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《GIS软件工程》课件

通过与用户沟通，明确软件需要实现的功能和目标，为后续设计提供依据。
02
需求调研与收集
深入了解用户需求，收集相关资料，为需求分析提供充分的信息。
03
需求规格说明书编写
将需求调研结果整理成需求规格说明书，明确软件需求细节和要求。
设计阶段
系统架构设计
根据需求规格说明书，设计软件的整体架构和模块划分。
20世纪90年代，随着软件工程理论和方法的发展，GIS 软件工程逐渐形成并发展起来。早期的GIS软件工程主要关注GIS系统的开发过程和工具，后来逐渐扩展到 GIS系统的规划、设计、测试和维护等方面。
目前，GIS软件工程已经成为一个相对成熟的学科领域，形成了较为完善的理论和方法体系。同时，随着云计算、大数据等技术的发展， GIS软件工程也在不断发展和创新。
SUMMAR Y
01
GIS软件工程概述
GIS软件工程的定义
GIS软件工程是指将软件工程的理论和方法应用于地理信息系统（GIS）的开发和维护过程中，以确保其质量和效率的一门学科。
GIS软件工程涉及GIS技术、计算机科学、系统工程等多个领域，旨在为地理信息系统的规划、设计、开发、测试、部署和维护提供一套系统的方法和工具。
GIS数据模型与数据库设计
阐述GIS数据模型与数据库设计的重要性
GIS数据模型与数据库设计是GIS软件开发中的重要环节，它决定了GIS软件的数据存储、处理和查询能力。合理的数据模型与数据库设计可以提高GIS软件的性能、可靠性和可维护性。
GIS软件的可扩展性与模块化设计
介绍GIS软件的可扩展性与模块化设计
界面设计
根据用户需求和习惯，设计软件界面布局和风格。

《GIS软件工程概述》课件

的发展和应用。
培训和教育资源
03
提供标准化的GIS软件工程培训和教育资源，提高专业人员的技
能和素质。
谢谢
THANKS
详细描述
GIS软件工程的发展历程可以大致划分为四个阶段。在萌芽期，地理信息系统（GIS）的概念开始形成，但尚未与软件工程结合。在起步期，GIS与软件工程开始初步结合，出现了一些基本的开发工具和方法。在快速发展期，GIS软件工程的理论和方法得到不断完善，应用领域也逐渐扩大。到了成熟期，GIS软件工程已经成为一个相对成熟的学科领域，形成了完整的理论体系和开发规范。随着技术的不断进步和应用需求的不断增长，GIS软件工程将继续发展壮大，为各行业提供更加高效、精准的地理信息服务。
VS
物流管理
GIS技术结合物流信息平台，实现物流过程的可视化、优化和智能调度，提高物流效率。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
旅游管理与服务领域的GIS应用案例
旅游资源管理
GIS技术用于旅游资源调查、评价和保护，实现旅游资源的合理开发和可持续利用。
旅游服务
GIS技术结合旅游服务平台，提供地图导航、景点推荐、酒店预订等服务，提升游客的旅游体验。
户体验和软件价值。
04 GIS软件工程的实践案例
CHAPTER
城市规划与管理领域的GIS应用案例
城市规划
GIS技术用于城市规划的各个环节，如空间布局规划、土地利用规划、交通规划等，提高规划效率和科学性。
城市管理
GIS技术用于城市设施管理、城市安全监控、城市环境监测等方面，提升城市管理的智能化水平。
等方面的工作。
编码实现
版本控制
按照系统设计的要求，进行编码实现，编写高质量的代码，实现GIS软件的各种功

第2章GIS软件工程的可行性分析 ppt课件

26/20
4.1制定开发计划的原则3
• 建立各个阶段的评审制度
系统工程需求分析与规约设计与规约编码与单元测试集成测试系统测试运行与维护
27/20
4.2制定开发计划的方法
制定基础：用户与开发单位充分沟通，认清系统目的，开发时间，开发力量。系统分解任务分类投入资源组合任务
4.1制定开发计划的原则1
• 总结系统开发各阶段工作经验 MIS: 用户调查------------10% 系统分析和设计-------30% 系统实现------------40% 系统测试、交付-------20% GIS:相似，数据采集建库费时。
25/20
4.1制定开发计划的原则2
• 开发计划要有灵活性充分考虑不可预见因素的影响要重视文档编制花费时间预留一些时间。实际评估时间的1.2-1.5 倍。
系统安装、运行和维护费用
人员培训费用
11/20
技术可行性分析 • 技术可行性主要根据系统的功能、性能、约束条件等，分析在现有资源和技术条件下系统能否实现。 • 技术可行性分析通常包括风险分析、资源分析和技术分析。
12/20
法律可行性分析
• 研究系统开发过程中可能涉及到的合同、侵权、责任以及各种与法律相抵触的问题。 • 1990年我国颁布了《中华人民共和国著作权法》，其中将计算机软件作为著作权法的保护对象。1991年国务院颁布了《计算机软件保护条例》。这两个法律文件是法律可行性分析的主要依据。
概要设计
详细设计
硬件设备和系统软件添置标准制定
数据建库
系统编码
测试修改
系统集成
安装调试
项目初步验收
30/20

