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第八章地理信息系统工程

在实际应用中，地理信息系统是一个实用化的计算机软硬件系

统，这也是地理信息系统的真正价值所在。一个完整的GIS应用不是

原理和技术方法的堆砌，而是基于系统化思想指导下的工程化建设过

程。国内外的大量实践证明，那种认为只要具有先进的硬件设备和强

大的GIS基础软件平台，就可以立即构成一个实用的GIS系统是十分

错误的。

8．1地理信息系统工程的概念

地理信息系统工程是应用系统原理和方法，针对特定的实际应用

目的和要求，统筹设计、优化、建设、评价、维护实用GIS系统的全

部过程和步骤的统称。

GIS工程具有一定的广泛性。它是系统原理和方法在GIS工程建

设领域内的具体应用。它的基本原理是系统工程，即从系统的观点出

发，立足于整体，统筹全局，又将系统分析和系统综合有机地结合起

来，采用定量的或定性与定量相结合的方法，提供GIS工程的建设模

式。同时，GIS工程在很大程度上是计算机软件系统，它在软件设计

和实现上要遵循软件工程的原理，研究软件开发的方法和软件开发工

具，争取以较少的代价获取用户满意的软件产品，支持GIS工程。

GIS工程又具有相对的针对性。GIS工程总是面向具体的应用而

存在，它伴随着用户的背景、要求、能力、用途等诸多因素而发生变

化。这一方法说明GIS具有很强的功用性，另一方面则要求从系统的

高度抽象出符合一般GIS工程设计和建设的思路和模式，用以指导各

种GIS工程建设。

GIS工程涵盖范围很广，它贯穿工程设计、优化、建设、评价、

维护更新等全过程，并综合考虑人的因素、物的因素，使其整体统筹

考虑的范畴，做到“物尽其用，人尽其能”，以最小的代价取得最佳

的收益。

GIS工程涉及因素众多，概括起来可以分为硬件、软件、数据及

人。硬件是构成GIS系统的物理基础；软件形成GIS系统的驱动模型；

数据是GIS系统的血液；人则是活跃在GIS工程中的另一个十分重要

的因素，人既是系统的提出者，又是系统的设计者、建设者，同时还

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是系统的使用者、维护者。如果人的作用发挥得好，可以增强系统的

功能，增加系统的效益，为系统增值，反之会削弱系统应有的潜能。

如果说硬件、软件、数据表现出某种层次关系的话，即软件构筑于硬

件之上，数据赖以软件而存在，那么，人的作用就是嵌入在整个GIS

工程领域之中。

与一般信息系统相比，GIS是以管理具有定位特征的空间数据为

其主要特征的计算机软硬件系统，其功能强大，种类繁多，数据种类

多样，应用性强，结构复杂，主要表现为：

(1)横跨多学科的边缘体系，GIS是由计算机科学、测绘遥感学、

摄影测量学、地理学、地图制图学、人工智能、专家系统、信息学等

组成的边缘学科。

(2)以空间数据为主，数据类型多样：从内涵上说，GIS包含有

图形数据、属性数据、拓扑数据。从形式上说，包含有文本数据、图

形数据、统计数据、表格数据。所有数据皆以空间位置数据为主要核

心，在图形数据库和属性数据库间相联系。

(3)数据结构复杂。

(4)以应用为主，类型多样：GIS以应用为主要目标，针对不同

领域，具有不同GIS，如土地信息系统、资源与环境信息系统、辅助

规划系统、地籍信息系统。不同的GIS具有不同的复杂性、功能和要

求。

(5)以空间分析为主。

上述情况决定了GIS工程是一项十分复杂的系统工程，投资大、

周期长、风险大、涉及部分繁多。它具有一般工程所具有的共性，同

时又存在着自己的特殊性。在一个具体的GIS开发建设过程中，需要

领导层、技术人员、数据拥有单位、各用户单位与开发单位的相互协

作合作，涉及到项目立项、系统调查、系统分析、系统设计、系统开

发、系统运行和维护多阶段的逐步建设，需要进行资金调拨、人员配

置、开发环境策划、开发进度控制等多方面的组织和管理。如何形成

一套科学高效的方法，发展一套可行的开发工具，进行GIS的开发和

建设，是获得理想GIS产品的关键和保证。

8．2地理信息系统的工程建设

本节在系统工程、软件工程思想和方法的指导下，介绍了GIS的

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工程建设。内容包括