地理信息系統需求分析

『壹』 預警系統開發的需求分析

系統需求分析是系統開發中最重要的一個階段，直接決定著系統的開發質量和成敗，必須明確用戶的要求和應用現場環境的特點，了解系統應具有哪些功能、數據的流程和數據之間的聯系。事故預警系統是綜合運用事故致因理論 ( 如系統安全理論) 、安全生產管理原理 ( 如預防原理) ，以事故預防和控制為目的，通過對生產活動和安全管理過程中各種事故徵兆的監測、識別、診斷與評價，根據事故的嚴重程度和可能性給出安全風險預警級別，並根據預警分析的結果對事故徵兆的不良趨勢進行矯正、預防與控制 ( 張華兵等，2006) 。

煤與瓦斯突出預警系統的需求分析，首先進行問題判別，弄清系統開發的需求有哪些，包括運行環境、系統性能、系統功能、用戶界面以及安全保密等許多方面。本系統需求主要包括以下諸方面:

1) 系統要既能處理空間數據，也能處理屬性數據，能提供礦山巷道分布、井下監測警兆信號各設備的分布及其參數、避災路線的分析等，並能對各種要素進行綜合分析。

2) 礦山是個動態環境，隨著巷道的掘進而延伸，資料庫中的數據必須跟著反映出來，因此系統必須是一個 「活」的系統，所有的信息必須能很方便地更新。

3) 系統所包含的信息必須能方便地查詢、檢索、顯示和輸出，能將用戶選定的數據以需要的格式輸出，包括圖片輸出、地圖列印和導出到 Microsoft Excel 等。

4) 系統必須能夠進行警情指標的動態綜合顯示，警情信號的分級輸出。

5) 基於 GIS 的煤與瓦斯突出預警系統必須界面友好，操作簡便，非專業 GIS 人員也能操作。

從系統開發的性能需求而言，基於 GIS 的煤與瓦斯突出預警系統能夠充分發揮 GIS 在空間顯示、分析和管理方面的優勢，滿足礦山開採煤與瓦斯突出預警的需求。GIS 中的空間關系指空間目標之間所具有的度量關系、順序關系、拓撲關系。空間關系在 GIS 中起著舉足輕重的作用，是 GIS 不可缺少的重要組成部分，同時也是 GIS 區別於其他圖形系統的重要標志，其研究進度直接影響著 GIS 空間數據模型、空間查詢、空間分析、空間推理等方面的發展與應用。其中，空間分析是 GIS 的核心功能，包括三個不同層次:

第一是空間檢索，包括從空間位置檢索空間物體及其屬性和從屬性檢索空間物體。空間索引是空間檢索的關鍵技術，如何有效地從大型地理信息系統資料庫中檢索出所需信息，主要依賴於空間索引。此外，空間物體的圖形表達也是空間檢索的重要組成部分。

第二是空間拓撲疊加分析，空間拓撲疊加實現了輸入特徵的屬性合並以及特徵屬性在空間上的連接，其產生結果多是關於輸入的關系信息，一般不產生新的目標。因此，空間拓撲疊加本質上是空間意義上的布爾運算，是文氏圖在 GIS 中的應用。目前，空間拓撲疊加被許多人認為是 GIS 中獨特的空間分析功能 ( 張華兵等，2007) 。

第三是空間模擬分析: 空間模擬分析剛剛起步，目前多數研究工作著重於如何將 GIS與空間模型分析相結合。其研究分三類: 第一類是 GIS 外部的空間模型分析，將 GIS 當作一個通用的空間資料庫，而空間模型分析功能則藉助於其他軟體。第二類是 GIS 環境內的空間模型分析，試圖利用 GIS 軟體系統提供的空間分析模塊以及宏語言發展適用於要解決問題的模型，這種方法一般基於空間分析的復雜性與多樣性，易於理解和應用。但由於GIS 軟體所提供的空間分析功能極為有限，這種緊密結合的空間模型分析方法也很有限。第三類是混合型的空間模型分析，其宗旨在於盡可能地利用 GIS 所提供的功能，同時也充分發揮 GIS 使用者的能動性。

