[精选]9 GIS软件工程技术.pptx

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1、GISGIS的开发建设和应用是一项系统工程，涉的开发建设和应用是一项系统工程，涉及到系统的最优设计、最优控制运行、最优管理，及到系统的最优设计、最优控制运行、最优管理，以及人、财、物资源的合理投入、配置和组织等以及人、财、物资源的合理投入、配置和组织等诸多复杂问题。需要运用系统工程、软件工程等诸多复杂问题。需要运用系统工程、软件工程等的原理和方法，结合空间信息系统的特点进行实的原理和方法，结合空间信息系统的特点进行实施建设。施建设。1软件工程简介软件工程简介 计算机软件工程是一类求解的工程。它应用计算机科学、计算机软件工程是一类求解的工程。它应用计算机科学、数学及管理科学等原理，借鉴传统工程的

2、原则、方法，创立软件数学及管理科学等原理，借鉴传统工程的原则、方法，创立软件以到达提高质量，降低成本的目的。其中，计算机科学、数学应以到达提高质量，降低成本的目的。其中，计算机科学、数学应用于构造模型与算法，工程科学用于制定标准、设计范型，评估用于构造模型与算法，工程科学用于制定标准、设计范型，评估成本及确定权衡，管理科学用于方案、资源、质量、成本等管成本及确定权衡，管理科学用于方案、资源、质量、成本等管理。从学科角度来看，软件工程是一门指导计算机软件开发和维理。从学科角度来看，软件工程是一门指导计算机软件开发和维护的工程学科。护的工程学科。一一、基本概念、基本概念软件工程框架王立福 软件工程

3、的目标可概括为：软件工程的目标可概括为：“生产具有正确性、可用生产具有正确性、可用性以及开销合宜的产品，其活动包括需求、设计、实性以及开销合宜的产品，其活动包括需求、设计、实现、现、确认以及支持等活动，围绕工程设计、支持以及管理。确认以及支持等活动，围绕工程设计、支持以及管理。程序、软件与软件产品程序、软件与软件产品 独唱独唱-小合唱小合唱-合唱合唱-万人大合唱万人大合唱|简单程序简单程序 较复杂程序较复杂程序 软件软件软件包括软件包括 程序：程序：按事先设计的功能和性能需求执行的指令序列。按事先设计的功能和性能需求执行的指令序列。数据：数据：是程序能正常操纵信息的数据结构。是程序能正常操纵信

4、息的数据结构。文档：文档：与程序开发、维护和使用有关的图文材料。与程序开发、维护和使用有关的图文材料。计算机应用开展计算机应用开展软件数量多软件数量多规模大规模大软件成本高软件成本高质量低质量低个体化软件开发方法个体化软件开发方法软件维护困难软件维护困难软件危机软件危机软件工程软件工程 软件开发的开展过程软件开发的开展过程二、软件危机二、软件危机软件工程的提出，是为了解决软件工程的提出，是为了解决60年代出现的软件危机。年代出现的软件危机。软件工程的研究，提出了一系列理论、原则、方法以及工软件工程的研究，提出了一系列理论、原则、方法以及工具，试图解决软件危机。具，试图解决软件危机。软件危机的定

5、义软件危机的定义计算机软件的开发和维护过程所遇到的一系列严重问题。计算机软件的开发和维护过程所遇到的一系列严重问题。l表现表现对软件开发成本和进度的估算很不准确对软件开发成本和进度的估算很不准确用户很不满意用户很不满意质量很不可靠质量很不可靠没有适当的文档没有适当的文档软件成本比重上升软件成本比重上升供不应求：软件开发生产率跟不上计算机应用迅速深入的趋势供不应求：软件开发生产率跟不上计算机应用迅速深入的趋势软件危机产生的原因软件危机产生的原因客观：软件本身特点客观：软件本身特点逻辑部件逻辑部件规模庞大规模庞大主观：不正确的开发方法主观：不正确的开发方法无视需求分析无视需求分析软件开发软件开发=

6、程序编写程序编写轻视软件维护轻视软件维护软件危机的解决途径软件危机的解决途径组织管理组织管理工程工程管理方法工程工程管理方法技术措施技术措施软件开发技术与方法软件开发技术与方法软件工具软件工具 软件工程软件工程1968年北大西洋公约组织的计算机科学家在联邦德国召年北大西洋公约组织的计算机科学家在联邦德国召开国际会议，讨论软件危机问题，在这次会议上正式提出并使开国际会议，讨论软件危机问题，在这次会议上正式提出并使用了用了“软件工程这个名词，一门新兴的工程学科就此诞生。软件工程这个名词，一门新兴的工程学科就此诞生。概括地说，概括地说，GIS GIS工程危机包含两方面的问题：如何开发工程危机包含两方

