GIS軟件工程概述

GIS軟件工程概述GIS軟件工程概述GIS軟件工程概述教學(xué)目的和課程內(nèi)容教學(xué)目的 根據(jù)培養(yǎng)基層應(yīng)用型人才的需要，本課程的目的與任務(wù)是使學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，了解軟件工程開(kāi)發(fā)和維護(hù)的一般過(guò)程，掌握軟件開(kāi)發(fā)的傳統(tǒng)方法和最新方法，為更深入地學(xué)習(xí)和今后從事GIS軟件工程實(shí)踐打下良好的根底。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第1頁(yè)。教學(xué)目的和課程內(nèi)容教學(xué)目的 根據(jù)培養(yǎng)基層應(yīng)用型人才的需要，本課程的目的與任務(wù)是使學(xué)生通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，了解軟件工程開(kāi)發(fā)和維護(hù)的一般過(guò)程，掌握軟件開(kāi)發(fā)的傳統(tǒng)方法和最新方法，為更深入地學(xué)習(xí)和今后從事GIS軟件工程實(shí)踐打下良好的根底。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第2頁(yè)。第7章GIS軟件工程的設(shè)計(jì)方法第8章GIS軟件工程的實(shí)施與測(cè)試

第9章GIS軟件維護(hù)工程

第10章GIS軟件工程管理

第11章GIS軟件工程環(huán)境

第12章面向效勞的軟件工程第5章GIS軟件工程的總體設(shè)計(jì)

第4章GIS軟件工程的分析方法

第1章GIS軟件工程概述

第6章GIS軟件工程的詳細(xì)設(shè)計(jì)

第3章GIS軟件工程的系統(tǒng)分析第2章GIS軟件工程的可行性分析

課程內(nèi)容GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第3頁(yè)。第1章GIS軟件工程概述

根本內(nèi)容 軟件工程的問(wèn)題與特色，軟件生存周期模型，GIS軟件工程生存周期。教學(xué)要求： 重點(diǎn)掌握瀑布模型、GIS軟件工程生存周期各階段的任務(wù)。重點(diǎn)： 軟件工程的定義和軟件生存周期模型。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第4頁(yè)。1.1.1GIS軟件的特點(diǎn)

