基于软件工程方法的GIS软件开发

基于地理信息系统的软件开发方法探讨地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种应用地理学和计算机科学的技术，用于管理、分析和展示地理数据。

在当今数字化时代，GIS 在城市规划、环境保护、农牧业管理、物流运输等诸多领域得到广泛应用。

为了开发高效、可靠的GIS软件，我们需要探讨基于地理信息系统的软件开发方法。

1.需求分析：在GIS软件开发过程中，首先需要进行需求分析。

这一阶段的主要目标是明确用户对GIS软件的需求，包括功能需求和性能需求。

通过与用户的沟通、参与领域专家的讨论以及现有GIS软件的分析，我们可以理解用户的实际需求，并制定相应的功能。

2.架构设计：架构设计是GIS软件开发的关键一步。

在设计阶段，我们需要根据需求分析的结果，确定软件的整体结构和组成部分。

常用的GIS软件架构包括两层架构、三层架构和分布式架构。

选择适合的架构取决于项目规模、实际需求和技术能力。

3.数据采集与管理：GIS软件的核心是地理数据的采集、处理和管理。

数据采集需要获取卫星遥感数据、地理图像和现场测量数据等。

同时，数据管理涉及数据的存储、索引和查询等操作。

为了提高GIS软件的性能和可靠性，我们需要采取合适的数据采集和管理策略。

4.地理算法与分析：GIS软件常常涉及地理算法和分析，例如路径规划、空间查询和插值等。

在软件开发过程中，我们需要选择合适的地理算法，并将其实现为可重用的代码库。

同时，优化算法的性能和准确性也是至关重要的。

5.用户界面设计：用户界面设计是GIS软件开发中的重要环节。

一个直观、易用的用户界面可以提升用户体验和工作效率。

在界面设计过程中，我们需要考虑到用户的使用习惯、功能组织和操作流程等因素。

同时，合理运用地图显示、标签注记和交互控件等元素，可以提高用户的空间理解能力。

6.测试与优化：测试和优化是GIS软件开发过程中不可或缺的环节。

通过对软件进行全面的单元测试、系统测试和性能测试，我们可以发现和解决程序中的缺陷和性能问题。

94收稿日期:2020-06-04作者简介:刘佳(1984—),女,湖南益阳人,硕士,高级政工师、讲师,研究方向:软件工程。

0 引言软件工程是一门研究如何通过系统、规范、量化的方式对软件进行开发与维护的一门学科技术,他包含了两个方面的内容,一个是软件开发、另一个是软件项目管理。

软件开发技术的学科内容包括软件开发方式、工具、工程环境等。

软件项目管理的内容包括有软件的度量、估算、进度管理、结构组织、资源配置等。

1 GIS软件概述地理信息系统,简称为GIS,它还有一个名称“地学信息系统”,它是一种特定的并且十分重要的空间信息测定系统。

它的支撑基础是计算机硬件与软件系统,它可以对地球表面整个或者部分的空间地理数据分布情况进行采集,储存与管理等。

位置与地理信息不仅是LBS的核心内容,同时也是LBS技术的一个重要基础。

一个单词的经纬度坐标信息只能在一个特定的地理信息中。

GIS涉及的学科内容有很多,在地理学与地图学以及计算机等学科领域方面的知识都有不同程度的应用。

GIS可以对地理信息进行输入、查找、储存与分析,随着GIS技术研究的不断深入以发展,也有人将GIS称之为“地理信息科学”。

2 面向对象的软件工程技术面向对象的软件工程技术,也就是指通过对象的指定,将抽象的数据与现实世界之间联系起来,抽象有多种归纳方式,有特殊的,也有传统的。

