【文章內(nèi)容簡介】 迭代和無間隙特性。系統(tǒng)某個部分常常重復(fù)工作多次，相關(guān)功能在每次迭代中隨之加入演進的系統(tǒng)。無間隙是指在開發(fā)活動，即分析、設(shè)計和編碼之間不存在明顯的邊界。,六、智能模型 智能模型也稱為基于知識的軟件開發(fā)模型，它縱使了上述若干模型，并把專家系統(tǒng)結(jié)合在一起。該模型應(yīng)用基于規(guī)則的系統(tǒng)，采用歸納和推理機制，幫助軟件人員完成開發(fā)工作，并使維護在系統(tǒng)規(guī)模說明一級進行。為此，建立了知識庫，為模型、軟件工程知識與特定領(lǐng)域的知識分別存入數(shù)據(jù)庫。以軟件工程知識為基礎(chǔ)的生成規(guī)則構(gòu)成的專家系統(tǒng)與含有應(yīng)用領(lǐng)域知識規(guī)則的其他專家系統(tǒng)相結(jié)合，構(gòu)成了這一應(yīng)用領(lǐng)域軟件的開發(fā)系統(tǒng)。,第三節(jié) GIS軟件工程的生存周期,GIS軟件工程生存周期是指一個GIS軟件從提出開發(fā)要求開始直到該軟件報廢為止的整個時期。把整個生存周期劃分為若干階段，使得每個階段有明確的任務(wù)，把規(guī)模大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和管理復(fù)雜的軟件開發(fā)變得容易控制和管理。,GIS的開發(fā)不僅有其既定的目標(biāo)，而且有其階段性。GIS軟件工程整個生存周期劃分為四個階段，一般而言，包括以下四個階段：系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實施、系統(tǒng)評價及維護。 軟件生存周期的各個階段有不同的劃分。軟件規(guī)模、種類、開發(fā)環(huán)境以及開發(fā)使用的方法都有影響軟件生存周期的劃分。在劃分軟件生存周期的階段時，應(yīng)遵循的基本原則是各階段的任務(wù)應(yīng)盡可能的相應(yīng)獨立，同一階段各項任務(wù)的性質(zhì)盡可能相同，從而降低每個階段任務(wù)的復(fù)雜程度，簡化不同階段之間的聯(lián)系，有得軟件項目開發(fā)組織管理。通常，軟件生存周期包括可行性研究和項目開發(fā)計劃、需求分析、總體設(shè)計、詳細設(shè)計、程序編制、測試、維護等活動，可將這些活動以適當(dāng)方式分配到不同階段去完成。,GIS軟件工程過程沒有規(guī)定一個特定的生存周期模型或軟件開發(fā)方法，各軟件開發(fā)機構(gòu)可為其開發(fā)項目選擇一種生存周期模型，并將軟件工程過程所含的過程、活動和任務(wù)影射到該模型中，也可以選擇和使用軟件開發(fā)方法來執(zhí)行適合于其軟件項目的活動和任務(wù)。 按照工程化的思想進行劃分，GIS軟件工程生存周期包括：前期工程、設(shè)計工程、數(shù)據(jù)工程、工程實施、維護工程等五個階段。以下簡要介紹各個工程階段的情況。,一、前期工程 GIS軟件前期工程階段，包括工程調(diào)研、可行性研究、制定項目計劃、需求分析等子階段。 1．工程調(diào)研 根據(jù)軟件開發(fā)的基本目標(biāo)和技術(shù)要求，對國內(nèi)外相關(guān)項目通過走訪、交談、函件往來、資料檢索等方式進行調(diào)研，確定該領(lǐng)域的GIS軟件的發(fā)展現(xiàn)狀、存在問題，從而為擬開展的軟件工程項目提供有價值的參考資料。,2．可靠性研究和項目開發(fā)計劃 根據(jù)軟件和項目開發(fā)計劃階段必須要回答的問題是“要解決的問題是什么”。這問題有行得通的解決辦法嗎？若有解決問題的辦法，則需要多少費用？需要多少資源？需要多少時間？要回答這些問題，就要進行問題定義、可行性研究，制定項目開發(fā)計劃。 用戶提出一個軟件開發(fā)要求后，系統(tǒng)分析員首先要解決該軟件項目的性質(zhì)是什么，它是數(shù)據(jù)處理問題還是實時控制問題，它是科學(xué)計算問題還是人工智能問題等。還要明確該問題的目標(biāo)是什么，該項目的模型如何等。,在清楚了問題的性質(zhì)、目標(biāo)、規(guī)模后，還要確定問題有沒有行得通的解決辦法。系統(tǒng)分析員要進行壓縮和簡化的需求分析和設(shè)計，也就是在高層次上進行分析和設(shè)計，探索這個問題是否值得去解決，是否有可行的解決辦法。