GIS系统设计方法

GIS系统设计的主要内容包括数据设计、系统结构设计和过程设计。数据设计侧重于空间数据结构和属性数据库结构的定义；系统结构设计定义GIS各主要成分之间的关系；过程设计则是把结构成分转换成GIS的过程性描述。在编码步骤，根据这种过程性描述，生成源程序代码，然后通过测试最终得到完整的GIS产品。

一、结构化设计方法

结构化设计方法是基于模块化、自顶向下逐层细化、结构化程序设计等程序设计技术基础上发展起来的，该方法实施的要点是：

1.首先研究、分析和审查数据流图。从GIS的需求规格说明中弄清数据流的加工过程。

2.根据数据流图决定问题的类型。然后针对不同的类型分别进行分析处理。

3.由数据流图推导出GIS的初始结构图。

4.利用一些调控性原则来改进GIS的初始结构图，直到得到符合要求的结构图为止。

5.修改和补充数据词典。

6.制定测试计划。

二、原型化设计方法

原型是指模拟某种产品的原始模型。在软件开发过程中，原型是软件的一个早期可运行的版本，它反映最终系统的部分主要特性。如果在获得一组基本GIS需求说明后，通过快速分析构造出一个小型GIS，满足用户的基本要求，使用户可在试用原形系统的过程中得到亲身感受和启发，做出反应和评价，然后开发者根据用户的意见对原型加以改进。随着不断试验、纠错、使用、评价和修改，获得新的原型版本，如此周而复始，逐步减少分析和通信中的误解，弥补不足之处，进一步确定各种需求细节，适应需求的变更，从而提高最终GIS产品的质量。

目前的情况是，许多用户对利用GIS管理数据和信息很感兴趣，但对其基本功能以及利用GIS具体能够为本公司的信息管理做什么工作还不十分清楚，因而建立快速原型法为这些用户进行GIS系统的分析和构造显得非常合适，其优点主要表现在以下方面：

1.增进GIS开发人员和GIS用户对系统服务需求的理解，使比较含糊的具有不确定性的GIS需求明确化。

2.原型化方法提供了一种有力的学习手段。通过原型法，用户可以亲身体验早期的开发过程，获得关于GIS系统的专门知识，对用户培训有积极作用。

3.使用原型化方法可以容易地确定GIS的性能，确认各项主要系统服务的可应用性，确认系统设计的可行性和系统作为产品的结果。

4.GIS原型的最终版本，有时略加修改就可以成为最终系统的一个组成部分。

三、面向对象设计方法

面向对象的概念起源于程序设计语言。对象是客观世界实体的抽象描述，由信息（数据）和对数据的操作组合而成。类是多个相似对象共同特性的描述。消息是对象之间通信的手段，是对象之间相互请求或相互协作的途径，它用来指示对象的操作。方法是对象接收到消息后应采取的动作序列的描述。实例是由一特定类描述的具体对象。在系统构成上，类形成了一个具有特定功能的模块和一种代码共享的手段，类和实例之间的关系是抽象和具体的关系。实例是类的具体事物，类是多个实例的综合抽象。

对象具有封装性，对外部只提供一个抽象接口而隐藏具体实现细节。类具有继承的特性。继承是一种现实世界中对象之间独特的关系，它使得某类对象可以继承另外一类对象的特征和能力。继承性具有双重作用，一是减少代码冗余，二是通过协调性来减少相互之间的接口和界面。研究人员在面向对象程序设计中试图加进数据持久性的概念，以支持数据库。持久性是指数据能在进程或操作中存在，并且能在下一个进程或操作中重新使用的能力。

面向对象数据模型提供了表示复杂对象的能力。从上面的分析看来，一个对象无非就是这样一个实体，它具有一个名字标识，并有自身的状态和自身的功能。世界上所有事物就是如此简单，这恰恰是面向对象技术所追求的目标——将世界上的问题求解尽可能地简化。

在GIS领域，面向对象的设计方法和面向对象GIS产品有着非常广阔的前景。在GIS系统设计中，可以将GIS的数据获取、格式转换、图形显示等内容分别封装为数据获取类、格式转换类、图形显示类等，然后定义各类的属性、方法和事件。如对图形显示类可以定义显示范围、背景颜色、符号式样等属性，放大、缩小、平移等方法以及单击、拖拽等鼠标事件。