将几个对象的共同点或者属性进行抽象化处理与归纳处理,这种处理方式属于一般方式。

在对这些对象进行定义时,就不需要对它们之间重合的部分进行二次描述了,这种代码编辑方式可以有效节省储存空间[1]。

继承功能的演绎手段从一般到特殊有很多种,基类可以为所有的子类提供它们供油的特征与行为描述,通过层层递进的方式实现从抽象数据到实体的转变[2]。

如果在进行软件工程设计的早期或者全程中都使用面向对象技术,那么该技术在实践过程中发挥的作用是十分大的。

但是如果要使用面向对象技术,那么一定要事先对该技术的影响力进行评估,如果只是使用面向对象技术进行软件程序的设计,那么起到面向对象技术的优势将得不到发挥,软件工程师在使用面型对象技术时,还需要对软件的需求结构以及数据库等进行分析,这样才能是面向对象技术的应用优势得到发挥。

搭建式GIS软件开发与应用研究摘要：搭建式GIS软件开发是一种新的软件开发技术,运用这种搭建式开发方式，大大缩短了开发时间，对开发人员的要求也大大降低。

这种软件开发技术有一套与之相匹配的软件工程方法。

本文介绍了基于搭建的软件开发过程，基于搭建的软件工程的特点,搭建式GIS软件开发的基本原理，,搭建式GIS软件的应用。

关键词：GIS；搭建式开发；可视化开发。

引言我国从20世纪80年代开始了GIS的建设, GIS的建设经历了项目型GIS、管理型GIS、社会型GIS等几个阶段,其技术发生了翻天覆地的变化,其发展可以说与计算机技术完全同步了。

基于搭建的GIS软件开发,实现了搭建式构建GIS应用,有效地降低了GIS的开发难度。

基于搭建的GIS软件工程方法,实现了适应业务快速变化的GIS应用系统的快速搭建。

搭建技术更能够满足用户业务的变化、更注重软件的结构、注重软件的重用。

一.基于搭建的软件开发过程1.基于搭建的软件需求调研方法搭建式软件开发开创了独特的软件需求调研方法,这种调研方法需求调研目标明确,针对性强,从多个角度对业务进行描述全面、系统、规范地分析业务流程。

在需求调研的时候直接使用搭建平台提供的工作流可视化工具,角色权限管理工具,表单工具直接与用户进行交互式的讨论,最终确定的调研结果将直接可以用作系统构建。

2.基于搭建的软件设计方法由于搭建更关注用户的业务,基于搭建的软件设计更强调对用户业务的分析,主要设计业务数据库,及相关功能插件。

运行框架提供了一个运行时环境,由搭建平台统一提供,这样可以减少每个系统都去构建一个平台,降低了构建的难度。

基于搭建的软件开发搭建中需要开发的部分就是业务功能插件,将开发好的插件配置到运行框架中即可。

页面则更多地通过表单绘制完成,这个工作一般的技术支持人员可以独立完成而不需要专门的开发人员的支持,极大降低了软件开发的难度、地减少了软件的开发量。

二.基于搭建的软件工程的特点①减少每个环节之间的脱节,尽量使上一个环节的输出能够被下一个环节使用;②更多的人能够参与实施,降低开发难度,系统开发过程中技术支持人员进行系统的搭建,开发人员进行系统插件的开发,用户方人员也同样可以参与系统的构建;在系统维护期间用户同样可以通过搭建方式对系统进行改造以更好地适应业务;③功能构件可以积累,并能够快速重用;④搭建的系统,维护、部署、移植方便,部署更加容易,耦合度低,支持热插拔(即修改流程或功能时不需要停止服务器,即刻修改、即刻测试);⑤减少了软件的开发量,增加软件的开发质量。

