地理信息系統(tǒng)工程對比區(qū)別

與其他信息系統(tǒng)的對比

與一般信息系統(tǒng)相比，GIS是以管理具有定位特征的空間數(shù)據(jù)為其主要特征的計算機軟硬件系統(tǒng)，其功能強大，種類繁多，數(shù)據(jù)種類多樣，應(yīng)用性強，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，主要表現(xiàn)為：

(1)橫跨多學(xué)科的邊緣體系，GIS是由計算機科學(xué)、測繪遙感學(xué)、攝影測量學(xué)、地理學(xué)、地圖制圖學(xué)、人工智能、專家系統(tǒng)、信息學(xué)等組成的邊緣學(xué)科。

(2)以空間數(shù)據(jù)為主，數(shù)據(jù)類型多樣：從內(nèi)涵上說，GIS包含有圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、拓撲數(shù)據(jù)。從形式上說，包含有文本數(shù)據(jù)、圖形數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、表格數(shù)據(jù)。所有數(shù)據(jù)皆以空間位置數(shù)據(jù)為主要核心，在圖形數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫間相聯(lián)系。

(3)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜。

(4)以應(yīng)用為主，類型多樣：GIS以應(yīng)用為主要目標，針對不同領(lǐng)域，具有不同GIS，如土地信息系統(tǒng)、資源與環(huán)境信息系統(tǒng)、輔助規(guī)劃系統(tǒng)、地籍信息系統(tǒng)。不同的GIS具有不同的復(fù)雜性、功能和要求。

(5)以空間分析為主。

上述情況決定了GIS工程是一項十分復(fù)雜的系統(tǒng)工程，投資大、周期長、風(fēng)險大、涉及部分繁多。它具有一般工程所具有的共性，同時又存在著自己的特殊性。在一個具體的GIS開發(fā)建設(shè)過程中，需要領(lǐng)導(dǎo)層、技術(shù)人員、數(shù)據(jù)擁有單位、各用戶單位與開發(fā)單位的相互協(xié)作合作，涉及到項目立項、系統(tǒng)調(diào)查、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)開發(fā)、系統(tǒng)運行和維護多階段的逐步建設(shè)，需要進行資金調(diào)撥、人員配置、開發(fā)環(huán)境策劃、開發(fā)進度控制等多方面的組織和管理。如何形成一套科學(xué)高效的方法，發(fā)展一套可行的開發(fā)工具，進行GIS的開發(fā)和建設(shè)，是獲得理想GIS產(chǎn)品的關(guān)鍵和保證。

GIS工程具有一定的廣泛性

它是系統(tǒng)原理和方法在GIS工程建設(shè)領(lǐng)域內(nèi)的具體應(yīng)用。它的基本原理是系統(tǒng)工程，即從系統(tǒng)的觀點出發(fā)，立足于整體，統(tǒng)籌全局，又將系統(tǒng)分析和系統(tǒng)綜合有機地結(jié)合起來，采用定量的或定性與定量相結(jié)合的方法，提供GIS工程的建設(shè)模式。同時，GIS工程在很大程度上是計算機軟件系統(tǒng)，它在軟件設(shè)計和實現(xiàn)上要遵循軟件工程的原理，研究軟件開發(fā)的方法和軟件開發(fā)工具，爭取以較少的代價獲取用戶滿意的軟件產(chǎn)品，支持GIS工程。

GIS工程又具有相對的針對性

GIS工程總是面向具體的應(yīng)用而存在，它伴隨著用戶的背景、要求、能力、用途等諸多因素而發(fā)生變化。這一方法說明GIS具有很強的功用性，另一方面則要求從系統(tǒng)的高度抽象出符合一般GIS工程設(shè)計和建設(shè)的思路和模式，用以指導(dǎo)各種GIS工程建設(shè)。

GIS工程涵蓋范圍很廣

它貫穿工程設(shè)計、優(yōu)化、建設(shè)、評價、維護更新等全過程，并綜合考慮人的因素、物的因素，使其整體統(tǒng)籌考慮的范疇，做到"物盡其用，人盡其能"，以最小的代價取得最佳的收益。

