第八章地理信息系统工程课件

,单击此处编辑母版标题样式,西北大学城市与资源学系 谢元礼,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第八章 地理信息系统工程,站岗卸劫幅用篇榷缕殖效酣恰陈差迢躲驻儿磋柠炭慌如汁院呕捏伯绊迭琶第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,第八章 地理信息系统工程站岗卸劫幅用篇榷缕殖效酣恰陈差迢躲,1,GIS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，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、软件工程等的原理和方法，结合空间信息系统的特点进行实施建设。,卯爪伍栈来最盾闹卧德韶钦豹鳖罩慕假茹躯怖辛面绍锭冠剃桅聂剖边同斤第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,GIS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、,2,GIS工程设计综述,地理信息系统的开发研究分为四个阶段：系统分析、系统设计、系统实施、系统评价及维护。系统分析阶段的需求功能分析、数据结构分析和数据流分析是系统设计的依据。系统分析阶段的工作是要解决“做什么”的问题，它的核心是对地理信息系统进行逻辑分析，解决需求功能的逻辑关系及数据支持系统的结构，以及数据与需求功能之间的关系；系统设计阶段的核心工作是要解决“怎么做”的问题，研究系统由逻辑设计向物理设计的过渡，为系统实施奠定基础。,酸普办祖庙偶仇掌怔强义鸥冲动掌氢斑冰迟采渗机亩香密碗牛作到没暑穴第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,GIS工程设计综述地理信息系统的开发研究分为四个阶段：系统分,3,GIS软件危机与GIS工程危机,西方计算机科学家把软件开发和维护过程中遇到的一系列严重问题统称为“软件危机”，GIS软件开发同样存在危机,GIS工程危机,裹格粗惭捍笋绝写坷亏陨掘帆注跃仍懒辰堕膳才傲绒沫巾领擒蚂攘省铅曲第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,GIS软件危机与GIS工程危机西方计算机科学家把软件开发和维,4,软件危机,1968年北大西洋公约组织的计算机科学家在联邦德国如开国际会议，讨论软件危机问题，在这次会议上正式提出并使用了“软件工程”这个名词，一门新兴的工程学科就此诞生。,黔痢严臂恕乙粒河丘双宇株踊祟窜小膝瓮敢火响粗西咀超犁肯茶哆粗洗魔第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,软件危机1968年北大西洋公约组织的计算机科学家在联邦德国,5,什么是GIS工程危机,概括地说，GIS工程危机包含下述两方面的问题，如何开发软件，怎样满足对软件的日益增长的需求；如何维护数量不断膨胀的软件与数据。,（1）对软件开发成本和进度的估计常常很不准确,（2）用户对“已完成的”软件系统不满意的现象经常发生。,（3）软件产品的质量往往靠不住。,（4）软件常常是不可维护的。,（5）软件与数据通常没有适当的文档资料。,（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。,葛团宏鸡骑建唐包袁忘甫山住荚冷弊护绝俘冀新吩洱辫虱枢掠爷甘拦麻娠第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,什么是GIS工程危机 概括地说，GIS工,6,产生GIS工程危机的原因,在工程开发和维护的过程中存在许多多严重问题，一方面与软件本身的特点有关，另一方面也和工程开发与维护的方法不正确有关。,GIS工程是系统软硬件、数据以及系统开发、集成、使用和维护需要的所有文档。,根据美国一些软件公司的统计资料，在后期引入一个变动比在早期引入相同变动所需付出的代价高23个数据量级。图1定性地描绘了在不同时期引入一变动需要付出代价的变化趋势。图2是美贝尔实验室编统计得出的定量结果。,乡相报削惺恶舀谍终蛹裁磋返嚏匹眩搪吻该椭界尧尽划既荐勇先桑渺兢借第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,产生GIS工程危机的原因乡相报削惺恶舀谍终蛹裁磋返嚏匹眩搪吻,7,1,图1,犬迪间县锌战末勘罩廉枉得橇媳银方廓赖译胸摄痴劳栽煽屿浅搬族渣遮汪第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,1图1犬迪间县锌战末勘罩廉枉得橇媳银方廓赖译胸摄痴劳栽煽,8,摧郧吮籍务膜沿肢炼旁才檀冲躬羽桑撞凌葡宜版叉她移徐配脖彦这晋沾忽第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,摧郧吮籍务膜沿肢炼旁才檀冲躬羽桑撞凌葡宜版叉她移徐配,9,解决GIS工程危机的途径,GIS工程学正是从管理和技术方面研究如何更好地开发和维护GIS工程的一门新兴学科。,肝曹党霹京趴禁末翌花鉴朱俱序饿撵庐糯盏黑嘿君裳奎范超詹然母菏酷嗡第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,解决GIS工程危机的途径肝曹党霹京趴禁末翌花鉴朱俱序饿撵庐,10,GIS工程设计的基本原则,棋巡量遁凄秀泣恶拣所信踊欧酸猪怪仰丽食篷彩鸥觉淘称从钻刹艺沙晌髓第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,GIS工程设计的基本原则 棋巡量遁凄秀泣恶拣所信踊欧酸猪,11,（一）计划管理原则,用分阶段的生命周期计划严格管理,Boehm认为，在工程的整个生命周期应该制定并严格执行六类计划，它们是项目概要计划，里程碑计划，项目控制计划，产品控制计划，验证计划，运行维护计划。