第七章节GIS标准化幻灯片.ppt

第七章 GIS 标准化,第一节 概述 第二节 GIS的标准化 第三节 GIS标准体系 第四节 GIS软件工程标准 第五节 国际标准及其组织 第六节 国内标准,第一节 概述,一 GIS标准的现状 美国 早在1960年代就制定了联邦信息处理标准计划，首先制定了地理编码标准；1993年美国国家标准协会成立了GIS技术委员会；1994年，克林顿总统签署了关于地理数据采集和使用的行政命令 加拿大 早在1978年研究制定数字制图数据交换标准，并为此成立了三个委员会瑞典 1990年，瑞典的标准化机构SIS的下属机构负责GIS标准化计划，主要工作范围包括 （1）概念模型，包括各种概念和工作术语 （2）信息模型，给定真实世界现象的类型和定义 （3）概念数据模型，说明目标数据的逻辑结构，提供信息模型中实体和属性的数学描述 （4）数据字典，说明目标类型、获取规则以及几何表示等 （5）数据质量 （6）转换格式,法国 法国标准化协会在1990年代成立了地理信息技术委员会，对地理信息标准化进行了研究 国际组织 北大西洋公约组织完成了主要用于军事目的的DIGEST空间数据交换标准；国际海洋组织和国际水文组织也制定了DX-90空间数据交换标准；国际制图协会也建立了数字制图交换标准委员会。

国际标准化组织ISO也于1994年3月成立了地理信息/地球信息业技术委员会，并与其他许多国际组织建立了联系二 GIS标准化的重要性 1 从GIS的特点来看 GIS工程巨大而复杂，数据来源广泛，因此需要要求信息分类、数据格式、技术流程和设备配置等有一系列标准、规范和规程进行约定 2 从已建立的GIS来看 突出问题表现在各部门重复建设、存在严重的质量问题、通用性差等 3 从互联网的角度看 GIS一般是一个网络化的GIS，用户多、信息量大，为了实现信息交换、资源共享、互操作和协同工作，必须进行GIS标准化设计三 GIS标准化工作 GIS标准化工作的任务是：制定、发布和实施GIS所需的有关标准，同时对标准的实施进行监督 根据GIS特点，其标准化应做好以下几点： （1）分析GIS对标准化工作的要求，编制GIS标准体系表； （2）调查与GIS有关的国家、地方、行业以及国际标准，根据实际提出相应的标准制定规划； （3）应组织制定一些内部规定或指导性文件，对暂时不能制定标准的情况进行规范； （4）制定GIS标准化指导文件，使其有章可循四 GIS标准化若干问题 1 GIS标准化的基本原则 （1）必须贯彻国家标准 （2）积极采用国际标准 （3）同其他领域标准化相协调一致 2 GIS标准化的实现 （1）凡是需要统一的技术要求，如果有现行国家标准，就必须贯彻执行国家标准； （2）若没有国家标准而有相应行业标准，则执行相应的行业标准；,（3）如果没有国家标准和行业标准，但是有地方标准，则执行相应的地方标准； （4）如果没有国家标准、行业标准以及地方标准，而有相应的国际标准或类似的国外先进标准，则可以先参照采用国际标准或国外先进标准，同时建议立项制定相应的标准； （5）如果没有任何相应标准，但是有相关的内部规范或指导性技术文件，则应当借鉴采用这些规范或文件，同时积极制定相应标准； （6）做好GIS标准化审查工作。

