第七部分 地理信息系统设计与案例分析
地理信息系统设计与开发步骤
地理信息系统设计与开发步骤地理信息系统（GIS）的设计与开发就像是一场奇妙的冒险之旅呢。
咱得先明确需求呀。
这就好比你要盖房子，得先知道自己想要个啥样的房子，几居室，有没有特殊要求之类的。
对于GIS，就是要搞清楚它是用来做啥的，是分析城市交通流量呢，还是研究森林资源分布。
这一步得跟用户好好唠唠，把需求摸得透透的。
需求清楚了，就开始设计架构啦。
这就像给房子画设计图。
要考虑用啥样的数据库来存数据，就像房子的仓库得够大够结实。
还有功能模块怎么划分，就像房子里不同的房间有不同功能。
比如说有专门处理地图数据展示的模块，就像客厅展示给大家看；还有分析数据的模块，像是书房用来做深入研究的。
接着就是数据的收集和整理啦。
这数据就像盖房子的砖头，没有它可不行。
可能要从各种地方找数据，像政府部门的统计资料，实地测量的数据等等。
找到的数据还得整理得规规矩矩的，就像把砖头都码放整齐一样。
有的数据可能格式不对，还得做转换，就像把奇形怪状的砖头打磨成合适的形状。
然后就是开发过程喽。
这时候程序员们就像一群勤劳的小蜜蜂开始工作啦。
按照设计好的架构，敲代码，把各个功能模块都做出来。
这个过程中可能会遇到好多小麻烦，就像蜜蜂采蜜也会遇到大风天一样。
不过没关系，大家一起想办法解决就好。
测试也是很重要的一步呢。
就像房子盖好了得检查检查有没有问题。
测试人员要看看GIS系统的功能是不是都正常，数据处理有没有错误。
要是发现问题，就得赶紧让开发人员来修补，就像房子哪里漏水了就得赶紧补。
最后就是系统的部署和维护啦。
把GIS系统放到实际使用的环境里，就像把家具都搬进房子。
之后还要一直维护它，因为随着时间推移，可能会有新的需求，数据也会有更新，就像房子住久了可能要重新装修一下呢。
这就是地理信息系统设计与开发的大概步骤啦，是不是还挺有趣的呀？。
地理信息系统课件第七章空间信息可视化
森林火灾扩散的可视化模拟
总结词
利用地理信息系统对洪水灾害的风险进行评估和可视化，帮助决策者更好地了解洪水灾害的风险程度和影响范围。
详细描述
洪水灾害是一种常见的自然灾害，其影响范围和程度受到多种因素的影响，如地形、降雨量、河流等。通过地理信息系统，可以对洪水灾害的风险进行评估和可视化，帮助决策者更好地了解洪水灾害的风险程度和影响范围。这种可视化评估可以帮助决策者制定更为合理的防洪规划和应急响应计划，减少洪水灾害对人类社会和经济的影响。
城市规划与管理
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2
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利用可视化技术对污染源进行实时监测，掌握污染排放情况，为环境治理提供数据支持。
污染源监测
将环境监测数据与地理信息结合，通过可视化方式呈现环境质量状况，为环境质量评估提供依据。
环境质量评估
通过空间信息可视化，展示生态系统的结构和功能，为生态保护和修复提供决策支持。
生态保护
环境监测与评估
基于Web技术的地图可视化工具，支持在线地图编辑和分享。
QGIS Desktop
一个开源的、跨平台的GIS系统，提供强大的地图制作和可视化功能。
QGIS的可视化工具
专注于地理空间数据处理和分析的开源软件，提供丰富的地图制作和可视化工具。
GRASS GIS
用于地图可视化的模块，支持多种地图类型和风格。
定义
直观性、交互性、动态性和多维性。空间信息可视化能够将抽象的地理信息转化为直观的图形，便于用户理解和分析；同时，用户可以通过交互操作，动态地查看不同时间和空间尺度的数据；此外，可视化技术还可以展示多维度的地理信息，帮助用户深入挖掘数据的潜在价值。
特点
定义与特点
通过可视化，用户可以快速获取地理信息的整体分布和变化趋势，为决策提供有力支持。
地理信息系统在交通规划中的应用案例分析
地理信息系统在交通规划中的应用案例分析地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种利用计算机和地理数据技术来存储、管理、分析和展示地球表面特征的系统。
它已经广泛应用于各个领域，其中之一就是交通规划。