GIS工程涉及因素眾多，概括起來可以分為硬件、軟件、數(shù)據(jù)及人。硬件是構(gòu)成GIS系統(tǒng)的物理基礎(chǔ)；軟件形成GIS系統(tǒng)的驅(qū)動模型；數(shù)據(jù)是GIS系統(tǒng)的血液；人則是活躍在GIS工程中的另一個十分重要的因素，人既是系統(tǒng)的提出者，又是系統(tǒng)的設(shè)計者、建設(shè)者，同時還是系統(tǒng)的使用者、維護者。如果人的作用發(fā)揮得好，可以增強系統(tǒng)的功能，增加系統(tǒng)的效益，為系統(tǒng)增值，反之會削弱系統(tǒng)應(yīng)有的潛能。如果說硬件、軟件、數(shù)據(jù)表現(xiàn)出某種層次關(guān)系的話，即軟件構(gòu)筑于硬件之上，數(shù)據(jù)賴以軟件而存在，那么，人的作用就是嵌入在整個GIS工程領(lǐng)域之中。

根據(jù)GIS建設(shè)的時間序列，可以把建設(shè)過程分為5個階段：系統(tǒng)調(diào)查、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實施、系統(tǒng)維護和評價。另外，在開發(fā)的每一階段，都會形成一定的文檔資料，以保證GIS的開發(fā)成功，并最經(jīng)濟地花費人力、物力投資，便于運行和維護。這些文檔作為軟件產(chǎn)品的成果之一，集中體現(xiàn)了GIS開發(fā)建設(shè)人員的大量腦力勞動成果，是GIS不可缺少的組成部分。

現(xiàn)行系統(tǒng)調(diào)查

對現(xiàn)行系統(tǒng)調(diào)查是GIS工程開發(fā)和建設(shè)的第一步，由系統(tǒng)分析員承擔(dān)完成。主要任務(wù)是通過用戶調(diào)查發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)存在的問題，完成可行性研究工作，確定建立GIS是否合理，是否可行。調(diào)查方法可采用訪問、座談、填表、抽樣、查閱資料、深入現(xiàn)場、與用戶一起工作等各種調(diào)查研究方法，獲得現(xiàn)行狀況的有用資料，解決以下幾個問題：

·確定對現(xiàn)行系統(tǒng)的調(diào)查范圍；

·發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行系統(tǒng)存在的問題；

·初步確定新建GIS的主要目標；

·估計新建GIS可能帶來的效益；

·根據(jù)用戶的資金和技術(shù)力量分析建立GIS是否可行。

(1) 發(fā)現(xiàn)現(xiàn)行系統(tǒng)存在的問題

通過對現(xiàn)行系統(tǒng)組織機構(gòu)、組織分工、工作任務(wù)、只能范圍、、業(yè)務(wù)運作流程、信息處理方式、資料使用情況、工作負荷、人員配置、設(shè)備裝置、費用開支等各方面的調(diào)查研究，指出現(xiàn)行工作狀況在工作效率、費用支付、人力使用等方面存在的主要問題和薄弱環(huán)節(jié)，作為待建GIS的突破口。

(2) 初步確定系統(tǒng)的主要目標

系統(tǒng)目標規(guī)定了待建GIS建成后所要求達到的運行指標，是進行可行性分析、系統(tǒng)分析與設(shè)計、系統(tǒng)實施、系統(tǒng)測試、系統(tǒng)評價與維護的重要依據(jù)，對GIS生命周期起著重要的作用。通過對現(xiàn)行系統(tǒng)功能、現(xiàn)行系統(tǒng)存在的問題，用戶多方面的意見和要求，系統(tǒng)建設(shè)軟硬件環(huán)境、GIS發(fā)展水平，投資規(guī)模，建設(shè)周期等因素的分析，初步確定系統(tǒng)的目標。系統(tǒng)目標決定了將來建成的GIS的位置和水平：

1)建立數(shù)據(jù)庫（圖形和屬性數(shù)據(jù)庫），實現(xiàn)對有關(guān)數(shù)據(jù)的輸入、存儲、檢索和查詢統(tǒng)計，改進信息資源的管理和利用；

2)不僅實現(xiàn)對有關(guān)數(shù)據(jù)的有效管理，而且提供較強的空間分析功能，建立相應(yīng)的應(yīng)用模型，提供輔助決策功能，例如，土地評價系統(tǒng)，輔助規(guī)劃系統(tǒng)等；

3)具有智能推斷的高級GIS系統(tǒng)。

一般來說，系統(tǒng)目標不可能在調(diào)查研究階段就提得十分具體和確切，隨著后續(xù)分析和設(shè)計工作的逐層深入，新建GIS系統(tǒng)目標也將逐步具體化和定量化。

