五、建立 GIS 应用系统的一般流程及应用实例
(一) GIS 应用系统的建立
GIS 应用系编的建立一般要经过系统分析、系统设计和系统实施三个阶段。
- 系统分析
系统分析是从系统观点出点,经过对事物进行分析与综合,找出各种可行的方案,为系统设计提供依据。它的任务是对系统用户进行需求调查,对所选定的对象进行初步调查研究和可行性分析;在明确系统目标的基础上, 开展对新系统的深入凋查研究和分析;最后提出新系统的结构方案。系统分析是使设计达到合理优化的重要步骤。这个阶段又可分为需求分析、可行性分析和系统结构方案的确定三个过程。
- 系统设计
系统设计的任务是将系统分析阶段提出的逻辑模型转化为相应的物理模型。其设计的内容随系统的目标、数据的性质和系统功能的不同而有很大差异。一般而言,首先根据系统研制的目标,确定系统必须具备的空间操作功能,称为功能设计;其次是数据分类和编码,完成空间数据的存储和管理, 称为功能设计;最后是系统的建模和产品的输出,称为应用设计。系统设计是 GIS 整个研制工作的核心。
- 系统实施
系统实施的重要工作是按模块编制程序、程序的调试和试运行,以致最后建立一个能交付用户使用的系统。
程序编制要做到标准化和通用化,对所编制的程序要按照统一的格式编写程序说明,其内容包括:程序名、程序功能、程序设计的算法、程序使用的方法、需要的存储空间、设备和操作系统、程序设计语言、程序使用的数据文件、原程序的语句数等其它有关说明。
最后,是系统的测试和评价。
(二)GIS 应用实例。
下面以黄土高原(重点产沙区)信息系统(LPIS)建立来说明 GIS 应用系统建立的一般过程。
1.系统目标
该系统的目标是把黄土高原重点产沙区的区域管理、规划和发展决策建立在计算机化、模式化和科学化的水平上,把从遥感、野外科学调查、社会经济统计和科学研究结果方面取得的信息,经过数量化,建立数据库,发展软件系统、研制分析模型和专家系统,形成具有黄土高原特点的资源与环境信息系统,辅助中央有关部门和省(区)当局决策。
2、LPIS 系统的组成
LPIS 是一个多层次、多目标的区域信息系统,它由 LP—A RC/INFO、KGIS、MCGIS、MIFM 四个部分组成。
LP—ARC/INFO 分系统是以美国环境系统研究所研制的 ARC/INFO 地理信息系统软件为基础;并在以 VAXll/785 计算机为核心的比较完备的软硬件环境下实现的一个子系统。
KGIS 是在吸取国际上一些先进的智能化的地理信息系统的设计思想的基础上,自行设计和研制的一个智能 GIS。该系统型具备一般 GIS 所固有的
功能外,侧重研究知识化、模块化和实用化。
MCGIS 是一个以微机为核心的 GIS,可以在最基本的硬件配置下进行,具备信息输入、管理,分析、检察和制图功能。
MIFM 是一个联机的缩微光学信息系统,俗称光学信息库,建立在 ZMT— 350 缩微终端机和 IBM—PC 微机为核心的缩微系统上。
-
LPIS 的数据主要来自遥感,并以专题图的形式反映。其次取自地形图、统计表册、观测站网和科学研究的分析结果。它的基本数据由四部分组成,即地理背景信息,数字地形信息,资源与环境信息和社会经济信息。
-
LPIS 的研究步骤
LPIS 的初步框架的建立和应用分为两步。第一步、以陕北安塞县及真武洞乡为典型试验区,建立起由 LP— ARC/INPO、KGIS、 MCGIS 和 MIFM 组成的基本系统,为重点产沙区系统的建立提供技术、方法、程序、应用模式和经验。第二步建立整个重点产沙区的 LPIS 系统,并以北片七个县(旗)为重点,根据可能和需要逐步扩大范围。
- LFIS 研究采用的方法
本研究是采用下列方法完成的,即典型实验的方法、引进消化和自主发展相结合的方法,提高和普及相结合的方法以及侧重于分析模型的专家系统的软件研究方法。
- LPIS 在安塞试验区的初步研究结果研究结果可归纳为 3 个方面。
表 10 — 6 供区域管理信息系统用的数据高位分类体系
第一级 |
第二级 |
第三级 |
---|---|---|
1.区域背景 |
11 区划界线 |
1101 行政区划 |
1102 流域区划 |
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12 交通运输网 |
1201 空 路 |
|
1202 铁 路 |