GIS软件工程原理详细设计PPT

对于共同完成的任务，将任务的每一个动作分配给计算机或人。
构成新的计算机的任务网络和人的任务网络。再进一步细化计算机与人的协同动作，以确定人和计算机
如何交互。一个任务可以划分成一些子任务，按照某种顺序执行这些
子任务，实现任务所要达到的目标，因此需要做出结构性的任务序列。但许多事务处理任务是非结构性的，图书馆的馆长会以一个不可预测的顺序来召集一个碰头会、查询馆内各种业务情况。在这种情况下，不存在一个人的任务网络，而仅仅是一些用户需要个别完成的互不联系的任务。
任务的细节可以使用结构化语言来表达。它描述了动作完成的序列及在完成动作时的所有例外情况。
例如，下面是图书馆中借阅图书的活动描述。
TASK：loanbooks
DO WHILE borrowers
request reader_ID
check reader_ID
IF reader_ID invalid pass to membership_check
– 在完成预定功能的前提下，应使用户界面越简单越好。但不是把所有功能和界面安排成线性序列就一定简单。
– 用户界面的可靠性是指无故障使用的间隔时间。 – 用户界面应能保证用户正确、可靠地使用系统，保
证有关程序和数据的安全性。
二、用户界面设计的任务分析
这一部分工作应与软件系统的需求分析同步进行。它主要包括 ➢ 用户特性分析 ➢ 用户工作分析 ➢ 记录有关系统的概念和术语 ➢ 确定界面类型
在做工作设计时，应该检查任务流程以确认不会出现任务过载。 – 如果同时有多个任务需要用户给予注意，往往由于命令的时间冲突而使用户陷入困境，结果出现任务过载。 – 即使任务流程计划的很好，但由于错误和一些意料之外的事情发生，如果错误处理过程计划的不完全、无条理，也会出现任务过载。

第二章 GIS软件工程概述

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，根据个人习惯
爱好，无章可循、无规范可依据，工作靠言传身教方式，缺乏工程化思想方法的指导。
（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。
五、GIS工程的特色
GIS与其他信息系统的最大区别是它能够处理具有空间特性的对象，与一般制图系统相比较，它不仅能够进行空间数据的存储、显示、绘制、输出，而且能够对空间数据进行查询、分析。也就是说，GIS处理的对象不仅包括文本、表格、多媒体等数据，而且要处理大量的空间数据，是基于空间数据的信息系统。
（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，减少软件维护的工作量，也是软件工程面临的主要问题之一。

GIS软件工程第4章GIS软件工程的分析方法.pptx

OMT方法 ——1991，James Rumbaugh提出面向对象建模技术（Object Modeling Technique）将OO贯穿于软件生存周期的各阶段
第三节 Coad分析方法
基础：
信息模型化技术 OOP语言知识库系统
组成：
➢ OOA——面向对象分析 ➢ OOD——面向对象设计
强调对象结构而非程序结构
二、面向对象的方法
1. 面向对象方法的形成
——1980s，随着OOP的成熟而形成
2. 面向对象的开发方法
Booch方法 ——1983，Booch提出基于：词法分析——名词→对象，动词→方法
Coad方法 ——1989，Coad和Yourdon提出从大系统中总结、升华
问题空间文本——一切能得到的文字材料图——能收集到的一切图：块结构图、接口图、系统构件图、数据流
图、控制流图
➢ 找什么——可能成为对象的东西：
结构——分类结构、组装结构其他系统——外部系统、外界的“终结点” 设备——需交互的设备事件——系统及时观察的、历史的扮演的角色——各种人员在系统中的位置——系统安装、运行的物理位置组织和单位——系统涉及的人员所属的单位
➢ 提出什么质疑
记忆和服务的必要性——必要则认定单个实例——若拥有单个实例的对象与其他对象存在共有属性，则合
并为一个对象派生结果——可通过计算机得出值的属性，不认定
➢ 怎样命名认定的对象
单数名词 / 形容词 + 名词词汇符合系统主题、标准可读的名字——基于内容、内在本质、确切意义
➢ 消息——对象之间的通信。调用对象的成员函数 ➢ 方法——类中操作/成员函数的实现
3. 面向对象的特征
对象唯一性分类性继承性多态性

