搜索
第八章地理信息系统开发与评价8.3地理信息系统的评价8.2地理信息系统的开发过程8.1地理信息系统的开发方法8.4文档§8.1地理信息系统的开发方法总体上看，地理信息系统目前尚没有从自己学科总结和完善出来的开发方法，而基本上引入和借鉴了管理信息系统和软件工程的结构化生命周期法、快速原型方法、自底向上法、面向对象的软件开发方法以及“演示和讨论”方法。不管采用哪种方法开发都应该按照软件工程学的要求来进行。§8.1地理信息系统的开发方法1GIS工程（１）什么是GIS工程？指面向GIS技术应用的数据建设和软件设计开发的工程活动。（２）GIS工程特点：GIS是以技术为向导，应用为驱动，强调对空间信息处理应用的技术学科。既是一项软件工程，又是一项数据工程双重工程活动交互的复杂特点。系统庞大，需求变化明显。§8.1地理信息系统的开发方法人数据实现GIS技术学科1GIS工程§8.1地理信息系统的开发方法知识维时间维逻辑维地理学测绘遥感学计算机科学环境学制图学专业应用相关学科明确目标资料收集指标设计系统设计系统综合系统分析系统优化决策制定计划实施意向阶段规划阶段调研阶段方案设计测试阶段安装阶段运行维护2GIS工程框架结构，由A.D.Hill1969年提出的三维结构表示:逻辑维知识维时间维§8.1地理信息系统的开发方法2GIS工程框架结构，由A.D.Hill1969年提出的三维结构表示:计算机科学城市科学地理学信息论测绘遥感学应用数学环境科学管理科学知识维明确目标系统分析资料收集系统优化指标设计决策制定系统综合计划实施§8.1地理信息系统的开发方法2GIS工程框架结构，由A.D.Hill1969年提出的三维结构表示:逻辑维意向阶段系统开发设计研究阶段规划阶段调查阶段调查研究阶段安装阶段总体方案研究阶段运行阶段§8.1地理信息系统的开发方法2GIS工程框架结构，由A.D.Hill1969年提出的三维结构表示:时间维§8.1地理信息系统的开发方法3GIS工程的主要开发模型:（1）瀑布模型（2）螺旋模型（3）喷泉模型（4）组件对象模型§8.1地理信息系统的开发方法3GIS工程的主要开发模型:（1）瀑布模型A、什么是瀑布模型？生命周期：一个软件从定义、开发、使用和维护，直到最终被放弃，要经历一个漫长时期，这个漫长的时期犹如人的生命周期。瀑布模型是基于生命周期的。软件开发过程的各阶段自顶向下，从抽象到具体，就向奔流不息的瀑布，一泻千里，总是从高处流向低处。因此用瀑布来模拟软件开发过程十分恰当。其开发模型称之为瀑布模型。§8.1地理信息系统的开发方法3GIS工程的主要开发模型:（1）瀑布模型问题定义可行性研究需求分析总体设计详细设计编码与单元测试综合测试软件维护§8.1地理信息系统的开发方法3GIS工程的主要开发模型:（1）瀑布模型B、四个特点：阶段间具有顺序性和依赖性：只有前一阶段工作完成，才能开始下一阶段工作。下一阶段的工作依赖前一阶段工作的正确性。错误发生的阶段越早，对后期造成修改错误的代价越高。推迟实现的特点：强调需求分析、设计等是软件实现的必要前期工作。推迟了代码设计的时间起点。质量保证的特点：强调了各阶段成果表示及文档的重要性，强调了阶段审查和测试的必要性。主要支持面向过程的开发方法§8.1地理信息系统的开发方法3GIS工程的主要开发模型:（1）瀑布模型C、步骤与方法：严格遵循生命周期各阶段的活动内容要求。按SA(结构化分析)-SD(结构化设计)-SP(结构化程序设计)方法进行，使用面向过程的计算机语言§8.1地理信息系统的开发方法3GIS工程的主要开发模型:（2）螺旋模型维护需求分析初步设计详细设计编码测试集成测试Ａ、什么是螺旋模型？螺旋模型以瀑布模型为基础，在有限需求分析、设计的基础上，逐渐演化实现软件开发目标的开发模型。§8.1地理信息系统的开发方法3GIS工程的主要开发模型:（2）螺旋模型B、特点（1）整个计划起始于图中饼型中心，然后围绕中心做螺旋旋转。