礦山的空間數據錄入到 GIS 平台之後，就可以對其資料庫中的數據進行各種空間關系方面的分析和運算。礦山地圖數據的空間分析、管理與礦業各部門的需求有十分緊密的關系，所以這種空間分析包括的內容十分廣泛。

對於空間檢索來說，礦圖中的每一個實體都有其圖形數據和屬性數據，可以實現圖形數據和屬性數據的雙向查詢功能，還可以進行條件組合查詢功能以及緩沖區分析查詢，如: 可以查詢瓦斯含量為某一定值的所有瓦斯突出點的地理分布情況，並且可以利用緩沖半徑查詢瓦斯突出點控制的危險區域等 ( 張華兵等，2007) 。對於空間拓撲疊加的應用如採掘工程面的合並，採掘工程面為一面狀地物，有明顯的階段性，它隨著採掘進度的推進而變化，可以將不同採掘階段所形成的小塊面進行空間合並而形成整體的採掘面，同時可以進行掘進速度和存儲量的計算。對於空間模擬分析，限於礦山地理特徵的復雜性，目前在地理信息系統軟體中的這種立體結構分析應用還很少見，隨著虛擬製造技術的發展和逐漸成熟，這種技術必將會運用到 GIS 產品中來，成為進行立體空間分析的有效手段。

『貳』 GIS軟體研發的公司的需求分析師的工作職責是什麼需要什麼能力和素質

需求分析師來是作為技術源與業務的連接點，對外溝通客戶，了解客戶的想法、要求、目的，轉換為可以用軟體實現的流程、方案、界面等。對內，提出軟體的描述和要求，作為測試的依據。
需求分析師需要：
良好的溝通能力，對於不懂軟體的其他行業客戶能夠迅速溝通，獲取用戶的想法、目的；同時對內溝通，讓內部的開發人員、項目經理理解用戶想要的東西。
業務基礎和理解能力,你應該對你們的產品和用戶的行業都有比較深刻的理解，才能迅速的找到客戶和公司項目、產品的結合點；
開發成本的評估，用戶可能覺得很神奇的事情可能對開發很簡單，客戶覺得簡單的事情也可能對開發是個悲劇。能夠合理的引導用戶需求，在前期規避項目風險；
還有就是文檔能力、業務建模能力了