001 软件工程之GIS软件简介PPT课件

第1章 ArcGIS软件简介
三、ArcInfo软件简介 2. 组成：
2）Desktop ArcInfo ►ArcCatalog ►ArcMap ►ArcToolbox
第1章 ArcGIS软件简介
三、ArcInfo软件简介 3. ArcInfo软件中空间实体的表达
ArcInfo中空间实体可以采用矢量（Coverage、TIN）和栅格(Grid、LATTICE)两种数据结构来描述，并且二
1） Workstaion ArcInfo
2►）基D本es模kto块p：ArcIn►fo扩展模块：
①ARC模块
⑤NETWORK模块 ⑨COGO模块
②ARCEDIT模块 ⑥TIN模块
⑩ArcPress模块
③ARCPLOT模块 ⑦GRID模块
⑪ArcSDE模块
④TABLES模块 ⑧ARCSCAN模块 ⑫ …….等等.
◆ 教材及参考书：
……
◆ 教学内容:
一共四大部分：
《ArcGIS软件操作与应用》教学安排
PART1: ArcGIS软件简介
PART2: Desktop ArcInfo模块的功能操作
♣ ArcCatalog、ArcMap和ArcToolbox的使用
PART3: Workstaion ArcInfo模块的功能操作
社 .2004.
◆ ③教A学rcG内IS容基础: 教程. ESRI中国（北京）有限公司.
④ ArcCatalog使用手册. ESRI中国（北京）有限公司. ⑤ArcGIS空间分析使用手册. ESRI中国（北京）有限公司.
《ArcInfo软件操作与应用》教学安排
◆ 基本安排：
总学时：36 学时授课方式：多媒体讲授与实验相结合考核方式：平时(40)+期末(60,机考 )

第5章GIS软件工程的总体设计 ppt课件

9/107
数据流风格的体系结构
• 这种结构适用于输入数据被一系列的计算或者处理部件变换成输出数据。
10/107

调用和返回风格的体系结构
• 这种风格使一个软件设计者设计出非常容易修改和扩充的体系结构。 • 包含：主程序/子程序风格体系结构和远程过程调用风格的体系结构
11/107
• 在这里要了解几个概念：
– 程序结构的深度：程序结构的层次数称为结构的深度。结构的深度在一定意义上反映了程序结构的规模和复杂程度。 – 程序结构的宽度：层次结构中同一层模块的最大模块个数称为结构的宽度。
– 模块的扇入和扇出：扇出表示一个模块直接调用（或控制）的其它模块数目。扇入则定义为调用（或控制）一个给定模块的模块个数。多扇出意味着需要控制和协调许多下属模块。而多扇入的模块通常是公用模块。
电费计算电费
“住户情况”是一个数据结构,图中模块都与此数据结构有关. “计算水费”和“计算电费”本无关,由于引用了此数据结构产生依赖关系,它们之间也是标记偶合.
26/107
将标记耦合修改为数据耦合举例
计算水电费
本月用水量水费电费计算水费计算电费
27/107
本月用电量
(4) 控制耦合
12/107
面向对象风格的体系结构
• 系统部件封装数据和操作数据的方法。 • 部件之间的交互和协调通过消息来传递。
13/107
层次式风格的体系结构
• 在这种结构中，定义不同的层次，每层都完成了相对外层更靠近机器指令的操作
14/107
评估可选的体系结构
• 对于同一个软件需求，由于各种设计方法的原理不同，会导出不同的软件结构。 • 同一问题的不同软件结构：

