环境管理信息系统

《环境管理信息系统》复习重点

1.信息与数据的关系？

信息：对于数据库系统和管理信息系统，信息一般被定义为有组织的、可以形式化描述的数据。

数据(Data)是一般意义上认为是客观实体的属性值，一组可识别的符号，包括字母、数字、图像、声音或其他符号。

信息是经过加工后的数据，它对接受者有用，并对决策或行为有现实或潜在的价值。

信息=数据+说明数据是信息的载体。

关系：①数据是信息的载体，信息是数据的内涵。②数据经过加工才能变成有效的信息，同样的数据经过不同的处理过程，可变成不同的信息。③由于数据和信息之间的紧密联系，通常并不严格区分数据和信息。

2.环境信息的基本特征？

环境信息：通过加工的、能够用于环境保护工作的数据和符号，它反映了环境系统各个环节的时间、空间和状态特征。客观方面：环境信息是在物质和能量变化过程中产生的。主观方面：环境信息是认识环境问题和现象的识别信号。

特征：对环境现象的反馈、综合多样性、区域性和整体性、连续性和动态性、随机性、相关性和综合性。

3.环境信息的系统技术核心？

系统(System)是一系列相互作用以完成某个目标的元素或组成部分的集合，也就是指由相互联系、相互作用又相互依存的若干单元所组成，具有一个共同目标的有机整体。特征：①目的性；②关联性；③结构性或层次性；④整体性。信息系统是指输入数据，经过加工处理，输出信息的系统。通常由对象的处理模型、信息处理模型和系统实现的物质基础三部分构成。

环境信息系统(Environmental Information System, EIS)是以环境管理和环境科学为对象的计算机系统。从功能上，环境信息系统(EIS)一般被定义成一个获得、存取、编辑、处理、分析和显示环境数据的系统。从内容上，EIS被定义为一个包含了计算机软件、硬件、环境数据和专业人员的系统。

技术核心：环境管理信息系统(Environmental Management Information System, EMIS)

环境地理信息系统(Environmental Geographic Information System, EGIS)。

4.环境信息系统的特点和发展趋势？

（1）分布性——是环境信息自身的要求，所以要求系统建设者着重强调其开放性，在开放系统的基础上集成各个部分，形成功能更加完整的系统。从与环境机构设置相适应的角度，环境信息系统一般是分级建立的，即不同环境管理部门有适合于自身工作需要的环境信息系统；从环境信息系统的功能来看，涉及许许多多不同的领域和专业，因此，相应的环境信息系统也应当多种多样的。环境信息的获取途径非常广泛、涉及面广、内容丰富，这就要求环境信息系统是一个分布式、开放性的系统。

（2）集成性——环境信息系统往往由多个子系统或相对独立的功能模块组成。需要三个层次上的集成：功能上互相支持（最低要求）——排污许可证模块、排污收费模块和排污收费财务模块。共享数据库——几个模块能够共同维护和查看一个数据库，可以保证模块之间数据的一致性。分布式计算

特点：①内容上的跨学科、方法上的高新技术集成。②数据量大，数据种类复杂，且具有严格的时空意义。③数据精度要求高。④用户界面要求高。

发展趋势：①EGIS将全面融合EMIS；②EIS将进一步专业化；③网络化、组件化EIS；④EIS将成为全球数字化的主要组成部分；⑤智能化发展。

5.数据库系统的特点？

数据(Data)是数据库中存储的基本对象。

数据库(Database，简称DB)是长期储存在计算机内、有结构的、可共享的数据集合。

数据库管理系统（Database Management System，简称DBMS）：位于用户与操作系统之间的一层数据管理软件。

功能：①数据定义功能：提供数据定义语言(DDL)；定义数据库中的数据对象。②数据操纵功能：提供数据操纵语言(DML)：操纵数据实现对数据库的基本操作。③数据库的运行管理：保证数据的安全性、完整性；多用户对数据的并发使用；发生故障后的系统恢复。④数据库的建立和维护功能(实用程序)：数据库数据批量装载；数据库转储；介质故障恢复；数据库的重组织；性能监视等。

