1、GIS應(yīng)用型模型設(shè)計(jì)課件,第五章 GIS應(yīng)用型模型設(shè)計(jì),應(yīng)用模型：聯(lián)系GIS系統(tǒng)與常規(guī)專業(yè)研究的紐帶 應(yīng)用模型：綜合利用GIS系統(tǒng)中大量數(shù)據(jù)的工具 應(yīng)用模型GISSDSS 1.應(yīng)用模型分類 2.應(yīng)用模型與GIS集成,GIS應(yīng)用型模型設(shè)計(jì)課件,1.應(yīng)用模型分類,（1）按結(jié)構(gòu)化程度分 數(shù)學(xué)模型：確定性模型 如水動(dòng)力模型、遙感大氣校正模型 統(tǒng)計(jì)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,GIS應(yīng)用型模型設(shè)計(jì)課件,（2）按空間特性劃分 非空間模型 空間模型,GIS應(yīng)用型模型設(shè)計(jì)課件,（3）按應(yīng)用模型的開(kāi)發(fā)

2、特點(diǎn) 系統(tǒng)提供模型 二次開(kāi)發(fā)模型 （4）按應(yīng)用模型內(nèi)容所要解決的問(wèn)題分類 基礎(chǔ)模型 專業(yè)模型,GIS應(yīng)用型模型設(shè)計(jì)課件,GIS應(yīng)用系統(tǒng)的應(yīng)用分析功能的不足已經(jīng)直接影響到GIS應(yīng)用的進(jìn)一步推廣和深化。如何有效地重用已開(kāi)發(fā)的各類專業(yè)應(yīng)用模型，同時(shí)在今后的模型開(kāi)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(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率，縮短開(kāi)發(fā)周期，己成為GIS應(yīng)用系統(tǒng)開(kāi)發(fā)工作者廣泛面臨的問(wèn)題。,2.應(yīng)用模型與GIS的集成,GIS應(yīng)用型模型設(shè)計(jì)課件,2.1 源代碼方式集成 利用GIS系統(tǒng)的二次開(kāi)發(fā)語(yǔ)言或其它編程語(yǔ)言，將已有專業(yè)模型的源代碼進(jìn)行改寫重用，使其從語(yǔ)言到數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與GIS系統(tǒng)完全兼容，

3、成為GIS系統(tǒng)整體的一部分。 可以保證GIS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(jí)的重用方式，其缺點(diǎn)主要是：GIS開(kāi)發(fā)者必須下很大功夫讀懂模型的源代碼；在改寫重用過(guò)程中常常會(huì)出錯(cuò)。,GIS應(yīng)用型模型設(shè)計(jì)課件,2.2 函數(shù)庫(kù)方式集成：DLL GIS開(kāi)發(fā)者可以通過(guò)調(diào)用庫(kù)函數(shù)的方式進(jìn)行模型重用。函數(shù)庫(kù)包括靜態(tài)連接庫(kù)和動(dòng)態(tài)連接庫(kù)兩種，兩者的區(qū)別在于，動(dòng)態(tài)連接不是在連接生成可執(zhí)行文件時(shí)把庫(kù)函數(shù)鏈入應(yīng)用程序，而是在程序運(yùn)行中需要的時(shí)候才連接。 優(yōu)點(diǎn)：GIS系統(tǒng)與應(yīng)用模型能實(shí)現(xiàn)高度無(wú)縫的集成；函數(shù)庫(kù)一般都有清晰的接口，GIS開(kāi)發(fā)者不必研究源代碼；而且函數(shù)庫(kù)經(jīng)過(guò)編譯，用戶不能隨意修改。 缺點(diǎn)：

4、不能用于復(fù)雜模型與GIS的集成；開(kāi)發(fā)者不能對(duì)庫(kù)函數(shù)進(jìn)行修改，降低了重用的靈活性；函數(shù)庫(kù)的可擴(kuò)充性差。,GIS應(yīng)用型模型設(shè)計(jì)課件,2.3 獨(dú)立可執(zhí)行程序方式集成：松散集成 GIS系統(tǒng)與應(yīng)用分析模型均以可執(zhí)行應(yīng)用程序的方式獨(dú)立存在，兩者之間的數(shù)據(jù)交換通過(guò)中間格式文件實(shí)現(xiàn)（如ASCII碼文件或通用數(shù)據(jù)庫(kù)文件等），GIS系統(tǒng)進(jìn)一步將中間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為空間數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)操作。 優(yōu)點(diǎn)在于：簡(jiǎn)便，所需編程工作極少。缺點(diǎn)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(jué)效果不好。,GIS應(yīng)用型模型設(shè)計(jì)課件,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(dòng)應(yīng)用模型程序，GIS系統(tǒng)與模型之間的集成通過(guò)對(duì)共同數(shù)據(jù)