7、面的问题：如何开发软件，怎样满足对软件的日益增长的需求；如何维护数量不断软件，怎样满足对软件的日益增长的需求；如何维护数量不断膨胀的软件与数据。膨胀的软件与数据。1 1对软件开发成本和进度的估计常常很不准确。对软件开发成本和进度的估计常常很不准确。2 2用户对用户对“已完成的软件系统不满意的现象经常发生。已完成的软件系统不满意的现象经常发生。3 3软件产品的质量往往靠不住。软件产品的质量往往靠不住。4 4 软件常常是不可维护的。软件常常是不可维护的。5 5软件与数据通常没有适当的文档资料。软件与数据通常没有适当的文档资料。6 6软件与数据成本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升。软件与数据成

8、本在计算机系统总成本中所占的比例逐年上升。三、软件工程活动三、软件工程活动软件工程活动包括需求、设计、实现、确认及支持软件工程活动包括需求、设计、实现、确认及支持等，它们对应于软件开发活动的不同阶段，一般来说，等，它们对应于软件开发活动的不同阶段，一般来说，软件开发都要经历从分析设计到实现确认的过程。在每软件开发都要经历从分析设计到实现确认的过程。在每个阶段按照相应的标准进行工作，并得到该阶段的成个阶段按照相应的标准进行工作，并得到该阶段的成果，是保证整个开发活动成功的关键。果，是保证整个开发活动成功的关键。1 需求分析需求分析主要工作包括：主要工作包括：用户需求调查用户需求调查 系统目的和任

9、务系统目的和任务 数据源调查和评估数据源调查和评估评价地理信息系统的年处理工作量、数据库结构评价地理信息系统的年处理工作量、数据库结构和大小、和大小、GIS的效劳范围、输出形式和质量等。的效劳范围、输出形式和质量等。系统的支持状况系统的支持状况2 系统设计系统设计 系统设计的任务是将系统分析阶段提出的逻辑模系统设计的任务是将系统分析阶段提出的逻辑模型转化为相应的物理模型，其设计的内容随系统的目型转化为相应的物理模型，其设计的内容随系统的目标、数据的性质和系统的不同而有很大的差异。一般标、数据的性质和系统的不同而有很大的差异。一般而言，首先应根据系统研制的目标，确定系统必须具而言，首先应根据系统

10、研制的目标，确定系统必须具备的空间操作功能，称为功能设计；其次是数据分类备的空间操作功能，称为功能设计；其次是数据分类和编码，完成空间数据的存储和管理，称为数据设和编码，完成空间数据的存储和管理，称为数据设计；最后是系统的建模和产品的输出，称为应用设计；最后是系统的建模和产品的输出，称为应用设计。系统设计是地理信息系统整个研制工作的核心。计。系统设计是地理信息系统整个研制工作的核心。不但要完成逻辑模型所规定的任务，而且要使所设计不但要完成逻辑模型所规定的任务，而且要使所设计的系统到达优化。的系统到达优化。3 实现阶段实现阶段 在软件实现阶段，要将设计的结果变换成程序在软件实现阶段，要将设计的结

11、果变换成程序设计语言编写的程序。在实现阶段，首先要确定程设计语言编写的程序。在实现阶段，首先要确定程序设计语言，其影响因素包括：开发人员对语言的序设计语言，其影响因素包括：开发人员对语言的熟悉程度，语言的可移植性，编译程序的效率，编熟悉程度，语言的可移植性，编译程序的效率，编译工具的支持等等。译工具的支持等等。4 确认活动确认活动确认活动贯穿于软件开发活动的时钟，但系统完成后的确认活动贯穿于软件开发活动的时钟，但系统完成后的软件测试是主要确实认活动。软件测试是指按照特定规软件测试是主要确实认活动。软件测试是指按照特定规程，发现软件错误的过程。程，发现软件错误的过程。结合用户要求完成的任务，选择

12、小块实验区结合用户要求完成的任务，选择小块实验区或者用模或者用模拟数据拟数据对系统的各个局部、各种功能进行全面试验。对系统的各个局部、各种功能进行全面试验。实验阶段不仅进一步测试各局部的工作性能，同时还实验阶段不仅进一步测试各局部的工作性能，同时还要测试各局部之间数据传送性能、处理速度和精度，保证要测试各局部之间数据传送性能、处理速度和精度，保证所建立的系统正常工作，且各局部运行状况良好。如果发所建立的系统正常工作，且各局部运行状况良好。如果发现不正常状况，则应查清问题的原因，然后通知硬件或软现不正常状况，则应查清问题的原因，然后通知硬件或软件提供者进行适当处理。件提供者进行适当处理。5 软件