数据库系统（Database System，简称DBS）：指在计算机系统中引入数据库后的系统构成。

构成：数据库、数据库管理系统（及其开发工具）、应用系统、数据库管理员和用户

硬件平台、软件平台、数据库系统人员、用户—软件使用人员。

/服务器结构、

浏览器/应用服务器/数据库服务器结构

1）内部模式结构：三级模式、二级映像

型（Type）：对某一类数据的结构和属性的说明。

值（V alue）：是型的一个具体赋值。

三级模式

模式：数据的逻辑结构（数据项的名字、类型、取值范围等），数据之间的联系，数据有关的安全性、完整性要求。一个数据库只有一个模式。

外模式（也称子模式或用户模式）：数据库用户（包括应用程序员和最终用户）使用的局部数据的逻辑结构和特征的描述，数据库用户的数据视图，是与某一应用有关的数据的逻辑表示。

外模式介于模式与应用之间。

模式与外模式的关系：一对多。外模式通常是模式的子集；一个数据库可以有多个外模式。反映了不同的用户的应用需求、看待数据的方式、对数据保密的要求；对模式中同一数据，在外模式中的结构、类型、长度、保密级别等都可以不同

外模式与应用的关系：一对多。同一外模式也可以为某一用户的多个应用系统所使用，但一个应用程序只能使用一个外模式。

内模式（也称存储模式）：是数据物理结构和存储方式的描述，是数据在数据库内部的表示方式。一个数据库只有一个内模式。

二级映像

①外模式／模式映象：定义外模式与模式之间的对应关系，每一个外模式都对应一个外模式／模式映象，映象定义通常包含在各自外模式的描述中。作用是保证数据的逻辑独立性。

②模式／内模式映象：定义了数据全局逻辑结构与存储结构之间的对应关系。例如，说明逻辑记录和字段在内部是如何表示的；数据库中模式／内模式映象是唯一的；该映象定义通常包含在模式描述中。作用是保证数据的物理独立性。小结

模式：是数据库的中心与关键，独立于数据库的其它层次，设计数据库模式结构时应首先确定数据库的逻辑模式。

内模式：依赖于全局逻辑结构，但独立于数据库的用户视图即外模式，也独立于具体的存储设备。它将全局逻辑结构中所定义的数据结构及其联系按照一定的物理存储策略进行组织，以达到较好的时间与空间效率。

外模式：面向具体的应用程序，定义在逻辑模式之上，但独立于存储模式和存储设备。设计外模式时应充分考虑到应用的扩充性。当应用需求发生较大变化，相应外模式不能满足其视图要求时，该外模式就得做相应改动。

应用程序：在外模式描述的数据结构上编制的，它依赖于特定的外模式，与数据库的模式和存储结构独立。不同应用程序有时可以共用同一个外模式。

二级映象：保证了数据库外模式的稳定性，从而从底层保证了应用程序的稳定性，除非应用需求本身发生变化，否则应用程序一般不需要修改。数据与程序之间的独立性，使得数据的定义和描述可以从应用程序中分离出去。

2）外部体系结构：客户/服务器结构、浏览器/应用服务器/数据库服务器结构

客户／服务器结构的数据库系统：网络中某个（些）结点上的计算机专门用于执行DBMS功能，称为数据库服务器，简称服务器。其他结点上的计算机安装DBMS的外围应用开发工具，用户的应用系统，称为客户机。

分类：①集中的服务器结构：一台数据库服务器，多台客户机。②分布的服务器结构：在网络中有多台数据库服务器，分布的服务器结构是客户／服务器与分布式数据库的结合。

浏览器/应用服务器/数据库服务器结构：客户端：浏览器软件、用户界面，浏览器的界面统一，广大用户容易掌握，大

大减少了培训时间与费用。

服务器端分为两部分：Web服务器、应用服务器，数据库服务器等，大大减少了系统开发和维护代价，能够支持数万甚至更多的用户。

7.数据库设计的主要过程？

(1)需求分析阶段：①准确了解与分析用户需求（包括数据与处理）②是整个设计过程的基础，是最困难、最耗费时间的一步；

(2)概念结构设计阶段：①是整个数据库设计的关键②通过对用户需求进行综合、归纳与抽象，形成一个独立于具体DBMS的概念模型③把用户的信息要求统一到一个整体逻辑结构中，此结构能表达用户的要求；