GIS软件工程ppt

GIS：用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统。
Nature杂志：空间信息技术是当今最有发展前途和潜力的三大技术之一
6
2020/5/12
地理信息系统软件工程
1.1 GIS的概念与发展
国外发展
大发展
在全世界广泛研究与应用
萌芽
国外国内
7
国内发展
国外发展国内发展
2
2020/5/12
考核办法
平时成绩考试实习
地理信息系统软件工程
10% （平时作业+考勤） 60% 30% （完成项目程度）
3
2020/5/12
实习安排
地理信息系统软件工程
时间安排：以MAPGIS平台二次开发为基本内容，
上机内容： 1.开发语言：Visual C++ 6.0、VB、.NET等 2.熟悉MAPGIS二次开发过程。（API函数、 MFC类库、控件、组件）
微机（Windows 95、 Windows 98）服务器（Unix、 Windows NT）图示（高分辨率彩显、喷墨绘图仪）网络环境（局域网发展、承担大型GIS工程）成熟的面向对象技术向组件技术发展国内软件：MapGis、GoeStart、CityStart 从大专院校科研所走向生产应用，从单纯应用研究走向自主开发
随着计算机网络技术的发展， J2EE 和 .net技术的日趋成熟.单一系统或网络为核心向全球信息栅格(GIG)体系发展,GIS的横向也相应向空间信息栅格(SIG)体系发展。
8
2020/5/12
地理信息系统软件工程
CAD阶段（萌芽期）
60年代 — 80年代初期
在这个阶段， GIS概念提出、主要功能是图示化编辑和显示，有一些简单的GIS分析功能。发展到后期,GIS软件提供了管理局部、区域的空间数据和属性数据的能力。

GIS软件工程现状PPT

– 用分阶段的生命周期计划严格管理 – 坚持进行阶段评审 – 实行严格的产品控制 – 采用现代程序设计技术 – 结果应能清楚地审查 – 开发小组的人员应该少而精 – 不断改进软件工程的实践
3
软件生命周期
• 软件产品从形成概念开始，经过开发、使用和维护，直到最后退役的全过程称为软件生命周期。软件工程是把软件生命周期依此划分为若干个阶段，每个阶段有相对独立的任务，然后对每一阶段进行严格管理。
开发模型的选择
• 传统的瀑布模型适于以下几种特点的软件开发：
–在开发时期内没有或很少有需求变化； –对应用领域很熟悉（例如，扩充已存在的系
统）； –低风险项目（例如，对项目和开发环境很熟
悉）； –除了在早期阶段，用户对开发工作参与很少； –要求使用面向过程的编程语言。
• 螺旋模型适于以下几种特点的软件开发：
– 按软件服务对象的范围：项目软件、产品软件。
• 软件的发展
– 1940年代中期到1950年代末：程序设计阶段。这时候的软件主要是为一些具体应用而专门编写的，软件通常是规模较小的程序，编写者和使用者往往是同一个人或同一组人。
– 60年代初到60年代末：软件作坊阶段。软件成为产品，出现许多“软件作坊” 但仍然沿用早期的个体化软件开发方法，这种个体化的特性使得软件最终成为不可维护，于是出现了软件危机。
• 1968年北大西洋公约组织的计算机科学家在联邦德国召开国际会议，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，在此以后，软件开发逐步采用软件工程方法。
• 软件工程的定义：
–关于软件工程目前有很多定义。1983年 IEEE（国际电子电气工程师协会）给出的定义为“软件工程是开发、运行、维护和修复软件的系统方法”。