(3) 技術(shù)力量的調(diào)查分析

GIS是一個橫跨多個學(xué)科組成的一個邊緣學(xué)科，在GIS建設(shè)的各個階段，需要各種層次、各種專業(yè)的技術(shù)人員參加，例如系統(tǒng)分析人員、設(shè)計人員、程序員、操作員、軟硬件維護人員、組織管理人員等。應(yīng)對新建GIS的規(guī)模和應(yīng)用領(lǐng)域，對從事這些工作的技術(shù)人員數(shù)量、結(jié)構(gòu)和水平進行調(diào)查分析，如果不能投入足夠數(shù)量的上述人員或者投入人員的技術(shù)水平不理想，則可以認為GIS建設(shè)在技術(shù)力量上是不可行的。

(4) 資金才力的調(diào)查分析

GIS工程建設(shè)需要有足夠的資金才力做保證。根據(jù)擬建GIS的規(guī)模，要對GIS開發(fā)和運行維護過程中所需要的各種費用進行預(yù)測估算，包括軟硬件資源、技術(shù)開發(fā)、人員培訓(xùn)、數(shù)據(jù)收集和錄入、系統(tǒng)維護、材料消耗等各項支出，衡量能否有足夠的資金保證進行GIS的工程建設(shè)。

(5) 數(shù)據(jù)資料的調(diào)查分析

數(shù)據(jù)是信息的載體，是系統(tǒng)運行的"血液"。GIS涉及的數(shù)據(jù)種類繁多，形式多樣，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，往往同時包括圖形數(shù)據(jù)、圖象數(shù)據(jù)、表格數(shù)據(jù)、文字數(shù)據(jù)、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等。要對有關(guān)部門所擁有和能夠提供的數(shù)據(jù)在數(shù)據(jù)種類、完備性、準確性、精確性等方面進行深入的調(diào)查統(tǒng)計與分析，明確數(shù)據(jù)資料是否實用于GIS的有效管理，是否提供GIS的有效運行。尤其對于作為定位依據(jù)的地形圖等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，要給予認真的調(diào)查和統(tǒng)計。

對數(shù)據(jù)資料的調(diào)查，還包括對相關(guān)技術(shù)規(guī)范的調(diào)查分析。應(yīng)該說，這一步工作是十分重要的。

(6) 系統(tǒng)效益調(diào)查分析

一般說來，GIS建設(shè)投資大，短期內(nèi)效益不明顯。要對GIS建成后帶來直接或間接的經(jīng)濟效益和社會效益進行估計，并與GIS建設(shè)各階段的投入相比較，看看能夠帶來多少好處?？蓮耐顿Y回收期、效益/費用、節(jié)省人力、減輕勞動強度、改進薄弱環(huán)節(jié)、提高工作效率、提高數(shù)據(jù)處理的及時性和準確性，輔助決策和提供決策依據(jù)等各個方面進行分析預(yù)測。

(7)運行可行性的調(diào)查分析

評價新建GIS運行的可行性及運行后引起的各方面的變化（如組織機構(gòu)、管理方式、工作環(huán)境）對社會或人的因素產(chǎn)生的影響。主要包括GIS運行后對現(xiàn)有組織機構(gòu)的影響，現(xiàn)有人員對系統(tǒng)的實用性，對現(xiàn)有人員培訓(xùn)的可行性，人員補充計劃的可行性，對環(huán)境條件的影響等。

現(xiàn)行系統(tǒng)調(diào)查研究要求系統(tǒng)分析員與GIS用戶、新涉及的各部門甚至領(lǐng)導(dǎo)之間進行充分的交流和溝通，正確分析GIS建設(shè)帶來的利弊，最后由系統(tǒng)分析員提交可行性報告。

系統(tǒng)分析

(1) 分析現(xiàn)行運行過程，獲取現(xiàn)行系統(tǒng)流程圖

系統(tǒng)分析員在對用戶現(xiàn)行工作流程深入調(diào)查的基礎(chǔ)上，要對現(xiàn)行系統(tǒng)進行深入細致的分析和研究，明確現(xiàn)行系統(tǒng)的目標、規(guī)模、界限、主要功能、組織機構(gòu)、業(yè)務(wù)流程、數(shù)據(jù)流程、數(shù)據(jù)存儲、對外聯(lián)系、日常事物處理與主要存在問題，獲取對現(xiàn)行系統(tǒng)的充分認識與理解。