每旋转一圈重复软件生命周期的各阶段，得到一个过度性版本，最终得到满足需求的软件版本。（2）每次循环都是在前一次基础上的提高。（3）主要支持面向对象的软件开发方法§8.1地理信息系统的开发方法3GIS工程的主要开发模型:（2）螺旋模型C、开发步骤与方法（1）通过需求分析，得到用户的初步需求（2）基于已知部分快速开发原型（3）将原型交付用户试用（4）收集用户反馈意见，进行进行修改（5）建立下一个版本的原型（6）重复上述步骤，直到软件开发完成或废弃。（7）使用面向对象的计算机语言。§8.1地理信息系统的开发方法3GIS工程的主要开发模型:（3）喷泉模型演化维护确认实现设计分析A、什么是喷泉模型？主要刻画软件工程活动中迭代和无间隙的特征。模糊生命周期的阶段性，强调阶段的交叉进行和重复的开发模型。§8.1地理信息系统的开发方法3GIS工程的主要开发模型:（3）喷泉模型B、特点（1）系统是在原型基础上迭代进行的（2）软件活动之间没有明显的阶段间隙（3）主要支持面向对象的方法C、步骤与方法不强调生命周期的阶段性要求，按照面向对象的概念和方法步骤进行。使用面向对象的计算机语言。§8.1地理信息系统的开发方法3GIS工程的主要开发模型:（4）组件对象模型A、什么是组件对象模型？组件是进行了数据和操作封装的程序模块。而前述的模型均是基于数据和操作分离的程序设计思想。组件对象模型（ComponentObjectModel——COM）是实现组件之间通讯的组件接口规范标准。分布环境下的组件对象模型称为DCOM。§8.1地理信息系统的开发方法3GIS工程的主要开发模型:（4）组件对象模型私有组件私有组件私有组件公共组件私有组件私有组件私有组件公共组件私有组件私有组件私有组件公共组件§8.1地理信息系统的开发方法3GIS工程的主要开发模型:（4）组件对象模型B、特点（1）根据组件及其组件对象模型开发软件就象搭积木，不同组件实现不同软件功能。（2）强内聚，弱关联。（3）重用度高。（4）化整为零。§8.1地理信息系统的开发方法3GIS工程的主要开发模型:（4）组件对象模型C、标准目前没有统一标准。两个应用最广泛的标准是：——微软的COM/ActiveX或DCOM/ActiveX标准，是基于OLE和ActiveX的，用VC、VB等面向对象语言实现。——SUN公司的CORBA/Java标准，是基于Java语言实现的。D、步骤与方法不强调生命周期的阶段性步骤，采用一体化步骤实现。采用面向对象方法开发。返回§8.2地理信息系统的开发过程1基本概念地理信息系统开发涉及的学科领域多、开发周期长、包含的内容复杂。地理信息系统开发的过程，一般分为系统调查分析、系统设计、系统实施、系统运行和维护四个大阶段，其中又分为若干小阶段。它们相互衔接而又互相影响，整个过程形成螺旋式上升的循环过程。它是由用户需求调查开始的。§8.2地理信息系统的开发过程2内容（1）系统分析（2）系统总体设计（3）系统详细设计（4）系统功能设计（5）应用模型和方法设计（6）输入输出设计§8.2地理信息系统的开发过程3过程或阶段提出多种备选方案与用户沟通成本/效益分析审查可行性报告决定是否开发评价现行系统协助提出方案选择最适宜方案可行性研究吸取用户需求回答用户问题调查分析分析资料和技术批准开始研究组织开发队伍进行必要培训提出所要解决的问题提出所需要的信息详细介绍现行系统提供各种所需资料数据需求分析系统分析开发人员管理人员用户内容阶段§8.2地理信息系统的开发过程3过程或阶段现状调查用户情况调查（用户类型、范围、期限、领域数量基本状况、组织机构等）系统目的和任务、数据资源、设备等表和清单数据流图绘制数据流图，编制数据字典内容列表或编制清单需求分析§8.2地理信息系统的开发过程3过程或阶段理论分析技术分析GIS对数据管理的适宜性所支持的功能和空间分析情况设备水平技术方法技术力量成本/效益分析经费投资经济/社会效益资金支持力度、投资策略可行性研究§8.2地理信息系统的开发过