第一节 地理信息系统的开发
一、地理信息系统开发模式
地理信息系统是传统学科与现代技术相结合的产物，地理信息系统为各种涉及空间数据分析的学科提供了崭新的技术方法和研究手段，为涉及空间数据应用的各级管理部门及决策部门提供了办公自动化工具及辅助决策的手段，并为实际工作问题的解决提供了一种新的思维模式。根据地理信息系统的应用方式和作用，可将地理信息系统的应用模式分为科学研究工具和办公服务系统两种。地理信息系统作为科学研究工具的应用模式，强调针对空间数据集，通过运用地理信息系统的空间分析功能，能够获得什么样的科学分析结果。地理信息系统作为办公服务系统的应用模式，则需要将地理信息系统技术与具体业务工作结合起来，建立长期、稳定和高效运行的业务服务系统；因此，作为办公服务系统的地理信息系统强调的是具体业务工作过程的模拟。
1．科学研究工具的应用模式
把地理信息系统作为科学研究工具的应用模式，强调对于科学计算结果的获得和分析，把地理信息系统当成科学研究的辅助手段。它主要应用于有关地学领域的科研项目研究中。比较来说，科研项目的规模有大小和难易之分。对于规模相对较小、内容相对简单的的研究项目，如公共服务设施的选址等，地理信息系统通用软件所具有的一般空间分析功能就能够满足研究的需要；而对于那些规模相对较大、内容相对复杂的项目，如全球变化研究或大型工程环境评价等项目，不仅需要用到地理信息系统通用软件所具有的一般功能，而且还要应用专业分析模型或专家系统等。
2．办公服务系统应用模式
在把地理信息系统作为办公服务系统的应用模式中，根据其应用层次的高低，又可分为空间事务处理系统（STPS）、空间管理信息系统（SMIS）和空间决策支持系统（SDSS）。
STPS的目标是迅速、及时、准确地处理大量空间信息，能够有效地进行日常事务的自动化处理。STPS所处理任务的结构性强，其处理任务的信息类型和时间过程可以事先描述。STPS主要应用了地理信息系统的数据库技术，它取代了日常工作中繁忙的具有重复性的事务处理工作。STPS在测绘、资源调查、地籍管理、地图出版等领域，以及在各种大型应用地理信息系统的数据采集部门和具体事务部门都有着广泛的应用。
SMIS是在STPS基础之上发展起来的，仍以信息处理的高效率为其追求的主要目标，但它对管理者所提供的辅助决策信息不仅表现为数据的查询和统计形式，还具有专业模型的分析功能。
决策问题可分成结构化决策、半结构化决策和非结构化决策问题。结构化决策问题相对比较简单、直接，对问题决策过程的环境和原则可以使用明确的数学语言加以描述。非结构化问题是指那些决策过程复杂，制定决策前难以准确识别决策过程的各个方面，以及决策过程形式表现为各阶段的交错和循环反复的一类问题，它的描述需要运行有关专业领域经验知识的规则来加以描述。
SMIS通过运用专业模型的分析功能来解决结构化的决策问题，属于数据驱动型，它主要用以完成业务工作中的确定性问题的处理和管理，为中低层次的管理部门提供决策服务。SMIS应用了地理信息系统的数据库技术、空间分析技术和模型分析技术，它在城市规划、土地利用、道路交通管理、管网规划管理等很多领域有着广泛的应用。
SDSS是在SPTS和SMIS的基础之上发展起来的更高一级的管理信息系统。SDSS主要用以解决半结构化和非结构化的决策问题，它为决策者提供了一个模拟决策过程，并提供选择方案的决策支持环境。SDSS属于推理模型驱动性，它强调系统推理的有效性。SDSS用于辅助决策，服务于中高层决策人员。SDSS应用了地理信息系统所有技术：地理信息系统数据库技术+地理信息系统空间分析技术+地理信息系统模型库技术（包括模型库和模型库管理系统）+地理信息系统知识库技术。这在宏观决策、区域可持续发展和行业发展规划等领域都有着广泛需求和应用。
在STPS、SMIS和SDSS中，STPS的应用层次最低，SDSS的应用层次最高，SMIS介于二者之间。在一个大型的地理信息系统应用项目中，三者经常联合应用。目前STPS和SMIS的开发较多，应用也比较成熟，而SDSS还处于开发研究阶段，其应用基本上处于实验阶段。
地理信息系统科学研究工具应用模式和地理信息系统办公服务系统应用模式的区别是：前者的用户主要是科研领域的专家学者，用户通常能在地理信息系统通用软件基础之上自行开发一些专业研究分析所需要的模型软件包，专业分析模型软件包与地理信息系统通用软件之间的关系可以是松散的，对用户界面的要求也不高；后者的用户主要来自于行业单位部门的主管人员与工作职员，它需要地理信息系统专业人员在地理信息系统通用软件基础之上面向行业领域进行系统的二次开发，它使多种软件系统高度综合，并具有优良的用户界面/前端环境。本节主要对于地理信息系统办公服务系统的应用模式进行阐述。
地理信息系统的办公服务系统应用模式按照地理信息系统服务应用的范围与深度，又可进一步化分为基于某一项目研究的项目地理信息系统，应用于某一部门的部门地理信息系统，服务于某一企业团体的企业化地理信息系统和作为公众基础信息系统的社会化地理信息系统。
1）项目地理信息系统
项目地理信息系统一开始就有特定的实现目标，大多针对实际工作中某个具体问题的解决，偏重于技术性的问题。它以项目目标的实现为工作周期，并不需要建立长期稳定的运行系统。它的最终目的是实现项目的预定目标，而与地理信息系统有关的各种操作只是实现目标的手段。根据项目内容，它又可分为研究地理信息系统技术本身的项目和应用地理信息系统技术解决行业某个具体问题的项目。对于前者，用户更多关心的是地理信息系统基本技术原理，特别是数据结构和算法模型、数据采集和综合、结果的视觉表达等，他们的目的主要在于开发新的算法和功能，为地理信息系统的实践应用提供实验雏形。对于后者，用户更多关心的是地理信息系统空间分析功能，注重专业模型的开发和应用。一般来说，项目地理信息系统的开发者也是最终使用者。目前，大多数科研机构和大学里的研究人员都是在这一水平上开发和应用地理信息系统。项目地理信息系统的用户往往处于地理信息系统技术发展和应用领域的前沿。
2）部门地理信息系统
部门地理信息系统应用于一个机构的某个部门，如国土局地政处使用的土地管理信息系统。部门地理信息系统的主要特征，是建立了一个长期稳定运行的系统，以处理日常事务。数据库、模型及应用程序在不断的积累和更新，系统开发人员与操作人员已明显区分开。系统已成为处理日常工作的重要工具，但处理的任务是结构化的。系统的类型属于事务处理系统和管理信息系统，系统处理的信息主要是行业部门内部的，所应用的地理信息系统技术主要是地理信息系统数据库技术及确定型模型。部门地理信息系统是地理信息系统应用初期阶段的产物，而地理信息系统应用发展的趋势是企业化地理信息系统和社会化地理信息系统。