地理信息系统软件工程

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1、b工欲善其事，必先利其器。孔子第十六章地理信息系统软件工程技术导读：本章介绍了软件工程的基本概念，软件开发活动，过程模型以及两种重要的开发方法：结构化方法和面向对象的方法。在GIS开发过程中应用软件工程技术，可以提高软件开发效率和质量。本章讲述了软件工程技术在GIS系统开发中的几个应用方面：GIS软件构件和构架需求分析数据管理设计用户界面设计设计模式在GIS软件开发中的应用应用配置管理来实现空间过程支持这些方面涉及了GIS开发过程中不同的阶段以及不同的层次，有些方法之间是互斥的，如UML和Code方法，但是软件工程技术最重要的是实用，开发者可以根

2、据具体的情况选用不同的技术。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。其中，计算机科学、数学应用于构造模型与算法，工程科学用于制定规范、设计范型，评估成本及确定权衡，管理科学用于计划、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护的工程学科。软件工程的提出，是为了解决60年代出现的软件危机，当时在大型软件开发中存在着价格高，开发不容易控制，软件开发工作量估计困难，软件质量低，项目失败率高等许

3、多问题，给软件行业带来了巨大的冲击。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。和其它工程一样，软件工程有其目标、活动和原则，其框架可以概括为图16-1所表示的内容。bb图16-1：软件工程框架[王立福]软件工程的目标可以概括为“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、实现、确认以及支持等活动，围绕工程设计、支持以及管理，有以下的四条基本原则：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

4、、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。只有当软件过程予以有效管理时，才能实现有效的软件工程。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，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。在每个阶段按照相应的规范进行工作，并得到该阶段的成果，是保证整个开发活动成功的关键。1．2．1需求分析需求分

5、析阶段处于软件开发的前期，其基本活动是准确定义未来系统的目标，确定为了满足用户的需求必须做什么。需求分析又划分为两个阶段，即需求获取和需求规约，前者是用自然语言清楚地描述用户的要求，而需求规约的目的是消除获取需求的二义性和不一致性。在软件生命周期中，一个错误发现得越晚，修复错误的费用也越高，所以，高质量的需求工程是软件项目得以正确、高效完成的前提。对于系统分析人员，建立需求面临着以下三个方面的困难：1）问题空间的理解，系统开发人员通常是计算机专业人员，难以深入理解各种业务系统所要解决的问题空间；bb2）人与人之间的通信，对于系统分析人员而言，通信

6、主要包括同用户的通信以及同事之间的通信，由于自然语言的二义性，会给准确刻画需求造成障碍；3）需求的不断变化，造成需求变化的原因很多，包括技术，用户方，市场等等，作为分析人员，必须采用一些策略以适应变化。面向对象的分析方法被认为是解决上述困难较好的技术，但是完整、准确的刻划问题空间始终是分析人员所面临的挑战。1．2．2系统设计一般来说，需求分析阶段的主要任务是确定系统“做什么”，而设计阶段则要解决“怎么做”的问题。通常*这里实际上是指结构化的设计，在面向对象方法学中，各个阶段的分界已经被模糊化了。设计阶段又划分为总体设计和详细设计，总体设计确定系统

7、的总体结构框架；而详细设计要具体地描述如何具体地实现系统，通常可以依据详细设计的结果进行编码。详细设计包括：详细的算法；数据表示和数据结构；实施的功能和使用数据之间的关系。详细设计过程中，采用了一些工具，以便对数据、算法等进行描述，包括流程图，PAD(ProblemAnalysisDiagram)，盒图(N-S图)，伪码等等。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。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。目前，C++语言

8、是普遍被采用的构造系统软件的编程语言，而Java则更多地应用于编写网络程序。无论采用哪一种编程语言，都要求编写高质量的源程序代码，程序质