地理信息系統(tǒng)設計與開發(fā)

1、地理信息系統(tǒng)設計與開發(fā),三 GIS系統(tǒng)分析,系統(tǒng)分析的任務,系統(tǒng)分析的基本思想是從系統(tǒng)觀點出發(fā)，通過對事物進行分析和綜合，找出各種可行的方案，為系統(tǒng)設計提供依據。它的任務是對系統(tǒng)用戶進行調查研究，對選定的對象進行需求分析和可行性分析，在明確系統(tǒng)目標基礎上，開展對新系統(tǒng)的深入調查研究和分析，最后提出新系統(tǒng)的結構方案。,教學提綱,1 需求分析需求調查需求分析需求定義：軟件需求規(guī)格說明2 可行性分析,1 需求分析,需求分析是在對用戶

2、進行深入細致的調查基礎上進行的。需求分析的過程是一個繼承與發(fā)展的過程。繼承首先要求全面調查、了解目前組織機構內的常規(guī)工作，理解其間的運作及關鍵性步驟。發(fā)展則是基于對現(xiàn)有的數(shù)據和機構組織理解的基礎之上，用新的觀點和GIS的技術來更有效地完成同樣的日常任務。,1.1 需求調查,主要是調查各級、各方用戶對地理信息系統(tǒng)的總體功能要求及對各子系統(tǒng)的具體要求，然后由此來確定系統(tǒng)的基本服務對象和內容，劃定系統(tǒng)的邊界，建立系統(tǒng)的概念模型，選擇合

3、適的軟、硬件配置。 根據 GIS特點，明確 GIS系統(tǒng)的建設目標和任務必須從以下方面著手：系統(tǒng)目的和任務調查對現(xiàn)行系統(tǒng)進行調查分析用戶研究領域現(xiàn)狀調查數(shù)據源調查與評價軟、硬件調查,需求調查方式,為了開發(fā)出用戶滿意的GIS軟件產品，必須首先調查用戶的需求，制定系統(tǒng)開發(fā)目標。了解和明確用戶需求的具體方式有多種 。,1.1.1 系統(tǒng)目的和任務調查,對現(xiàn)行系統(tǒng)進行調查分析進行GIS建設的目的之一是解決現(xiàn)行系統(tǒng)存在的

4、問題和提高工作的效率。通過對現(xiàn)行系統(tǒng)組織機構、工作任務、職能范圍、日常工作流程、信息來源及處理方式、資料使用狀況、人員配置、設備裝置和費用開支等各方面的調查研究，指出現(xiàn)行工作狀況在工作效率、費用支付、人力配置等方面存在的主要問題和薄弱環(huán)節(jié)，作為待建GIS的突破口。 用戶研究領域現(xiàn)狀調查根據用戶研究的方向、深度以及用戶希望GIS解決哪些實際應用問題可以確定系統(tǒng)設計的目的、應用范圍和應用深度，為以后總體設計中的系統(tǒng)功能設計和應用模型設計

5、提供科學、合理的依據。,1.1.2 數(shù)據源調查和評價,能獲得那些數(shù)據；這些數(shù)據可劃分為幾個類型；他們之間有何聯(lián)系；哪些是基礎數(shù)據，哪些是可以由基礎數(shù)據生成的合成數(shù)據和綜合數(shù)據等等。數(shù)據源數(shù)據的分類字符型、數(shù)值型、日期型、圖形型數(shù)據評價數(shù)據一般狀況評價數(shù)據的空間特征、空間特征的表達方式、空間特征的連續(xù)性和閉合性、表示規(guī)則的比較、空間數(shù)據地理控制信息的比較、空間地理數(shù)據的系列性、分類方法的比較和評價、地理參考系統(tǒng)的一致性數(shù)據