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课堂提要
§1.1 GIS软件工程 §1.2 软件生存周期
袭地图处理的模式——点、线、面， §1.3 GIS软件工程
的生存周期
图层、图库，面向过程，尺度割裂。 §1.4 GIS软件工程
3. 采用树型系统结构和主－从工作
建设的主要过程
模式，数据交换以图层为单位。—
—长事务、封锁力度大
GIS 软件工程
4. 在空间数据管理范围方面，可以有效处理二维空间数据和DEM数据——对三维空间数据无有效处理手段。
第一章 GIS软件工程概述
课堂提要
§1.1 GIS软件工程 §1.2 软件生存周期 §1.3 GIS软件工程
的生存周期 §1.4 GIS软件工程
建设的主要过程
GIS 软件工程
1.1 GIS软件工程
第一章 GIS软件工程概述
从GIS软件的特点分析入手，找出 GIS软件开发存在的问题，并进行原因分析，然后给出GIS软件工程的概念，最后介绍GIS软件工程的特色。
程化规范的一门技术。
GIS 软件工程
2、性质
GIS软件工程涉及的学科门类繁多，具有多学科交叉的特征，既要吸收诸多相关学科的精华，又将被多个相关学科所运用。
第一章 GIS软件工程概述
课堂提要
§1.1 GIS软件工程 §1.2 软件生存周期 §1.3 GIS软件工程
的生存周期 §1.4 GIS软件工程
§1.1 GIS软件工程 §1.2 软件生存周期 §1.3 GIS软件工程
的生存周期
过程中，遵循一般软件开发的工程化原理 §1.4 GIS软件工程和方法，并照顾到GIS软件开发的特殊规律建设的主要过程
和要求，对GIS软件从可行性研究、需求分
析、总体设计、详细设计、软件编制、软
件测试，直到软件维护的各个阶段进行工
课堂提要
§1.1 GIS软件工程
§1.2 软件生存周期
§1.3 GIS软件工程的生存周期
§1.4 GIS软件工程建设的主要过程
GIS 软件工程
1.1.1 GIS软件的特点
第一章 GIS软件工程概述
1. 实现了空间、属性数据的一体化
存储，但在如何组织空间数据的存储结构方面需要进一步工作。
2. 在数据组织与处理模式方面，沿
缺乏软件工程的支持，一方面造成了国产的大多数GIS软件产品性能不稳定、运行平台单一、缺乏后续维护；另外更限制了我国GIS软件业的规模化发展。
第一章 GIS软件工程概述
课堂提要
§1.1 GIS软件工程 §1.2 软件生存周期 §1.3 GIS软件工程
的生存周期 §1.4 GIS软件工程
建设的主要过程
建设的主要过程
GIS 软件工程
3、目标
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”，具体有以下4个原则：
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；
的生存周期 §1.4 GIS软件工程
建设的主要过程
GIS 软件工程
1.1.4 GIS软件工程 1、定义
第一章 GIS软件工程概述
软件工程是用科学知识和技术原理来定义、
开发、维护软件的一门学科。其主要思想
课堂提要
是在软件生产中用工程化的方法代替传统手工方法。
GIS软件工程就是在GIS软件的开发整个
GIS 软件工程
1.1.2 GIS软件开发过程中的问题
第一章 GIS软件工程概述
1.经费预算经常突破，完成时间一再拖延。
2.开发的软件不能满足用户的要求。 3.开发的软件可维护性差（不规范）。 4.开发的软件可靠性差（缺乏测试）。 5.数据工程量特别大，特别是数据采集工
作量十分大。 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。
课堂提要
§1.1 GIS软件工程
§1.2 软件生存周期
§1.3 GIS软件工程的生存周期
§1.4 GIS软件工程建设的主要过程
7.软件可重用性差。
GIS 软件工程
概括起来有以下方面较为严重：不重视可行性分析和需求分析、软件设计呈无序状态、系统的使用说明书不正规、不完善和系统开发过程中文档不完备。
5.在数据共享与功能共享方面，开始考虑元数据问题，实现了不同格式空间数据之间的转换问题。——仍以系统为中心，互操作未解决。
第一章 GIS软件工程概述
课堂提要
§1.1 GIS软件工程 §1.2 软件生存周期 §1.3 GIS软件工程
的生存周期 §1.4 GIS软件工程
建设的主要过程
概括起来：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。
是将，无将之师又能有多大的作为呢? §1.4 GIS软件工程
目前，我国的GIS软件开发也是兵多建设的主要过程
将少，产品形不成规模，难于同在软
件工程指导下经过“流水线”生产的
国外软件竞争。
GIS 软件工程
1.1. 3 开发过程中的问题的原因分析
1.软件的规模越来越大，结构越来越复杂
2.软件开发的管理困难
3.软件开发费用不断增加
4.软件开发技术落后
5.生产方式落后
6.开发工具落后，生产率提高缓慢
7. 通用GIS软件处在快速上升分化发展过程中，更新变化很快，不可避免存在不少发展过程中的衔接问题。
第一章 GIS软件工程概述
课堂提要
§1.1 GIS软件工程 §1.2 软件生存周期 §1.3 GIS软件工程
GIS 软件工程
教材：GIS设计与实现李满春编著科学出版社
参考资料: 地理信息系统软件工程的原理与方法(毕硕本) 地理信息系统设计与实现(吴信才) 大象-Thinking in UML GIS分析、设计与项目管理（孔云峰）地理信息系统设计与开发（陈正江）地理信息系统原理应用与工程（张正栋）
GIS 软件工程
第一章 GIS软
一位公司老总用朴素的话语道出了真谛，“我并不缺实际编制软件的人，
件工程概述
我缺少将人组织起来协同工作的方法
和会熟练运用这种方法的人；缺少这些，人再多也是一盘散沙”。
课堂提要
那而如么能果软掌说件握具工并体程熟的这练软门运件科用开学这发就门人是科员兵学是书的兵战人，策便，§§§111的...132生GG软存II件SS周软软生期件件存工工周程程期