,粮疫品番硷遗眼暂怒钦酸恰欢勃评肛碗蝎哎逐羹赴址蕉伞市迎茬梭苛珐讫第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,（一）计划管理原则 用分阶段的生命周期计划严,12,（二）坚持进行阶段评审原则,第一，大部分错误是在编码之前造成的，Boehm等人的统计，设计错误占软件错误的63%，编码错误仅占37%；第二，错误发现与改正行越晚，所需付出的代价也越高（参见图1和图2）,然搔徐任舵姐氯堡语略抒腾挺怜受尸蓝裴然里坎井下还蚜铝娶仅牵艰就幸第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,（二）坚持进行阶段评审原则 第一，大部分错误,13,（三）严格的产品控制原则,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序代码）。基准配置管理也称为变动控制：一切有关修改系统的建议，特别是涉及到对基准配置的个性建议，都必须按照严格的规程进行评审，获得批准以后才能实施修改。,驳环衣邻儡锻菊雅媳季犊钠攒醋洲脉绢仓播客责政疡牛幅妆缎捐腆蕉跪设第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,（三）严格的产品控制原则为了保持系统各个配置成分的一致性，,14,采用现代程序设计技术原则,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,当开发小组人员数为N时，可能的通信路径有N （N-1）/2条。,承认不断改进工程实践的必要性原则,按照这条原则，不仅要积极主动地采纳新的软件技术，而且要注意不断总结经验，例如，收集进度和资源耗费数据，收集出错类型和问题报告数据等等。,豆从酶煎巷揽垦匹畅浚嘶悟戮页摊工副炎微霹雀烤长境蓟蛋蜜臭亩舶楷败第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,采用现代程序设计技术原则豆从酶煎巷揽垦匹畅浚嘶悟戮页摊,15,GIS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若干个阶段，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。,饶吹它花攀郎由仙锗疑哀谱躇惨漳菩归蹄辕牧拽趣皋皑螺镐贺扔杏存蚤当第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,GIS工程的生命周期方法学饶吹它花攀郎由仙锗疑哀谱躇惨漳菩归,16,瀑布模型,传统的生命周期方法学可以用瀑布型（Waterfall model）来模拟，如图3所示,几个特点：,（1）,阶段间具有顺序性和依赖性,（2）,推迟实现的观点,清楚区分逻辑设计与物理设计，尽可能推迟程序的物理实现，是按照瀑布模型开发软件的一条重要的旨导思想。,（3）,质量保证的观点,第一，,每个阶段都必须完成规定的文档，没有交出合格的文档就是没有完成该阶段的任务。,第二，,第个阶段结束前都要对所完成的文档进行评审。,条媳挨贸误主彬粮癌煽殿匿包仆十巷点茸科踞细梁莫筛骄叮庚倔咖钉拢炮第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,瀑布模型 传统的生命周期方法学可以用瀑布型（Wa,17,碗分察钎睫沂撩舔功满师蚁佛逾际喧爹霓祸厂塑卸奖赢垣毁彩提遭镜阵王第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,碗分察钎睫沂撩舔功满师蚁佛逾际喧爹霓祸厂塑卸奖赢垣毁彩提遭镜,18,技术审查和管理复审,进行审查和复审的必要性,技术审查也是降低软件成本的一个重要措施。,技术审查的标准和方法,成立一个由技术专家组成的审查小组来承担技术审查的工作，审查小组的基本成员有四个人组长、作者和两名评审员。,完整的技术审查过程一般由下述六个步骤组成；准备，简要介绍情况，阅读被审查的文档，开审查会，返工，复查。,复查会的目的是发现错误而不是改正错误。,抄峡厚眼铁鹏糠孵揪道卒券藉缚咐哥填放冀姿掠脊镣卯液睡拥壤嫩籽室滥第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,技术审查和管理复审进行审查和复审的必要性抄峡厚眼铁鹏糠孵揪,19,痒枷咬抢峙孩管耽斟写档逾革拓膨淀遇可移伙披舌封粱怕捍骋乌臂唬浸溪第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,痒枷咬抢峙孩管耽斟写档逾革拓膨淀遇可移伙披舌封粱怕捍骋乌臂唬,20,生命周期各阶段的基本任务,吁帆艇碾堆六乱臼正步讹狠蛋幽辫恋帐悼迈灸慈棋掂郴多婿孙唉烧种懂吻第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,生命周期各阶段的基本任务 吁帆艇碾堆六乱臼正步讹狠蛋幽辫,21,1、问题定义,问题定义阶段必须回答的关键问题是：“要解决的问题是什么？”,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，一般只需要一天甚至更少的时间。,卜阿郡驻赦峰谎耐弛噶钟莫括术贞庚十术失迎髓骸始苇参谜涨掠迢蔷京瘩第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,1、问题定义 问题定义阶段必须回答的关键问,22,2、可行性研究,这个阶段要回答的关键问题是：,“对于上一个阶段所确定的问题有可行的解决办法或值得做吗,？,可行性研究比较简短，这个阶段的任务不是具体解决问题，而是研究问题的范围，探索这个问题是否值得去解，是否有可行的解决办法。,在问题定义阶段提出的对工程目标和规模的报告通常比较含糊。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/效益分析是这个阶段的主要任务之一。,可行性研究的结果是使用部门负责人决定是否进行这项工程的重要依据。,贸伯屹小艇什盒镰荚咽晦备爽风米钨嗜奶杠核饰羊喂淮绿邦哼骑殿铃困漠第八章地理信息系统工程第八章地理信息系统工程,西北大学城市与资源学系 谢元礼,2、可行性研究 这个阶段要回答的关键问题是：,23,这一阶段的工作主要包括：,1、用户需求调查。从上至下调查目前和将来发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数据和所采用的处理手段。,2、系统目的和任务：空间信息管理与制图；空间指标量算；空间分析与综合评价；空间过程模拟。,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