13、维护软件维护 当软件开发完成并交付用户使用后，就进入当软件开发完成并交付用户使用后，就进入运行运行/维护阶段，在运行维护阶段，在运行/维护阶段仍需要对软件维护阶段仍需要对软件进行修改，称为进行修改，称为软件维护软件维护，软件维护活动可分为：，软件维护活动可分为：1 1改正性维护改正性维护 2 2适应性维护适应性维护 3 3完善性维护完善性维护 4 4预防性维护预防性维护 四、地理信息系统的硬件配置四、地理信息系统的硬件配置包括：包括：计算机计算机工作站、微机、便携式计算机；工作站、微机、便携式计算机；数据输入设备数据输入设备数字化仪、扫描仪等；数字化仪、扫描仪等；数据输出设备数据输出设备图形终

14、端、绘图仪、打印机、图形终端、绘图仪、打印机、硬拷贝设备等；硬拷贝设备等；存贮设备存贮设备磁带机、光盘机等。磁带机、光盘机等。直到直到70年代末，各种信息系统的计算年代末，各种信息系统的计算机硬件配置系统还很简单，主要是基于机硬件配置系统还很简单，主要是基于集中式的配置，其数据存贮和处理功能集中式的配置，其数据存贮和处理功能都集中于主机上。都集中于主机上。80年代末，提出计算机主机上的处理年代末，提出计算机主机上的处理功能与数据相别离的分布式概念。功能与数据相别离的分布式概念。光盘读写器光盘读写器磁带机磁带机大容量硬盘大容量硬盘扫描仪扫描仪数字测图仪数字测图仪数字化仪数字化仪投影设备投影设备媒

15、体制作媒体制作其他设备其他设备绘图仪绘图仪打印机打印机胶片记录仪胶片记录仪网网络络网网络络工作站工作站1工作站工作站2工作站工作站3 微机微机便携式计算机便携式计算机处处理理设设备备存贮设备存贮设备输入设备输入设备输出设备输出设备效劳器效劳器地理信息系统硬件系统的配置据边馥苓地理信息系统硬件系统的配置据边馥苓操作系统软件操作系统软件是地理信息系统软件开发是地理信息系统软件开发的基础平台。的基础平台。数据输入软件数据输入软件，包括：基于矢量的地图，包括：基于矢量的地图数字化和编辑软件，基于栅格的地图数字化和编辑软件，基于栅格的地图/影影像扫描软件。像扫描软件。数据查询和分析软件。数据查询和分析软

16、件。图像处理软件。图像处理软件。网络管理软件。网络管理软件。信息输出软件。信息输出软件。五、地理信息系统的软件配置五、地理信息系统的软件配置六、地理信息系统的人员配置六、地理信息系统的人员配置地理信息系统工程经理地理信息系统工程经理/技术组技术组数据库经理数据库经理数字化操作员数字化操作员系统操作员系统操作员应用分析软件经理应用分析软件经理程序编写员程序编写员七、地理信息系统工程成功的关键七、地理信息系统工程成功的关键缺乏远见缺乏远见失败的失败的GIS缺少用户缺少用户的介入的介入缺少决策者缺少决策者的有效支持的有效支持缺少专业缺少专业知识知识缺乏长期缺乏长期规划规划缺少系统缺少系统分析分析个人

17、冲突个人冲突没有协作精神没有协作精神没有总体目标没有总体目标没有任务目标没有任务目标没有应用目标没有应用目标没有软件版本升级没有软件版本升级没有数据的更新没有数据的更新没有模型的改进没有模型的改进没有使用系统方法没有使用系统方法没有反复试验修改没有反复试验修改没有培训没有培训没有手册没有手册没有用户的参与没有用户的参与错误的选择错误的选择错误的使用错误的使用没有进行咨询没有进行咨询地理信息系统开发成功的要素构成图八、开发过程模型八、开发过程模型软件开发模型是软件开发全部过程、活动和软件开发模型是软件开发全部过程、活动和任务的结构框架。软件开发模型能够清晰、直观任务的结构框架。软件开发模型能够清

18、晰、直观的表达软件开发过程，明确规定要完成的主要活的表达软件开发过程，明确规定要完成的主要活动和任务，可以作为软件工程工作的基础。动和任务，可以作为软件工程工作的基础。q 瀑布模型瀑布模型 瀑布模型具有几个特点：瀑布模型具有几个特点：1阶段间具有顺序性和依赖性阶段间具有顺序性和依赖性2推迟实现的观点推迟实现的观点清清楚楚区区分分逻逻辑辑设设计计与与物物理理设设计计，尽尽可可能能推推迟迟程程序序的的物物理理实实现现，是是按按照照瀑瀑布布模模型型开开发发软软件的一条重要的旨导思想。件的一条重要的旨导思想。3质量保证的观点质量保证的观点第第一一，每每个个阶阶段段都都必必须须完完成成规规定定的的文文档