(3)逻辑结构设计阶段：①将概念结构转换为某个DBMS所支持的数据模型②对其进行优化；

(4)数据库物理设计阶段：为逻辑数据模型选取一个最适合应用环境的物理结构（包括存储结构和存取方法）；

(5)数据库实施阶段：运用DBMS提供的数据语言、工具及宿主语言，根据逻辑设计和物理设计的结果（建立数据库、编制与调试应用程序、组织数据入库、并进行试运行）；

(6)数据库运行和维护阶段：①数据库应用系统经过试运行后即可投入正式运行②在数据库系统运行过程中必须不断地对其进行评价、调整与修改

8.能绘制某工厂物资管理E-R图？

⑴首先确定实体类型。仓库：属性有仓库号、面积、电话号码。

零件：属性有零件号、名称、规格、单价。

供应商：属性有供应商号、姓名、地址、电话号码、帐号。

项目：属性有项目号、预算、开工日期。

职工：属性有职工号、姓名、年龄、职称。

⑵然后确定联系的类型。仓库（库存量）与零件[储存]

仓库与职工[工作]

职工之间[领导]

供应商与零件[供应]、供应商与项目[供应]

例: 假设一个学生可选多门课程(假设至多25门，至少20门)，而一门课程又有多个学生选修(假设每门课程至少5人，至多120人)，一个教师至多可讲3门课程，一门课程至多只有一个教师讲授。

9数据模型的组成要素以及常见的数据模型有哪些？

数据模型：在数据库中用数据模型这个工具来抽象、表示和处理现实世界中的数据和信息。

数据模型分成两个不同的层次（应用目的）：(1) 概念模型：也称信息模型，它是按用户的观点来对数据和信息建模。(2) 数据模型：主要面对的是数据的逻辑结构，主要包括网状模型、层次模型、关系模型等，它是按计算机系统的观点对数据建模。

组成要素：数据结构（静态）、数据操作（动态）、数据的约束条件（完整性）

数据结构用于描述系统的静态特性。是所研究的对象类型的集合，它是刻画一个数据模型性质最重要的方面。有层次结构、网状结构和关系结构三种类型，按照这三种结构命名的数据模型分别称为层次模型、网状模型和关系模型。

数据操作用于描述系统的动态特性。数据操作是对数据库中各种数据操作的集合，包括操作及相应的操作规则。

数据的约束条件是一组完整性规则的集合。完整性规则是给定的数据模型中数据及其联系所具有的制约和依存规则，用以限定符合数据模型的数据库状态以及状态的变化，以保证数据的正确、有效、相容。

常见的数据模型：层次模型（Hierarchical Model）网状模型（Network Model）关系模型（Relational Model）面向对象模型（Object-oriented Model）

a.概念模型是面向用户的数据模型，它是用户所容易理解的现实世界特征的数据抽象。

表示方法（ER模型）：使用实体联系方法(Entity Relationship Approach), 简称E-R模型。来描述某一组织的概念模型。

实体型：用矩形表示，矩形框内写明实体名。

属性：用椭圆形表示，并用无向边将其与相应的实体连接起来。

联系：联系本身：用菱形表示，菱形框内写明联系名，并用无向边分别与有关实体连接起来，同时在无向边旁标上联系的类型（1:1、1:n或m:n）

b.关系数据库模型

10.关系代数中的投影、连接和除法？

11.关系数据库中范式的概念？

关系规范化有不同的标准，将规范标准称之为范式。可以把范式看成是满足某种条件的关系模式的集合（或用范式定义消除数据冗余的程度）范式分为：第一范式—1NF、第二范式—2NF、第三范式—3NF、Boyce-Codd范式—BCNF、第四范式——4NF、第五范式——5NF