本人剛剛從開發轉向需求不久，這是個人的一點感想，期待高手補充

『叄』 GIS技術的發展趨勢

GIS在資源環境領域的應用方興未艾，從技術、地理信息、經濟社會的需求等方面分析，在該領域有以下趨勢及建議：
應用軟體數據埠應有專門化，專業化方向發展，在同類型同方向的GIS數據交流共享方向提供適當的方便，以解決GIS數據來源和數據質量難以保證的問題。
結合國家信息化推進工作，以電子政務相關工程為基礎，推動GIS在資源環境管理中的推廣應用。信息化建設已成為我國各級政府及企業的重要任務，GIS在以資源、能源、生產、資金等空間綜合配置、優化組合為目的的信息化建設中，可以發揮應有的作用；結合相應的應用工程，推動GIS的發展；
應用往專業化方向發展，功能由通用管理功能轉向資源評估、監督、跟蹤分析等專業功能方向發展。隨著經濟社會的發展，經濟社會與資源環境之間的各方面的矛盾及問題逐漸暴露出來，這些問題在時間和空間上具有諸多的關聯性，分析這些問題、提出合理的解決方案建議，需要功能更專業化的GIS軟體系統支持；
支持多源、多尺度、多類型集成應用的軟體平台工具的開發應用。信息獲取技術的快速發展和多源化趨勢，要求資源環境方面的GIS應能夠接收、處理及分析多種來源、多尺度的地理信息；
促進3S技術集成應用，推動專業技術及軟體的發展，全球定位系統、遙感技術與GIS的集成應用已成為GIS軟體發展的趨勢之一，而這種應用的發展是在應用推動的基礎上建立的，針對特定的應用領域的集成化的GIS將成為資源環境領域GIS的發展方向，也是系統與業務結合的需要；
開展專業應用系統開發建設，結合資源環境各領域的需求，開發多種專業化的GIS，如針對性生態保護區、生態功能區、地下水、生物資源等領域的專業性GIS軟體與管理系統。 國內GIS現狀和對策
地理信息系統技術是一門綜合性的技術，它的發展是與地理學、地圖學、攝影測量學、遙感技術、數學和統計科學、信息技術等有關學科的發展分不開的。GIS的發展可分為四個階段：第一個階段是初始發展階段，20世紀60年代世界上第一個GIS系統由加拿大測量學家R.F.Tomlison提出並建立，主要用於自然資源的管理和規劃；第二個階段是發展鞏固階段，20世紀70年代由於計算機硬體和軟體技術的飛速發展，尤其是大容量存儲設備的使用，促進了GIS朝實用的方向發展，不同專題、不同規模、不同類型的各具特色的地理信息系統在世界各地紛紛付諸研製，如美國、英國、德國、瑞典和日本等國對GIS的研究都投入了大量的人力、物力和財力；第三個階段是推廣應用階段，20世紀80年代，GIS逐步走向成熟，並在全世界范圍內全面推廣，應用領域不斷擴大，並與衛星遙感技術結合，開始應用於全球性的問題，這個階段涌現出一大批GIS軟體，如ARC/INFO，GENAMAP，SPANS，MAPINFO，ERDAS，Microstation等；第四個階段是蓬勃發展階段，20世紀90年代，隨著地理信息產品的建立和數字化信息產品在全世界的普及，GIS成為確定性的產業，並逐漸滲透到各行各業，成為人們生活、學習和工作不可缺少的工具和助手。
地理信息系統的研製與應用在我國起步較晚，雖然歷史較短，但發展勢頭迅猛。我國GIS的發展可分為三個階段。第一階段從1970年到1980年，為准備階段，主要經歷了提出倡議、組建隊伍、培訓人才、組織個別實驗研究等階段。機械制圖和遙感應用，為GIS的研製和應用做了技術和理論上的准備。第二階段從1981年到1985年，為起步階段，完成了技術引進、數據規范和標準的研究、空間資料庫的建立、數據處理和分析演算法及應用軟體的開發等環節，對GIS進行了理論探索和區域性的實驗研究。第三個階段從1986年到2013年，為初步發展階段，我國GIS的研究和應用進入有組織、有計劃、有目標的階段，逐步建立了不同層次、不同規模的組織機構、研究中心和實驗室。GIS研究逐步與國民經濟建設和社會生活需求相結合，並取得了重要進展和實際應用效益。主要表現在四個方面：（1）制定了國家地理信息系統規范，解決信息共享和系統兼容問題，為全國地理信息系統的建立做准備。（2）應用型GIS發展迅速。（3）在引進的基礎上擴充和研製了一批軟體。（4）開始出版有關地理信息系統理論、技術和應用等方面的書籍，設立了地理信息系統專業，培養了大批人才，並積極開展國際合作，參與全球性地理信息系統的討論和實驗。在科技部等國家有關部門的大力組織和支持下，國產GIS基礎軟體開發工作取得了重要進展，出現了一批GIS高技術企業，開發出了較為成熟的國產GIS軟體，如MapGIS、GeoStar、CityStar、SuperMap、MapEngine、GROW等，並形成了一定的產業規模。這些國產GIS軟體以較高的性價比，打破了國外GIS軟體對我國市場的壟斷，有力促進了我國地理信息系統技術的發展。這些年，GIS技術在我國得到了廣泛應用，其應用面從傳統的城市規劃、土地利用、測繪、環境保護、電力、電信、減災防災等領域滲透到礦產資源調查、海洋資源調查與管理等各方面，取得了豐碩的成果和巨大的經濟效益。當前，國家有關部門正逐步將GIS嵌入到電子政務系統中。