19、档，没没有有交交出出合合格格的的文文档档就就是是没没有有完完成成该该阶阶段段的的任任务。务。第第二二，第第个个阶阶段段结结束束前前都都要要对对所所完完成成的的文档进行评审。文档进行评审。瀑布模型八、开发过程模型八、开发过程模型系统需求系统需求软件需求软件需求需求分析需求分析设设计计编编码码测测试试运运行行q演化模型：演化模型：主要针对事先不能完主要针对事先不能完整定义需求的软件开发。用户可以先整定义需求的软件开发。用户可以先给出核心需求，当开发人员将核心需给出核心需求，当开发人员将核心需求实现后，用户提出反响意见，以支求实现后，用户提出反响意见，以支持系统的最终设计和实现。持系统的最终设计和实

20、现。q螺旋模型：螺旋模型：是在瀑布模型以及是在瀑布模型以及演化模型的基础上，参加风险演化模型的基础上，参加风险分析所建立的模型。分析所建立的模型。q喷泉模型：喷泉模型：表达了软件开发过表达了软件开发过程中所固有的迭代和无间隙的程中所固有的迭代和无间隙的特征。说明了软件开发活动需特征。说明了软件开发活动需要屡次重复。要屡次重复。喷泉模型2.GIS工程设计的基本原则工程设计的基本原则一方案管理原则：一方案管理原则：用分阶段的生命周期方案严格管理。用分阶段的生命周期方案严格管理。BoehmBoehm认为，在工程的整个生命周期应该制定并严格执行六类方案，它认为，在工程的整个生命周期应该制定并严格执行六

21、类方案，它们是工程概要方案，里程碑方案，工程控制方案，产品控制方案，验们是工程概要方案，里程碑方案，工程控制方案，产品控制方案，验证方案，运行维护方案。证方案，运行维护方案。二坚持进行阶段评审原则：二坚持进行阶段评审原则：第一，大局部错误是在第一，大局部错误是在编码之前造成的，编码之前造成的，BoehmBoehm等人的统计，设计错误占软件错误等人的统计，设计错误占软件错误的的63%63%，编码错误仅占，编码错误仅占37%37%；第二，错误发现与改正行越晚，；第二，错误发现与改正行越晚，所需付出的代价也越高。所需付出的代价也越高。三严格的产品控制原则：三严格的产品控制原则：为了保持系统各个配置成

22、为了保持系统各个配置成分的一致性，必须实行严格的产品控制，其中主要是实行分的一致性，必须实行严格的产品控制，其中主要是实行基准配置管理。所谓基准配置又称为基线配置，它们是经基准配置管理。所谓基准配置又称为基线配置，它们是经过阶段评审后的系统配置成分各个阶段产生的文档或程过阶段评审后的系统配置成分各个阶段产生的文档或程序代码。序代码。三严格的产品控制原则三严格的产品控制原则采用现代程序设计技术原则采用现代程序设计技术原则结果应能清楚地审查原则结果应能清楚地审查原则开发小组的人员应该少而精原则开发小组的人员应该少而精原则成认不断改进工程实践的必要性原则成认不断改进工程实践的必要性原则3.GIS领域

23、的体系结构和构件领域的体系结构和构件 按照应用目的，地理信息系统可以分为区域地理信息按照应用目的，地理信息系统可以分为区域地理信息系统、专题地理信息系统以及地理信息系统工具，它们共系统、专题地理信息系统以及地理信息系统工具，它们共同组成了同组成了GIS领域领域Domain。所谓领域，是指共享某种。所谓领域，是指共享某种功能性的系统或应用程序的集合，换言之，领域表现了一功能性的系统或应用程序的集合，换言之，领域表现了一组应用系统共性的方面。组应用系统共性的方面。GIS领域GIS领域体系结构：一个工作流视图 对于领域，实施对于领域，实施领域工程，得到领域领域工程，得到领域模型，并建立领域特模型，并

24、建立领域特定的软件体系结构定的软件体系结构DSSA,Domain-Specific Software Architecture。地理信息系统的核心功能包括空间数据的输入、管理、地理信息系统的核心功能包括空间数据的输入、管理、分析以及表现，并且这些功能形成了一个比较完全的数据处分析以及表现，并且这些功能形成了一个比较完全的数据处理流程，考虑到与遥感以及全球定位系统的结合，形成如上理流程，考虑到与遥感以及全球定位系统的结合，形成如上的系统结构如上图。的系统结构如上图。构构件件技技术术标标准准：OMGOMG对对象象管管理理组组织织的的CORBACORBA公公共共请请求求对对象象代代理理体体系系结结构

25、构-mon mon object object request request broker broker architecturearchitecture和和MicrosoftMicrosoft的的OLE/OLE/D /D 技术。技术。COBRACOBRA定定义义了了一一个个带带有有开开放放软软总总线线的的分分布布式式结结构构，在在这这一一结结构构中中，来来自自不不同同厂厂商商、运运行行于于不不同同操操作作系系统统上上的的对对象象，能能够够进进行行互互操操作作。CORBACORBA对对象象的的互互相相通通信信通通过过对对象象请请求求代代理理ORBORB，Object Object Reque

