UGIS的设计和创建

城市地理信息是指与所研究对象的城市空间地理分布有关的信息，是有关城市地理实体的性质、特征和运动状态表征的一切有用的知识，它表示地表物体及环境固有的数量、质量、分布特征、联系和规律。而城市地理信息系统（UGIS）是融计算机图形和数据库为一体，储存和处理空间信息的高新技术。它把地理位置和相关属性有机结合起来，根据实际需要准确真实、图文并茂地输出给用户，满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的要求，借助其独有的空间分析功能和可视化表达，进行各种辅助决策。

UGIS的整体结构可以分为三层，最低层的是基础层，它提供一些GIS的基础功能如空间定位查询等。第二层为专题层，主要是各个专题的管理，如有城市规划、土地管理、市政设施、环境保护等。建立专题层的目的是为城市建设中的不同部门服务，同时也为高级决策、预测服务，对高级决策其信息咨询和决策支持的作用。第三层为分析层，主要针对高级决策和预测，如灾害防治、策略优化、发展预测等。我认为UGIS的设计和创建重点在于专题层和分析层，需要数据输入输出、数据分析、数据计算等过程，也就要求设计出满足这些过程的系统。

地理信息系统的开发过程分为四个阶段：系统分析、系统设计、系统实施、系统评价和维护。同样，在确定UGIS软件需求之后才能进入狭义的系统开发阶段。从管理的角度对设计的认识可以分为概要设计和详细设计，从技术观点出发可以分为数据设计、系统设计、过程设计和界面设计。

系统设计的方法众多，目前在UGIS设计中主要使用结构化设计方法和面向对象设计方法。

结构化设计方法是基于模块化、自上向下逐层细化、结构化程序设计等程序设计技术基础上发展起来的，目的是获取系统结构图。系统结构图主要有四种基本模块类型组成：传入模块、传出模块、变换模块和协调模块，主要分为两种典型系统结构形式——变换型系统结构图和事务型系统结构图。UGIS的数据流程图主要是变换型系统结构图，对数据流程图主要也是进行变换分析，变换分析方法如下：

1.重画数据流图：

在需求分析阶段得到的数据侧重于描述系统如何加工数据，而重画数据流图是描述系统中数据如何流动。

2.确定系统的逻辑输入、逻辑输出和中心变化部分

3.进行一次分解，设计系统模块结构的顶层和第一层

首先设计一个主模块，命名并置于与中心变换相对应的位置上，作为系统顶层，它的功能是调用下一层模块，完成系统的各项工作。主模块设计好之后，下面的程序可以按输入、中心变换和输出等分支处理。程序的第一层可以这样设计，为每一个逻辑输入设计一个输入模块，为主模块提供数据；为每一个逻辑输出设计一个输出模块，将主模块提供的数据输出；为中心变换设计一个变化模块，将逻辑输入转换成逻辑输出。

4.进行二级分解，设计输入、中心变换、输出部分的中、下层模块

为第一层的每一个输入模块、输出模块、变化模块设计从属模块。输入模块的功能是为向调用它的上次模块提供数据，所以它必须有一个数据来源，因而它有两个下属模块：

一个接收数据，另一个将数据转换成它的上级模块所需的数据。同样输入模块是从调用它的上级模块接收数据，用艺术处，因而它也有两个下属模块，一个将上级模块提供的数据变换成输出形式；另一个是输出。

数据是UGIS的核心，相应数据库设计也是系统设计的重点任务之一。数据库设计分为两部分，数据库概念化设计与数据库详细设计。数据库详细设计指对系统需求分析报告和数据库概要设计方案进行细化，确定数据在系统数据库中的具体组织、结构、标准等属性。具体工作如下

1.数据源设计

根据来源范围可以分为，一种系统外录入数据，另一种为系统内自生数据，通过系统运行产生。

2.修订数据标准与数据字典

3.数据质量控制方案

包括格式检查、内容正确性和精度检查、系统设计的过程设计和界面设计将数据质量控制考虑进去

数据存储、读取、查询和管理结构的设计

用户/安全设计、数据更新的质量控制、合理数据分级体系的设定、数据的恢复能力以及数据库网络模型。

UGIS的数据库部分应包括以下部分：(1)地形图数据库，有1:25万、1:1万、1:5000地形图，包括地形、地名、数字高程模型和景观影像4个部分；(2)基础数据库，包括数字正射影像库、大地测量成果等数据库；(3)管理数据库，包括行政办公、人事档案管理、财务管理、测绘行业管理、质量监督管理、测绘生产管理和技术管理等数据；(4)技术数据库，包括所有的技术标准、设计书、技术文档说明等；(5)地名数据库、境界数据库，包括国界、省界、地区界、市界、县界、乡界、村界、屯界等；(6)其他专题数据库，如综合性地理信息系统专题等。

UGIS的建设应本着“总体设计、急用优先、重点优先、成熟优先、分步实施”的方针，综合利用地理信息系统(GIS)技术、办公信息系统(OIS)技术、计算机网络技术以及多媒体技术等技术手段，进行系统的建设。同时，系统的建设要起点高并切合实际，以保证系统有较长的生命周期以及良好的可扩展性。因此，

该系统建设强调以下三个原则:

1实用性。

确立以满足城市和企业的管理与决策及人们社会生活需要为主要目标的思路。从实际出发，以解决实际应用间题为主，使得系统自身能获得滚动发展。

2先进性。

当前，国内外地理信息系统技术应用已取得了一定的经验，因此，系统建设在技术方案、系统设计、运行管理等方面应具有一定的先进性，系统的开发建设应采用软件工程学所倡导的开发模式及最新的理论、技术和方法，系统设计应采用可视化技术、虚拟现实技

术、数据流与控制流集成化、软件功能部件化等最新分析设计方法。同时，考虑到系统的发展完善，系统的软硬件配置要具有一定时期的先进性。另外，对系统的运行管理要有较高的要求，以保证系统具有一定的先进性和较长的生命周期。

3可扩展性。

根据客观情况，UGIS的建设将是一个不断完善和逐步提高的长期发展过程，这就要求系统具有较强的可扩展性。

随着城市的发展，UGIS技术迎来新的机遇，作为信息处理和分析工具，逐步成为现代城市规划和管理新的技术手段之一。UGIS的产生和发展，无论从理论和应用上都具有重大的科学意义和社会经济效益。 至今，UGIS在技术与应用方面已逐渐成熟。当前，UGIS已经在管理决策、土地、规划、房产等部门得到了广泛应用，随着科技的进步和UGIS技术的不断发展，UGIS的应用也将越来越广。

参考文献：

城市地理信息系统(UGIS)的研究，曾一锋，吴清强，罗键(厦门大学自动化系，厦门361005)

城市地理信息系统(UGIS）建设，韩红太，河南科技，2010年4月

数字城市与城市地理信息系统，朱炳贵，测绘软科学研究，2002年2月

城市地理信息系统，张新长，曾广鸿，张青年，科学出版社，2001年9月