它们满足下列关系：5NF 4NF BCNF 3NF 2NF 1NF

12.能用SQL语句编写简单的查询操作？

13.Access的对象有哪些？

“查询”、“表”“窗体”、“报表”、“页”、“宏”和“模块”

14.关系数据库为基础的环境管理信息系统的定义、特点？

环境管理信息系统(Environmental Management Information System, EMIS)是以现代数据库技术为核心，将环境信息存储在电子计算机中，在计算机软、硬件支持下，实现对环境信息的输入、输出、修改、增加、删除、传输、保密、检索和计算等各种数据库技术的基本操作，并结合统计数学、优化管理分析、制图输出、预测评价模型、规划决策模型等应用软件，构成一个复杂而有序的、具有完整功能的技术工程系统。它既是各种环境信息的数据库，也是环境管理决策和策略的实验室。

特点：①具有多种环境决策支持的功能。②具有良好的人机界面，系统易学易懂，容易操作，可靠性较高，适合环境管理人员使用。③数据共享性高。

15.环境统计包含的内容？

环境统计实质是对环境信息进行收集、加工、处理，用数据反映并计量人类活动引起的环境变化和环境变化对人类的影响。环境统计是环境统计工作、环境统计资料和环境统计学的总称。

环境统计大致包括的范围是：一是土地环境统计；二是自然资源统计；三是能源环境统计；四是人类居住环境统计；

五是环境污染统计；六是环境保护事业发展情况统计。

环境统计指标是把现实世界中的环境现象抽象为概念范畴，利用所定义的描述语言，对环境统计内容的总体数量和质量进行描述的特征值。通常有两方面的含义：一是指标的名称，二是指标的数值。环境统计指标按它们的作用不同，可分为数量指标和质量指标两大类。

16.基于关系数据库的EMIS的技术核心有哪些？

环境管理信息系统(EMIS, Environment Management Information System)的技术核心是环境管理技术、数据库技术、MIS (Management Information System )、办公自动化OA (Office Automation)。

17.办公自动化系统OAS的三个层次模型？

根据功能不同，OAS一般分为事务型、管理型和决策型三个层次模型。

（1）事务型OAS 主要负责文字处理、表格编制、文档管理、行文管理等一般的事务工作。属于OA建设的初级阶段，它可以是支持单个办公室事务处理的单机系统，也可以是支持一个机构事务处理的计算机网络系统。

（2）管理型OAS 由具有通信功能的多机网络组成，配有各种比较完善的信息数据库、能对大量的各类信息进行综合管理，使数据信息和设备资源得到共享，属于OA建设的中级阶段。

（3）辅助决策型OAS 除了具有事务型和管理型的全部功能外，还由综合数据库、模型库和方法库构成大型知识库，由综合数据库获得决策信息，通过知识库和专家系统进行推理和判断，以实现综合决策支持，属于OA建设的高级阶段。

18.我国现行的三级环境管理信息系统的结构？

分层管理是我国环境管理的基本结构形式。根据当前的环境管理状况和管理水平，可以将环境管理信息系统分为中央、省（市）和地方三级，分别建立环境信息中心或信息站。

国家中央级环境管理的主要任务是掌握我国环境的宏观发展规律与变化趋势；对全国的环境质量状况作出宏观评价；根据我国的社会、经济状况制定适合我国国情的环境质量指标体系和环境质量标准，以及一系列与之配套的技术经济政策，从宏观上协调国家的环境保护与国民经济发展之间的关系。与中央级的环境管理相适应，应建立中央级的环境管理信息系统，为中央环境管理部门提供信息与决策方法的支持。

地市级环境管理及其信息系统的功能可以定义为：①确定地区环境质量的合理目标；②对地市的环境质量状况作出合理的评价；③直接面向污染源，要掌握当地的主要污染物和主要污染源及其变化趋势，明确控制方向与目标；