GIS软件工程-第7章 GIS软件工程的设计方法【正文】第7章 GIS软件工程的设计方法1、引言本章主要介绍GIS软件工程中的设计方法。

作为GIS软件开发的关键环节，良好的设计方法能够确保GIS软件的功能、性能和可靠性。

2、需求分析在设计GIS软件之前，首先需要进行需求分析。

通过与用户沟通和理解，确定GIS软件的功能和性能需求，明确软件的需求范围和主要功能。

2.1 用户需求用户需求是GIS软件设计的基础，通过与用户进行交流和需求调研，了解用户的需求和期望，包括功能需求、性能需求等。

2.2 功能需求GIS软件的功能需求是根据用户需求确定的，包括地图显示、地理数据查询、数据分析等。

在功能需求的基础上，确定GIS软件的模块和界面设计。

2.3 性能需求性能需求是指GIS软件在运行时的性能要求，包括响应时间、并发处理能力等。

通过对数据量、用户数量、并发操作等进行分析，确定GIS软件的性能需求。

3、设计阶段在需求分析的基础上，进行GIS软件的详细设计。

设计阶段主要包括系统架构设计、模块设计、界面设计等。

3.1 系统架构设计系统架构设计是指确定GIS软件的整体结构和模块之间的关系。

通过划分模块和确定模块之间的接口，实现软件的模块化和可扩展性。

3.2 模块设计模块设计是指对GIS软件的功能进行细化，并设计每个功能模块的算法和数据结构。

在设计模块时，要考虑模块的内部逻辑和模块间的交互。

3.3 界面设计界面设计是指设计GIS软件的用户界面，包括菜单、按钮、对话框等。

在界面设计时，要考虑用户的使用习惯和操作便捷性，提高软件的易用性。

4、实现阶段在设计阶段完成后，进行GIS软件的实现工作。

实现阶段主要包括编码、测试和调试等。

4.1 编码根据设计阶段的设计文档，进行GIS软件的编码工作。

在编码过程中，要遵循规范和标准，保证代码的可读性、可维护性和可扩展性。

4.2 测试在编码完成后，进行GIS软件的测试工作。

测试主要包括单元测试、集成测试和系统测试等，通过测试，确保GIS软件的功能和性能符合设计要求。

地理信息系统软件工程的原理与方法地理信息系统 (Geographic Information System, 简称 GIS) 是一种利用计算机技术对地理空间数据进行收集、存储、处理、分析、展示和管理的系统。

它广泛应用于各个领域，如城市规划、土地利用、环境保护、农业发展、资源管理、灾害应对等。

GIS 的软件工程涉及到软件的设计、开发、测试、维护等多个领域，需要掌握一定的原理和方法。

首先，GIS 软件工程的原理之一是需求分析。

在进行 GIS 软件开发前，需要对用户的需求进行充分的调研和分析，包括用户的使用场景、功能需求、数据需求等。

只有充分理解用户需求，才能设计出符合用户实际需求的软件。

其次，GIS 软件工程的方法之一是模块化设计。

GIS 软件通常包含多个模块，每个模块完成不同的功能，模块之间具有一定的独立性。

因此，在软件设计时，需要将整个软件系统拆分成多个模块，并对每个模块进行独立设计，方便开发人员分工合作，提高软件的可维护性和易扩展性。

另外，GIS 软件工程的方法之一是面向对象编程。

面向对象编程是一种基于对象的软件开发方法，它将计算机程序视为一组对象的集合，每个对象都可以接收和处理其他对象的消息，并具有一定的属性和方法。

在 GIS 软件开发中，面向对象编程可以提高代码的复用性、可读性和可维护性，同时也方便了软件的扩展和改进。

最后，GIS 软件工程的方法之一是持续集成和测试。

持续集成是一种软件开发方法，它可以将程序员的代码变更自动集成到主干版本中，并经过自动化测试进行验证。

持续集成和测试可以提高软件开发的效率和质量，减少软件开发周期，同时也能够及时发现和修复软件中的缺陷和问题。

总之，GIS 软件工程是一个综合性的学科，需要将软件开发、地理信息学、计算机科学等多个领域相结合。

掌握 GIS 软件工程的原理和方法，可以提高 GIS 软件的开发效率和质量，更好地满足用户的需求。

GIS面向对象软件工程技术应用
GIS面向对象软件工程技术是一种广泛应用于GIS系统开发的技术，其主要思想是将GIS系统建模成对象，通过面向对象的编程方式来实现系统的设计、开发和维护。

