《gis系统设计》ppt课件

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1、第五章GIS系统设计《地理信息系统设计》教程在系统定义阶段确定系统建设的目标和任务之后，需要进行系统的总体设计。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，即数据设计和体系结构设计。数据设计就是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。体系结构设计则是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。在总体设计阶段，各模块还处于黑盒子状态，模块通过外部特征标识符（如名字）进行输入和输出。使用黑盒子的概念，设计人员可以站在较高的层次上进行思考，从而避免过早地陷入具体的条件逻辑、算法和过

2、程步骤等实现细节，以便更好地确定模块和模块间的结构。教学提纲三、GIS应用分析模型设计四、GIS接口设计退出三、GIS应用分析模型设计（一）GIS空间处理与分析设计（二）GIS地理建模返回GIS空间处理与分析设计主要内容GIS空间数据处理编辑处理：图形数据和属性数据的编辑，图形数据的拼接和分割等；变换处理：投影变换、坐标变换、比例尺变换、几何校正等；编码和压缩处理：数据编码、多余节点去除以及栅格数据压缩等；数据的插值：点的内插、区域的内插等；数据类型转换：矢量与栅格数据转换、系统间数据格式的转换等GIS空间分析设计查询分析：如拓扑查询、条件查询等；几何分析

3、：如面积周长距离量算、开窗分析、多边形合并等；地形分析：如空间内插分析、等值线分析、坡度和坡向分析、分水岭分析、淹没分析流域分析：如地形剖面分析、三维地形显示与分析等；叠置分析：如多边形叠置分析、视觉信息复合分析、条件与非条件叠置分析等。邻域分析：如缓冲带分析、走廊分析、泰森多边形分析、拟合分析等；网络分析：如最佳路径分析、时空规划分析、网络流量模拟分析等；图像分析：如图像增强、图像分割、图像细化、空间滤波、高程影像叠置分析等；多元分析：如聚类分析、主成分分析、判别因子分析、趋势面分析、回归分析等；应用模型分析：与本GIS应用密切相关的各种应用模型分析返回

4、GIS地理建模（一）地理模型是对地理实体的特性及其变化规律的一种表示或者抽象，同时也是对地理实体的那些所要研究的特定特征进行定量的抽象。可以说，地理模型是地理实体通过适当的过滤，用适当的表示规则简洁描述的模仿品。通过这个模仿品，我们可以了解到所研究地理实体的本质，从而便于对地理实体进行分析和处理。地理建模主要是运用数学语言、地理知识和程序设计工具，对地理信息（如地理现象、地理数据等）加以翻译和归纳。地理模型经过演绎、求解及推断过程，给出数学上和地理上的分析、预报、决策或控制，再经过翻译和解释回到现实世界中，完成实践-理论-实践的循环。如果检验结果是正确或可

5、行的，即可用于GIS分析和操作，否则，就要重新考虑翻译、归纳过程，重新修改地理模型。GIS地理建模（二）1、地理建模过程2、GIS应用模型库的设计3、GIS模型库管理GIS地理建模返回地理建模过程地理建模是一项复杂而具有创造性的活动（改造已有模型或创造新模型），建立地理模型没有固定的模式，下图大致归纳了地理建模的一般过程。建模准备模型假设建立模型模型求解模型分析模型检验建模准备模型应用模型分析与检验建模假设建立模型模型求解地理建模流程图建模准备建模准备包括了解地理问题的实际背景、明确地理建模的目的、掌握地理对象的各种信息（如数据资料等）以及搞清对象的特征。

6、为了做好准备，有时建模者需进行深入细致的调查研究，碰到问题要虚心向有关方面的专家请教，按模型的需要有目的地收集所需资料。本阶段的重点是进行模型的因子分析。模型假设模型假设是根据地理对象的特性和建模的目的，对问题进行必要的简化，并且用精确的语言作出假设。这是地理建模的第二步，也是关键的一步。有时，假设过于详细，试图把复杂的实际现象的各个因素都考虑进去，可能使得建模者很难继续下一步的工作。因此要善于辨别问题的主要和次要方面，尽量将问题均匀化、线性化。建立模型建立模型是指根据所做的假设，利用适当的数学工具，确定各因子之间的联系，通过表格、图形或是其它数学结构建立

7、地理模型。这是地理建模的第三步。为了完成这项地理建模的主体工作，建模者需要掌握较为广泛的数学知识，有时还要用到规划论、排队论、图论、对策论等知识，但并不要求建模者对数学的每个分支都精通。事实上，建模的一个原则就是尽量采用简单明了的数学工具，供更多的人了解和使用。模型求解对以上建立的模型进行数学上的求解，包括解方程、画图形、逻辑推理、稳定性讨论等。模型求解不仅要求建模者掌握相应的数学知识，还要掌握一些常用数据分析软件，如集计算和可视化于一体的Matlab软件及用于统计分析的SPSS软件等。模型分析对模型求解的结果进行数学和地理上的分析。这一阶段有时需根据地理

8、问题的性质，分析各变量之间的依赖关系；有时要求对结果进行预测、最优