本文将针对地理信息系统在交通规划中的应用进行案例分析，探讨其作用和价值。
一、交通网络规划地理信息系统在交通规划中的应用最重要的方面之一就是交通网络规划。
通过GIS技术，可以准确地记录和显示道路、铁路、港口以及其他交通设施的位置和属性信息。
有了这些信息，交通规划者可以更好地评估现有网络的状况，并为未来的发展提供可行的方案。
以某城市为例，通过地理信息系统，交通规划者可以收集到该城市的道路网结构、交通流量、人口分布等数据。
基于这些数据，规划者可以分析交通瓶颈区域，并提供改善交通流动的策略。
比如，规划者可以发现某个地区的道路交通拥堵严重，然后提出建设新的道路或者扩建现有道路的方案。
这样一来，通过GIS系统，交通规划者可以快速响应交通问题，提供改进交通状况的方案。
二、公共交通规划地理信息系统在公共交通规划中的应用也十分广泛。
公共交通规划涉及到站点设置、线路规划、换乘策略等问题，这些都需要准确的地理数据进行支持。
通过GIS系统，可以绘制城市的公共交通网络，包括公交线路、轨道交通线路等。
利用地理信息系统的分析功能，可以评估不同站点的可达性、乘客分布情况，从而合理安排站点位置和优化线路布局。
此外，地理信息系统还能够对公交运营数据进行实时收集和分析，以便更好地调整线路、发车频率等。
三、交通安全管理地理信息系统在交通规划中还可以用于交通安全管理。
通过GIS系统可以实时记录和分析交通事故发生的位置、时间、原因等信息，为交通安全管理提供有力支持。
利用GIS系统，交通规划者可以对交通事故热点区域进行分析，并提出相应的改善策略。
比如，某城市的某个路口频繁发生交通事故，规划者可以通过地理信息系统找出事故发生的原因，例如路口设计不合理导致视野不良或者交通信号设置不当等。
初中地理《地理信息系统》教学设计
初中地理《地理信息系统》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标学生能够了解地理信息系统（GIS）的概念和基本组成。
学生能够掌握 GIS 的主要功能和应用领域。
学生能够学会使用简单的 GIS 软件进行地理数据的查询、分析和展示。
2、过程与方法目标通过实际案例分析，培养学生运用地理信息系统解决地理问题的能力。
通过小组合作探究，提高学生的团队协作和交流能力。
3、情感态度与价值观目标激发学生对地理信息技术的兴趣，培养学生的创新意识和科学精神。
增强学生的地理空间思维能力和环境保护意识。
二、教学重难点1、教学重点地理信息系统的概念、组成和功能。
地理信息系统在实际生活中的应用。
2、教学难点地理信息系统的工作原理和数据处理过程。
如何引导学生运用地理信息系统解决实际问题。
三、教学方法1、讲授法讲解地理信息系统的基本概念、组成和功能，使学生对地理信息系统有初步的了解。
2、案例分析法通过实际案例，如城市规划、环境保护等，让学生分析地理信息系统在其中的应用，加深对地理信息系统的理解。
3、小组合作探究法组织学生进行小组合作，探究地理信息系统在解决特定地理问题中的应用，培养学生的合作能力和问题解决能力。
4、实践操作法让学生亲自操作简单的 GIS 软件，进行地理数据的查询、分析和展示，提高学生的实践能力。
四、教学过程1、导入新课展示一张城市地图，提问学生如何获取地图上的信息，如道路分布、建筑物位置等。
引导学生思考如果要对这些信息进行综合分析和管理，需要借助什么样的技术，从而引出地理信息系统的概念。
2、知识讲解地理信息系统的概念通过图片、文字等资料，向学生讲解地理信息系统是一种采集、存储、管理、分析和显示地理数据的计算机系统。
地理信息系统的组成介绍地理信息系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组成，并分别举例说明其作用。
地理信息系统的功能详细讲解地理信息系统的主要功能，如数据采集与输入、数据编辑与处理、数据存储与管理、空间查询与分析、数据显示与输出等，并结合实际案例进行说明。
地理信息统系设计与标准化
将系统划分为若干个模块，分别进行设计 、开发和测试。
面向对象设计法
敏捷开发法
采用面向对象的方法进行系统设计和开发 ，提高代码复用性和可维护性。
采用敏捷开发方法，快速响应需求变化， 提高开发效率。
设计工具
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GIS软件