④制定污染控制规划；⑤为上级部门系统提供信息。

省市级环境管理信息系统的主要任务是根据个省市的地区特征和国家的环保法规，因地制宜制定地方标准和地方法规，协调全省范围的环境保护与经济发展的相互关系，从宏观上指导全省的环境保护。

三级管理以及与此相适应的三级环境管理信息系统是我国环境管理信息系统的基本结构。

19.地理信息系统中空间数据模式？

空间数据模式：栅格模式、矢量模式、真实世界

20.环境GIS的概念以及其应用模式？

地理信息技术：是采集、存储、管理、分析和显示地理信息的技术。

遥感：不接触到地物，基于声纳、电磁波和重力场采样，获取和解释环境空间数据，发掘地表信息的技术。

GPS：基于地球轨道卫星无线电导航定位系统。具有全能性（陆地、海洋、航空和航天）、全球性、全天候和实时性。

GIS：是地理信息技术的核心。

地理信息系统（GIS）是空间数据的管理系统。结构上，GIS由计算机硬件、软件、地理数据、数据处理模型和相关人员共同组成；功能上，GIS是采集、存储、处理、显示地理数据，通过网格分布地理数据的计算机系统；目标，是辅助空间决策。GIS = 数据库+ 计算机地图制图+ 空间分析

环境地理信息系统（EGIS）是以地理信息系统（GIS）、遥感（RS）和全球定位系统（GPRS）技术为手段，进行环境

空间信息的获取、分析、处理、存储与表达并为环境保护工作提供环境空间信息支持和管理决策依据的计算机系统。EGIS特点：①多技术集成性：EGIS涉及环境学、地理学、测绘学、数学、计算机科学、生态学、气象学、城市科学、管理学等，是多学科的集成。

②环境空间特性：环境空间信息数据表达的是资源环境空间实体，因而具有明显的环境空间几何特征。因而EGIS除了具有GIS的一般特点和功能外，还具有环境空间信息的处理（查询、检索、编辑、信息发布等）、环境空间数据分析和环境专题制图等功能。

③动态变化特性：EGIS 必须适应环境信息的动态变化，同时还具备动态环境空间信息的获取和处理能力、环境突发事件的快速响应能力以及时序综合分析能力。

④广泛实用特性：EGIS 不仅要面向环保内部的管理人员，而且要面向社会公众，因此，EGIS 的数据质量、数据结构、数据编码、系统开发以及网上协议要符合国家有关标准和规范，同时系统要广泛支持环境分析、管理、规划、评价、预测等方面工作。

⑤可视化特征环境空间信息的空间分布一目了然，直观地显示环境质量、生态环境的现状及其发展变化。EGIS应用模式：①作为环境科学研究工具的应用模式：用户主要是环境领域的专家学者，用户通常能在环境GIS通用软件基础上自行开发一些专业研究分析所需的模型软件包；针对环境空间数据集，通过运用地理信息系统的空间分析功能，能够获得什么样的环境科学分析结果，主要用于环境领域的科研项目研究中，即把EGIS作为科研的辅助手段。

②作为环境管理的应用模式：用户主要来自环境保护管理部门，它需要环境GIS专业人员在GIS 通用软件基础上面向环境管理进行系统的二次开发，它使多种软件系统高度综合，并具有优良的用户界面；强调具体环境管理业务工作过程的信息处理与服务能力保障，是将地理信息系统技术与具体环境管理业务工作结合起来，建立长期、稳定和高效运行的业务化服务系统。根据应用层次的高低，可以分为环境空间事务处理系统、环境空间管理信息系统和环境空间决策支持系统；按服务应用的范围和广度，可以分为项目级EGIS、部门级EGIS、企业级EGIS和社会化EGIS。

③为公众服务的应用模式：环境空间事物处理系统：利用GIS数据库技术，取代了日常工作中繁忙的具有重复性的事物处理工作，能有效地进行日常环境管理事务的自动化处理；环境空间管理信息系统：以环境空间信息处理的高效率为目标，应用了GIS的数据库技术、空间分析技术和模型分析技术，而且它对环境管理者所提供的辅助决策信息不仅表现为数据的查询和统计功能，还具有专业模型的分析功能；属于数据驱动型。环境空间决策支持系统：解决半结构化和非结构化的环境决策问题，为环境决策者提供一个模拟决策过程，并提供选择方案。属推理模型启动型，强调系统推理的有效性，主要用于中高层人员的辅助决策。