最后要提交可行性研究報告。 經(jīng)過可行性研究后，確定該問題值得去解決，然后制定項目開發(fā)計劃。根據(jù)開發(fā)項目的目標(biāo)、功能、性質(zhì)及規(guī)模，估計項目需要的資源，即需要的計算機硬件資源，需要的軟件開發(fā)工具和應(yīng)用軟件包，需要的開發(fā)人員數(shù)目及層次。還要對軟件開發(fā)費用做出估算，對開發(fā)進度做出估計，制定完成任務(wù)實施計劃。最后，將項目開發(fā)計劃和可行性研究報告一起提交管理部門審查。,3．需求分析 需求分析階段的任務(wù)不是具體的解決問題，而是準(zhǔn)確地確定“軟件系統(tǒng)必須做什么”，確定軟件系統(tǒng)必須具備哪些功能。 用戶了解他們所面對的問題，知道必須做什么，但是通常不能完整、準(zhǔn)確地表達出來，也不知道怎樣用計算機解決他們的問題。而軟件開發(fā)人員雖然知道怎樣用軟件完成人們提出的各種功能要求，但是，對用戶的具體業(yè)務(wù)和需求不完全清楚，這是需求分析階段的困難所在。 系統(tǒng)工程分析員要和用戶密切配合，充分交流各自的理解，充分理解用戶的業(yè)務(wù)流程，完整、準(zhǔn)確地表達出來。這一階段要給出軟件需求說明書。,二、設(shè)計工程,GIS軟件設(shè)計工程階段，包括總體設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、模型設(shè)計、詳細設(shè)計等子階段。 1．總體設(shè)計 在總體設(shè)計階段，開發(fā)人員把確定的各項功能需求轉(zhuǎn)換成需要的體系結(jié)構(gòu)，在該體系結(jié)構(gòu)中，每個成分都是意義明確的模塊，即每個模塊都和某些功能需求相對應(yīng)。,2．?dāng)?shù)據(jù)庫設(shè)計 數(shù)據(jù)庫設(shè)計是指對于一個給定的應(yīng)用環(huán)境，提供一個確定的最優(yōu)數(shù)據(jù)模型與處理模式的邏輯設(shè)計，以及一個確定數(shù)據(jù)存儲結(jié)構(gòu)與存取方法的物理設(shè)計，建立能反映現(xiàn)實世界信息和信息聯(lián)系，滿足用戶要求，又能被某個DBMS所接受，同時能實現(xiàn)系統(tǒng)目標(biāo)并有效存取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫,3．應(yīng)用模型設(shè)計 由于GIS軟件具有交叉性、綜合性的特點，所以GIS的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，而每種類型的GIS應(yīng)用都有自己獨特的特點，這個特點主要體現(xiàn)在應(yīng)用領(lǐng)域模型的構(gòu)建和實現(xiàn)上，所以在進行GIS軟件開發(fā)的分析階段，一項重要的工作是針對擬開發(fā)領(lǐng)域的特殊技術(shù)要求，運用并分析該領(lǐng)域的應(yīng)用模型，設(shè)計實現(xiàn)該應(yīng)用模型的技術(shù)方法。,4．詳細設(shè)計 詳細設(shè)計階段就是為每個模塊完成的功能進行具體描述，要把功能描述轉(zhuǎn)變?yōu)榫_的、結(jié)構(gòu)化的過程描述。即該模塊的控制結(jié)構(gòu)是怎樣的，先做什么，后做什么，有什么樣的條件判定，有些什么重要處理等，并用相應(yīng)的表示工具把這些控制結(jié)構(gòu)表示出來。,三、數(shù)據(jù)工程,GIS軟件數(shù)據(jù)工程階段，包括數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理等子階段。 1．?dāng)?shù)據(jù)預(yù)處理 無論用何種方法獲取的原始數(shù)據(jù)，都可能存在著數(shù)字化過程中不可避免的引入錯誤，數(shù)字化數(shù)據(jù)與使用格式不一致，各種數(shù)據(jù)來源的比例尺和投影不統(tǒng)一，各幅地圖數(shù)據(jù)之間的不匹配，以及地圖比例尺之間、地圖比例尺與數(shù)字化儀的長度單位之間不一致，因此必須通過數(shù)據(jù)預(yù)處理，才能獲得凈化的數(shù)據(jù)文件，使采集的數(shù)據(jù)符合規(guī)范化標(biāo)準(zhǔn)。