在存儲(chǔ)技術(shù)上，空間數(shù)據(jù)庫(kù)與屬性數(shù)據(jù)庫(kù)相別離。在數(shù)據(jù)組織與處理模式上，基于地圖處理的模式，空間數(shù)據(jù)處于“尺度割裂〞狀態(tài)。在網(wǎng)絡(luò)和分布式環(huán)境下系統(tǒng)組成采用靜態(tài)方式處理。在空間數(shù)據(jù)管理范圍方面能有效地處理二維空間數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)和功能共享方面實(shí)現(xiàn)有縫的數(shù)據(jù)共享。1.1GIS軟件工程GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第5頁(yè)。1.1.2GIS軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的問(wèn)題 軟件危機(jī)是指在計(jì)算機(jī)軟件的開(kāi)發(fā)和維護(hù)過(guò)程中所遇到的一系列嚴(yán)重問(wèn)題。這些問(wèn)題絕不僅僅是GIS軟件才具有的，實(shí)際上，幾乎所有軟件都不同程度地存在這些問(wèn)題. 具體來(lái)說(shuō)，GIS軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中的問(wèn)題主要有以下一些典型表現(xiàn)： 1.對(duì)軟件開(kāi)發(fā)本錢(qián)和進(jìn)度的估計(jì)常常很不準(zhǔn)確。 2.用戶(hù)對(duì)“已完成的〞軟件系統(tǒng)不滿(mǎn)意的現(xiàn)象經(jīng)常發(fā)生。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第6頁(yè)。 3.軟件常常是不可維護(hù)的。 4.軟件產(chǎn)品的質(zhì)量往往靠不住。 5.數(shù)據(jù)工程量特別大。 6.軟件開(kāi)發(fā)生產(chǎn)率提高的速度，既跟不上硬件的開(kāi)展速度，也遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上計(jì)算機(jī)應(yīng)用迅速普及深入的趨勢(shì)。 7.軟件可重用性差。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第7頁(yè)。1.1.3GIS軟件開(kāi)發(fā)問(wèn)題的原因分析 在軟件開(kāi)發(fā)和維護(hù)的過(guò)程中存在這么多嚴(yán)重問(wèn)題，一方面與軟件本身的特點(diǎn)有關(guān)，另一方面也和軟件開(kāi)發(fā)與維護(hù)的方法不正確有關(guān)。 1.軟件的規(guī)模越來(lái)越大，構(gòu)造越來(lái)越復(fù)雜。 2.軟件開(kāi)發(fā)的管理困難。 3.軟件開(kāi)發(fā)費(fèi)用不斷增加。 4.軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)落后。 5.生產(chǎn)方式落后。 6.生產(chǎn)工具落后。 7.GIS軟件更新變化快，引起開(kāi)展過(guò)程中的銜接問(wèn)題。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第8頁(yè)。圖引入同一變動(dòng)付出的代價(jià)隨時(shí)間變化的趨勢(shì)GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第9頁(yè)。1.1.4GIS軟件工程軟件工程的定義 軟件是計(jì)算機(jī)程序、方法、規(guī)那么、相關(guān)的文檔資料以及計(jì)算機(jī)上運(yùn)行時(shí)所必需的數(shù)據(jù)。 軟件工程是開(kāi)發(fā)、運(yùn)行、維護(hù)和修復(fù)軟件的系統(tǒng)方法。 GIS軟件工程就是遵循一般軟件開(kāi)發(fā)的工程化原理和方法，并照顧到GIS軟件開(kāi)發(fā)的特殊規(guī)律和要求，對(duì)GIS軟件從可行性研究、需求分析、總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、軟件編制、軟件測(cè)試、直到軟件維護(hù)的各個(gè)階段進(jìn)展工程化標(biāo)準(zhǔn)的一門(mén)技術(shù)。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第10頁(yè)。工程的性質(zhì) 軟件工程是涉及計(jì)算機(jī)科學(xué)、工程科學(xué)、數(shù)學(xué)等領(lǐng)域的一門(mén)綜合性的穿插學(xué)科。 1.軟件工程用工程科學(xué)中的觀點(diǎn)來(lái)進(jìn)展費(fèi)用估算、制定進(jìn)度、制定方案和方案。 2.軟件工程用管理科學(xué)中的方法和原理進(jìn)展軟件生產(chǎn)的管理。 3.軟件工程用數(shù)學(xué)的方法建立軟件開(kāi)發(fā)中的各種模型和各種算法。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第11頁(yè)。工程的目標(biāo) 軟件工程采用工程的概念、原理、技術(shù)和方法來(lái)開(kāi)發(fā)與維護(hù)軟件，把經(jīng)過(guò)時(shí)間考驗(yàn)而證明正確的管理技術(shù)和當(dāng)前能夠得到的最好的技術(shù)方法結(jié)合起來(lái)，以經(jīng)濟(jì)地開(kāi)發(fā)出高質(zhì)量的軟件并有效地維護(hù)它，并最終希望得到工程的成功。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第12頁(yè)。軟件工程的內(nèi)容 軟件工程的內(nèi)容指軟件開(kāi)發(fā)技術(shù)和軟件開(kāi)發(fā)管理兩個(gè)方面；GIS軟件工程的內(nèi)容按開(kāi)發(fā)順序包括前期工程、設(shè)計(jì)工程、數(shù)據(jù)工程、工程實(shí)施和維護(hù)工程五個(gè)階段。 軟件工程包括三個(gè)要素，方法、工具和過(guò)程。其中，方法是完成軟件開(kāi)發(fā)的各項(xiàng)任務(wù)的技術(shù)方法，答復(fù)“如何做〞的問(wèn)題；工具是為方法的運(yùn)用提供自動(dòng)的或半自動(dòng)的軟件支撐環(huán)境；過(guò)程是為了獲得高質(zhì)量的軟件所需要完成的一系列任務(wù)的框架，它規(guī)定了完成各項(xiàng)任務(wù)的工作步驟。 目前使用得最廣泛的軟件工程方法學(xué)，分別是傳統(tǒng)方法學(xué)和面向?qū)ο蠓椒▽W(xué)。

GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第13頁(yè)。1.1.5GIS軟件工程的特色 GIS是基于空間數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)，與此對(duì)應(yīng)，GIS軟件工程具有如下特點(diǎn)：系統(tǒng)復(fù)雜度大數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中具有特別地位系統(tǒng)表達(dá)方式復(fù)雜系統(tǒng)更新速度快系統(tǒng)維護(hù)工作量大易操作性要求高GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第14頁(yè)。數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中具有特別地位 數(shù)據(jù)被稱(chēng)為GIS的“核心〞和“血液〞，在系統(tǒng)投資中，數(shù)據(jù)、硬件、軟件的比例一般高達(dá)8:1:1。 在數(shù)據(jù)準(zhǔn)備方面應(yīng)注意：系統(tǒng)復(fù)雜度大 相關(guān)因素：

1.交付的文檔的質(zhì)量和數(shù)量

2.軟件的微觀復(fù)雜度

3.軟件的宏觀復(fù)雜度GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第15頁(yè)。系統(tǒng)表達(dá)方式復(fù)雜 GIS的復(fù)雜性表現(xiàn)在： 包括文本、空間、多媒體和遙感遙測(cè)的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)。系統(tǒng)更新速度快 我國(guó)從20世紀(jì)80年代開(kāi)場(chǎng)GIS的建立，經(jīng)歷了工程型GIS、管理型GIS、社會(huì)型GIS等。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第16頁(yè)。系統(tǒng)維護(hù)工作量大 為確保系統(tǒng)的長(zhǎng)期開(kāi)展，一方面要求長(zhǎng)期的投資，另一方面在系統(tǒng)設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，要堅(jiān)持“總體規(guī)劃、分步實(shí)施、靈活調(diào)整、急用先行〞的設(shè)計(jì)原那么。易操作性要求高 GIS功能復(fù)雜，系統(tǒng)應(yīng)該通過(guò)良好的工作界面引導(dǎo)用戶(hù)來(lái)完成操作，同時(shí)必需保證數(shù)據(jù)的平安性。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第17頁(yè)。1.2軟件生成周期模型1.2.1概述

模型是為了理解事務(wù)而對(duì)事務(wù)作出的一種抽象。 軟件生成周期模型是描述軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中各種活動(dòng)如何執(zhí)行的模型。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第18頁(yè)。1.2.2瀑布模型

在20世紀(jì)80年代之前，瀑布模型一直是唯一被廣泛采用的生命周期模型，現(xiàn)在它仍然是軟件工程中應(yīng)用得最廣泛的過(guò)程模型。圖所示為傳統(tǒng)的瀑布模型。按照傳統(tǒng)的瀑布模型來(lái)開(kāi)發(fā)軟件，有如下幾個(gè)特點(diǎn)：

(1)階段間具有順序性和依賴(lài)性

(2)推遲實(shí)現(xiàn)的觀點(diǎn)清楚地區(qū)分邏輯設(shè)計(jì)與物理設(shè)計(jì)，盡可能推遲程序的物理實(shí)現(xiàn)，是按照瀑布模型開(kāi)發(fā)軟件的一條重要的指導(dǎo)思想。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第19頁(yè)。