第二节 GIS的标准化,一 GIS标准化的意义及作用 1 促进空间数据的使用及交换 （1）数据质量 （2）数据库设计要求标准化,数据模型设计 术语不一致、数据语义不稳定、数据类型 不一致、数据结构不统一 数据库结构和 结构不合理、术语不一致、功能不符合 功能设计 用户要求 数据建库的工 整个工艺流程不统一、术语不一致 艺流程设计 调查方式不统一、文本设计不统一,,,,不规范的数据库设计可能带来的问题,（3）数据档案 （4）数据格式 （5）数据的可视化 （6）数据产品的测评 2 促进地理信息共享 （1）面向地理系统过程语义的数据共享的概念模型 （2）地理数据的技术标准 （3）数据安全技术 （4）数据互操作性 数据的互操作性体现在两个方面：在不同GIS数据库之间数据的自由传输；以及不同用户可以自由操作使用同一数据集并不会发生错误二 GIS标准化的内容 1 地理信息内容和层次 （1）地理知识、地理信息、地理数据 （2）地理信息的构成和信息结构 空间特征——属性特征——关系特征——动态特征 2 地理信息的分类与编码 （1）地理信息的分类 （2）地理信息的编码,3 地理信息的记录格式与转换 （1）数据交换格式 （2）数据的媒体记录格式 4 地理信息规范及标准的制定 （1）制定地理信息技术标准的主要对象 软件工具；数据；系统开发；其他（如名词术语、管理办法等） （2）制定地理信息技术标准的一般要求 （3）编制标准体系表,第三节 GIS标准体系,一 制定标准体系的目的和意义 GIS 标准体系表是应用系统科学的理论和方法，运用标准化工作原理，说明GIS标准化总体结构，反映全国GIS行业范围内整套标准体系的内容、相互关系并按照一定形式排列和表示的图表。

该工作的重要意义在于： （1）描绘出标准化工作的整体框架 （2）指导标准制定和修订计划的编制 （3）系统了解国际和国内标准 （4）有助于生产科研工作,二 GIS标准体系表,101 管理规定 102 方法标准 103 术语标准,201 管理办法 202 信息分类和编码标准 203 空间数据标准 204 数据库标准 205 软件工程和系统设计标准 206 系统建设文件规范和标准 207 城市空间要素标志规范,301 术语相关标准 302 图形符号标准 303 信息分类编码相关标准 304 软件工程标准 305 设备和媒体标准 306 通信、网络和互连标准 307 中文信息处理标准 308 系统安全和保密标准 309 EDI基础标准 399 其他相关标准,城市地理信息系统标准体系,基础通用标准,专用标准,相关标准,,,,,,,,,标准项目,,,,,GIS标准体系由总表和标准明细表两部分组成，总表分三个层次： 第一层次是门类，共分三个门类，第一门类为基础通用标准，是全国统一的标准，第二门类为GIS专用标准，第三门类为相关标准，是与GIS密切相关的其他行业的各种标准 第二层次是类别，由门类划分而成，整个体系共划分20个类别。

第三层次是项目，由类别扩展而成，每个项目是组成标准体系表的最小单元，每一项目均列入标准明细表中第四节 GIS软件工程标准,一 软件工程标准的分类 软件工程标准主要有四个类型： 过程标准，包括方法、技术和变量等；产品标准，包括需求、设计、部件、描述及计划报告等；专业标准包括职别、道德标准、认证、特许及课程等；记法标准包括术语、表示法及语言等 软件工程的标准主要有两个： 美国国家标准局发布的《软件文档管理指南》 国际标准化组织公布的ISO5807，现已成为中国国家标准,二 软件工程标准的层次 1 国际标准 由国际标准化机构正式通过的标准或技术规定，通常包括以下两方面标准： （1）国际标准化组织ISO和国际电工组织IEC制定的标准； （2）国际标准化组织认可的其他22个国际组织所制定的标准 国际标准由国际标准化组织（International Standards Organization）制定和发布，供世界各国参考2 国家标准 由政府或国家级机构制定的标准，包括： （1）GB：中国国家质量技术监督局是中国的最高标准化机构，其公布的标准为“国标”； （2）ANSI（American National Standards Institute）：美国国家标准协会，为美国民间标准化组织的领导机构； （3）BS（British Standards）：英国国家标准 （4）DIN：德国标准协会 （5）JIS：日本工业标准,3 行业标准 在全国某个行业范围内统一的标准，当同一内容的国家标准公布后，该行业标准即行废止。