26、st Request BrokerBroker为为中中介介，可可以以在在多多种种流流行行网网络络通通信信协协议议上上实实现现。接接口口描描述述语语言言IDLIDL，Interface Interface Description Description LanguageLanguage用用于于描描述述对对象象接接口口，它它与与语语言言无无关关，使使得得所所有有CORBACORBA对象以一致的方式被描述。对象以一致的方式被描述。MicrosoftMicrosoft的的D D 分分布布式式对对象象构构件件模模型型，Distributed Distributed ponent ponent Objec

27、t Object ModelModel技技术术是是对对原原有有的的 技技术术的的扩扩展展，以以支支持持在在网网络络上上不不同同计计算算机机的的对对象象之之间间的的通通信信。定定义义了了接接口口的的二二进进制制标标准准，包包括括接接口口交交互互、管管理理对对象象及及其其资资源源等等等等。而而D D 通通过过增增加加网网络络协协议议的的支支持持，使使得得对对象象可可以以通通过过网网络络互互操操作作。D D 技技术术很很好好的的支支持持复复用用，位位置置独独立立，可可扩扩展展等等，并并且且其其执执行性能较好，目前被基于行性能较好，目前被基于WindowsWindows平台的软件开发商平台的软件开发商

28、所广泛支持。所广泛支持。4.GIS工程的生命周期方法学工程的生命周期方法学GIS工程采用的生命周期方法学就是从时工程采用的生命周期方法学就是从时间角度对软件开发和维护的复杂问题进行分间角度对软件开发和维护的复杂问题进行分解，把软件生成的漫长周期依次划分为假设干个解，把软件生成的漫长周期依次划分为假设干个阶段，每个阶段有相对独立的任务，然后逐步阶段，每个阶段有相对独立的任务，然后逐步完成每个阶段的任务。完成每个阶段的任务。详细设计详细设计编码与单元测试编码与单元测试综合测试综合测试 软件测试软件测试软件错误的积累和放大效应瀑布模型软件维护软件维护 问题定义问题定义可行性研究可行性研究需求分析需求

29、分析总体设计总体设计1问题定义问题定义问题定义阶段必须答复的关键问题是：问题定义阶段必须答复的关键问题是：“要解要解决的问题是什么？决的问题是什么？问题定义阶段的工作，系统分析员应该提出关问题定义阶段的工作，系统分析员应该提出关于问题性质、工程目标和规模的书面报告。于问题性质、工程目标和规模的书面报告。问题定义阶段是生命周期中最简短的阶段一问题定义阶段是生命周期中最简短的阶段一般只需要一天甚至更少的时间。般只需要一天甚至更少的时间。2 可行性研究可行性研究 这个阶段要答复的关键问题是：这个阶段要答复的关键问题是：“对于上一个阶段所确对于上一个阶段所确定的问题有可行的解决方法或值得做吗？可行性研

30、究比较简定的问题有可行的解决方法或值得做吗？可行性研究比较简短，这个阶段的任务不是具体解决问题，而是研究问题的范短，这个阶段的任务不是具体解决问题，而是研究问题的范围，探索这个问题是否值得去解，是否有可行的解决方法。围，探索这个问题是否值得去解，是否有可行的解决方法。在问题定义阶段提出的对工程目标和规模的报告通常比在问题定义阶段提出的对工程目标和规模的报告通常比较模糊。可行性研究应该导出系统的高层逻辑模型通常用较模糊。可行性研究应该导出系统的高层逻辑模型通常用数据流图表示，并且在此基础上更准确、更具体地确定工数据流图表示，并且在此基础上更准确、更具体地确定工程规模和目标。然后分析员更准确地估计

31、系统的成本和效程规模和目标。然后分析员更准确地估计系统的成本和效益，对建议的系统进行仔细的成本益，对建议的系统进行仔细的成本/效益分析是这个阶段的主效益分析是这个阶段的主要任务之一。要任务之一。可行性研究的结果是使用部门负责人决定是否进行这项可行性研究的结果是使用部门负责人决定是否进行这项工程的重要依据。工程的重要依据。可行性研究阶段的工作主要包括：可行性研究阶段的工作主要包括：1 1、用户需求调查。从上至下调查目前和将来开展业务上需要、用户需求调查。从上至下调查目前和将来开展业务上需要些什么信息及今后的设想与建议；从下自上调查所需要的些什么信息及今后的设想与建议；从下自上调查所需要的数据和所

