關(guān)于GIS軟件工程的探究

[摘 要]GIS的軟件開發(fā)是一項(xiàng)龐大的系統(tǒng)工程，進(jìn)行工程項(xiàng)目的開發(fā)人員大多數(shù)都具有地理信息相關(guān)專業(yè)背景，文章從不同角度對目前的GIS系統(tǒng)進(jìn)行了分析和研究。

[關(guān)鍵詞]GIS系統(tǒng) 需求變更 模塊化

GIS即地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System)，經(jīng)過了40年的發(fā)展，到今天已經(jīng)逐漸成為一門相當(dāng)成熟的技術(shù)，并且得到了極廣泛的應(yīng)用。從應(yīng)用的角度，GIS系統(tǒng)由硬件、軟件、數(shù)據(jù)、人員和方法五部分組成。硬件和軟件為地理信息系統(tǒng)建設(shè)提供環(huán)境;數(shù)據(jù)是GIS的重要內(nèi)容;方法為GIS建設(shè)提供解決方案;人員是系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵和能動性因素，直接影響和協(xié)調(diào)其它幾個組成部分。

一、GIS系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

由于各個部門對GIS的應(yīng)用有不同的需求，目前沒有一個GIS軟件可以同時(shí)滿足各個行業(yè)的需要，所以在實(shí)際工作中對于特定行業(yè)的GIS應(yīng)用，一般都需要進(jìn)行或多或少的軟件開發(fā)工作。但無論是GIS基礎(chǔ)軟件的開發(fā)還是在基礎(chǔ)軟件基礎(chǔ)之上的應(yīng)用開發(fā)，無論是大至幾百上千萬的項(xiàng)目還是幾萬的小項(xiàng)目，GIS的開發(fā)目前在我國都存在一些問題。最主要的原因就是沒有遵循軟件工程學(xué)的科學(xué)方法，如:沒有足夠的分析和設(shè)計(jì)、代碼不規(guī)范和文檔不完備等。

二、GIS系統(tǒng)存在的問題

人們的生產(chǎn)和生活中百分之八十以上的信息和地理空間位置有關(guān)。GIS系統(tǒng)作為獲取、整理、分析和管理地理空間數(shù)據(jù)的重要工具、技術(shù)和學(xué)科，近年來得到了廣泛關(guān)注和迅猛發(fā)展。由于信息技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字時(shí)代的來臨，理論上來說，GIS可以運(yùn)用于現(xiàn)階段任何行業(yè)。

由于GIS工程項(xiàng)目的專業(yè)性和復(fù)雜性，用戶的需求在系統(tǒng)開發(fā)的整個過程中都在不斷變更。如果沒有一個完整的需求變更管理方案就貿(mào)然進(jìn)入設(shè)計(jì)和開發(fā)階段，所埋下的隱患是:一旦用戶的需求發(fā)生較大變化，對開發(fā)中的系統(tǒng)將可能是毀滅性的打擊。這種情況在實(shí)踐中屢見不鮮。軟件項(xiàng)目的目標(biāo)超出原始計(jì)劃，業(yè)界通常稱為項(xiàng)目目標(biāo)范圍蔓延.這是軟件開發(fā)中的固有矛盾。GIS項(xiàng)目目標(biāo)定義困難，而且由于開發(fā)周期內(nèi)項(xiàng)目必然會面臨改進(jìn)，這就極易導(dǎo)致項(xiàng)目目標(biāo)的蔓延。如果處理不當(dāng)將成為項(xiàng)目失敗的主要原因。因此，必須采取一些措施控制對項(xiàng)目目標(biāo)的蔓延，并確保開發(fā)者們不會受到這些改進(jìn)帶來的負(fù)面影響。

近些年，GIS更以其強(qiáng)大的地理信息空間分析功能，在GPS及路徑優(yōu)化中發(fā)揮著越來越重要的作用。GIS地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決策等所需信息的技術(shù)系統(tǒng)。簡單的說，地理信息系統(tǒng)就是綜合處理和分析地理空間數(shù)據(jù)的一種技術(shù)系統(tǒng)。