（1）IEEE（Institute of Electrical and Electronics Engineers）：美国电器和电子工程师学会，从事软件工程标准的制定和推广； （2）GIB：中国国家军用标准； （3）DOD-STD：美国国防部标准； （4）MIL-S：美国军用标准，用于美国军部4 地方标准 是指在某个省级范围内统一的标准，由省级标准化行政主管部门制定，并报国务院标准化行政主管部门备案 5 企业标准 大型企业或公司制定的适用于本部门的规范 6 项目规范 某一项目组织为该项目专用的软件工程规范三 GIS标准的主要内容,,,特征分类 专题分类 空间数据结构 数据库系统模型 数据质量与可靠性 数据模式及地图设计 交换格式,国际数据集 数字地形图系列 数字人口调查制图 数字航海图 道路图,操作系统 编程语言 数据库查询语言 显示与绘图语言 图形用户接口,物理连接 电气接口 存储媒体 数据通讯 网络管理,硬件设备标准,软件标准,数据结构与格式标准,数据集标准,四 国际上GIS数据标准 （1）美国地质调查局的DILG数据交换格式；Autodesk公司的DXF数据交换标准；Intergraph公司的ISIF标准等。

（2）美国国家地图精度标准； （3）特征分类、分析及标准特征编码方案，如加拿大地理信息委员会CCDG制定的标准； （4）新西兰的土地利用分类标准； （5）数据质量与可靠性报告标准（美国）； （6）空间数据转换标准（美国1992）； （7）数字地理信息交换标准（DGIWG）第五节 国际标准及其组织,一 主要GIS标准介绍 1 ISO/TC211地理信息/地球信息科学标准 其目的是对与地球上的位置直接或间接有关的物体或现象的信息建立结构化的标准 该标准包括20个部分，下面分别简要介绍 （1）参考模型 描述了GIS标准的使用环境、使用的基本原则和标准的改造框架，同时也定义了该标准所有的概念和要素该模型是整个工作小组的工作指南2）回顾 整个ISO/TC211标准系列的介绍和回顾，介绍标准的目的、标准与标准之间的关系等，使用户能够快速查询到所需要的内容 （3）概念化大纲 使用一种标准的概念化大纲语言来开发互操作式的标准，并提供快速建立地理信息标准的基础 （4）专用词汇定义 定义了所有ISO/TC211标准使用的专用词汇 （5）一致性测试 为了保证所有ISO/TC211标准的一致性而制定的一套测试框架、概念和方法。

6）剖面 定义所有ISO/TC211标准系列的剖面产品，一个剖面是指标准家族中的一个逻辑子集ISO/TC211标准家族包括了地理信息管理和处理的定义和描述 （7）空间子模式 定义空间实体空间特性的概念模式，主要从几何和拓扑关系的角度来制定概念模式 （8）时间尺度模式 定义空间实体时间尺度特征的概念 （9）应用模式规则 定义地理信息应用的模式，包括地理实体的分类和它们之间的关系模式10）制订目录 定义制作地理实体、属性及其关系目录的方法，并试图建立一个单一的国际多种语言环境的目录管理规则 （11）测量参考系统 定义大地测量参考系统的概念化系统，其中也包括一些国际使用的参考系统制定大地参考系统的国际标准可以帮助各类应用的交流和数据共享 （12）间接参考定义 定义了间接的空间参考系统（即非坐标类型的参考系统）的概念化模式13）质量 定义了与地理数据质量有关的标准 （14）质量评价过程 定义了数据质量的概念和评价方法一套标准的质量评价原则和评价过程将保证不同地理数据集之间的相对质量 （15）元数据 定义地理信息和服务的描述性信息标准包括地理信息的现势性、精度、数据内容、属性内容、来源、价格、覆盖地区和对各类应用的适应性。

16）定位服务 定义定位系统的标准界面协议，GPS技术的发展使得一个地理实体在全球范围内的定位成为可能 （17）地理信息描述 定义地理信息描绘方法为了更好地理解和识别各类地理信息，需要制定一套制图综合系统 （18）编码 定义一套标准的地理信息编码系统 （19）服务。