圖1.2傳統(tǒng)的瀑布模型

GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第20頁(yè)。 (3)質(zhì)量保證的觀點(diǎn) ·以文檔形式驅(qū)動(dòng)，每個(gè)階段都必須完成規(guī)定的文檔，沒(méi)有交出合格的文檔就是沒(méi)有完成該階段的任務(wù)。 ·以里程碑開(kāi)發(fā)原那么為根底，每個(gè)階段完畢前都要對(duì)所完成的文檔進(jìn)展評(píng)審，以便盡早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，改正錯(cuò)誤。 實(shí)際的瀑布模型是帶“反響環(huán)〞的，如圖2.2所示(圖中實(shí)線箭頭表示開(kāi)發(fā)過(guò)程，虛線箭頭表示維護(hù)過(guò)程)。當(dāng)在后面階段發(fā)現(xiàn)前面階段的錯(cuò)誤時(shí)，需要沿圖中左側(cè)的反響線返回前面的階段，修正前面階段的產(chǎn)品之后再回來(lái)繼續(xù)完成后面階段的任務(wù)。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第21頁(yè)。圖1.3實(shí)際的瀑布模型GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第22頁(yè)。瀑布模型的局限性 瀑布模型是一種，理想的線性開(kāi)發(fā)模型，缺乏靈活性，無(wú)法解決軟件需求不明確或不準(zhǔn)確的問(wèn)題。 1.不能保證工程每個(gè)階段都是正確的。 2.通信中的誤解無(wú)法防止。 3.用戶(hù)的新要求和環(huán)境的變化需要系統(tǒng)隨之改變。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第23頁(yè)。增量模型 增量模型也稱(chēng)為漸增模型，如圖2.4所示。使用增量模型開(kāi)發(fā)軟件時(shí)，把軟件產(chǎn)品作為一系列的增量構(gòu)件來(lái)設(shè)計(jì)、編碼、集成和測(cè)試。每個(gè)構(gòu)件由多個(gè)相互作用的模塊構(gòu)成，并且能夠完成特定的功能。使用增量模型時(shí)，第一個(gè)增量構(gòu)件往往實(shí)現(xiàn)軟件的根本需求，提供最核心的功能。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第24頁(yè)。圖增量模型GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第25頁(yè)。圖1.5風(fēng)險(xiǎn)更大的增量模型GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第26頁(yè)。螺旋模型 軟件開(kāi)發(fā)幾乎總要冒一定風(fēng)險(xiǎn)，因此，在軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中必須及時(shí)識(shí)別和分析風(fēng)險(xiǎn)，并且采取適當(dāng)措施以消除或減少風(fēng)險(xiǎn)的危害。 螺旋模型的根本思想是，使用原型及其他方法來(lái)盡量降低風(fēng)險(xiǎn)。理解這種模型的一個(gè)簡(jiǎn)便方法，是把它看作在每個(gè)階段之前都增加了風(fēng)險(xiǎn)分析過(guò)程的快速原型模型，如圖1.6所示。 完整的螺旋模型如圖1.7所示。圖中帶箭頭的點(diǎn)劃線的長(zhǎng)度代表當(dāng)前累計(jì)的開(kāi)發(fā)費(fèi)用，螺線旋過(guò)的角度值代表開(kāi)發(fā)進(jìn)度。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第27頁(yè)。圖1.6簡(jiǎn)化的螺旋模型GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第28頁(yè)。圖1.7完整的螺旋模型GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第29頁(yè)。1.2.5噴泉模型 迭代是軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程中普遍存在的一種內(nèi)在屬性。經(jīng)歷說(shuō)明，軟件過(guò)程各個(gè)階段之間的迭代或一個(gè)階段內(nèi)各個(gè)工作步驟之間的迭代，在面向?qū)ο蠓缎椭斜仍跇?gòu)造化范型中更常見(jiàn)。圖1.8所示的噴泉模型是典型的面向?qū)ο笊芷谀Ｐ汀！皣娙曔@個(gè)詞表達(dá)了面向?qū)ο筌浖_(kāi)發(fā)過(guò)程迭代和無(wú)縫的特性。為防止使用噴泉模型開(kāi)發(fā)軟件時(shí)開(kāi)發(fā)過(guò)程過(guò)分無(wú)序，應(yīng)該把一個(gè)線性過(guò)程(例如，快速原型模型或圖1.8中的中心垂線)作為總目標(biāo)。但是，同時(shí)也應(yīng)該記住，面向?qū)ο竽Ｐ捅旧硪蠼?jīng)常對(duì)開(kāi)發(fā)活動(dòng)進(jìn)展迭代或求精。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第30頁(yè)。圖1.8噴泉模型GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第31頁(yè)。 智能模型是基于知識(shí)的軟件開(kāi)發(fā)模型，它綜合了上述假設(shè)干模型，并把專(zhuān)家系統(tǒng)結(jié)合在一起。該模型應(yīng)用基于規(guī)那么的系統(tǒng)。1.2.6智能模型GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第32頁(yè)?？焖僭湍Ｐ?/p>

