关于GIS软件工程的探究

[摘 要]GIS的软件开发是一项庞大的系统工程,进行工程项目的开发人员大多数都具有地理信息相关专业背景,文章从不同角度对目前的GIS系统进行了分析和研究。

[关键词]GIS系统 需求变更 模块化

GIS即地理信息系统(Geographic Information System),经过了40年的发展,到今天已经逐渐成为一门相当成熟的技术,并且得到了极广泛的应用。从应用的角度,GIS系统由硬件、软件、数据、人员和方法五部分组成。硬件和软件为地理信息系统建设提供环境;数据是GIS的重要内容;方法为GIS建设提供解决方案;人员是系统建设中的关键和能动性因素,直接影响和协调其它几个组成部分。

一、GIS系统的发展现状

由于各个部门对GIS的应用有不同的需求,目前没有一个GIS软件可以同时满足各个行业的需要,所以在实际工作中对于特定行业的GIS应用,一般都需要进行或多或少的软件开发工作。但无论是GIS基础软件的开发还是在基础软件基础之上的应用开发,无论是大至几百上千万的项目还是几万的小项目,GIS的开发目前在我国都存在一些问题。最主要的原因就是没有遵循软件工程学的科学方法,如:没有足够的分析和设计、代码不规范和文档不完备等。

二、GIS系统存在的问题

人们的生产和生活中百分之八十以上的信息和地理空间位置有关。GIS系统作为获取、整理、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科,近年来得到了广泛关注和迅猛发展。由于信息技术的发展,数字时代的来临,理论上来说,GIS可以运用于现阶段任何行业。

由于GIS工程项目的专业性和复杂性,用户的需求在系统开发的整个过程中都在不断变更。如果没有一个完整的需求变更管理方案就贸然进入设计和开发阶段,所埋下的隐患是:一旦用户的需求发生较大变化,对开发中的系统将可能是毁灭性的打击。这种情况在实践中屡见不鲜。软件项目的目标超出原始计划,业界通常称为项目目标范围蔓延.这是软件开发中的固有矛盾。GIS项目目标定义困难,而且由于开发周期内项目必然会面临改进,这就极易导致项目目标的蔓延。如果处理不当将成为项目失败的主要原因。因此,必须采取一些措施控制对项目目标的蔓延,并确保开发者们不会受到这些改进带来的负面影响。

近些年,GIS更以其强大的地理信息空间分析功能,在GPS及路径优化中发挥着越来越重要的作用。GIS地理信息系统是以地理空间数据库为基础,在计算机软硬件的支持下,运用系统工程和信息科学的理论,科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据,以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说,地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。

三、GIS 系统的应用领域

地理信息系统在最近的30多年内取得了惊人的发展,广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、邮电通讯、交通运输、军事公安、水利电力、公共设施管理、农林牧业、统计、商业金融等几乎所有领域。

在资源管理主要应用于农业和林业领域,解决农业和林业领域各种资源(如土地、森林、草场)分布、分级、统计、制图等问题。同时,GIS系统在城市中各种公用设施、救灾减灾中物资的分配、全国范围内能源保障、粮食供应等到机构的在各地的配置等都是资源配置问题。GIS在这类应用中的目标是保证资源的最合理配置和发挥最大效益。

近些年,GIS 系统也广泛地用在城市规划和管理方面。例如,在大规模城市基础设施建设中如何保证绿地的比例和合理分布、如何保证学校、公共设施、运动场所、服务设施等能够有最大的服务面(城市资源配置问题)等。商业与市场是一个全新的发展空间,商业设施的建立充分考虑其市场潜力。例如大型商场的建立如果不考虑其他商场的分布、待建区周围居民区的分布和人数,建成之后就可能无法达到预期的市场和服务面。有时甚至商场销售的品种和市场定位都必须与待建区的人口结构、消费水平等结合起来考虑。地理信息系统的空间分析和数据库功能可以解决这些问题。房地产开发和销售过程中也可以利用GIS功能进行决策和分析。

四、GIS系统的对策研究

GIS软件工程包括GIS工程规划、设计、实施、评价与维护技术,还包括工程的需求控制、质量控制、进度控制、风险控制等管理技术,另外,GIS数据生产的管理与质量控制体系也是GIS工程的重要组成部分。保证一个GIS工程的成功还涉及人员组织技术与成本控制技术,在一定的资金条件下最大限度地满足用户的需要,实现社会效益的同时,还能实现经济效益,也是GIS工程管理的重要任务。

首先:加强GIS软件工程的培训和管理。软件工程的概念还远没有在GIS工程的研究人员、开发人员、管理人员的头脑中扎下根来,软件工程的方法还远没有成为完成GIS工程的自觉行为。要提高GIS工程研究人员,开发人员和管理人员对软件工程的重视,首先就要加强GIS软件工程的教育工作。如在大学中开设GIS软件工程课程或在相关课程中将GIS软件工程作为重点章节进行讲授。加强GIS从业人员的继续教育,让GIS从业人员认识到在GIS工程中实施软件工程学方法是必然的。

其次:详细的系统分析和设计。由于用户需求涉及的因素较多,而用户与软件人员之间由于背景知识、看待问题的角度等的差异,对需求的描述和理解可能会不完备或存在不一致。在实际工作中,用户的需求还常常随外部条件或内在因素的变动而呈现易变的特点。充分地需求分析及系统分析可以最大限度地消除用户与软件人员之间的不一致,详细地系统设计和代码设计可以提高软件的质量,增强系统的可移植性,提高工作效率。

参考文献:

[1]张超等:地理信息系统[M],北京:高等教育出版社,2000

[2]陈述彭:地理信息系统导论[M],北京:科学出版社,l999

[3]陈斌等:大型分布式地理信息系统的技术与发展[J],中国图象图形学报,2001,(9)