按照現(xiàn)行系統(tǒng)的職能劃分和業(yè)務(wù)范圍，概括抽象出現(xiàn)行系統(tǒng)的業(yè)務(wù)框圖或業(yè)務(wù)流程圖，通過各業(yè)務(wù)職能的相互關(guān)系和可實現(xiàn)程度，初步界定出GIS建設(shè)可實現(xiàn)的業(yè)務(wù)內(nèi)容和可改進的職能。例如，對于在空間數(shù)據(jù)庫基礎(chǔ)上提供空間分析功能的土地管理信息系統(tǒng)，我們可以實現(xiàn)對土地有關(guān)的各項指標的查詢、統(tǒng)計以及進行土地資源的單一或多用途評級、評價，但不可能期望通過該級別GIS的建設(shè)實現(xiàn)對土地利用的自動規(guī)劃。

按照現(xiàn)行系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的使用、加工和處理過程，獲得現(xiàn)行系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖，對于以空間數(shù)據(jù)處理為其對象的部門來說，它的運作需要涉及大量的圖形、表格、文擋資料，數(shù)據(jù)流程圖是其具體業(yè)務(wù)過程和作業(yè)過程的反映，代表了數(shù)據(jù)操作的邏輯模型。

(2) 進行數(shù)據(jù)分析，獲取數(shù)據(jù)字典

對數(shù)據(jù)流程圖中出現(xiàn)的所有空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)進行描述與定義，形成數(shù)據(jù)字典，列出有關(guān)數(shù)據(jù)流條目、文件條目、數(shù)據(jù)項條目、加工條目的名稱、組成、組織方式、去值范圍、數(shù)據(jù)類型、存儲形式、存儲長度等。

數(shù)據(jù)流條目：組成、流量、來源、去向；　文件條目：文件名、組成、存儲方式、存取頻率；

數(shù)據(jù)項條目：數(shù)據(jù)項名、類型、長度、取值范圍；

處理條目：處理名、輸入數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)、處理邏輯。

(3) 導(dǎo)出現(xiàn)行系統(tǒng)的邏輯模型

在理解現(xiàn)行系統(tǒng)"怎樣做"的基礎(chǔ)上，明確其本質(zhì)是"做什么"，對現(xiàn)行系統(tǒng)的具體模型進行抽象，去掉那些具體的、非本質(zhì)的、在進一步深入分析中造成不必要負擔(dān)的東西，獲取反映系統(tǒng)本質(zhì)的邏輯模型，作為待建GIS邏輯模型的依據(jù)。例如，對非本質(zhì)的因素進行抽象，可得圖8-1所示的邏輯模型。

(4)進行用戶需求分析與描述

在對現(xiàn)行系統(tǒng)深入分析的基礎(chǔ)上，找出現(xiàn)行系統(tǒng)存在的問題和 弊端，對用戶提出的要求進行綜合抽象和提煉，形成對待建GIS需求的文字描述，包括有功能需求、性能需求、數(shù)據(jù)管理能力需求、可靠性需求、安全保密需求、用戶接口需求、聯(lián)網(wǎng)需求、軟硬件需求、運行環(huán)境需求等的文字描述。

(5) 明確待建GIS的目標

對可行性分析中的目標進行進一步深化明確，獲得待建GIS更加明確具體的目標。

(6) 導(dǎo)出待建GIS的邏輯模型

這是系統(tǒng)分析中實質(zhì)性的一步。將待建系統(tǒng)的邏輯模型與待建

GIS的目標相比較，找出邏輯上的差別，決定出變化的范圍，明確待建GIS"做什么"；將變化的部分看作新的處理步驟或模塊，對現(xiàn)有數(shù)據(jù)流程圖進行調(diào)整；由外向內(nèi)逐層分析，獲得待建GIS的邏輯模型。

(7) 制定設(shè)計實施的初步計劃

對工作任務(wù)進行分解，確定各子系統(tǒng)（或模塊）開發(fā)的先后順

序，分配工作任務(wù)，落實到具體的組織和人；對GIS建設(shè)的時間進度進行安排；對GIS建設(shè)費用進行評估。

系統(tǒng)分析的最后階段由分析員提交用戶需求分析報告，用戶需求分析報告一般應(yīng)經(jīng)過用戶主管部門的批準，在經(jīng)過用戶和開發(fā)者雙方認可后，具有合同的作用，是GIS建設(shè)中進行開發(fā)設(shè)計和驗收的依據(jù)。