6、的屬性特征屬性的存在性、空間數(shù)據的匹配、編碼系統(tǒng)、現(xiàn)勢性,1.1.3 軟、硬件調查,軟、硬件調查包括現(xiàn)在各種在用的軟、硬件有那些，分屬于哪些部門，目前設置的缺陷，網絡功能如何，共享性如何。,1.2 需求分析,在花費大量時間收集到各種信息以后，接下來需要做的是信息的組織與分析，然后將分析的結果以某種方式表達出來。信息描述和表達的方式通常有：表、清單數(shù)據流程圖數(shù)據字典,1.2.1 表和清單,現(xiàn)有結構的組織結構及部門功能清單現(xiàn)有機構

7、人員組織清單現(xiàn)有數(shù)據及來源清單現(xiàn)有數(shù)據及功能參照表現(xiàn)有軟、硬件資源表,1.2.2 數(shù)據流程圖,GIS數(shù)據流模型是GIS軟件系統(tǒng)邏輯模型的一種圖形表示，它描述了GIS數(shù)據流動、存儲、處理等邏輯關系，一般采用數(shù)據流圖（Data Flow Diagram，簡稱DFD）來表示。,1.2.3 數(shù)據字典,數(shù)據字典（Data Dictionary ，簡稱DD）是關于數(shù)據信息的集合。它是數(shù)據流圖中所有要素嚴格定義的場所，這些要素包括數(shù)據流、數(shù)據流

8、的組成、文件、加工小說明及其它應進入字典的一切數(shù)據，其中，每個要素對應數(shù)據字典中的一個條目。 數(shù)據字典通常包括數(shù)據元素、數(shù)據結構、數(shù)據流、數(shù)據存儲和處理過程5個部分。其中數(shù)據元素是數(shù)據的最小組成單位，若干個數(shù)據元素可組成一個數(shù)據結構，數(shù)據字典通過對數(shù)據元素和數(shù)據結構的定義來描述數(shù)據流、數(shù)據存儲的邏輯內容。 數(shù)據字典的用途：在系統(tǒng)分析階段，定義數(shù)據流程圖中各個成分的屬性與定義；在設計階段，提供一套工具以維護

9、對系統(tǒng)設計說明的控制，保證確定的需求與實現(xiàn)階段一致；在實現(xiàn)階段，提供元數(shù)據描述的生成能力；在調試階段，產生測試數(shù)據，提供數(shù)據檢查能力；在運行和維護階段，可幫助數(shù)據庫重組織和重新構造；在使用階段，可以作為“用戶手冊”。,1.3 軟件需求規(guī)格說明,GIS的軟件需求規(guī)格說明是在GIS結構化分析的基礎上建立的自頂向下的任務分析模型。規(guī)格說明描述了系統(tǒng)的需求，是聯(lián)系GIS需求分析與GIS設計的重要橋梁。同時，GIS軟件需求規(guī)格說明書作為系

10、統(tǒng)分析階段的技術文檔，是提交審議的一份必要的工作文件。需求規(guī)格說明書一旦審議通過，則成為有約束力的指導性文件，成為用戶與技術人員之間的技術合同，成為下一階段GIS設計的依據。,GIS軟件需求規(guī)格說明的主要內容,3.GIS數(shù)據描述 3.1 GIS靜態(tài)數(shù)據 3.2 GIS動態(tài)數(shù)據（包括輸入數(shù)據和輸出數(shù)據） 3.3 GIS數(shù)據流圖 3.4 GIS數(shù)據庫描述（給出所使用數(shù)據庫的名稱和類型

11、） 3.5 GIS數(shù)據字典 3.6 GIS加工邏輯小說明 3.7 數(shù)據采集4.GIS功能需求 4.1 功能劃分 4.2 功能描述5.GIS性能需求 5.1 數(shù)據精確度 5.2 時間特性（如響應時間、更新處理時間、 數(shù)據轉換與傳輸時間、運行時間等） 5.3 適應性（在操作方式、運行環(huán)境、與其它軟件的接口以及