隨著計算機和信息技術的快速發展，GIS技術得到了迅猛的發展。GIS系統正朝著專業或大型化、社會化方向不斷發展著。「大型化」體現在系統和數據規模兩個方面；「社會化」則要求GIS要面向整個社會，滿足社會各界對有關地理信息的需求，簡言之就是「開放數據」、「簡化操作」，「面向服務」，通過網路實現從數據乃至系統之間的完全共享和互動。下面我們從地理信息系統技術角度來討論和分析當前GIS的相關技術及其發展趨勢。1.1 空間信息的獲取、處理與交換地理空間數據是GIS的血液，構建和維護空間資料庫是一項復雜、工作量巨大的工程，它包括：數據的獲取、校驗和規范化、結構化處理、數據維護等過程。GIS處理的數據對象是空間對象，有很強的時空特性，獲取數據的手段及數據的形式也復雜多樣。獲取數據的基本方式有：野外全站儀平板測量、GPS測量、室內地圖掃描數字化、數字攝影測量、從遙感影像進行目標測量和數據轉換等。這些獲取技術已基本成熟。同時，空間數據也具有很強的時效性，不同的空間數據必須進行周期不等的數據更新維護，空間資料庫中數據的准確、及時、完整是實現GIS應用系統價值的前提基礎。空間數據維護往往涉及跨部門、跨行業的多種數據格式和多種數據類型的大量數據，提供有效的空間數據編輯更新手段是當前亟待解決的一個重要課題。基於上述信息獲取技術，在過去的二十年間，國家有關部委和行業部門已經積累了大量原始數字化數據和相應資料，建立了1100多個大、中型資料庫以及大量的各類數字化地理基礎圖、專題圖、城市地籍圖等。國家測繪局已經完成了全國l：100萬、 1：25萬基礎地理空間資料庫以及全國七大江河數字地形模型的建設，並啟動了全國l：5萬，部分省份1：1萬基礎地理空間資料庫的建設。這些基礎數據有力促進了GIS技術的廣泛應用，進而產生了大量的GIS數據。但由於地理信息系統軟體大多採用不同的空間數據模型，以及它們在地理實體上的認識差異，使得所積累的數據難以轉換和共享（即使能夠數據轉換，也會產生信息的丟失），從而形成一個個新的數據孤島。制訂數據交換的格式標准已成為大家的共識。一些國家和組織已經在進行這方面的工作，並定義了一些數據交換標准，如SDTS，OpenGIS聯盟制訂的GML，另外一些公認的數據格式如DXF，Shapefile和MIF文件格式等正逐漸成為數據交換的事實標准。我國也在「九五」期間制定了地球空間數據轉換標准。但是由於人們對空間信息認識和研究成果的制約，還沒有一個統一的地理數據模型，因此建立實用的數據交換格式和信息標准將是一個長期、復雜過程。1.2 空間數據的管理空間數據的管理涉及到二個方面的內容：空間數據模型和空間資料庫。空間數據模型刻畫了現實世界中空間實體及其相互間的聯系，它為空間數據的組織和空間資料庫的設計提供了基本的方法。因此，空間數據模型的研究對設計空間資料庫和發展新一代GIS系統起著舉足輕重的作用。在GIS中與空間信息有關的信息模型有三個，即基於對象(要素)(Feature)的模型、場(Field)模型以及網路(Network)模型。GIS基礎軟體平台的研製和應用系統的設計開發一直沿用這三種空間數據模型，但這些模型在空間實體間的相互關系及其時空變化的描述與表達、數據組織、空間分析等方面均有較大的局限性，難以滿足新一代GIS基礎軟體平台和應用系統發展的要求。主要表現為：（1） 僅能表達空間點、線、面目標間極為有限的簡單拓撲關系，且這些拓撲關系的生成與維護耗時費力；（2） 難以有效地表達現實三維空間實體及其相互關系；（3） 適於記錄和表達某一時刻空間實體性狀及相互間關系靜態分布，難以有效地描述和表達空間實體及其相互間關系的時空變化；（4） 沒有考慮異地、異構、異質空間數據的互操作和分布式「對象」處理等問題。針對上述不足，時空數據模型、三維數據模型、分布式空間數據管理、GIS設計的CASE工具等研究已成為當前國際上GIS空間數據模型研究的學術前沿。