台。

应用型GIS:是根据用户的需求和应用目的而设计开发的一种解决一类或多类实际应用问题的地理信息系统。

应用型GIS根据其应用层次的高低，又可分为：空间事务处理系统 (STPS): 主要目的是通过应用 GIS的数据库技术，实现由传统的事务处理向计算机处理的转换(如在房产、地籍部门的应 用)

空间管理信息系统(SMIS):主要目的是实现空间信息管理的高效率、模型开发和空间数据库的动态更新，其功能不仅表现为数据的查询和统 计，还具有专业模型的分析应用等功能。(如在城市规划、土地利用、

道路交通管理、管网规划管理中的应用)

空间决策支持系统(SDSS):主要目的是以解决半结构化和非结构化的决 策问题，除了需要利用 GIS 的数据库和空间分析技术，模型库及其管

理系统是决策支持系统的核心(在宏观决策、行业发展规划等领域具有广泛需求)

系统设计的目的建立满足功能需求、稳定、可靠、高效的业务化的运行系统，以实

现业务操作的手工模式向信息化模式的根本转变，实现管理和决策的高效率和科学化。 为了加强系统的实用性，降低系统开发和应用的成本，提高系统的

生命周期，采用先进的系统设计方法、合理的设计路线是十分重要的。

二、系统设计的模式(一)结构化系统设计模式(Calkins,1972)

基本概念所谓结构化就是有组织、有计划和有规律的一种安排。

结构化系统分析方法，就是利用一般系统工程分析法和有关结构概念，把它们应用于地理信息系统的设计，采用自上向下，划分模块，逐步 求精的一种系统分析方法。

系统的观点

结 构 化 的 基 本 思 想

调研的观点

结构化的观点

面向用户的观点

结构化系统设计模式的构成通过访问用户，调查用户的需求和数据源，确定系统的目的、要求和 规定； 描述和评价与系统设计过程有关的资源和限定因素，例如现有的硬件、 软件和有关的政治、法律因素等； 说明和评价所拟定的不同系统，这些系统能够满足所规定的要求； 对拟定的系统作最后的评价，从中选择一个运行的系统。

主要特点强调用户的调查和系统功能需求的分析。在系统设计的各个阶段都

要写成相关文件，以便评价，用户要参与系统的设计，以免系统设计 的失误。

(二)结构化

的系统评价模式(Calkins,1984)

主要设计思想强调对现有的各个组成部分，包括硬件、软件和数据库，进行深入、

认真的评价，以研究其满足系统功能的程度，保证所设计系统的实用 可靠，及有效地处理数据和使用周期长等要求。该模式采用了管理信

息系统和软件工程的一些设计理论。

构成目的与任务：指出系统的目的，谁是主要用户，以及如何使用该系统。关于任务要说明所要完成的工作，及总体评价所采用的方法。 概念的定义：介绍系统的各个组成部分。

功能的要求：具体说明系统要做什么，包括每项功能的技术特征、目的、具体的标准和满足的条件等。 性能测定：对各个组成部分分别进行测试，对综合以后的系统还要

进行最后的测试。包括：硬件、软件模块、数据库质量控制等。C测试根据所说明的功能要求和规定的标准进行，应考虑以下各种条 件：①系统的正常操作条件；②重点测试，包括最坏情况和极端操

作条件；③逻辑测试，指检查各种可能的逻辑条件；④线路测试

三、系统设计的流程(一)主要阶段系统分析

应 用 型 个 阶 设 段 计 的 四 GIS

系统设计

系统实施

系统运行和维护

(二)设计方法

生命周期设计法系统设计按阶段进行，预先规定每一阶段的开发目标和任务，然后

按照一定的准则顺序开发实施，这种方法被称为生命周期设计法。

优点：严格分阶段进行，便于开发工作的组织管理缺点：系统开发过程比较长，新系统实际效果的可见性差，来自最 终用户的反馈比较迟，不易把握用户需求的变化。

原型化设计法根据用户提出的需求，由用户与开发人员共同商定其中重要和基

本的开发目标，然后选择一个试验区，设计出初步方案，在较短时间 内开发出一个能满足用户需求的初步原型或系统雏形，交用户试用， 经过一段时间的运行后，根据用户意见对原型加以修改或扩充，产生 一个新的原型版本，如此反复和迭代，最后形成一个比较完善和质量 较高的应用型地理信息系统。 优点： 能使用户更积极地参与系统的设计和实现，使开发人员及时获得 客户反馈意见，更快地看到系统的实际效果，使系统开发的风险降到

最低。

第二节 地理信息系统的设计一、系统分析

基本思想：从系统观点出发，通过对事物进行分析与综合，找出各种可行的方案，为系统设计提供依据。

任务：对系统用户进行需求调查和可行性分析，最后提出新系统的目标和结构方案。

系统分析是使设计达到合理、优化的重要步骤，其工作深

入与否，直接影响到将来

新系统的设计质量和实用性。

(一)需求调查调查系统用户对开发的GIS系统的功能要求和信息需求情况。

主要内容Who——谁使用系统？ What——新系统需要具备哪些功能？ Why——为什么需要具有这些功能和条件？ Where——新系统需要的资源和条件从哪里获得？

Quality——具体的技术指标、性能要求和可靠性要求。调查方法访问、座谈等

(二)可行性分析在对用户需求分析基础上，从社会、技术和经济三大因素方面对建立 应用型地理信息系统的必要性和实现系统目标的可能性进行分析，以确 定用户实力、系统环境、原始数据、数据流量、存储空间、软件系统、 经费预算以及时间分析和效益分析等。

主要内容数据源调查与评估 技术可行性评估 经济和效益分析

系统开发和运行的环境评价