32、采用的处理手段。数据和所采用的处理手段。2 2、系统目的和任务：、系统目的和任务：空间信息管理与制图；空间信息管理与制图；空间指标量空间指标量算；算；空间分析与综合评价；空间分析与综合评价；空间过程模拟。空间过程模拟。3 3、数据源调查和评估。分析研究什么样的数据能变换成所需、数据源调查和评估。分析研究什么样的数据能变换成所需要的信息，数据是否齐全，然后对现有数据形式、精度、要的信息，数据是否齐全，然后对现有数据形式、精度、流通程度等作进一步分析，并确定它们的可用性和所缺数流通程度等作进一步分析，并确定它们的可用性和所缺数据的收集方法等。据的收集方法等。4 4、评价地理信息系统的年处理工作量、

33、数据库结构和大小、评价地理信息系统的年处理工作量、数据库结构和大小、GISGIS的效劳范围、输出形式和质量等。的效劳范围、输出形式和质量等。5 5、系统的支持状况。部门管理者、工作人员对建立、系统的支持状况。部门管理者、工作人员对建立GISGIS的支的支持情况；人力状况；财力支持情况。根据上述调查结果确持情况；人力状况；财力支持情况。根据上述调查结果确定定GISGIS的可行性及的可行性及GISGIS的结构形式和规模，估算建立的结构形式和规模，估算建立GISGIS所需所需投资和人员编制等。投资和人员编制等。3需求分析需求分析 这个阶段的任务仍然不是具体地解决问题，而这个阶段的任务仍然不是具体地解

34、决问题，而是准确地确定是准确地确定“为了解决这个问题，目标系统必须为了解决这个问题，目标系统必须做什么，主要是确定目标系统必须具备哪些功能。做什么，主要是确定目标系统必须具备哪些功能。系统分析员在需求分析阶段必须和用户密切配系统分析员在需求分析阶段必须和用户密切配合，充分交流信息，以得出经过用户确认的系统逻合，充分交流信息，以得出经过用户确认的系统逻辑模型。通常用数据流图、数据字典和简要的算法辑模型。通常用数据流图、数据字典和简要的算法表示系统的逻辑模型。表示系统的逻辑模型。4总体设计总体设计 这个阶段必须答复的关键问题是：这个阶段必须答复的关键问题是：“概括地说，应该如何概括地说，应该如何解

35、决这个问题。解决这个问题。首先，应该考虑几种可能的解决方案：首先，应该考虑几种可能的解决方案：1低成本的解决方案；低成本的解决方案；2中等成本的解决方案。中等成本的解决方案。3高成本的高成本的“十全十美的系统。十全十美的系统。系统分析员应该使用系统流程图或其他工具描述每种可能系统分析员应该使用系统流程图或其他工具描述每种可能的系统，估计每种方案的成本和效益，还应该在充分权衡各种的系统，估计每种方案的成本和效益，还应该在充分权衡各种方方案案的的利利弊弊的的基基础础上上，推推荐荐一一个个较较好好的的系系统统最最正正确确方方案案，并并且制定实现所推荐的系统的详细方案。如果用户接受分析员推且制定实现所

36、推荐的系统的详细方案。如果用户接受分析员推荐的系统，则可以着手完成本阶段的另一项主要工作。荐的系统，则可以着手完成本阶段的另一项主要工作。总体设计工作确定了解决问题的策略以及目标总体设计工作确定了解决问题的策略以及目标系统需要哪些程序，但是，怎样设计这些程序呢？系统需要哪些程序，但是，怎样设计这些程序呢？结构设计的一条基本原理就是程序应该模块化，也结构设计的一条基本原理就是程序应该模块化，也就是一个大程序应该由许多规模适中的模块按合理就是一个大程序应该由许多规模适中的模块按合理的层次结构组织而成。总体设计阶段的第二项主要的层次结构组织而成。总体设计阶段的第二项主要任务就是设计软件的结构，也就是

37、确定程序由哪些任务就是设计软件的结构，也就是确定程序由哪些模块组成以及模块间的关系。通常用层次图或结构模块组成以及模块间的关系。通常用层次图或结构图描绘软件的结构。图描绘软件的结构。5详细设计详细设计 总体设计阶段以比较抽象概括的方式提出了解决问总体设计阶段以比较抽象概括的方式提出了解决问题的方法。详细设计阶段的任务就是把解法具体化，也就题的方法。详细设计阶段的任务就是把解法具体化，也就是答复下面这个关键问题：是答复下面这个关键问题：“应该怎样具体地实现这个系应该怎样具体地实现这个系统呢？统呢？这个阶段的任务还不是编写程序，而是设计出程序这个阶段的任务还不是编写程序，而是设计出程序的详细规格说