如ArcGIS、QGIS等，用 于地图制作、数据处理和 分析。
设计工具
如Visio、AutoCAD等， 用于绘制系统架构图、流 程图等。
设计原则
实用性
系统设计应满足用户实际需求，提供准确、 及时、有效的地理信息服务。
可靠性
系统设计应保证运行的稳定性和数据的安全 性，采取必要的安全措施和技术手段。
可扩展性
系统设计应具备可扩展性，以适应未来数据 和功能增加的需求。
易用性
系统设计应注重用户界面友好，提供易于使 用的功能和操作方式。
设计内容
提供标准化参考
地理信息系统设计过程中，会制定一系列的标准和规范，这些标准和规范可以 为其他地理信息系统设计提供参考和借鉴，促进地理信息系统的标准化发展。
标准化对设计的影响
规范设计流程
标准化的发展可以为地理信息系统设 计提供规范化的流程和标准，使设计 过程更加科学、合理和高效。
提高设计效率
标准化的地理信息系统设计可以使各 个系统之间的数据交换更加便捷，从 而提高设计效率，减少重复劳动和资 源浪费。
成果
该平台提高了城市规划和管理效率，为政府决策提供了有力支持，同时也促进了城市的经济和社会发展。
成功案例二：某省地理信息标准体系建设
背景
某省为了规范地理信息的管理和应用，提高信息的质量和 可靠性，决定建立地理信息标准体系。
地理信息系统的设计与实现
地理信息系统的设计与实现地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种集地理空间数据采集、存储、管理、分析和可视化于一体的信息管理系统。
它能够通过地图表示地理空间分布的各种属性信息，为决策者提供空间数据分析和空间关联性分析的支持，以便更好地理解和解决地理空间问题。
本文将针对地理信息系统的设计与实现进行详细介绍。
一、地理信息系统的设计1.需求分析在设计地理信息系统之前，首先要进行需求分析。
需求分析包括用户需求和系统需求两个方面。
用户需求是指使用地理信息系统的用户对系统功能和性能的要求；系统需求是指系统运行的环境、数据存储和处理能力等方面的要求。
通过与相关用户沟通和调查，设计人员能够更好地理解用户的需求，为后续的设计工作做好准备。
2.数据采集与存储地理信息系统需要大量的地理数据来支持分析和展示功能。
数据的采集可以通过现场调查、航空遥感、卫星遥感等多种手段进行。
采集到的数据需要进行处理和存储。
处理涉及数据清洗、转换、修复等过程，以保证数据的准确性和一致性。
存储可以选择关系数据库、空间数据库或者文件系统等方式，根据实际需求进行选择。
3.系统架构设计地理信息系统的架构设计是设计过程中的重要环节。
架构设计涉及到软件和硬件的选择、系统模块的划分和交互等方面。
在选择软件和硬件时需要考虑系统的可扩展性、性能和稳定性。
模块划分和交互的设计需要根据系统的功能和用户的需求进行合理的划分和定义，以保证系统的高效运行和用户的良好体验。
4.功能设计地理信息系统的功能设计是基于用户需求和系统架构进行的。
功能设计包括系统的基础功能和扩展功能。
基础功能包括地图展示、查询、分析、编辑等功能，扩展功能可以根据具体需求进行添加。
功能设计需要考虑用户的应用场景和业务特点，以提供符合用户需求的功能模块。
二、地理信息系统的实现1.数据库设计地理信息系统需要数据库来存储和管理地理数据。
数据库设计是实现地理信息系统的关键环节之一。
gis应用案例分析
gis应用案例分析GIS（地理信息系统）是一种用于捕捉、存储、分析和管理地理空间数据的系统。
它广泛应用于城市规划、环境监测、交通管理、灾害预防和响应等多个领域。
以下是一些GIS应用案例的分析：1. 城市规划与管理GIS在城市规划中的应用包括土地利用规划、基础设施布局、城市绿化和交通规划等。
通过GIS，规划者可以直观地展示不同规划方案对城市空间的影响，评估其可行性和潜在问题。
例如，GIS可以帮助分析城市扩张对生态环境的影响，优化绿地系统，提高城市的生态可持续性。
2. 环境监测与保护GIS是环境监测的重要工具，它能够整合和分析气象、水文、土壤和生物多样性等数据。
通过GIS，环境科学家可以监测污染源的分布，评估环境风险，制定有效的环境保护措施。
例如，GIS可以帮助识别城市热岛效应的区域，为城市绿化和降温提供科学依据。