21.EMIS与GIS融合的原因？

GIS与RS图像处理系统的区别与联系

地理信息系统是用于分析和显示空间数据的系统，而遥感影象是空间数据的一种形式，类似于GIS中的栅格数据。

遥感图像处理系统主要强调对遥感栅格数据的几何处理、灰度处理和专题信息提取。一般说来，遥感图像处理系统还不便直接应用于地理信息系统。当前，遥感图像处理系统和地理信息系统的发展趋势是两者进一步集成。

GIS、RS与EMIS结合

传统MIS是伴随着企业管理的需求而不断发展的，因此其在数据库管理和数据模型方面具有优势，发展也比较成熟，但空间分析操作和信息显示、表现方面较为困难，而空间分析和空间数据库管理正是GIS的优势。

GIS能够将已经编码的空间数据组合起来，同时确定其地理位置。这些数据包括人口普查数据、数字化图形、负荷量、环境大气质量资料、源分布等数据。

GIS的缓冲区分析、空间叠加分析等功能已经在环境研究中得到广泛应用。其中空间叠加分析可用于环境功能规划、建设项目选址、环境风险因素识别、环境敏感点确定等。缓冲区分析可用于自然保护区规划、环境污染事故安全距离确定。

利用GIS提供的网络分析功能，可以为决策者提供事故发生时某种条件下最短和最优路径，用于环境突发污染事故应急响应、城市垃圾便利运输等。

GIS的地理编著码功能可以实现危险品的空间分布查询。动态分段用于河流水质动态模拟、污染控制单元划分。

现在，GIS不断地被其他应用程序融合，或能够提供功能控制，嵌入到其他应用程序中。这样，可以充分发挥和综合GIS、数据库及其他应用程序的功能，进行GIS二次开发而不单纯依赖于GIS系统平台。

RS是GIS的一大数据来源，现代的环境数据相当一部分来自于对遥感影响的提取，RS正与GIS融合成为新一代的GIS，同时RS也正成为环境管理的重要手段。

22.GIS和环境模拟的集成方式？

环境模拟（Environmental Modeling）将多种环境过程和现象的信息转换变成可以计算的形式，以多种概念的和数量的模型加以描述。环境模拟的基本单元是人口、物种、环境媒介（水、大气、土壤等）以及环境化学物质，构成环

境模拟的核心则是大量的多种模型的概念模型和数量模型。

集成方式分类：分离应用、松散集成、紧密集成、完全集成

（1）分离应用GIS和环境模型可能在不同的硬件环境运行，不同数据模型的数据可通过人工方式离线传输，用户充当数据传输界面，需要编制的辅助程序较少，但集成效率低。

（2）松散集成用户需要使用某种格式定制文件，需对不同的数据模型进行交叉索引，使得用户定制文件在两种数据模式下都可以使用。GIS和模拟模型通过数据联结，这种方式可以在同一个工作站或局域网实现数据在线传输，同时需要编制一定的辅助程序，集成效率较低。

（3）紧密集成GIS和模拟模型的数据模型是不一样的，但在没有人工干涉的情况下，数据可以自由的调用，而且GIS和模型系统具有共同的界面使得数据传输的效率可以大大提高。在这种情况下，需要编制更多的应用程序，用户在使用中需要检验数据完整性。

（4）完全集成这种情况从用户观点出发，将GIS和模拟模型设计在一个共同的系统内，使用共同的数据模型，数据纳入共同的数据库管理系统。在这种情况下，两个子系统的互相调用变得简单而有效，但必须使用共同的标准化计算机语言编程，从系统底层做起，开发的代价很大。

