➢ GIS工程学在促进GIS的推广应用，加快GIS软件产业的发展方面具有 十分重要的意义，可以看作是GIS设计的方法学
➢ GIS工程学特点有： • 以空间信息系统工程优化为目的 • 横跨多学科 • 直接面向决策，为可持续发展提供决策支持 • 与GIS产业化密切联系
GIS工程学体系
➢ 任务 运用系统论的理论和方法，实现GIS工程的最优设计、 最优管理和最优运行，以求得系统总体最优化
软件产品开发效率低 相关的技术文档资料不完备 软件可维护性、重用性和可扩展性不高
数据不能得到及时的更新 系统需求变所更要求的系统升级不能得到实施
网络安全维护得不到贯彻执行
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GIS设计特点（1）
➢ GIS处理的空间数据 数据量庞大 实体种类繁多 实体间的关联复杂
➢ GIS设计过程需要 分析系统的业务流 分析系统所涉及的地理实体类型以及实体间的各种 关系 采用相关的地理数据模型表达这些关系
➢ 基础理论 系统学 地理信息科学 系统工程学 ……
➢ 方法论 根据理论形成的一系列程序化的基本操作技术与方法
➢ 系统工程学创始人之一霍尔（A.D.Hall）的三维结构（如图所 示） 目前比较经典的、影响较大的一种系统工程基本方法 将系统工程活动的方法体系分为前后紧密衔接的七个步骤 和七个阶段 同时考虑为完成各个步骤和阶段所需的各种专业知识
软件危机的出现
➢ 软件危机 • 如何开发软件，以满足对软件日益增长的需要 • 如何维护数量不断膨胀的已有软件
➢ GIS软件危机情况日益严重
➢ 进行GIS设计是避免软件危机，保证GIS开发质量、提高开 发效率、降低开发成本的一个重要手段
软件危机的主要内容
阶段
主要内容
开发软件 维护软件
对软件开发成本和进度的估计不准确 软件质量不高 用户接受度不高
ห้องสมุดไป่ตู้
GIS设计特点（2）
➢ GIS设计以空间数据为驱动 GIS设计以数据为导向进行系统建设 系统的功能设计以提高数据的存储、分析和处理效 率为原则
GIS设计特点（3）
➢ GIS工程投资大、周期长、风险大、涉及部门繁多。因 此，在GIS设计中，项目计划管理是一个十分重要的部 分
➢ 在项目计划管理中，需要 估计系统建设的投资效益 评估系统建设的风险性和必要性 制定系统的建设进度安排，保证系统建设的高效性 建立系统建设的组织机构和进行人员协调
GIS工程学的定义
GIS工程学是应用系统工程的原理和方法，研究有效组织 和管理GIS工程规划、设计、实施、评价、维护和业务 运行的学问。GIS工程学是在GIS应用不断深入和系统 思想逐渐引入的基础上，由地理信息科学、地理学、 地球系统学、管理学、经济学、市场学、GIS技术、遥 感技术、全球定位技术、电子计算机技术和通讯技术 等科学技术相互渗透而发展起来的一门新兴边缘学科。
讲授内容
一、GIS设计目标及其特点 二、GIS设计的理论基础——GIS工程学思想 三、GIS开发的一般过程 四、GIS设计的主要内容 五、GIS的规范化与标准化
一、GIS设计目标及其特点
GIS设计目标
GIS设计目标就是通过改进系统设计方法、严格执行开 发的阶段划分、进行各阶段质量把关以及做好项目建 设的组织管理工作，从而达到增强系统的实用性、降 低系统开发和应用的成本、延长系统生命周期的目的
GIS工程学的研究对象
作为一门独立的学科，GIS工程学具有自己独特的研究对 象、学科定位、思想原则、科学基础、理论框架和方 法论。GIS工程学的研究对象是GIS工程建设与管理。 大型GIS建设是一涉及计算机软件、硬件、数据和人力 资源的复杂工程。因此，必须运用系统工程学的理论 和方法，立足于整体，通观全局，将系统分析和系统 综合有机地结合起来，采取定性和定量相结合的方法， 充分借鉴和吸取其它领域工程化建设的经验与成果， 探讨出一条适合分析和解决地理相关问题，具有GIS特 色的工程化建设、管理的模式与法则，建立系统化、 理论化的GIS工程学，以指导需求不断增长、规模不断 扩大的作为全球信息化重要的内容的GIS工程建设实践。
GIS工程三维结构图
知识维
时
维
间计义设定统题化系问型标模指析题合分问统综系与统化系优统施系实
计 划
方
案 选 择
计算机科学
地理学
测绘学
遥感学
管理科学
地理信息科学
意向阶段 规划阶段 拟订方案阶段 编制总体方案阶段 系统开发设计与研制阶段 调试阶段 安装阶段 业务运行阶段
逻辑维
GIS工程学的基础理论（1）
➢ 系统学思想 系统可以定义为由相互作用、相互依赖的若干组成 部分（要素）构成的具有一定功能的有机整体 每一个系统都有其独特的层次结构、功能与环境
GIS工程学的基础理论（2）
➢ 系统工程学
“系统工程”这个专用名词二十世纪四十年代由美国贝尔 电话公司提出，后来逐渐发展成为一门组织管理技术。作为一 门的新兴学科，国内外对于系统工程学的研究和论述很多，但 至今仍没有关于这门学科的统一的定义。一般认为，系统工程 是以大型复杂系统为研究对象，按照一定的目标对其进行研究、 设计、开发、管理和控制，以其达到总体效果最优的理论和方 法。可见，在系统科学体系结构中，系统工程学属工程技术类， 是一门应用性很强的学科。
GIS工程学特点
➢ GIS工程学本质上是系统工程方法论与GIS建设实践相结合的产物，是 GIS工程设计和实施工作中一般性法则的抽象和概括，是GIS工程建设 的组织管理技术，是GIS工程建设中的科学方法论，是跨越各门学科的 方法性、综合性的应用学科。GIS工程学的出现也是GIS应用中劳动分 工和学科演化的结果。
二、GIS设计的理论基础
（一）GIS工程学特点 （二）GIS工程学体系 （三）GIS工程学的基础理论
GIS工程学的产生
地理信息系统是自60年代产生以来，经过大规模的科学 试验、技术创新、数据积累和商品化、产业化，现在已经过 入工程化应用阶段。
随着GIS技术的成熟度与商品化程度不断提高，应用实 践过程中的劳动分工不断细化，应用的广度、深度、复杂度 与社会经济影响不断增加，如何优化配置各种资源，有效地 组织GIS建设过程中各个环节、各个部分相互的时序与协作 关系，发挥GIS的综合功能和整体效益，越来越成为GIS建 设中面临的重大问题。这样的实践问题提出了引入系统工程 学思想和方法的客观需求，推动着GIS建设的工程化和GIS 工程学发展进程。