地理信息系统软件工程技术课件

第十六章地理信息系统软件工程技术2004年12月1．软件工程简介1．1基本概念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，借鉴传统工程的原则、方法，创建软件以达到提高质量，降低成本的目的。软件工程四条基本原则：1）选取适宜的开发模型，可以认识需求易变性，并加以控制，以保证软件产品满足用户的需求；2）采用合适的设计方法，通常要考虑实现软件的模块化、抽象与信息隐蔽、局部化、一致性以及适应性等特征；3）提供高质量的工程支持，在软件工程中，软件工具与环境对软件过程的支持颇为重要；4）重视开发过程的管理，软件工程的管理，直接影响可用资源的有效利用、生产满足目标的软件产品，提高软件组织的生产能力等问题。1．2软件工程活动软件工程活动包括需求、设计、实现、确认及支持等它们对应于软件开发活动的不同阶段。1．2．1需求分析建立需求面临着三个方面的困难：1）问题空间的理解2）人与人之间的通信3）需求的不断变化

1．2．3实现阶段在软件实现阶段，要将设计的结果变换成程序设计语言编写的程序。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。1．2．4确认活动系统完成后的软件测试是主要的确认活动。软件测试的技术分为两类：白盒测试技术和黑盒测试技术。1．2．5软件维护软件维护活动的类别：1）改正性维护2）适应性维护3）完善性维护4）预防性维护1．3结构化方法和面向对象方法结构化分析和设计--基于模块化的思想，采用“自顶向下，逐步求精”的技术对系统进行划分，分解和抽象是它的两个基本手段--将软件视为一个数据变换装置，接受各种输入，通过变换产生输出一个典型的数据流图：飞机订票1．3结构化方法和面向对象方法面向对象的分析和设计--客观世界是由许多各种各样的类组成的，每种对象都有各自的内部状态和运动规律，对象之间的作用和联系就构成了各种不同的系统--使解决问题的方法空间与客观世界的问题空间结构达成一致--UML(Unifiedmodelinglanguage，统一建模语言)用UML表达的线几何体类以及和其它类的关系（OpenGISConsortium）

1．4．1瀑布模型1．4．2演化模型主要针对事先不能完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求实现后，用户提出反馈意见，以支持系统的最终设计和实现。1．4．3螺旋模型1）制定计划——确定软件目标，选定实施方案，弄清项目开发的限制条件。2）风险分析——分析所选方案，考虑如何识别和消除风险。3）实施工程——实施软件开发。4）客户评估——评价开发工作，提出修正建议。2．GIS领域的体系结构和构件（图：GIS领域）GIS领域体系结构：一个工作流视图基于DCP的GIS体系结构和构件：一个实现视图[OpenGISConsortium]3．1GIS需求获取1）物理环境，物理设备的位置以及其分布的集中程度；2）接口，与其它软件系统的接口以及对数据格式的要求；3）用户或人的因素，包括系统用户熟练程度，使用系统需要接受的训练；4）功能，系统要完成什么，性能如何；5）文档，需要哪些文档以及其针对的读者；6）数据，数据格式、数据精度、数据量、接收和发送数据的频率；7）资源，使用系统需要的设备，开发需要的人力资源、计算机资源、时间表；8）安全性，对访问信息的控制程度，数据的备份等；9）质量保证，对系统的可靠性要求，平均系统出错时间，可移植性，可维护性等。3．2GIS需求规约在需求获取阶段，得到了用自然语言描述的用户需求，但是其中存在着不一致性和二义性，这些问题要通过需求规约解决。三种主要的数据管理方法1）普通文件管理2）关系型数据库管理系统（RDBMS）3）面向对象的数据库管理系统

4．1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，包括结构化的属性数据。4．2文件结合关系数据库管理(a)通过文件管理空间数据(b)通过关系数据库管理属性数据图：同时使用文件和关系数据库管理GIS数据，其中利用地物ID建立记录之间的连接关系4．3全部采用关系数据库管理图：集成化的GIS数据管理4．4采用面向对象数据库(OO-DBMS)管理5．界面设计5．1界面设计原则1）对人分类2）描述人和他们的任务脚本3）设计命令层4）设计详细的交互

5）继续做原型6）设计用户界面类7）根据图形用户界面进行设计5．2GIS界面设计中的要素数据选择数据表现数据处理SQL可视化5．3GIS界面样式5．3．1基于命令行的GIS界面5．3．2菜单驱动的GIS界面5．3．3采用数据流图的GIS图形用户界面6．GIS中的设计模式一个设计模式包括四个基本部分：1）模式名称2）问题3）解决方案4）后果

7．在GIS项目中使用CASE工具——空间过程支持与空间数据配置管理CASE（计算机辅助软件工程，Computer-AidedSoftwareEngineering），是辅助计算机软件开发的计算机技术，包