所謂快速原型是快速建立起來(lái)的可以在計(jì)算機(jī)上運(yùn)行的程序，它所能完成的功能往往是最終產(chǎn)品能完成的功能的一個(gè)子集。如圖所示(圖中實(shí)線箭頭表示開(kāi)發(fā)過(guò)程，虛線箭頭表示維護(hù)過(guò)程)，快速原型模型的第一步是快速建立一個(gè)能反映用戶(hù)主要需求的原型系統(tǒng)，讓用戶(hù)在計(jì)算機(jī)上試用它，通過(guò)實(shí)踐來(lái)了解目標(biāo)系統(tǒng)的概貌。通常，用戶(hù)試用原型系統(tǒng)之后會(huì)提出許多修改意見(jiàn)，開(kāi)發(fā)人員按照用戶(hù)的意見(jiàn)快速地修改原型系統(tǒng)，然后再次請(qǐng)用戶(hù)試用……。一旦用戶(hù)認(rèn)為這個(gè)原型系統(tǒng)確實(shí)能做他們所需要的工作，開(kāi)發(fā)人員便可據(jù)此書(shū)寫(xiě)規(guī)格說(shuō)明文檔，根據(jù)這份文檔開(kāi)發(fā)出的軟件可以滿(mǎn)足用戶(hù)的真實(shí)需求。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第33頁(yè)。圖快速原型模型GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第34頁(yè)?？焖僭偷谋举|(zhì)是“快速〞。開(kāi)發(fā)人員應(yīng)該盡可能快地建造出原型系統(tǒng)，以加速軟件開(kāi)發(fā)過(guò)程，節(jié)約軟件開(kāi)發(fā)本錢(qián)。原型的用途是獲知用戶(hù)的真正需求，一旦需求確定了，原型將被拋棄。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第35頁(yè)。 GIS軟件工程的生存周期指一個(gè)GIS軟件從提出開(kāi)發(fā)要求開(kāi)場(chǎng)直到該軟件報(bào)廢為止的整個(gè)時(shí)期。 GIS軟件工程整個(gè)生存周期劃分為四個(gè)階段：系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)實(shí)施、系統(tǒng)評(píng)價(jià)及維護(hù)。 GIS軟件工程整個(gè)生存周期按工程化的思想可劃分為五個(gè)階段：前期工程、設(shè)計(jì)工程、數(shù)據(jù)工程、工程實(shí)施、維護(hù)工程。1.3GIS軟件工程的生存周期GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第36頁(yè)。 前期工程包括工程調(diào)研、可行性研究、制定工程方案、需求分析等子階段。 通過(guò)走訪、交談、函件往來(lái)、資料檢索等方式對(duì)相關(guān)工程進(jìn)展調(diào)研，為擬開(kāi)展的軟件工程工程提供有價(jià)值的參考資料。 可行性研究階段必須答復(fù)的問(wèn)題是：“要解決的問(wèn)題是什么，是否有行得通的解決方法〞。1.3.1前期工程GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第37頁(yè)。 根據(jù)開(kāi)發(fā)工程的目標(biāo)、功能、性質(zhì)及規(guī)模，估計(jì)工程需要的軟、硬件和開(kāi)發(fā)人員等資源，估算軟件開(kāi)發(fā)費(fèi)用，估計(jì)開(kāi)發(fā)進(jìn)度，制定完成任務(wù)的實(shí)施方案。 這個(gè)階段的任務(wù)仍然不是具體地解決客戶(hù)的問(wèn)題，而是準(zhǔn)確地答復(fù)“目標(biāo)系統(tǒng)必須做什么〞這個(gè)問(wèn)題。這個(gè)階段的另外一項(xiàng)重要任務(wù)，是用正式文檔準(zhǔn)確地記錄對(duì)目標(biāo)系統(tǒng)的需求，這份文檔通常稱(chēng)為規(guī)格說(shuō)明(specification)。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第38頁(yè)。1.3.2設(shè)計(jì)工程 設(shè)計(jì)工程包括總體設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、模型設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)等子階段。 總體設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)軟件的構(gòu)造，包括模塊組成、模塊的層次構(gòu)造、模塊的調(diào)用關(guān)系、各模塊的功能。 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是指把現(xiàn)實(shí)世界中一定范圍內(nèi)存在的應(yīng)用處理和數(shù)據(jù)抽象成一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的具體構(gòu)造的過(guò)程。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第39頁(yè)。