||
1203 公 路 |
||
1204 水 路 |
||
1205 海 路 |
||
1206 管 道 |
||
13 地形地貌 |
1301 数字地形模型 |
|
1302 地 貌 |
||
14 地质基础 |
1401 地层年代 |
|
1402 岩 性 |
||
1403 构造地质 |
||
1404 岩层富水性 |
||
1405 潜水埋藏深度 |
||
1406 潜水水化学类型 |
||
1407 潜水矿化度 |
||
1408 工程地质 |
||
1409 地震烈度 |
||
2.人口 |
21 人口概况 |
2101 特征参数 |
2102 年龄性性别构成 |
||
2103 人口变动 |
||
2104 人口城乡构成 |
||
2105 民族构成 |
||
22 劳力构成 |
2201 行业构成 |
|
2202 职业构成 |
续表
第一级 |
第二级 |
第三级 |
---|---|---|
23 文化构成 |
2301 文化程度 2302 技术职称 |
|
24 生活条件 |
2401 城市设施 2402 居住条件 2403 科教文卫 |
|
3.资源 |
31 气候资源 |
3101 日照 3102 气温 3103 降水 3104 风力 3105 有害天气日数 |
32 土地资源 |
3201 土壤 3202 土地利用 3203 土地权属 |
|
33 水资源 |
3301 河流 3302 湖泊 3303 冰川 3304 地下水 3305 主要水利工程设施 |
|
34 生物资源 |
3401 森林 3402 草场 3403 野生植物 3404 野生动物 |
|
35 矿产资源 |
3501 能源矿产 3502 黑色金属 3503 有色金属 3504 贵稀金属 3505 冶金辅助原料 |
续表
第一级 |
第二级 |
第三级 |
---|---|---|
3506 化工原料 |
||
3507 建材原料 |
||
36 海洋资源 |
3601 海洋化学 |
|
3602 海洋生物 |
||
3603 海洋矿产 |
||
3604 海洋能源 |
||
3605 海洋空间 |
||
37 旅游资源 |
3701 自然风景 |
|
3702 人文景观 |
||
4.经济 |
41 综合经济 |
4101 综合经济指标 |
4102 财政 |
||
4103 金融 |
||
4104 对外经济 |
||
42 农村经济 |
4201 种植业 |
|
4202 林业 |
||
4203 畜牧业 |
||
4204 水产业 |
||
4205 农业现代化 |
||
4206 农产品商品化 |
||
43 工业经济 |
4301 经济类型 |
|
4302 轻重工业 |
||
4303 企业规模 |
||
4304 行业类别 |
||
44 其他经济 |
4401 建筑业 |
|
4402 运输邮电业 |
||
4403 商业服务业 |
续表
第一级 |
第二级 |
第三级 |
---|---|---|
5.环境 |
51 环境污染 |
5101 污染源 5102 环境监测 5103 环境保护 |
52 环境恶化 |
5201 土壤破坏 5202 森林破坏 5203 草原退化 5204 水土破坏 5205 物种减少 |
|
53 自然灾害 |
5301 气象 5302 海洋 5303 生物 5304 地质 5305 其他 |
|
6.区外信息 |
61 物资交流 |
6101 物资输出 6102 物资输入 |
62 能源交流 |
6201 能源输出 6202 能源输入 |
|
63 信息交流 |
6301 信息输出 6302 信息输入 |
|
64 市场信息 |
6401 国内市场 6402 国际市场 |
|
65 参考消息 |
6501 经济水平 6502 技术水平 6503 管理水平 |
- 已经建立起由 LP—ARC/INFO、
KGIS、 MCGIS 为主要组成的 LPIS 系统的雏型,它们已经能够投入运行, 并具有四个方面功能:信息查询检索功能,统计分析的功能、空间表达的功能,模型分析和专家系统分析的功能。
-
提出、研究发展和补充完善了一些新概念、新技术与新方法,其中主要包括:数字地形模型(ATM),黄土丘陵土地适宜性评价专家系统和实用流域产沙模式等方面。
-
建立了多种内容信息的数据库。