以下是GIS面向对象软件工程技术的主要应用：
1. 建模和设计：GIS面向对象软件工程技术提倡面向对象的建模方法和设计模式，让系统开发者明确系统的功能和结构，并实现良好的模块化和可重用性。

2. 技术平台：GIS面向对象软件工程技术推崇使用基于对象的技术平台，例如JAVA、C#等编程语言、UML建模工具和面向对象的数据库管理系统。

3. 架构实现：GIS面向对象软件工程技术对系统的架构实现提出了很高的要求，包括可伸缩性、可维护性、可靠性、安全性等严格要求。

4. 数据库管理：GIS面向对象软件工程技术采用面向对象的数据库管理系统，提供数据的可视化编辑和分析，使系统可扩展性更好。

5. 用户接口：GIS面向对象软件工程技术需要将用户接口设计成符合人类习惯的交互体验，提高用户的使用体验。

6. WEB平台：GIS面向对象软件工程技术采用WEB服务和客户端技术，将GIS系统发展成为一个网络化、分布式、云端化的GIS 应用平台。

GIS面向对象软件工程技术的应用，需面对很多挑战，如复杂的系统设计、数据管理和空间分析等问题，需要开发者具备深厚的GIS技术和面向对象编程的熟练掌握。

地理信息系统软件工程的原理与方法地理信息系统（GIS）软件工程是一种以软件工程为基础，针对地理信息系统开发的一种工程方法。

其主要目的是解决GIS软件开发过程中的问题，保证GIS软件的质量和可靠性，提高开发效率。

GIS 软件工程的原理和方法有以下几个方面：1. 需求分析需求分析是GIS软件开发的第一步，它是确定用户需求和系统功能的过程。

在GIS软件工程中，需求分析是至关重要的，因为地理信息系统本身就是一个复杂的系统，它需要满足各种各样的用户需求。

因此，GIS软件开发者需要仔细分析用户需求，明确系统功能，为后续的开发工作打下坚实的基础。

2. 设计GIS软件开发的设计阶段是对需求分析的进一步细化和具体化。

在设计阶段，GIS软件工程师需要根据需求分析的结果，设计出系统的功能模块、数据结构、算法和用户界面等。

设计阶段的目标是构建一个可行的、可维护的、易于扩展的GIS软件系统。

3. 编码在GIS软件工程中，编码是将设计文档转化为计算机程序代码的过程。

编码阶段的目标是生产出稳定、可靠的、易于维护的程序代码。

编码需要严格遵守软件开发的规范，使用适当的编码风格和注释，以便于后续的维护和扩展。

4. 测试测试是GIS软件工程中非常重要的一步。

测试的目的是验证GIS软件系统是否能够满足用户需求和设计要求，确保系统的正确性、可靠性和稳定性。

测试应该覆盖所有的功能模块和应用场景，包括单元测试、集成测试和系统测试等。

5. 部署和维护GIS软件工程的最后一步是部署和维护。

部署是将GIS软件系统安装到用户的计算机或服务器上，以便用户可以使用。

维护是指对GIS软件系统进行日常的维护和更新，以保证系统的性能和功能的稳定。

总之，GIS软件工程是一种基于软件工程的方法，它涉及到需求分析、设计、编码、测试、部署和维护等方面，旨在保证GIS软件系统的质量和可靠性，提高开发和维护的效率。

GIS软件工程-第7章 GIS软件工程的设计方法GIS 软件工程第 7 章 GIS 软件工程的设计方法在当今数字化和信息化的时代，地理信息系统（GIS）的应用日益广泛。