應(yīng)用模型設(shè)計(jì)是針對(duì)擬開(kāi)發(fā)領(lǐng)域的特殊技術(shù)要求，運(yùn)用并分析該領(lǐng)域的應(yīng)用模型，設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)該模型的技術(shù)方法。 詳細(xì)設(shè)計(jì)階段是為每個(gè)模塊完成的功能進(jìn)展具體描述，要把功能描述轉(zhuǎn)變?yōu)闇?zhǔn)確的、構(gòu)造化的過(guò)程描述。 這個(gè)階段的任務(wù)還不是編寫(xiě)程序，而是設(shè)計(jì)出程序的詳細(xì)規(guī)格說(shuō)明。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第40頁(yè)。1.3.3數(shù)據(jù)工程 數(shù)據(jù)工程包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等子階段。 通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理，才能獲得凈化的數(shù)據(jù)文件，使采集的數(shù)據(jù)符合標(biāo)準(zhǔn)化標(biāo)準(zhǔn)。 數(shù)據(jù)采集就是將圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)輸入到地理數(shù)據(jù)庫(kù)中。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第41頁(yè)。

2.數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集包括野外數(shù)據(jù)采集、圖形數(shù)據(jù)采集、屬性數(shù)據(jù)采集、圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的連接。 野外數(shù)據(jù)采集的方法：GPS方法攝影測(cè)量方法 測(cè)量法 圖形數(shù)據(jù)采集的方式：手扶跟蹤數(shù)字化 掃描數(shù)字化GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第42頁(yè)。 數(shù)據(jù)處理包括： 格式轉(zhuǎn)換 圖形單元的修改與增刪 圖幅拼接 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換 幾何糾正 數(shù)據(jù)編輯處理 拓?fù)錁?gòu)造 拓?fù)潢P(guān)系的自動(dòng)生成GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第43頁(yè)。1.3.4工程實(shí)施 工程實(shí)施包括程序編制、測(cè)試、試運(yùn)行等子階段。 這個(gè)階段的關(guān)鍵任務(wù)是寫(xiě)出正確的容易理解、容易維護(hù)的程序模塊。 測(cè)試方式是在設(shè)計(jì)測(cè)試用例的根底上檢驗(yàn)軟件的各個(gè)組成局部。測(cè)試分為模塊測(cè)試、組裝測(cè)試、確認(rèn)測(cè)試。 試運(yùn)行是保證最終交付給用戶(hù)的軟件質(zhì)量的重要手段。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第44頁(yè)。1.3.5維護(hù)工程

維護(hù)工程包括數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù)、軟硬件維護(hù)等方面。

1.數(shù)據(jù)庫(kù)維護(hù) 根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模和實(shí)際需求，建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)維護(hù)更新機(jī)制，規(guī)定系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護(hù)更新的周期，使系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)均相對(duì)地處于最新的狀態(tài)。

GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第45頁(yè)。 維護(hù)階段的關(guān)鍵任務(wù)是，通過(guò)各種必要的維護(hù)活動(dòng)使系統(tǒng)持久地滿(mǎn)足用戶(hù)的需要。 通常有四類(lèi)維護(hù)活動(dòng)：改正性維護(hù)，也就是診斷和改正在使用過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的軟件錯(cuò)誤；適應(yīng)性維護(hù)，即修改軟件以適應(yīng)環(huán)境的變化；完善性維護(hù)，即根據(jù)用戶(hù)的要求改進(jìn)或擴(kuò)大軟件使它更完善；預(yù)防性維護(hù)，即修改軟件為將來(lái)的維護(hù)活動(dòng)預(yù)先做準(zhǔn)備。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第46頁(yè)。

GIS與一般信息系統(tǒng)的區(qū)別：

1.綜合性強(qiáng)，橫跨多學(xué)科；

2.數(shù)據(jù)組織以空間數(shù)據(jù)為主；

3.面向應(yīng)用，以空間分析為主。1.4GIS軟件工程建立的主要過(guò)程GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第47頁(yè)。 按照軟件工程化方法，GIS開(kāi)發(fā)分為以下六個(gè)步驟： 3.GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)〔包括總體設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)〕1.4.1GIS軟件開(kāi)發(fā)的工程化方法GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第48頁(yè)。1.4.2GIS軟件工程的系統(tǒng)分析GIS軟件工程系統(tǒng)分析的目標(biāo)： GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第49頁(yè)。 GIS軟件工程系統(tǒng)分析的步驟： 4.把功能分配給GIS軟硬件、人、GIS數(shù)據(jù)庫(kù)和其他系統(tǒng)元素 6.生成GIS規(guī)格說(shuō)明，形成所有后續(xù)GIS工程的根底GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第50頁(yè)。GIS軟件工程的可行性研究 GIS可行性研究包括：

GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第51頁(yè)。GIS軟件工程的可行性研究 GIS可行性研究報(bào)告的內(nèi)容：GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第52頁(yè)。GIS開(kāi)發(fā)本錢(qián)效益分析 本錢(qián)效益分析的目的是從經(jīng)濟(jì)角度評(píng)價(jià)開(kāi)發(fā)一個(gè)新的GIS工程是否可行。 本錢(qián)效益分析首先是估算待開(kāi)發(fā)GIS的本錢(qián)，然后與可能取得的效益進(jìn)展比較和權(quán)衡。GIS開(kāi)發(fā)技術(shù)分析 技術(shù)分析的內(nèi)容： 2.哪些新設(shè)備、方法、算法或者過(guò)程GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第53頁(yè)。分配與權(quán)衡 對(duì)各候選GIS的系統(tǒng)配置方案進(jìn)展評(píng)估，并將每一個(gè)GIS功能，與其必要的一些性能和接口特性一起分配給一個(gè)或多個(gè)系統(tǒng)元素〔軟硬件、數(shù)據(jù)庫(kù)、人員、文檔等〕，并據(jù)此建立AFD層次構(gòu)造模型，用以表達(dá)GIS系統(tǒng)元素之間的相互關(guān)系。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第54頁(yè)。1.4.3GIS軟件工程的需求分析 GIS軟件工程需求分析的目的是把GIS的功能和性能的總體概念描述為具體的GIS產(chǎn)品需求規(guī)格說(shuō)明；其任務(wù)是深入描述GIS的功能和性能，確定GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)的限制和GIS同其他系統(tǒng)元素的接口細(xì)節(jié)。GIS軟件工程需求分析的原那么 數(shù)據(jù)域包括： 數(shù)據(jù)流：數(shù)據(jù)通過(guò)一個(gè)GIS系統(tǒng)時(shí)的變化方式 數(shù)據(jù)內(nèi)容：數(shù)據(jù)項(xiàng) 數(shù)據(jù)構(gòu)造218：各種數(shù)據(jù)的邏輯組織GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第55頁(yè)。 2.必須按自頂向下、逐層分解22的方式對(duì)問(wèn)題進(jìn)展分解和不斷細(xì)化 分解分為橫向分解和縱向分解。 橫向分解是同一層次的分解； 縱向分解是多層次的分解GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第56頁(yè)。GIS軟件工程需求分析的過(guò)程 GIS軟件工程需求分析的內(nèi)容：對(duì)問(wèn)題的識(shí)別、分析與綜合、制定規(guī)格說(shuō)明和評(píng)審。 問(wèn)題的識(shí)別要確定對(duì)GIS的綜合要求，并提出這些要求的實(shí)現(xiàn)條件，應(yīng)到達(dá)的標(biāo)準(zhǔn)。這些需求包括： 功能需求 性能需求 環(huán)境需求 可靠性分析 平安保密要求 用戶(hù)界面需求GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第57頁(yè)。 分析方法包括： 面向數(shù)據(jù)流的構(gòu)造化分析方法〔SA〕 面向數(shù)據(jù)構(gòu)造〔JSD〕方法 面向?qū)ο蠓治龇椒ā睴OA〕 用于建立動(dòng)態(tài)模型的狀態(tài)遷移圖或Petri網(wǎng) 需求分析文檔是指軟件需求規(guī)格說(shuō)明書(shū)。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第58頁(yè)。1.4.4GIS軟件工程的系統(tǒng)設(shè)計(jì) GIS軟件工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的內(nèi)容包括數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計(jì)和過(guò)程設(shè)計(jì)。 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)側(cè)重于空間數(shù)據(jù)構(gòu)造和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)構(gòu)造的定義； 系統(tǒng)構(gòu)造設(shè)計(jì)定義GIS各主要成分之間的關(guān)系； 過(guò)程設(shè)計(jì)是把構(gòu)造成分轉(zhuǎn)換成GIS的過(guò)程性描述。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第59頁(yè)。 