5、文件的讀、寫操作實(shí)現(xiàn)。 優(yōu)點(diǎn)：符合軟件工程學(xué)要求的模塊化開(kāi)發(fā)原則，便于組織管理；系統(tǒng)的運(yùn)行性能比獨(dú)立可執(zhí)行程序方式好；對(duì)于用戶，盡管GIS系統(tǒng)與模型可能是由不同的編程語(yǔ)言實(shí)現(xiàn)的，但具有基本統(tǒng)一的界面環(huán)境，便于操作。 缺點(diǎn)：開(kāi)發(fā)人員必須理解模型運(yùn)行的全部過(guò)程并對(duì)復(fù)雜的模型要進(jìn)行正確合理的結(jié)構(gòu)分解，以實(shí)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(duì)GIS功能的調(diào)用；此外，如果需要同時(shí)集成多個(gè)模型，進(jìn)行模型的組合很困難。,GIS應(yīng)用型模型設(shè)計(jì)課件,Jonkowski和Haddock（1996年）實(shí)現(xiàn)的非點(diǎn)源污染模型系統(tǒng)即是一個(gè)采用嵌入可執(zhí)行程序方式將GIS與地學(xué)模型相結(jié)合的典型，該系統(tǒng)基于DOS環(huán)

6、境運(yùn)行，空間數(shù)據(jù)處理由ARC/INFO通過(guò)宏語(yǔ)言AML程序?qū)崿F(xiàn)，農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染模型（AGNPS）由Pascal語(yǔ)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(gè)數(shù)據(jù)輸入文件，經(jīng)過(guò)AGNPS模型運(yùn)行處理后，輸出數(shù)據(jù)再轉(zhuǎn)成PC ARC/INFO的圖層，以滿足顯示制圖等需要，,實(shí)例：農(nóng)業(yè)非點(diǎn)源污染模型（AGNPS）與GIS集成系統(tǒng)的原型結(jié)構(gòu),GIS應(yīng)用型模型設(shè)計(jì)課件,2.5 DDE或OLE方式集成 DDE指動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換，OLE指對(duì)象鏈接與嵌入，兩者均用于Windows應(yīng)用程序之間的數(shù)據(jù)傳遞。必須存在兩個(gè)主體，一方為客戶程序，另一方為服務(wù)程序，簡(jiǎn)單地說(shuō)就是要有

7、一方為另一方提供數(shù)據(jù)服務(wù)或更復(fù)雜的服務(wù)。 優(yōu)點(diǎn)：與內(nèi)嵌可執(zhí)行程序相似，系統(tǒng)能實(shí)現(xiàn)無(wú)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(yīng)用模型必須支持DDE或OLE協(xié)議，這是目前絕大多數(shù)已開(kāi)發(fā)的各類模型做不到的。 張犁（1996年）開(kāi)發(fā)的城市洪水分析與模擬信息系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)中，城市洪水分析與模擬模型作為服務(wù)程序，一個(gè)GIS工具軟件系統(tǒng)作為客戶程序，兩者以O(shè)LE方式集成起來(lái)。,GIS應(yīng)用型模型設(shè)計(jì)課件,2.6 組件方式集成 模型組件化將是應(yīng)型GIS開(kāi)發(fā)中最有效的模型重用手段。這一技術(shù)在地學(xué)分析模型開(kāi)發(fā)領(lǐng)域最終會(huì)得到廣泛應(yīng)用，并提高GIS中的專業(yè)模型應(yīng)用水平，極大地豐富GIS的應(yīng)用分析功能。,GIS應(yīng)用型模型設(shè)計(jì)課件,2.7 模型庫(kù)方式,模型庫(kù)指在計(jì)算機(jī)中按一定組織結(jié)構(gòu)形式存儲(chǔ)的各個(gè)模型的集合體。模型庫(kù)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(guò)調(diào)用其他單元模型或組合模型來(lái)構(gòu)成的模型），同時(shí)還支