从城市规划到资源管理，从环境保护到交通运输，GIS 都发挥着重要作用。

而 GIS 软件工程作为开发高质量 GIS 系统的关键，其设计方法更是至关重要。

GIS 软件工程的设计方法涵盖了多个方面，包括需求分析、体系结构设计、数据设计、界面设计等。

需求分析是整个设计过程的基础，它旨在明确用户对 GIS 系统的功能和性能需求。

这需要与用户进行深入的沟通和交流，了解他们的业务流程、工作场景以及面临的问题和挑战。

通过需求分析，可以确定系统需要处理的数据类型、数据量、数据精度等，以及系统需要提供的功能，如地图绘制、空间分析、数据查询等。

体系结构设计则决定了系统的整体框架和组织方式。

常见的 GIS 体系结构包括C/S（客户端/服务器）架构和B/S（浏览器/服务器）架构。

C/S 架构具有较强的交互性和处理能力，适用于对性能要求较高的专业应用；B/S 架构则具有易于部署和维护的优点，适合广泛的用户通过网络访问使用。

在进行体系结构设计时，需要考虑系统的可扩展性、可维护性和可靠性等因素，以确保系统能够适应未来的业务发展和技术变化。

数据设计是 GIS 软件工程中的核心环节。

GIS 系统涉及大量的空间数据和属性数据，如何有效地组织和管理这些数据是关键。

需要确定数据的存储格式、数据结构和数据库模式。

常见的数据存储格式包括矢量数据和栅格数据，它们各有优缺点，需要根据具体应用场景进行选择。

数据结构的设计要考虑数据的一致性、完整性和高效查询等要求。

同时，还需要建立合理的数据库模式，以实现数据的有效存储和管理。

界面设计对于 GIS 系统的用户体验至关重要。

一个好的界面应该简洁明了、易于操作，能够让用户方便地完成各种任务。

在界面设计中，需要考虑用户的操作习惯和认知能力，合理布局功能按钮和菜单，提供清晰的操作提示和反馈。

基于gis软件工程课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握GIS软件工程的基本原理和方法，能够熟练使用GIS软件进行数据处理和空间分析，具备一定的GIS软件开发能力。

具体分为以下三个部分：1.知识目标：学生需要了解GIS软件工程的基本概念、原理和技术，掌握GIS软件的开发方法和流程，了解GIS软件在实际工程中的应用。

2.技能目标：学生能够熟练使用GIS软件进行数据导入、编辑、查询、分析等操作，具备进行简单的GIS软件编程和二次开发能力。

3.情感态度价值观目标：培养学生对GIS软件工程的兴趣和热情，使其认识到GIS软件在现代社会中的重要性和应用前景，培养学生的创新意识和团队协作精神。

二、教学内容根据课程目标，教学内容主要包括以下几个部分：1.GIS软件工程基本概念：GIS软件的定义、特点、发展历程和分类。

2.GIS软件工程原理：GIS软件的设计原理、数据结构、空间分析算法等。

3.GIS软件开发方法：软件开发流程、需求分析、系统设计、编码与测试等。

4.GIS软件应用案例：GIS软件在土地管理、城市规划、环境保护等领域的应用实例。

5.GIS软件编程与二次开发：常用GIS软件的编程接口、编程语言和二次开发技术。

三、教学方法为了达到课程目标，我们将采用以下教学方法：1.讲授法：教师通过讲解GIS软件工程的基本概念、原理和技术，引导学生掌握知识点。

2.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解GIS软件在工程中的应用和解决问题的能力。

3.实验法：学生通过上机操作，熟练使用GIS软件进行数据处理和空间分析，提高实际操作能力。

4.小组讨论法：学生分组进行讨论，培养团队协作精神和创新意识。

四、教学资源为了支持教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：《GIS软件工程》及相关参考书籍。

2.多媒体资料：课件、教学视频、案例资料等。

3.实验设备：计算机、GIS软件、投影仪等。

4.网络资源：相关学术论文、官方、在线教程等。