12、 開發(fā)計劃等發(fā)生變化時，應具有的適應能力）,6.GIS運行需求 6.1 用戶界面（如屏幕格式、報表格式、 菜單格式、輸入輸出時間等） 6.2 硬件接口 6.3 軟件接口 6.4 故障處理7．質量保證8．其它需求 （如可使用性、安全保密、可維護性、可移植性等）,2 可行性分析,在對系統(tǒng)進行初步調查之后，開發(fā)者應該根據實際情況對下述

13、問題做出選擇：該項目是否具有立項的必要性？如果立項建設，應該按何種方式和規(guī)模組織開發(fā)？這些方案的可行性如何？等等。另外，開發(fā)任何一個信息系統(tǒng)，都會受到時間和資源上的限制。因此，在接受項目之前必須根據用戶可能提供的時間和資源條件進行可行性研究，以避免人力、物力和財力上的浪費。 上述均為GIS可行性研究所面臨的問題?？尚行匝芯恐饕ぷ鲀热莅〝?shù)據源調查與評估、技術可行性評估、經濟和社會效益分析以及系統(tǒng)開發(fā)與運行環(huán)境評價四部分。,2.1 數(shù)

14、據源調查與評估,數(shù)據是GIS運行的基礎，而系統(tǒng)建設中數(shù)據的準備工作繁雜，工作量巨大，因此在立項之前要對系統(tǒng)數(shù)據源、數(shù)據結構和數(shù)據模型等進行全面分析，調查已有數(shù)據情況，確定它們的可用性，對所缺乏數(shù)據要確定其收集方法，測算數(shù)據采集與數(shù)據庫建庫的工作量。,2.2 技術可行性評估,技術可行性是指使用目前可用的開發(fā)方法和工具能否支持系統(tǒng)需求的實現(xiàn)。技術可行性研究過程包括以下幾個方面：分析實現(xiàn)系統(tǒng)功能和性能所需的各種設備、技術、方法和過程，以此

15、預測分析項目開發(fā)在技術方面可能承擔的風險以及系統(tǒng)建成后的實用性、可靠性、可維護性等；在軟硬件配置方面，應分析硬件更新速度和GIS軟件使用周期是否匹配，開發(fā)軟件和技術以及制定開發(fā)方案是否符合用戶需求；在項目管理方面，應考慮GIS設計技術人員的數(shù)量、結構和技術水平等因素，判斷設計開發(fā)工作能否順利開展。如有可能，應充分研究現(xiàn)有類似系統(tǒng)的功能與性能，采用的技術、工具、設備，吸取開發(fā)過程中的經驗和教訓，作為現(xiàn)行系統(tǒng)開發(fā)的參考依據。必要時，

16、技術分析還包括某些研究和試驗性設計活動。,2.3 經濟和社會效益分析,GIS應用迅速普及的根本原因在于GIS應用促進了社會經濟的發(fā)展，給用戶乃至社會帶來了經濟效益和社會效益。因此GIS的成本-效益分析是可行性研究的重要內容，它用于評估GIS的經濟合理性，給出系統(tǒng)開發(fā)的成本論證，并將估算的成本與預期的利潤進行對比。 一般說來，GIS的成本由五個部分組成：購置并安裝軟硬件及其相關設備的費用；生產系統(tǒng)所需數(shù)據的費用；軟件開發(fā)費用；

17、系統(tǒng)安裝、運行和維護費用；人員培訓費用。在系統(tǒng)分析和設計階段只能得到上述費用的預算，即估算成本。 GIS的效益包括經濟效益和社會效益兩部分。經濟效益指應用系統(tǒng)為用戶增加的收入，它可以通過直接的和統(tǒng)計的方法估算。社會效益大多只能用定性的方法估算。,2.4 系統(tǒng)開發(fā)與運行環(huán)境評價,由于GIS開發(fā)工作是在社會環(huán)境下運作的，除了技術因素與經濟因素之外，還有許多社會因素對項目的開展起著制約的作用。例如與項目直接相關的管理人員、工作人員是否對項