[高等教育]第二章 gis软件工程概述

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1、GIS设计与应用第二章GIS软件工程概述第一节GIS软件工程一、GIS软件的主要特点（1）在存储技术上，传统的GIS采用两库结构，即空间数据库和属性数据库的分离。（2）在数据组织与处理模式上，传统的GIS仍然沿袭地图处理的模式。在实现上，将空间数据组织成物理实体（点、线、面等）、图层、地图和图库几个层次。（3）在网络和分布式环境下系统组成方面，传统的GIS支持树型的系统结构和主－从工作模式，上下级数据交换基本上以图层为单位进行。（4）在空间数据管理范围方面，目前的GIS可以比较有效地处理二维空间数据，并能较好地处理DEM数据、实现三维实体的表面显示。（5）在数据共享和功能共享方面，

2、虽然目前开始注意元数据问题，已经解决了不同格式空间数据之间转换问题，可以实现有缝的数据共享。但是GIS功能共享和互操作问题尚未得到解决。以系统为中心的问题没有得到根本克服。因此，传统的GIS软件的特点可以简要地归纳为：以系统为中心，以地图为基础，二维处理，静态管理，尺度割裂，数据集中。二、GIS软件开发过程中的问题（1）经费预算经常突破，完成时间一再拖延。由于缺乏GIS软件开发的经验和GIS软件开发数据的积累，使得软件开发计划很难制定。主观盲目制定的计划，执行起来和实际情况有很大的差距，使得开发经费一再突破。由于对工作量和开发难度估计不足，进度计划无法按时完成，开发时间一再拖延。（

3、2）开发的软件不能满足用户的要求。开发的初期对用户的要求了解不够明确，未能得到明确表达。开发工作开始后，软件人员和用户未能及时交换意见，使得一些问题不能及时解决，导致开发软件不能满足用户的要求，使得开发工作失败。（3）开发的软件可维护性差。软件开发人员按各自的风格工作，各行其是。程序结构不好，运行维护时发现错误也很难修改，导致维护性差。统计数据表明，软件的维护费用占整个软件系统费用的2/3，而软件开发费用只占1/3。软件维护之所以有如此大的花费，是因为已经运行的软件还需排除隐含的错误，新增加的功能要加入进去，维护工作又是非常困难的，效率是非常低下的。因此，如何提高软件的可维护性，减

4、少软件维护的工作量，也是软件工程面临的主要问题之一。（4）开发的软件可靠性差。在软件开发过程中，若在测试时，没有严格的、完整的测试，那么提交给用户的软件质量差，在运行中就会暴露出大量的问题。这种不可靠的软件，经常会影响系统正常工作，甚至会发生事故，造成生命财产的重大损失。在软件开发中，通常要花费40％的代价进行测试和排错，即使这样还不能保证以后不再发生错误，为了提高软件可靠性，就要付出足够的代价。（5）数据工程量特别大，特别是数据采集工作量十分大。而由数据工程又带来一系列问题，如可靠性差、周期延长、费用增长等等。（6）软件需求与软件生产的矛盾日益加剧，突出表现在软件生产率低。软件是

5、知识高度密集的综合产物，计算机的广泛应用使得软件的需求量大幅度上升，软件的发展远远不能适应社会对迅速增长的要求，而软件的生产又牌手工开发的状态，软件生产率低下，使得各国都感到软件开发人员的不足，所以，如何提高软件生产率，是软件工程的又一重要问题。（7）软件可重用性差。提高软件的重用性，对于提高软件生产率、降低软件成本有差重要意义。当前的软件开发存在着大量的、重复的劳动，耗费了不少人力资源。软件的重用有各种级别，软件规格说明、软件模块、软件代码、软件文档等都可以是软件重用的单位。软件重用是软件工程中的一个重要研究课题，软件重用的理论和技术至今尚未彻底解决。三、GIS软件开发存在问题的

6、原因分析（1）软件的规模越来越大，结构越来越复杂。随着计算机应用的日益广泛，需要开发的软件规模日益庞大，软件结构也日益复杂。1968年美国航空公司订票系统达到30万条指令；IBM360OS第16版达到100万条指令，花了5000个人年；1973年美国阿波罗计划达到1000万条指令。这些庞大软件的功能非常复杂，体现在处理功能的多样性和运行环境的多样性。有人曾估计，软件设计与硬件设计相比，其逻辑量要多达10～100倍。对于这种庞大规模的软件，其调用关系、接口信息复杂，数据结构也复杂，这种复杂程度超过了人所能接受的程度。（2）软件开发的管理困难。由于软件规模大，结构复杂又具有无形性，导致

7、管理困难，进度控制困难，可靠性无法保证。（3）软件开发费用不断增加。软件生产是一种智力劳动，它是资金密集、人力密集的产业，大型软件投入人力多，周期长，费用上升很快。（4）软件开发技术落后。在20世纪60年代，人们注重一些计算机理论问题的研究，如编译原理、操作系统原理、数据库原理、人工智能原理、形式语言理论等，不注重软件开发技术的研究，用户要求的软件复杂性与软件技术解决复杂性的能力不相适应，它们之间的差距越来越大。（5）生产方式落后。软件仍然采用个体手工方式开发，根据个