【正文】 容復雜。 （2）表達的對象具有時空特性。所以，目前3DGIS、虛擬現(xiàn)實（VR）等技術在GIS的應用中發(fā)展十分迅速。所以在開展用戶調(diào)查、系統(tǒng)設計、系統(tǒng)維護等階段必須對這種狀況進行認真考慮，才能積極預防。一方面要求長期的投資，另一方面在系統(tǒng)設計開發(fā)過程中，要堅持“總體規(guī)劃、分步實施、靈活調(diào)整、急用先行”的設計思想，最后，要注意逐步發(fā)揮系統(tǒng)的效益，爭取系統(tǒng)能夠產(chǎn)生社會效益的同時，產(chǎn)生一定的經(jīng)濟效益，來確保系統(tǒng)長期的發(fā)展。由于處理對象的功能的復雜性導致系統(tǒng)的界面設計有較大困難，例如在同一屏幕上必須很好地同時顯示圖形和屬性數(shù)據(jù)，如何解決這兩者顯示要求的矛盾關系就是界面設計的重要課題。 軟件生存周期模型確立了軟件開發(fā)和演繹中各階段的次序限制以及各階段活動的準則，確立開發(fā)過程所遵守的規(guī)定和限制，便于各種活動的協(xié)調(diào)以及各類人員的有效通信，有利于活動重用和活動管理。它包括可行性分析、項目開發(fā)計劃、需求分析、總體設計、詳細設計、編碼、測試和維護。,1．模型表示 瀑布模型的表示如 圖所示。每個階段的任務完成之后，產(chǎn)生右邊相應的文檔（圖中只列出該階段最主要的文檔），這些文檔經(jīng)過確認，表明該階段工作完成，并進入下一階段的工作。,2．瀑布模型的特點 瀑布模型嚴格按照生存周期各個階段的目標、任務、文檔和要求來進行開發(fā)。 在這種嚴格定義的模型中，開發(fā)人員試圖在每一活動過程結束后，通過嚴格的階段性復審與確認，得到該階段結束的標志，保持不變，作為下一階段活動的唯一基礎，從而形成一個理想的線性開發(fā)序列，以每一步的正確性和完整性來保證最終系統(tǒng)的質(zhì)量。 瀑布模型是一種整體開發(fā)模型，在開發(fā)過程中，用戶看不見系統(tǒng)是什么樣，只有開發(fā)完成向用戶提交整個系統(tǒng)時，用戶就能看到一個完整的系統(tǒng)。大部分的系統(tǒng)軟件就有這些特征，例如編譯系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和操作系統(tǒng)等。,3．瀑布模型的局限性 不適用于應用軟件項目（對于當前的大型軟件項目，特別是應用軟件項目，在開發(fā)前期用戶常常對系統(tǒng)只有一個模糊的想法，很難明確確定和表達對系統(tǒng)的全面要求。但很難期望該需求說明能將系統(tǒng)的一切都描述得完整、準確、一致并與實際環(huán)境相符，很難通過它在邏輯上推出系統(tǒng)的運行效果，并以此達到種類人員對系統(tǒng)的共同理解。）,由于知識背景的不同，工作中的疏漏和通訊媒介的局限性，使通訊中的誤解無法避免；隨著項目向前推進，用戶會產(chǎn)生新的要求，或因環(huán)境變化希望系統(tǒng)也能隨之變化。這些都成為進行嚴格線性開發(fā)的重大障礙，盡管通過加強復審與確認、全面測試和設立維護階段來緩解上述困難，但均未在根本上解決這些問題。瀑布模型缺乏應付變化的機制，所以最終產(chǎn)品將難以維護。這些缺點對軟件開發(fā)帶來了嚴重影響，最終可能導致開發(fā)出的軟件并不是用戶真正需要的軟件，并且這一點在開發(fā)過程完成后才能發(fā)現(xiàn)，已為時太晚。于是人們不再追求開發(fā)活動的極度嚴格性和準確性，而開始考慮傳統(tǒng)思想中的一些基本觀念是否應當改變，能否盡早提供部分產(chǎn)品給用戶？能否一部分一部分地開發(fā)？通融在需求說明難以完善、難以明確的情況下，由快速分析而構造一個小的原型系統(tǒng)，滿足用戶的某些要求后，使用戶在使用過程中受其啟發(fā)，逐步確定各種需求？回答是肯定的，因而產(chǎn)生了增量模型。或者先開發(fā)一個原型軟件，完成部分主要功能，展示給用戶并征求意見，然后逐步完善，最終獲得滿意的軟件產(chǎn)品。螺旋模型將瀑布模型與增量模型結合起來，加入了兩種模型均忽略的風險分析，彌補了這兩種模型的不足。在軟件開發(fā)中，有各種各樣的風險。實踐表明，項目越復雜，設計方案、資源、成本和進度等因素的不確定性越大，項目開發(fā)的風險也越大。 螺旋模型將開發(fā)過程分為幾個螺旋周期，每個螺旋周期大致和瀑布模型相符合?！皣娙币辉~體現(xiàn)了迭代和無間隙特性。無間隙是指在開發(fā)活動，即分析、設計和編碼之間不存在明顯的邊界。該模型應用基于規(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。以軟件工程知識為基礎的生成規(guī)則構成的專家系統(tǒng)與含有應用領域知識規(guī)則的其他專家系統(tǒng)相結合，構成了這一應用領域軟件的開發(fā)系統(tǒng)。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，把規(guī)模大、結構復雜和管理復雜的軟件開發(fā)變得容易控制和管理。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)設計、系統(tǒng)實施、系統(tǒng)評價及維護。