系統(tǒng)設(shè)計

GIS總體設(shè)計總體設(shè)計的任務(wù)主要有：

(1) 系統(tǒng)的目的、目標及屬性的確定

系統(tǒng)的目的是系統(tǒng)建成后應(yīng)達到的水平標志，或稱系統(tǒng)預(yù)期達

到的水平。GIS系統(tǒng)必須提出明確的系統(tǒng)目的，以指導(dǎo)工作的展開。

系統(tǒng)目標是實現(xiàn)目的過程中的努力方向，GIS工程中提出的系統(tǒng)目標因具體問題而變化，比如：

·投資規(guī)模（大、中、小）

·建設(shè)周期（一年、二年，……）

·數(shù)據(jù)準備（半年，一年，……）

·數(shù)據(jù)采集（半年，一年，……）

·舊有設(shè)備的利用

·效益預(yù)計·系統(tǒng)被接納和使用度（或滿意度）估計

……

系統(tǒng)屬性是指對目標的量度。由于GIS工程建設(shè)的多樣性及不易量測的特點，衡量GIS工程的屬性通常采用：

·直接經(jīng)濟和社會效益

·間接經(jīng)濟和社會效益

·系統(tǒng)對原有工作模式改進程度

·對使用者的滿意度調(diào)查……

在處理實際問題時，常常遇到系統(tǒng)目標不只一個，而是多個，它們共同構(gòu)成目標集合。對目標集合的處理，往往把目標分解，按子集、分層次畫成樹狀結(jié)構(gòu)，稱其為目標樹。

構(gòu)造目標樹的原則是：

1)目標子集按目標的性質(zhì)進行分類，把同一類目標劃分在一個目標子集內(nèi)；

2)目標分解，直至可量度為止。

把目標結(jié)構(gòu)畫成樹狀結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是，目標集合的構(gòu)成與分類比較清晰、直觀；更為重要的是，按目標性質(zhì)分為子集，便于進行目標間的價值權(quán)衡，也就是說，在確定目標的權(quán)重系數(shù)過程中，能夠明確地表明應(yīng)該和那些層次、那些部門的決策者對話。

(2) 進行各子系統(tǒng)或模塊的劃分與功能描述

按照GIS各功能的聚散程度和耦合程度、用戶職能部門的劃分、

處理過程的相似形、數(shù)據(jù)資源的共享程度將GIS劃分為若干子系統(tǒng)或若干功能模塊，構(gòu)成系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖，并對各系統(tǒng)或模塊的功能進行描述。(3) 模塊或子系統(tǒng)間的接口設(shè)計

各子系統(tǒng)或模塊作為整個GIS的一部分，相互間在功能調(diào)用、

信息共享、信息傳遞方面都存在著或多或少的聯(lián)系，故應(yīng)對其接口方式、權(quán)限設(shè)置進行設(shè)計。例如，一個城市規(guī)劃與國土信息系統(tǒng)可劃分為基礎(chǔ)信息、規(guī)劃信息、土地管理、市政管線、房地產(chǎn)管理、建筑設(shè)計管理等子系統(tǒng)。相互間都要共享有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、規(guī)劃數(shù)據(jù)、市政管線數(shù)據(jù)、地籍?dāng)?shù)據(jù)，同時存在相互的調(diào)用，應(yīng)對調(diào)用方式、數(shù)據(jù)共享權(quán)限等作出嚴格規(guī)定與設(shè)計。

(4) 軟硬件配置設(shè)計

硬件：包括計算機、存儲設(shè)備、數(shù)字化儀、繪圖儀、打印機、

其它外部設(shè)備。說明其型號、數(shù)量、內(nèi)存等性能指標，畫出硬件設(shè)備配置圖。

軟件：說明與硬設(shè)備協(xié)調(diào)的系統(tǒng)軟件、開發(fā)平臺軟件等。

(5) 網(wǎng)絡(luò)設(shè)計包括對網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)、功能兩方面的設(shè)計。例如，在城市規(guī)劃與

國土信息系統(tǒng)中，基礎(chǔ)信息、規(guī)劃管理、土地管理、市政管線、房地產(chǎn)管理、建筑設(shè)計管理等子系統(tǒng)間存在著數(shù)據(jù)共享和功能調(diào)用關(guān)系，由于各自針對不同的部門使用，就要求設(shè)計相應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)相互間及其與總系統(tǒng)的聯(lián)網(wǎng)，同時，城市規(guī)劃與國土信息系統(tǒng)也可能與城市經(jīng)濟信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。

