§3.微机地理信息系统软件工具

一、微机地理信息系统软件工具结构和功能

地理信息系统软件工具是应用型地理信息系统的基础，它必须满足应用系统对它的一系列要求，因此地理信息系统软件工具都具有以下特点：

速度：高速的数据存取和处理能力，用户等待时间不能过长；
存储：高效的压缩编码存储方法，以保证在微机存储设备有限容量的限制下存储大量的地理信息数据；
功能：完备的地理信息系统功能，以满足用户建立应用系统的各种功能要求；
适用性：较宽松的软硬件运行环境，以支持用户对设备的各种选择；
易用性：良好的系统接口和用户界面，便于开发人员和用户进一步开发和使用；
开放性：与外部其它系统进行数据交换的能力，通过数据交换使系统能够使用其它系统的数据和软硬件功能。

软件工具包括信息采集、信息管理和处理、信息分析、信息产品输出、系统接口、人机界面工具等部分（图 8－3）。采集、管理和处理、分析、输出是系统处理地理信息的功能部分；系统接口使用户能够方便地存取数据库中的数据，支持高层次工具和应用模型的开发；人机界面工具使用户在建立应用系统时能充分发挥计算机的交互性。

§3.微机地理信息系统软件工具 - 图1

为了降低软件复杂性，减少用户面对的数据类型，提高数据在系统中的通畅能力，增强工具的功能组合，系统内部采用规范化的数据类型和组织，所有的操作结果都以系统内部的数据形式输入输出，使得结果数据可以再一次被使用。

地理实体的信息有空间和非空间信息两大类。空间信息包括定位信息和拓扑信息，按实体空间形态可分为点状、线状面状、三种类型，在系统工具中按要求专门设计；非空间信息包括属性信息和概念信息，通常采用通用数据库的数据模式，现在采用最多的是关系模型。空间数据和非空间数据通过内部标识结合为一体。外部数据的输入形式有地图、影像、表格等，输出形式有地图、图像、统计图表等，输入输出形式还有外部系统数据的转换。系统工具的结构和数据流程见图 8—4。

§3.微机地理信息系统软件工具 - 图2

通过对地理信息系统功能的分析，得到软件工具的各种操作指令，将指令分析、分解、简化，形成具有合适的粒度（大小）、统一格式、功能相对单一的系统指令。系统指令设计成工具模块形式，各模块间通过接口参数采用外部耦合或控制耦合，这样降低了软件复杂性，提高了软件紧固性，使功能组合变得简单和高效。工具软件可以是命令模块，采用命令方式运行；也可以是程序库，嵌入用户的主系统中。

一般微机地理信息系统工具各模块应具有以下功能：

系统接口：空间信息和非空间表示方法、基本的数据存储过程。
人机界面：窗口管理系统、各种菜单、提示行、对话框等。
数据输入：地图数字化、图像扫描、表格录入、外部数据转换。
数据管理和处理：

空间数据管理和处理：

管理：图幅结构定义、修改、拷贝、显示，图幅删除、改名、拷贝、检查。
编辑：空间数据增加、删除、修改，拓扑关系建立。c.变换：投影变换和比例尺变换。

d.图幅操作：图幅内容添加、删除、更新。

e.综合与加密：弧段综合、光滑，面域合并，裂隙消除。曲面重采样。f.提取：按属性、空间范围、拓扑关系提取数据。

g.类型转换：栅格矢量相互转换，曲面建立、曲面分级。

非空间数据管理和处理：

a.管理：表格结构定义、修改、拷贝，表格删除、改名、拷贝。b.字段操作：字段修改、添加、删除、计算、生成、更新。

c.记录操作：记录修改、添加、删除、排序。d.提取：按逻辑条件提取所需字段形成视图。e.集合操作：集合交、并、差运算。

f.统计：统计、计数、汇总。5.空间分析

数字地形模型：坡度、坡向、平均高程、坡长、坡面面积、体积、粗糙度、相对高程、高程变异。
缓冲带分析：
叠置分析：类型叠置、数字叠置、异同分析。
网络分析：最优路径选取、定位。
泰森多边形分析：
趋势面分析。6.数据输出

图形输出：点位符号图、线状符号图、面状符号图、等值线图、立体图。
图像输出：
统计图表：条形图、扇形图、折线图、散点图、直方图。
外部数据输出。