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。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、總體設計、詳細設計、程序編制、測試、維護等活動，可將這些活動以適當方式分配到不同階段去完成。 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、設計工程、數(shù)據(jù)工程、工程實施、維護工程等五個階段。,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。,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”。 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，它是科學計算問題還是人工智能問題等。,在清楚了問題的性質(zhì)、目標、規(guī)模后，還要確定問題有沒有行得通的解決辦法。最后要提交可行性研究報告。根據(jù)開發(fā)項目的目標、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)工具和應用軟件包，需要的開發(fā)人員數(shù)目及層次。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。 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、準確地表達出來，也不知道怎樣用計算機解決他們的問題。 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)務流程，完整、準確地表達出來。,二、設計工程,GIS軟件設計工程階段，包括總體設計、數(shù)據(jù)庫設計、模型設計、詳細設計等子階段。,2．數(shù)據(jù)庫設計 數(shù)據(jù)庫設計是指對于一個給定的應用環(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計，以及一個確定數(shù)據(jù)存儲結構與存取方法的物理設計，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)目標并有效存取數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫,3．應用模型設計 由于GIS軟件具有交叉性、綜合性的特點，所以GIS的應用領域相當廣泛，而每種類型的GIS應用都有自己獨特的特點，這個特點主要體現(xiàn)在應用領域模型的構建和實現(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)領域的特殊技術要求，運用并分析該領域的應用模型，設計實現(xiàn)該應用模型的技術方法。即該模塊的控制結構是怎樣的，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，并用相應的表示工具把這些控制結構表示出來。 1．數(shù)據(jù)預處理 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)范化標準。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。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。,3．數(shù)據(jù)處理 數(shù)據(jù)處理工作包括格式轉換、圖形單元的修改與增刪、圖幅拼接、坐標轉換、幾何糾正、數(shù)據(jù)編輯處理、拓撲結構及拓撲關系的自動生成等數(shù)據(jù)庫建立前的工作。 1．程序編制 程序編制階段就是把每個模塊的控制結構轉換成計算機可接受的程序代碼， 即寫成以某特定程序設計語言表示的“源程序清單”。,2．測試 測試分為模塊測試、組裝測試、確認測試。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。,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性完善。,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。應根據(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)。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。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；也可能是為了適應變化了的軟件工作環(huán)境而需要做適當變更；也可能是因為用戶業(yè)務發(fā)生變化而需要擴充和增強軟件的功能等。但當設備的處理能力達不到要求，或者設備本身已經(jīng)過時、淘汰，或者設備損壞，買不到零配件，或者不值得修理時，應考慮硬件更新。與一般信息系統(tǒng)不同的是，GIS以管理具有空間定位特征的