(6) 輸入輸出與數(shù)據(jù)存儲要求

對新建GIS輸入、輸出的種類、形式要求等，以及對數(shù)據(jù)庫的

用途、組織方式、數(shù)據(jù)共享、文件種類作一般說明，詳細內(nèi)容在詳細設(shè)計中考慮。

(7) 開發(fā)策略規(guī)定

包括經(jīng)費管理、條件保證、運行管理、計劃實施、實施方案說

明、組織協(xié)調(diào)等的規(guī)定。

(8) 成本與收益分析成本是指開發(fā)和（或）運行GIS系統(tǒng)所支付的資金，而收益是

指由于新系統(tǒng)的投入而增加的收入或減少的成本。開發(fā)系統(tǒng)是一種投資，這意味著當(dāng)前需向某一項目支付資金，希望將來某個時候能夠獲得收益。在開發(fā)周期的每一個階段都需要投資，而期望的收益來至減少成本或增加收入。如果期望的收入小于成本，那么這個系統(tǒng)可能不值得繼續(xù)做下去。

詳細設(shè)計

詳細設(shè)計是在總體設(shè)計的基礎(chǔ)上進一步深化，主要內(nèi)容有：

(1) 模塊設(shè)計

詳細設(shè)計是對總體設(shè)計中已劃分的子系統(tǒng)或各大模塊的進一步深入細化設(shè)計。按照內(nèi)聚度和耦合度、功能完整性、可修改性進一步劃分模塊，形成進一步功能獨立、規(guī)模適當(dāng)?shù)哪K，要求各模塊高內(nèi)聚低耦合（即塊內(nèi)緊，塊間松），對各模塊進行設(shè)計，畫出各模塊結(jié)構(gòu)組成圖，詳細描述各模塊的內(nèi)容和功能。

(2) 代碼設(shè)計

GIS數(shù)據(jù)量大，數(shù)據(jù)類型多樣，為減少數(shù)據(jù)冗余度，方便對數(shù)據(jù)的分類、統(tǒng)計、檢索和分析處理，提高處理速度，便于管理，節(jié)約存儲，需要對有關(guān)數(shù)據(jù)元素或數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（如用地分類、公共建設(shè)設(shè)施性質(zhì)、管道類型、管道名稱等）進行代碼設(shè)計、形成編碼文件，必要時還應(yīng)建設(shè)代碼字典，記載代碼與數(shù)據(jù)間的對應(yīng)關(guān)系。GIS中所設(shè)計的代碼應(yīng)具有唯一性、標準性和通用性、可擴充性和穩(wěn)定性、易修改性、易識別和記憶等特點。

(3) 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

常用的關(guān)系數(shù)據(jù)庫并不適合對GIS中大量的空間數(shù)據(jù)的有效管理。GIS中一般應(yīng)包含兩個數(shù)據(jù)庫：空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫。一般說來，GIS的開發(fā)平臺已經(jīng)提供相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)或從現(xiàn)有的系統(tǒng)中選購。數(shù)據(jù)庫設(shè)計要完成數(shù)據(jù)庫模型設(shè)計、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計。

對于一個大型的GIS，數(shù)據(jù)庫的設(shè)計是一個十分復(fù)雜的過程，要求數(shù)據(jù)庫設(shè)計者對數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)和GIS應(yīng)用系統(tǒng)有相當(dāng)深入的了解，空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計要對數(shù)據(jù)分層、要素屬性定義、空間索引或檢索等作明確的設(shè)計。

(4) 數(shù)據(jù)獲取方案設(shè)計

數(shù)字化作為GIS數(shù)據(jù)采集的重要方式，是GIS獲取有關(guān)圖形圖件信息的重要手段。數(shù)字化方案設(shè)計的內(nèi)容包括：內(nèi)容選取與分層、數(shù)字化中要素關(guān)系的處理原則與策略、相應(yīng)專題內(nèi)容的數(shù)字化方案、數(shù)字化作業(yè)步驟、數(shù)字化質(zhì)量保證等。

(5) 界面設(shè)計

GIS作為一種可視產(chǎn)品，一個人機界面友好，簡單易學(xué)、靈活方便的界面是GIS建設(shè)的一個重要內(nèi)容。GIS數(shù)據(jù)信息的提供顯示更多地與圖形符號化緊密相聯(lián)，要多圖面布局形式、圖面布局內(nèi)容、色調(diào)搭配、菜單形式、菜單布局、對話作業(yè)方式說明?！?6) 輸入輸出設(shè)計

在總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，對輸入輸出的內(nèi)容、種類、格式、所用設(shè)備、介質(zhì)、精度、承擔(dān)者作出明確的規(guī)定。

