第五章GIS應用型模型設計ppt課件.ppt

第五章GIS應用型模型設計,應用模型：聯(lián)系GIS系統(tǒng)與常規(guī)專業(yè)研究的紐帶應用模型：綜合利用GIS系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)的工具應用模型GISSDSS1.應用模型分類2.應用模型與GIS集成,1.應用模型分類,（1）按結(jié)構(gòu)化程度分數(shù)學模型：確定性模型如水動力模型、遙感大氣校正模型統(tǒng)計模型：半結(jié)構(gòu)化模型如回歸分析、相關(guān)分析、主成分分析、系統(tǒng)聚類分析、多變量因子分析、層次分析法（AHP）、判別分析概念模型:非結(jié)構(gòu)化模型,（2）按空間特性劃分非空間模型空間模型,（3）按應用模型的開發(fā)特點系統(tǒng)提供模型二次開發(fā)模型（4）按應用模型內(nèi)容所要解決的問題分類基礎模型專業(yè)模型,GIS應用系統(tǒng)的應用分析功能的不足已經(jīng)直接影響到GIS應用的進一步推廣和深化。如何有效地重用已開發(fā)的各類專業(yè)應用模型，同時在今后的模型開發(fā)中，如何考慮到模型與GIS系統(tǒng)的易重用、易集成性，提高GIS應用系統(tǒng)的開發(fā)效率，縮短開發(fā)周期，己成為GIS應用系統(tǒng)開發(fā)工作者廣泛面臨的問題。,2.應用模型與GIS的集成,2.1源代碼方式集成利用GIS系統(tǒng)的二次開發(fā)語言或其它編程語言，將已有專業(yè)模型的源代碼進行改寫重用，使其從語言到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與GIS系統(tǒng)完全兼容，成為GIS系統(tǒng)整體的一部分?？梢员ＷCGIS系統(tǒng)與模型在數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)處理等方面的一致性。較低級的重用方式，其缺點主要是：GIS開發(fā)者必須下很大功夫讀懂模型的源代碼；在改寫重用過程中常常會出錯。,2.2函數(shù)庫方式集成：DLLGIS開發(fā)者可以通過調(diào)用庫函數(shù)的方式進行模型重用。函數(shù)庫包括靜態(tài)連接庫和動態(tài)連接庫兩種，兩者的區(qū)別在于，動態(tài)連接不是在連接生成可執(zhí)行文件時把庫函數(shù)鏈入應用程序，而是在程序運行中需要的時候才連接。優(yōu)點：GIS系統(tǒng)與應用模型能實現(xiàn)高度無縫的集成；函數(shù)庫一般都有清晰的接口，GIS開發(fā)者不必研究源代碼；而且函數(shù)庫經(jīng)過編譯，用戶不能隨意修改。缺點：不能用于復雜模型與GIS的集成；開發(fā)者不能對庫函數(shù)進行修改，降低了重用的靈活性；函數(shù)庫的可擴充性差。,2.3獨立可執(zhí)行程序方式集成：松散集成GIS系統(tǒng)與應用分析模型均以可執(zhí)行應用程序的方式獨立存在，兩者之間的數(shù)據(jù)交換通過中間格式文件實現(xiàn)（如ASCII碼文件或通用數(shù)據(jù)庫文件等），GIS系統(tǒng)進一步將中間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為空間數(shù)據(jù)，實現(xiàn)操作。優(yōu)點在于：簡便，所需編程工作極少。缺點在于：系統(tǒng)效率較低，且使用不很方便；界面往往不一致，視覺效果不好。,2.4內(nèi)嵌可執(zhí)行程序方式集成以GIS系統(tǒng)命令驅(qū)動應用模型程序，GIS系統(tǒng)與模型之間的集成通過對共同數(shù)據(jù)文件的讀、寫操作實現(xiàn)。優(yōu)點：符合軟件工程學要求的模塊化開發(fā)原則，便于組織管理；系統(tǒng)的運行性能比獨立可執(zhí)行程序方式好；對于用戶，盡管GIS系統(tǒng)與模型可能是由不同的編程語言實現(xiàn)的，但具有基本統(tǒng)一的界面環(huán)境，便于操作。缺點：開發(fā)人員必須理解模型運行的全部過程并對復雜的模型要進行正確合理的結(jié)構(gòu)分解，以實現(xiàn)模型與GIS系統(tǒng)本身之間的數(shù)據(jù)相互轉(zhuǎn)換及模型對GIS功能的調(diào)用；此外，如果需要同時集成多個模型，進行模型的組合很困難。,Jonkowski和Haddock（1996年）實現(xiàn)的非點源污染模型系統(tǒng)即是一個采用嵌入可執(zhí)行程序方式將GIS與地學模型相結(jié)合的典型，該系統(tǒng)基于DOS環(huán)境運行，空間數(shù)據(jù)處理由ARC/INFO通過宏語言AML程序?qū)崿F(xiàn)，農(nóng)業(yè)非點源污染模型（AGNPS）由Pascal語言編程并編譯為可執(zhí)行程序。系統(tǒng)將一組圖層數(shù)據(jù)經(jīng)ARC/INFO處理后轉(zhuǎn)化為AGNPS的一個數(shù)據(jù)輸入文件，經(jīng)過AGNPS模型運行處理后，輸出數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)成PCARC/INFO的圖層，以滿足顯示制圖等需要，,實例：農(nóng)業(yè)非點源污染模型（AGNPS）與GIS集成系統(tǒng)的原型結(jié)構(gòu),2.5DDE或OLE方式集成DDE指動態(tài)數(shù)據(jù)交換，OLE指對象鏈接與嵌入，兩者均用于Windows應用程序之間的數(shù)據(jù)傳遞。必須存在兩個主體，一方為客戶程序，另一方為服務程序，簡單地說就是要有一方為另一方提供數(shù)據(jù)服務或更復雜的服務。優(yōu)點：與內(nèi)嵌可執(zhí)行程序相似，系統(tǒng)能實現(xiàn)無縫集成，而所需編程不多。不足：在于系統(tǒng)效率不高，系統(tǒng)穩(wěn)定性不是很好。這種方式要求應用模型必須支持DDE或OLE協(xié)議，這是目前絕大多數(shù)已開發(fā)的各類模型做不到的。張犁（1996年）開發(fā)的城市洪水分析與模擬信息系統(tǒng)。在這個系統(tǒng)中，城市洪水分析與模擬模型作為服務程序，一個GIS工具軟件系統(tǒng)作為客戶程序，兩者以OLE方式集成起來。,2.6組件方式集成模型組件化將是應型GIS開發(fā)中最有效的模型重用手段。這一技術(shù)在地學分析模型開發(fā)領域最終會得到廣泛應用，并提高GIS中的專業(yè)模型應用水平，極大地豐富GIS的應用分析功能。,2.7模型庫方式,模型庫指在計算機中按一定組織結(jié)構(gòu)形式存儲的各個模型的集合體。模型庫系統(tǒng)可以有效地生成、管理和使用模型，它可以支持兩種粒度的模型（可執(zhí)行文件與函數(shù)子程序），具有完整的模型管理功能，能夠提供單元模型（指不需調(diào)用其他模型的模型）和組合模型（指通過調(diào)用其他單元模型或組合模型來構(gòu)成的模型），同時還支持模型的動態(tài)調(diào)用和