38、明。这种规格说明的作用很类似于其他工程的详细规格说明。这种规格说明的作用很类似于其他工程领域中工程师经常使用的工程蓝图，它们应该包含必要的领域中工程师经常使用的工程蓝图，它们应该包含必要的细节，程序员可以根据它们写出实际的程序代码。细节，程序员可以根据它们写出实际的程序代码。通常用通常用HIPO图层次加输入图层次加输入/处理处理/输出图或输出图或PDL语言过程设计语言描述详细设计的结果。语言过程设计语言描述详细设计的结果。6编码和单元测试编码和单元测试 这个阶段的关键任务是写出正确这个阶段的关键任务是写出正确的容易理解、容易维护的系统模块。的容易理解、容易维护的系统模块。7综合测试综合测试 这

39、个阶段的关键任务是通过各种类型的测这个阶段的关键任务是通过各种类型的测试相应的调试使系统到达预定的要求。试相应的调试使系统到达预定的要求。最基本的测试是集成测试和验收测试。应最基本的测试是集成测试和验收测试。应该用正式的文档资料把测试方案、详细测试方该用正式的文档资料把测试方案、详细测试方案以及实际测、试结果保存下来，做为系统配案以及实际测、试结果保存下来，做为系统配置的一个组成局部。置的一个组成局部。8软件维护软件维护 维护阶段的关键任务是，通过各种必要的维护活动使维护阶段的关键任务是，通过各种必要的维护活动使系统持久地满足用户的需要。系统持久地满足用户的需要。四类维护活动：改正性维护、适应

40、性维护、完善性维四类维护活动：改正性维护、适应性维护、完善性维护、预防性维护。护、预防性维护。实际上每一项维护活动都应该经过提出维护要求或实际上每一项维护活动都应该经过提出维护要求或报告问题，分析维护要求，提出维护方案，审批维护方报告问题，分析维护要求，提出维护方案，审批维护方案，确定维护方案，修改软件设计，修改程序，测试程案，确定维护方案，修改软件设计，修改程序，测试程序，复查验收等一系列步骤，因此是经历了一次压缩和简序，复查验收等一系列步骤，因此是经历了一次压缩和简化了的系统定义和开发的全过程。化了的系统定义和开发的全过程。每一项维护活动都应该准确地记录下来，做为正式的每一项维护活动都应该

41、准确地记录下来，做为正式的文档资料加以保存。文档资料加以保存。5.数据管理设计数据管理设计数据管理局部设计的目的是确定在数据管理系统中存储和数据管理局部设计的目的是确定在数据管理系统中存储和检索数据的基本结构，其原则是要隔离数据管理方案的影响。检索数据的基本结构，其原则是要隔离数据管理方案的影响。目前，主要有三种主要的数据管理方法，分别为：目前，主要有三种主要的数据管理方法，分别为：1普普通通文文件件管管理理：普普通通文文件件管管理理提提供供基基本本的的文文件件处处理理和和分类能力；分类能力；2关关系系型型数数据据库库管管理理系系统统RDBMS：关关系系型型数数据据库库管管理理系系统统建建立立

42、在在关关系系理理论论的的基基础础上上，采采用用多多个个表表来来管管理理数数据据，每每个表的结构遵循一系列个表的结构遵循一系列“范式进行标准化，以减少数据冗余。范式进行标准化，以减少数据冗余。3面面向向对对象象的的数数据据库库管管理理系系统统：面面向向对对象象的的数数据据库库是是一一种种正正在在成成熟熟的的技技术术，它它通通过过增增加加抽抽象象数数据据类类型型和和继继承承特特性性以以及及一一些用来创立和操作类和对象效劳，实现对象的持续存储。些用来创立和操作类和对象效劳，实现对象的持续存储。数据管理设计方式数据管理设计方式全部采用文件管理全部采用文件管理将所有的数据都存放于一个或者多个文件中，包括

43、结将所有的数据都存放于一个或者多个文件中，包括结构化的属性数据。优点是灵活，即每个软件厂商可以任意构化的属性数据。优点是灵活，即每个软件厂商可以任意定义自己的文件格式，管理各种数据，这一点在存储需要定义自己的文件格式，管理各种数据，这一点在存储需要加密的数据以及非结构化的、不定长的几何体坐标记录时加密的数据以及非结构化的、不定长的几何体坐标记录时是有帮助的。缺点就是需要由开发者实现属性数据的更是有帮助的。缺点就是需要由开发者实现属性数据的更新、查询、检索等操作，而这些，都可以利用关系数据库新、查询、检索等操作，而这些，都可以利用关系数据库完成，换言之，利用文件管理增加了属性数据管理的开发完成，