GIS軟件工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法包括構(gòu)造化設(shè)計(jì)方法、原型化設(shè)計(jì)方法和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法。構(gòu)造化設(shè)計(jì)方法 構(gòu)造化設(shè)計(jì)方法是基于模塊化、自頂向下逐層細(xì)化、構(gòu)造化程序設(shè)計(jì)等程序設(shè)計(jì)技術(shù)根底上開(kāi)展起來(lái)的，該方法的要點(diǎn)： 1.首先研究、分析數(shù)據(jù)流圖，從GIS的需求規(guī)格說(shuō)明中弄清數(shù)據(jù)流加工的過(guò)程； 2.根據(jù)數(shù)據(jù)流圖決定問(wèn)題的類(lèi)型； 3.由數(shù)據(jù)流圖推導(dǎo)出GIS的初始構(gòu)造圖； 4.利用一些調(diào)控性原那么來(lái)改進(jìn)GIS的初始構(gòu)造圖，直到得到符合要求的構(gòu)造圖為止； 5.修改和補(bǔ)充數(shù)據(jù)詞典； 6.制定測(cè)試方案。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第60頁(yè)。 GIS軟件工程系統(tǒng)設(shè)計(jì)的方法包括構(gòu)造化設(shè)計(jì)方法、原型化設(shè)計(jì)方法和面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法。原型化設(shè)計(jì)方法 原型是指模擬某種產(chǎn)品的原始模型。 原型化設(shè)計(jì)方法的優(yōu)點(diǎn)： 1.增進(jìn)GIS開(kāi)發(fā)人員和GIS用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)效勞需求的理解，使比較模糊的具有不確定性的GIS需求明確化； 2.用戶(hù)可以親身體驗(yàn)早期的開(kāi)發(fā)過(guò)程，獲得關(guān)于GIS系統(tǒng)的專(zhuān)門(mén)知識(shí)； 3.可以容易地確定GIS的性能，確認(rèn)各項(xiàng)主要系統(tǒng)效勞的可應(yīng)用性，確認(rèn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性和系統(tǒng)作為產(chǎn)品的結(jié)果； 4.原型經(jīng)過(guò)略加修改可成為系統(tǒng)的一個(gè)組成局部。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第61頁(yè)。面向?qū)ο笤O(shè)計(jì)方法 根本概念： 1.對(duì)象是客觀世界實(shí)體的抽象描述，由信息〔數(shù)據(jù)〕和對(duì)數(shù)據(jù)的操作組合而成； 2.類(lèi)是多個(gè)相似對(duì)象共同特性的描述； 3.消息是對(duì)象之間通信的手段，是對(duì)象之間相互請(qǐng)求或相互協(xié)作的途徑，它用來(lái)指示對(duì)象的操作； 4.方法是對(duì)象接收到信息后應(yīng)采取的行動(dòng)序列的描述； 5.繼承是一種現(xiàn)實(shí)世界中對(duì)象之間獨(dú)特的關(guān)系，它使得某類(lèi)對(duì)象可以繼承另一類(lèi)對(duì)象的特征和能力； 6.持久性是指數(shù)據(jù)能在進(jìn)程或操作中存在，并且能在下一個(gè)進(jìn)程或操作中重新使用的能力。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第62頁(yè)。構(gòu)造化程序設(shè)計(jì) 構(gòu)造化程序設(shè)計(jì)的三種根本控制構(gòu)造： 3.重復(fù)〔循環(huán)〕構(gòu)造1.4.5GIS軟件工程的編碼設(shè)計(jì)GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第63頁(yè)。

圖1.10三種根本的控制構(gòu)造(a)順序構(gòu)造，先執(zhí)行A再執(zhí)行B；(b)IF-THEN-ELSE型選擇(分支)構(gòu)造；(c)DO-WHILE型循環(huán)構(gòu)造GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第64頁(yè)。 構(gòu)造化程序設(shè)計(jì)的主要原理： 1.使用程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言中的順序、選擇、重復(fù)等根本控制構(gòu)造表示程序和邏輯構(gòu)造； 2.選用的控制構(gòu)造只允許有一個(gè)入口和出口； 3.程序由容易識(shí)別的塊組成，每個(gè)塊只有一個(gè)出口和入口； 4.復(fù)雜構(gòu)造應(yīng)該用根本控制構(gòu)造進(jìn)展組合嵌套來(lái)實(shí)現(xiàn)； 5.嚴(yán)格控制使用GOTO語(yǔ)句。GIS軟件工程概述全文共74頁(yè)，當(dāng)前為第65頁(yè)。 程序設(shè)計(jì)自頂向下，逐步求精方法的優(yōu)點(diǎn)： 1.