松散集成、紧密集成两种集成方式在应用中看到的比较多，尤其是紧密集成的方式，是目前GIS和环境模型集成应用的主流。

23.环境模拟模型和GIS集成的必要性？

必要性：①对环境模拟模型而言，GIS技术是环境模拟模型空间离散化、参数化以及可视化的有力工具。②就GIS而言，集成环境模拟模型是其现有的空间分析功能的扩展，丰富了GIS的理论，拓宽了GIS的应用领域。③从数据层面而言，由于缺乏模型运行所必需的数据，以及点位参数的获取困难，已成为当前模拟应用中模型选择的最大限制。

关键技术：①时变数据可视化分析——目前，对时变数据、空间数据的分析是GIS的薄弱环节。

②开放和完善的GIS数据库和数据结构——由于GIS的独立发展以及商业化，它的内部数据结构复杂，没有统一的标准，限制了它的应用和发展。

③数据的可传递性、转换性——专业模型与应用模型的数据交换如何实现，这是集成的最关键的一步，没有数据传递和转换，就无从谈集成。

④发展面向对象的专业应用模型——将专业模型改造成面向对象程序结构，是趋势。

⑤发展组件化的GIS和组件化的应用模型

24.环境地理信息系统开发的三种实现方式？

开发目标：充分利用先进的GIS技术、数据库技术、网络通信技术、分布式计算等技术，建设一个科学、高效的EGIS。在充分整合与利用环境空间数据和基础地理信息的基础上，实现对环境空间信息的科学组织和有效管理，使环境管理人员能够方便地对各种环境空间信息进行可视化管理，并实现环境空间信息的查询、维护以及专题分析、专题制图、信息服务等功能，并能结合环境管理业务和技术应用需要，为环境GIS的开发和建设提供全面解决方案。

开发任务：EGIS系统设计的任务使将系统分析阶段提出的逻辑模型转化为相应的物理模型。系统的总体设计分三部分进行：①功能设计②数据库设计：在数据分类和编码的基础上，进行数据采集设计、数据结构设计、数据存储设计和检索设计③应用设计：包括制定系统开发和系统集成方案，建立系统的应用模型和产品的输出。系统设计阶段要实现两种转换：客观的环境现象及其管理系统转化为“环境概念模型”；“环境概念模型”转化为计算机管理的环境推导模型。

设计原则：①实用性——系统要具有优化的系统结构和完善的数据库系统，与其它系统（如环境办公自动化系统）数据共享和协同工作能力；②标准性——系统的建设要遵循标准化、统一化的原则，以支持系统的推广应用。数据分类编码、数据格式、数据接口、软件接口和系统开发等方面要严格执行国家和行业相应的标准和规范；③先进性——软、硬件的先进性和网络环境的先进性；④动态性——充分考虑环境保护业务的发展，根据环境数据、业务、结构等变化，动态地调整、优化和扩展有关的功能；⑤开放性——系统采用开放式设计，可以在应用中不断由用户补充和更新功能，具备良好的与其它系统的数据交换和功能兼容能力；系统还应具备统一的软件和数据接口，以便为后续系统开发留出余地；⑥经济性——先进性与实用性的结合⑦安全性——保证合法用户能够方便的访问数据和使用系统，阻止非法用户操作系统。同时，系统要有足够的容错能力，以保证数据的逻辑准确性和系统的可靠性。

实现方式：①独立开发——不依赖于任何GIS工具软件，从环境空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结果的输出，所有算法都由开发者独立设计，然后选用某种程序设计语言在一定的操作系统平台上编程实现。

②单纯二次开发——完全借助于GIS工具软件所提供的开发语言进行应用系统的开发。

③集成二次开发——利用工具软件（如ArcView、MapInfo等）实现GIS的基本功能，以通用软件开发工具尤其是可视化开发软件（如VB、Delphi、PowerBuilder等）为开发平台，进行二者的集成开发。

集成二次开发目前主要有两种方式：OLE Automation技术和DDE（动态数据交换）技术。

集成二次开发既可充分利用可视化软件工具的高效方便的编程功能，又可以充分利用地理信息系统工具软件、完备的空间可视化分析处理功能，集二者之长。