44、换言之，利用文件管理增加了属性数据管理的开发量，并且也不利于数据共享。量，并且也不利于数据共享。文件结合关系数据库管理文件结合关系数据库管理 1空间数据：通过文件进行管理；空间数据：通过文件进行管理；2时间数据：是结构化的，可以利用数据库进行管理；时间数据：是结构化的，可以利用数据库进行管理；3非空间属性数据：利用数据库进行管理；非空间属性数据：利用数据库进行管理；4非非结结构构化化的的描描述述数数据据：由由于于描描述述数数据据，不不管管是是文文本本、图图像像，还还是是声声音音、录录象象，一一般般都都对对应应于于一一个个文文件件，这这样样可可以以简简单单地地在在关关系系数数据据库库中中记记录录

45、其其文文件件路路径径，其其优优点点是是关关系系数数据据库库数数据据量量小小，缺缺点点是是文文件件路路径径常常常常会会因因为为文文件件的的删删除除、移移动动操作而变得不可靠。操作而变得不可靠。a a通通过过文文件件管管理理空空间间数数据据 b b通通过过关关系系数数据据库库管管理理属属性性数数据据图同时使用文件和关系数据库管理图同时使用文件和关系数据库管理GISGIS数据，数据，其中利用地物其中利用地物IDID建立记录之间的连接关系建立记录之间的连接关系全部采用关系数据库管理全部采用关系数据库管理集成化的GIS数据管理坐标数据被集成到坐标数据被集成到RDBMS中，中，形成空间数据库，其结构如图形

46、成空间数据库，其结构如图。可可以以认认为为一一个个地地物物对对应应于于数数据据表表中中的的一一条条记记录录，这这样样它它带带来来的的最最直直接接的的好好处处是是防防止止了了对对“连连接接关关系系的的查查找找。关关系系数数据据库库提提供供了了一一致致的的访访问问接接口口SQL以以操操作作分分布布的的海海量量数数据据，并并且且支支持持多多用用户户并并发发访访问问，平平安安性性控控制制和和一一致致性性检检查查。此此外外，通通用用的的访访问问接接口口也也便便于于实实现现数数据据共共享。享。采用全关系采用全关系GIS数据管理，由数据管理，由于几何体坐标数据不定长，会造成于几何体坐标数据不定长，会造成存储

47、效率低下。存储效率低下。采用面向对象数据采用面向对象数据OO-DBMS库管理库管理 应用对象数据库管理应用对象数据库管理GISGIS数据，可以扩充对象数据库中数据，可以扩充对象数据库中的的数数据据类类型型以以支支持持空空间间数数据据，包包括括点点、线线、多多边边形形等等几几何何体体，并并且且允允许许定定义义对对于于这这些些几几何何体体的的基基本本操操作作，包包括括计计算算距距离离、检检测测空空间间关关系系，甚甚至至稍稍微微复复杂杂的的运运算算，如如缓缓冲冲区区计计算算、叠叠加加复合模型等，也可以由对象数据库管理系统复合模型等，也可以由对象数据库管理系统“无缝地支持。无缝地支持。这样，通过对象数

48、据库管理系统，提供了对于各种数据这样，通过对象数据库管理系统，提供了对于各种数据的一致的访问接口以及局部空间模型效劳，不仅实现了数据的一致的访问接口以及局部空间模型效劳，不仅实现了数据共享，而且空间模型效劳也可以共享，使共享，而且空间模型效劳也可以共享，使GISGIS软件开发可以软件开发可以将重点放在数据表现以及复杂的专业模型上。将重点放在数据表现以及复杂的专业模型上。6.界面设计界面设计界面设计原则界面设计原则 一个成功的用户应该是以用户为中心的，集成的和一个成功的用户应该是以用户为中心的，集成的和互动的。互动的。GIS界面设计中的要素界面设计中的要素o数据选择数据选择o数据表现数据表现o数

49、据处理数据处理本章知识点本章知识点软件危机的表现；软件危机的表现；GIS工程按生命周期方法学可划分为哪几工程按生命周期方法学可划分为哪几个阶段，各阶段具体任务？个阶段，各阶段具体任务？9、静夜四无邻，荒居旧业贫。5月-235月-23Sunday,May 14,202310、雨中黄叶树，灯下白头人。19:46:4919:46:4919:465/14/2023 7:46:49 PM11、以我独沈久，愧君相见频。5月-2319:46:4919:46May-2314-May-2312、故人江海别，几度隔山川。19:46:4919:46:4919:46Sunday,May 14,202313、乍见翻疑梦

50、，相悲各问年。5月-235月-2319:46:4919:46:49May 14,202314、他乡生白发，旧国见青山。14 五月 20237:46:49 下午19:46:495月-2315、比不了得就不比，得不到的就不要。五月 237:46 下午5月-2319:46May 14,202316、行动出成果，工作出财富。2023/5/14 19:46:4919:46:4914 May 202317、做前，能够环视四周；做时，你只能或者最好沿着以脚为起点的射线向前。7:46:49 下午7:46 下午19:46:495月-239、没有失败，只有暂时停止成功！。5月-235月-23Sunday,May