,2．?dāng)?shù)據(jù)采集 建立GIS的第一步就是將空間實體的圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)輸入到地理數(shù)據(jù)庫中，這就是GIS的數(shù)據(jù)采集。GIS的數(shù)據(jù)采集需進行四方面的工作，即野外數(shù)據(jù)的采集、圖形數(shù)據(jù)的采集、屬性數(shù)據(jù)的采集和圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接。野外數(shù)據(jù)的采集主要有三種：GPS方法、攝影測量方法和測量法。地圖數(shù)據(jù)是GIS主要的信息源，對它的采集主要是指對地圖進行數(shù)字化，主要有兩種方式，即手扶跟蹤數(shù)字化和掃描數(shù)字化。屬性數(shù)據(jù)的采集方法通常有六種。,3．?dāng)?shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理工作包括格式轉(zhuǎn)換、圖形單元的修改與增刪、圖幅拼接、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、幾何糾正、數(shù)據(jù)編輯處理、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及拓?fù)潢P(guān)系的自動生成等數(shù)據(jù)庫建立前的工作。,四、工程實施,GIS軟件工程實施階段，包括程序編制、測試、試運行等子階段。 1．程序編制 程序編制階段就是把每個模塊的控制結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成計算機可接受的程序代碼， 即寫成以某特定程序設(shè)計語言表示的“源程序清單”。編寫出的程序應(yīng)是結(jié)構(gòu)好，清晰易讀，并且與設(shè)計相一致。,2．測試 測試分為模塊測試、組裝測試、確認(rèn)測試。模塊測試是查找各模塊在功能和結(jié)構(gòu)上存在的問題。組裝測試是將各模塊按一定順序組裝起來進行測試，主要是查找各模塊之間接口上存在的問題。確認(rèn)測試是按軟件需求說明書上的功能逐項進行的，發(fā)現(xiàn)不滿足用戶需求的問題，決定開發(fā)的軟件是否合格、能否交付用戶使用等。,3．試運行 試運行是保證最終交付給用戶的軟件質(zhì)量的重要手段，GIS軟件試運行應(yīng)由系統(tǒng)開發(fā)人員和用戶共同進行，在試運行過程中要進行正確性完善和適應(yīng)性完善。試運行的時間應(yīng)視系統(tǒng)的規(guī)模和復(fù)雜程度而定，一般為1～3個月。,五、維護工程,GIS軟件維護工程階段，包括數(shù)據(jù)庫維護、軟硬件維護等方面。 1．?dāng)?shù)據(jù)庫維護 GIS軟件中的數(shù)據(jù)隨著應(yīng)用規(guī)模的日益擴大而迅速變化，不但基礎(chǔ)地理信息， 而且其他所有專題信息均需要經(jīng)常地進行維護和更新。應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的規(guī)模和實際需求，建立系統(tǒng)的數(shù)據(jù)維護更新機制，規(guī)定系統(tǒng)數(shù)據(jù)維護更新的周期，使系統(tǒng)的所有數(shù)據(jù)均相對地始終處于最新的狀態(tài)。,2．軟件維護和硬件維護 軟件維護是軟件生存周期中時間最長的階段。已交付的軟件投入正式使用后，便進入軟件維護階段，它可以持續(xù)幾年甚至幾十年。軟件運行過程中可能由于各方面的原因，需要對它進行修改。其原因可能是運行中發(fā)現(xiàn)了軟件隱含的錯誤而需要修改；也可能是為了適應(yīng)變化了的軟件工作環(huán)境而需要做適當(dāng)變更；也可能是因為用戶業(yè)務(wù)發(fā)生變化而需要擴充和增強軟件的功能等。 同樣，也應(yīng)建立系統(tǒng)硬件設(shè)備的日常維護制度，根據(jù)設(shè)備的使用說明進行及時的維護，以保證設(shè)備完好和系統(tǒng)的正常運行。但當(dāng)設(shè)備的處理能力達不到要求，或者設(shè)備本身已經(jīng)過時、淘汰，或者設(shè)備損壞，買不到零配件，或者不