三、GIS 系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域

地理信息系統(tǒng)在最近的30多年內(nèi)取得了驚人的發(fā)展，廣泛應(yīng)用于資源調(diào)查、環(huán)境評估、災(zāi)害預(yù)測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運(yùn)輸、軍事公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計(jì)、商業(yè)金融等幾乎所有領(lǐng)域。

在資源管理主要應(yīng)用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域，解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領(lǐng)域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統(tǒng)計(jì)、制圖等問題。同時(shí)，GIS系統(tǒng)在城市中各種公用設(shè)施、救災(zāi)減災(zāi)中物資的分配、全國范圍內(nèi)能源保障、糧食供應(yīng)等到機(jī)構(gòu)的在各地的配置等都是資源配置問題。GIS在這類應(yīng)用中的目標(biāo)是保證資源的最合理配置和發(fā)揮最大效益。

近些年，GIS 系統(tǒng)也廣泛地用在城市規(guī)劃和管理方面。例如，在大規(guī)模城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中如何保證綠地的比例和合理分布、如何保證學(xué)校、公共設(shè)施、運(yùn)動場所、服務(wù)設(shè)施等能夠有最大的服務(wù)面(城市資源配置問題)等。商業(yè)與市場是一個全新的發(fā)展空間，商業(yè)設(shè)施的建立充分考慮其市場潛力。例如大型商場的建立如果不考慮其他商場的分布、待建區(qū)周圍居民區(qū)的分布和人數(shù)，建成之后就可能無法達(dá)到預(yù)期的市場和服務(wù)面。有時(shí)甚至商場銷售的品種和市場定位都必須與待建區(qū)的人口結(jié)構(gòu)、消費(fèi)水平等結(jié)合起來考慮。地理信息系統(tǒng)的空間分析和數(shù)據(jù)庫功能可以解決這些問題。房地產(chǎn)開發(fā)和銷售過程中也可以利用GIS功能進(jìn)行決策和分析。

四、GIS系統(tǒng)的對策研究

GIS軟件工程包括GIS工程規(guī)劃、設(shè)計(jì)、實(shí)施、評價(jià)與維護(hù)技術(shù)，還包括工程的需求控制、質(zhì)量控制、進(jìn)度控制、風(fēng)險(xiǎn)控制等管理技術(shù)，另外，GIS數(shù)據(jù)生產(chǎn)的管理與質(zhì)量控制體系也是GIS工程的重要組成部分。保證一個GIS工程的成功還涉及人員組織技術(shù)與成本控制技術(shù)，在一定的資金條件下最大限度地滿足用戶的需要，實(shí)現(xiàn)社會效益的同時(shí)，還能實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益，也是GIS工程管理的重要任務(wù)。

首先:加強(qiáng)GIS軟件工程的培訓(xùn)和管理。軟件工程的概念還遠(yuǎn)沒有在GIS工程的研究人員、開發(fā)人員、管理人員的頭腦中扎下根來，軟件工程的方法還遠(yuǎn)沒有成為完成GIS工程的自覺行為。要提高GIS工程研究人員，開發(fā)人員和管理人員對軟件工程的重視，首先就要加強(qiáng)GIS軟件工程的教育工作。如在大學(xué)中開設(shè)GIS軟件工程課程或在相關(guān)課程中將GIS軟件工程作為重點(diǎn)章節(jié)進(jìn)行講授。加強(qiáng)GIS從業(yè)人員的繼續(xù)教育，讓GIS從業(yè)人員認(rèn)識到在GIS工程中實(shí)施軟件工程學(xué)方法是必然的。

其次:詳細(xì)的系統(tǒng)分析和設(shè)計(jì)。由于用戶需求涉及的因素較多，而用戶與軟件人員之間由于背景知識、看待問題的角度等的差異，對需求的描述和理解可能會不完備或存在不一致。在實(shí)際工作中，用戶的需求還常常隨外部條件或內(nèi)在因素的變動而呈現(xiàn)易變的特點(diǎn)。充分地需求分析及系統(tǒng)分析可以最大限度地消除用戶與軟件人員之間的不一致，詳細(xì)地系統(tǒng)設(shè)計(jì)和代碼設(shè)計(jì)可以提高軟件的質(zhì)量，增強(qiáng)系統(tǒng)的可移植性，提高工作效率。

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