程3过程或阶段软件设计、代码实现功能实现、数据库建库界面设计、I/O设计说明系统目标和功能子系统和模块划分设备选型听取多方意见批准转入系统实施鼓励用户参加系统设计要求开发人员听取用户意见讨论设计和用户界面的合理性提出修正意见讨论子系统的合理性，并提出意见对设备选择发表意见详细设计总体设计系统设计开发人员管理人员用户内容阶段§8.2地理信息系统的开发过程3过程或阶段总体设计目标确定近期目标中期目标远期目标模块和子系统设计绘制功能模块图或子系统结构图系统软硬件系统设计通信和网络系统设计计算机系统设计硬件选型和配置软件选型和配置代码设计和编程语言选择代码实现测试图形用户界面设计测试§8.2地理信息系统的开发过程3过程或阶段详细设计总体模块功能总体功能结构图属性数据库结构和功能设计数据库结构数据输入数据库操作数据处理图形数据库结构和功能图形输入图形投影、坐标变换图形编辑图形处理空间分析制图输出§8.2地理信息系统的开发过程3过程或阶段组织培训批准系统交接接受培训培训模调分调总调分组编程监督调试进度协调各方意见监督编程进度评价系统的总调检查用户界面的友好性随时回答业务具体问题调试编程系统实施开发人员管理人员用户内容阶段§8.2地理信息系统的开发过程3过程或阶段系统实施实施任务编程建库和数据更新硬件系统建设软件系统安装数据数字化编程调试测试数据处理数据入库更新系统评价性能评价功能评价§8.2地理信息系统的开发过程3过程或阶段系统实施§8.2地理信息系统的开发过程3过程或阶段参加系统评价总结开发经验按要求进行数据处理工作积极进行维护组织系统评价监督用户的操作批准维护准备系统评价参加系统评价按系统要求定期更新数据使用系统提出修改或扩充意见系统评价运行和维护运行维护开发人员管理人员用户内容阶段系统验收是系统实施的终结，运行阶段的开始，系统验收完成后，系统的运行是由用户为主来进行的。这时使用者变化了，运行数据完全是使用实际数据，而且数量一般较大，也即运行环境也有变化。系统维护是指在运行过程中，为适应环境和其它因素的各种变化，保证系统正常工作而采取的一切活动。包括系统功能的改进和解决的问题和错误。§8.2地理信息系统的开发过程3过程或阶段系统管理质量管理质量管理指标质量检测与评价质量控制项目管理立项与申请经费预算组织队伍进度管理质量管理资金、人员管理验收与评价§8.2地理信息系统的开发过程3过程或阶段系统维护提出修改要求批准修改执行修改任务登记维护记录返回系统评价是指对一个GIS系统从系统性能和经济效益两方面进行评价。新系统的全面评价一般应在新系统稳定运行一段时间后才进行，以达公正、客观。系统评价的结果是写出评价报告和改进效益措施的实施。§8.3地理信息系统的评价一、GIS评价的目的1)开发的GIS系统是否达到了预期目标：系统功能，各项指标及用户满意程度。2)系统中各项资源的利用效率如何：资源指人员、资金、计算机软件、硬件以及数据等等使用情况。通常数据资源往往被忽略，实际上是GIS系统中最主要的资源，具有最大的价值。3)根据分析和评价结果，找出系统存在的问题，并提出改进的方法§8.3地理信息系统的评价二、系统评价指标1）系统的一般性能指标§8.3地理信息系统的评价GIS稳定性和平均无故障时间；GIS联机响应时间、处理速度和吞吐量；GIS的利用率；系统的操作灵活性、方便性、容错性；安全性和保密性；加工数据的准确性；系统的可扩充性；系统的可维护性；2）系统的专业性能指标§8.3地理信息系统的评价二、系统评价指标①数据的规范化和标准化；②对众多主流GIS系统数据的兼容性；③空间数学基础的标准性及地图投影变换能力的强弱；④系统数据库的容量与性能；⑤系统多分辨率数据的兼容性；⑥矢、栅集成能力；⑦无缝数据的处理能力；⑧二维、三维数据的集成能力；⑨扫描数字化和扫描矢量化能力；⑩数据更新能力及交互处理性能。数据的包容性2）系统的专业性能指标§8.3地理信息系统的评价二、系统评价指标①区域的量度准确性及区域