(7) 程序模塊設(shè)計

對模塊設(shè)計中的各模塊進行逐個模塊的程序描述，主要包括算法和程序流程、輸入輸出項、與外部的接口等。

(8) 安全性能設(shè)計

用來避免由于存在的各種危險而造成的事故，確保GIS系統(tǒng)使用安全，運行可靠。按照待建GIS的狀況和用戶對象，進行如下某些內(nèi)容的設(shè)計：對用戶分級，設(shè)置相應(yīng)的操作權(quán)限；對數(shù)據(jù)分類，設(shè)置不同的訪問權(quán)限；口令檢查，建立運行日志文件，跟蹤系統(tǒng)運行；數(shù)據(jù)加密；數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)儲、備分與恢復(fù)；計算機病毒的防治。

(9) 實施方案設(shè)計

對工作任務(wù)分解，指明每項任務(wù)的要求和負責(zé)人，對各項工作給出進度要求，作出各項實施費用的估算及總預(yù)算。

系統(tǒng)設(shè)計的主要成果是系統(tǒng)設(shè)計說明書，包括總體設(shè)計說明書和詳細設(shè)計說明書，是GIS系統(tǒng)的物理模型，也是GIS實施的重要依據(jù)。

系統(tǒng)的開發(fā)與實施

開發(fā)與實施是GIS建設(shè)付諸實現(xiàn)的實踐階段，實現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計階段完成的GIS物理模型的建立，把系統(tǒng)設(shè)計方案加以具體實施。在這一過程中，需要投入大量的人力物力，占用較長的時間，因此必須根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計說明書的要求組織工作，安排計劃，培訓(xùn)人員，開發(fā)和實施的內(nèi)容及流程見圖8-3。

(1) 程序編制與調(diào)試　

程序編制與調(diào)試的主要任務(wù)是將詳細設(shè)計產(chǎn)生的每一模塊用某種程序設(shè)計語言予以實現(xiàn)，并檢驗程序的正確性。為了保證程序編制與調(diào)試及后續(xù)工作的順利進行，軟硬件人員首先應(yīng)進行GIS系統(tǒng)設(shè)備的安裝和調(diào)試工作。一般情況下，程序的編制與調(diào)試在GIS提供的環(huán)境下進行，根據(jù)具體的問題，分析、編寫詳細的程序流程圖，確定程序規(guī)范化措施，最后完成程序的編制、調(diào)試、測試。程序編制可以采用結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計方法，使每一程序都具有較強的可讀性和可修改性。當(dāng)然也可以采用面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計方法。每一個程序都應(yīng)有詳細的程序說明書，包括程序流程圖、源程序、調(diào)試記錄以及要求的數(shù)據(jù)輸入格式和產(chǎn)生的輸出形式。

(2) 數(shù)據(jù)采集與數(shù)據(jù)庫建立

GIS過程中需要投入大量的人力進行數(shù)據(jù)的采集、整理和錄入工作。GIS規(guī)模大，數(shù)據(jù)類型復(fù)雜多樣，數(shù)據(jù)的收集與準備是一項既繁瑣，勞動量又巨大的任務(wù)，要求數(shù)據(jù)庫模式確定后就應(yīng)進行數(shù)據(jù)的輸入，對數(shù)據(jù)的輸入應(yīng)按數(shù)字化作業(yè)方案的要求嚴格進行，輸入人員應(yīng)進行相應(yīng)程度的培訓(xùn)工作。(3) 人員的技術(shù)培訓(xùn)

GIS的建設(shè)需要很多人員參加工作，包括系統(tǒng)開發(fā)人員、用戶和領(lǐng)導(dǎo)階層，為了保證GIS的調(diào)試和用戶盡快掌握，應(yīng)提前對有關(guān)開發(fā)人員、用戶、操作人員進行培訓(xùn)，掌握GIS的概貌和使用方法。

對于一般人員和領(lǐng)導(dǎo)，也應(yīng)給予一定的宣傳和教育，使其對新建GIS系統(tǒng)有所了解，關(guān)心和支持GIS的實施工作。