3. 交通管理与优化GIS在交通管理中的应用包括交通流量分析、交通拥堵预测和交通规划等。
GIS可以实时监控交通流量，预测交通拥堵，为交通信号控制和交通规划提供决策支持。
例如，GIS可以帮助交通管理部门优化交通信号灯的配时，减少交通拥堵，提高道路使用效率。
4. 灾害预防与应急响应GIS在灾害预防和应急响应中的应用包括灾害风险评估、灾害监测和救援资源分配等。
GIS可以集成多种灾害数据，如地震、洪水、台风等，进行灾害风险评估和预警。
在灾害发生时，GIS可以快速识别受灾区域，为救援行动提供准确的地理信息支持。
例如，GIS可以帮助救援队伍确定最佳的救援路线，提高救援效率。
5. 农业精准管理GIS在农业中的应用包括土地资源管理、作物种植规划和病虫害监测等。
通过GIS，农业管理者可以精确地分析土地资源，制定合理的种植计划，提高农作物的产量和质量。
例如，GIS可以帮助农民识别土壤肥力分布，优化施肥策略，减少化肥的使用。
6. 公共健康服务GIS在公共健康服务中的应用包括疾病监测、健康资源分布和健康政策评估等。
测绘技术中的GIS应用案例分析
测绘技术中的GIS应用案例分析近年来，随着信息技术的飞速发展，地理信息系统（GIS）在测绘技术中的应用越来越广泛。
GIS以其强大的功能和灵活的数据处理能力，为各个领域的决策和规划提供了有力的支持。
本文将通过几个具体的案例，分析测绘技术中GIS的应用。
案例一：城市规划城市规划是一项复杂而综合性强的工作，其中包括地理环境、土地利用、交通规划等多个方面。
GIS的应用为城市规划提供了有效的工具和方法。
例如，在城市用地规划中，GIS可以依托空间数据库对土地资源、建筑物分布等信息进行分析，为城市规划者提供科学的决策支持。
同时，通过GIS技术的运用，可以实现城市规划过程中不同因素的图层叠加、对比分析，为规划提供更加全面和精确的数据支撑。
案例二：资源管理资源管理是一个复杂的系统工程，包含自然资源管理、农业资源管理、水资源管理等多个领域。
GIS在资源管理中的应用，可以帮助决策者从空间角度和时间角度更好地管理和保护资源。
例如，在林业资源管理中，GIS可以对森林资源进行动态监测和评估，提供科学的森林经营和保护方案。
此外，通过GIS技术，还可以分析农业土壤养分分布情况、水资源分布情况等，为资源合理利用和可持续发展提供决策支持。
案例三：环境保护环境保护是当今社会的重要议题。
GIS的应用可以在环境保护领域提供强大的地理分析和决策支持。
例如，通过GIS技术可以实现对空气质量、水质状况等环境指标进行实时监测和预警，并通过分析其空间分布特征，为环境保护措施的制定提供科学依据。
此外，GIS还可以通过模拟和预测的方式，评估环境变化对生态系统的影响，为环境保护和生态修复提供科学依据。
案例四：灾害管理地质灾害、气象灾害等自然灾害给人们的生活和财产带来了巨大的损失。
GIS 的应用在灾害管理中扮演着重要的角色。
例如，在地质灾害管理中，通过GIS技术可以实现地质环境评估、隐患点分析和灾害风险预测等工作。
同时，GIS还可以与其他信息系统相结合，实现对灾害发生时的应急救援行动的指挥和资源调配。
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GIS设计综述
GIS生命周期法
GIS评价 GIS标准化
01
GIS 设计综述
GIS设计综述
01
建立系统的目的
GIS设计综述
02
建立系统的愿景
GIS设计综述
03
GIS设计的方法
GIS设计综述
系统分析
解决“做什么”的问题
系统实施
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04
系统设计
解决“怎么做”的问题
最基本的测试是集 成测试和验收测试
应该用正式的文档资料 把测试计划、详细测试 方案以及实际测试结果 保存下来
8、软件维护
任务是，通过各种必要的维护活动 使系统持久地满足用户的需要
目录 content
01 02
03 04
GIS设计综述
GIS生命周期法
GIS评价 GIS标准化
03
GIS评价
地理信息系统评价
5、详细设计
设计出程序的详细规格说明。 应该包含必要的细节，程序员 可以根据它们写出实际的程序 代码。
任务是把解法具体化， 回答下面这个关键问题： “应该怎样具体地实现 这个系统呢？”
通常用HIPO图（层次加输入/ 处理/输出图）或PDL语言 （过程设计语言）描述详细设 计的结果
5、详细设计
通常用HIPO图（层次加输入/处理/输出图）或PDL语言（过程设计语言）描述详细 设计的结果
系统可靠性
运行时的稳定性
可移植性
必须按国家规范标准设计
系统效率
各种职能指标、技术指标和 经济指标，例如系统能否及 时地向用户提供有用信息， 所提供信息的地理精度和几 何精度如何 Nhomakorabea可扩展性
可在现行系统上增加功 能模块
系统的效益
包括经济效益和社会效益
04
GIS 标准化
本章结束
THANK YOU FOR LISTENING
H（层次）图 IPO图
相当于为一个模块写的一份说明
5、详细设计
通常用HIPO图（层次加输入/处理/输出图）或PDL语言（过程设计语言）描述详细 设计的结果
5、详细设计
6、编码和单元测试
任务是写出正确的容易理 解、容易维护的系统模块
7、综合测试
任务是通过各种类型的测 试（相应的调试）使系统 达到预定的要求。
可能碰到以下三类用户：
01
02
1、能明确提出要求。这类用户希 望用GIS来实现现有工作业务的现 代化，改善数据采集、分析、表示 方法及过程，并用以对工作领域的 前景进行评估，以及对现有技术方 法更新改造等。 2、不十分明确提出要求，提出要 求不合理，或者要求与投入矛盾极 大。 3、不能提出具体要求，只是跟风 炒作。
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2、可行性研究
这个阶段要回答的关键问题是： “对于问题有可行的解决办法 或值得做吗？”
更准确、更具体地确定工程 规模和目标
对建议的系统进行仔细的成 本/效益分析是这个阶段的 主要任务之一 可行性研究的结果是使用部门 负责人决定是否进行这项工程 的重要依据。
2、可行性研究
这一阶段的工作主要包括： 用户需求调查
系统评价及维护
GIS设计综述---案例
GIS设计综述---案例
GIS设计综述---案例
GIS设计综述---案例
GIS设计综述---案例
目录 content
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GIS设计综述
GIS生命周期法
GIS评价 GIS标准化
02
GIS生命周期法
GIS生命周期法
从时间角度对软件 开发和维护的复杂 问题进行分解
系统目的和任务
数据源调查和评估
评价 系统的支持状况
• 评价地理信息系统的年处理工作量、数据库结构 和大小、GIS的服务范围、输出形式和质量等
• 部门管理者、工作人员对建立GIS的支持情 况；人力状况；财力支持情况。
3、需求分析
需求是什么
3、需求分析
确定“为了解决这个问题， 目标系统必须做什么” 确定目标系统必须具备哪 些功能 系统分析员在需求分析阶 段必须和用户密切配合， 充分交流信息，以得出经 过用户确认的系统逻辑模 型。
把软件生成的漫 长周期依次划分 为若干个阶段, 每个阶段有相对 独立的任务 逐步完成每个 阶段的任务
瀑布模型
可行性分析 需求分析
总体设计
问题定义
软件维护 综合调试 详细设计
编码与单元测试
1、问题定义
问题定义阶段必须回答的关键 问题是：“要解决的问题是什 么？”
系统分析员应该提出关于问 题性质、工程目标和规模的 书面报告。
• 从上至下调查目前和将来发展业务上需要些什么 信息及今后的设想与建议； • 从下自上调查所需要的数据和所采用的处理手段。 • ①空间信息管理与制图；②空间指标量算； • ③空间分析与综合评价；④空间过程模拟。 • 分析研究什么样的数据能变换成所需要的信息， 数据是否齐全，然后对现有数据形式、精度、流 通程度等作进一步分析，并确定它们的可用性和 所缺数据的收集方法等
案例：
3、需求分析
3、需求分析
需求要做的事
02
需求的层次
4、总体设计
这个阶段必须回答的关键问题是：“概括地说，应该如何解决这个问题”
第一项主要任务----应该考虑几种可能解决方案：
01 02 03
低成本的解决方案
中等成本的解决方案
高成本的“十全十美”的系统
第二项主要任务-----设计软件的结构，也就是确定程序 由哪些模块组成以及模块间的关系