(4) 系統(tǒng)測試

系統(tǒng)調(diào)試與測試是指對新建GIS系統(tǒng)進行從上到下全面的測試和檢驗，看它是否符合系統(tǒng)需求分析所規(guī)定的功能要求，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)中的錯誤，保證GIS的可靠性。一般說來，應(yīng)當(dāng)由系統(tǒng)分析員提供測試標準，制定測試計劃，確定測試方法，然后和用戶、系統(tǒng)設(shè)計員、程序設(shè)計員共同對系統(tǒng)進行測試。測試的數(shù)據(jù)可以是模擬的，也可以是來自用戶的實際業(yè)務(wù)，經(jīng)過新建GIS的處理，檢驗輸出的數(shù)據(jù)是否符合預(yù)期的結(jié)果，能否滿足用戶的實際需求，對不足之處加以改進，直到滿足用戶要求為止。

測試方法可采用如下流程實施：設(shè)計一組測試用例→用各個測試用例的輸入數(shù)據(jù)實際運行被測程序→檢測實際輸出結(jié)果與預(yù)期的輸出結(jié)果是否一致。這里供測試用的數(shù)據(jù)具有非常重要的作用，為了測試不同的功能，測試數(shù)據(jù)應(yīng)滿足多方面的要求；含有一定的錯誤數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)之間的關(guān)系應(yīng)符合程序要求。

GIS的開發(fā)與實施階段將產(chǎn)生一系列的系統(tǒng)文擋資料，一般包括用戶手冊、使用手冊、系統(tǒng)測試說明書、程序設(shè)計說明書、測試報告等。

系統(tǒng)的維護和評價

(1) 系統(tǒng)的維護

GIS的維護主要包括以下四個方面的內(nèi)容。

1) 糾錯

糾錯性維護在系統(tǒng)運行中發(fā)生異常或故障時進行的。往往是對在開發(fā)期間未能發(fā)現(xiàn)的遺留錯誤的糾正。任何一個大型的GIS系統(tǒng)在交付使用后，都可能發(fā)現(xiàn)潛藏的錯誤。

2) 數(shù)據(jù)更新

數(shù)據(jù)是GIS運行的血液，必須保證GIS中數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢性，進行數(shù)據(jù)的及時更新，包括地形圖、各類專題圖、統(tǒng)計數(shù)據(jù)、文本數(shù)據(jù)等空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。由于空間數(shù)據(jù)在GIS中具有龐大的數(shù)據(jù)量，這里研究如何利用航空和多種遙感數(shù)據(jù)實現(xiàn)對GIS數(shù)據(jù)庫的實時更新具有重要的意義，例如可借助航空影象實現(xiàn)對地圖的更新。

3) 完善和適應(yīng)性維護

軟件功能擴充、性能提高、用戶業(yè)務(wù)變化、硬件更新、操作系 統(tǒng)升級、數(shù)據(jù)形式變換引起的對系統(tǒng)的修改維護。

4) 硬件設(shè)備的維護

包括機器設(shè)備的日常管理和維護工作。例如，一旦機器發(fā)生故障，則要有專門人員進行修理。另外，隨著業(yè)務(wù)的需要和發(fā)展，還需對硬件設(shè)備進行更新。為了避免系統(tǒng)維護過程中帶來的副作用（對其它過程或子系統(tǒng)的影響），加強維護過程中的管理工作是非常重要的，要求按如下步驟嚴格執(zhí)行：提出修改需求→領(lǐng)導(dǎo)批準→分配維護任務(wù)→驗收工作結(jié)果。

(2) 系統(tǒng)的評價

評價是指對GIS的性能進行估計、檢查、測試、分析和評審。包括用實際指標與計劃指標進行比較，以及評價系統(tǒng)目標實現(xiàn)的程度。在GIS運行一段時間后進行。系統(tǒng)評價的指標包括經(jīng)濟指標、性能指標個管理指標各個方面，最后應(yīng)對評價結(jié)果形成系統(tǒng)評價報告。

凡委托地理信息系統(tǒng)工程測繪任務(wù)的，必須選擇具有地理信息系統(tǒng)工程測繪資質(zhì)的單位承擔(dān)。

縣級以上測繪行政主管部門應(yīng)當(dāng)加強對地理信息系統(tǒng)工程測繪成果質(zhì)量的監(jiān)督管理。測繪單位對其完成的地理信息系統(tǒng)工程測繪成果質(zhì)量負責(zé)。地理信息系統(tǒng)工程測繪成果須檢驗合格后方可使用。

地理信息系統(tǒng)工程測繪產(chǎn)品具有知識產(chǎn)權(quán)的，適用有關(guān)法律的規(guī)定。

使用地理信息系統(tǒng)工程產(chǎn)品涉及他人合法權(quán)益的，應(yīng)事先取得所有權(quán)人的同意。未經(jīng)同意，任何單位和個人不得擅自使用。