城市GIS_城市地理信息系統(tǒng)軟件工程項目管理資料

1、第五章 城市地理信息系統(tǒng)軟件工程(run jin n chn)(第三講)教學內容: 5.4 城市(chngsh)地理信息系統(tǒng)設計共七十三頁教學時間：2課時教學方法：講授法 多媒體教學法 案例法教學目的：1、讓學生熟悉和掌握UGIS在概要(giyo)設計過程中需要完成的任務;2、讓學生理解與掌握UGIS系統(tǒng)設計的方法、數(shù)據(jù)庫設計、過程設計、界面設計共七十三頁教學重點(zhngdin):數(shù)據(jù)流圖變換為系統(tǒng)結構圖的方法UGIS三種主要數(shù)據(jù)模型教學難點：數(shù)據(jù)存儲、讀取、查詢和管理結構設計本次課教學所涉及的學術前沿： 無縫數(shù)據(jù)庫管理模型共七十三頁5.4 城市(chngsh)地理信息系統(tǒng)設計 系統(tǒng)設計是一

2、個把系統(tǒng)需求變換成軟件(run jin)表示的過程。在完成了系統(tǒng)分析之后，為了實現(xiàn)軟件(run jin)需求規(guī)格說明書的要求，必須將用戶需求轉化為對計算機系統(tǒng)的邏輯定義，即所謂系統(tǒng)設計。最初這種表示只是描繪出系統(tǒng)的總的框架,然后進一步細化,在此框架中填入細節(jié),把它加工成在程序細節(jié)上非常接近于源程序的軟件(run jin)表示。 從工程管理的角度來看，系統(tǒng)設計分兩步完成。首先做概要設計，將系統(tǒng)需求轉化為數(shù)據(jù)結構和軟件的系統(tǒng)結構。然后是詳細設計，即過程設計。 從技術的角度來看，包括數(shù)據(jù)設計、系統(tǒng)結構、過程設計、界面設計。共七十三頁5.4.1系統(tǒng)設計(shj)的目標和任務(一)概要設計1、制定規(guī)范2

3、、軟件系統(tǒng)結構(jigu)的總體設計3、處理方式設計4、數(shù)據(jù)結構設計5、可靠性設計6、編寫概要設計階段的文檔7、概要設計評審共七十三頁系統(tǒng)設計在軟件開發(fā)中的位置 軟件開發(fā)主要(zhyo)包括三個步驟：設計、實現(xiàn)（編碼）和測試。系統(tǒng)分析階段解決系統(tǒng)“做什么”的問題，而系統(tǒng)設計則解決“怎么做”的問題。設計(shj)編碼測試數(shù)據(jù)域需求功能域及性能需求界面設計數(shù)據(jù)設計過程設計系統(tǒng)結構設計程序模塊組裝好的有效軟件開發(fā)階段的信息流共七十三頁 系統(tǒng)結構設計定義軟件系統(tǒng)各個主要成分之間的關系；數(shù)據(jù)設計側重于數(shù)據(jù)結構的定義；詳細設計則是把結構成分轉換成軟件的過程性描述；界面設計側重于與用戶交互(jioh)的界面

4、的設計，包括輸入、輸出、顯示等各類界面的風格和策略的確定。 從工程管理的角度，系統(tǒng)設計分兩步完成(wn chng)：總體設計和詳細設計。總體設計詳細設計數(shù)據(jù)設計系統(tǒng)結構過程設計界面設計管理觀點技術觀點共七十三頁總體設計(概要設計)過程中需要完成的工作1 制定規(guī)范（標準設計） 在進入軟件開發(fā)階段之初，應為軟件開發(fā)制定共同遵守的標準，以便協(xié)調組內各成員的工作。 （1）閱讀和理解軟件需求說明書，在給定預算范圍內和技術現(xiàn)狀下，確認用戶的要求能否實現(xiàn)(shxin)。若能夠實現(xiàn)(shxin)需要明確實現(xiàn)(shxin)的條件，從而確定設計的目標，以及優(yōu)先順序。 （2）根據(jù)目標確定最合適的設計方案。 （3）確

5、定設計文檔的編制標準，包括文檔體系、用紙及樣式、記述詳細程度、圖形畫法等。 （4）確定代碼體系、接口規(guī)約、命名規(guī)則等。共七十三頁2 軟件系統(tǒng)結構的總體設計 （1）采用某種設計(shj)方法，將一個復雜的系統(tǒng)按照功能劃分成模塊的層次結構； （2）確定每個模塊的功能，建立與已確定的軟件需求的對應關系； （3）確定模塊間的調用關系； （4）確定模塊間的接口，即模塊間傳遞的信息。設計接口的信息結構。 （5）評估模塊劃分的質量及導出模塊結構的規(guī)則。共七十三頁3、處理方式(fngsh)設計1）確實為實現(xiàn)軟件系統(tǒng)的功能需求所必需的算法，評估(pn )算法的性能。2）確定為滿足軟件系統(tǒng)的性能需求所必需的算法和

6、模塊間的控制方式（性能設計）。性能主要有以下四個指標： A、周轉時間； B、響應時間； C、吞吐量； D、精度3）確定外部信號的接收發(fā)送方式。共七十三頁4 數(shù)據(jù)結構設計 確定軟件涉及的文件系統(tǒng)的結構以及數(shù)據(jù)庫的模式、子模式，進行數(shù)據(jù)完整性和安全性的設計， （1）確定輸入和輸出文件的詳細(xingx)數(shù)據(jù)結構； （2）結合算法設計、確定算法所必須的邏輯數(shù)據(jù)結構及其操作； （3）確定對邏輯數(shù)據(jù)結構所必需操作的程序模塊，限制和確定各個數(shù)據(jù)設計決策的影響范圍； （4）確定操作系統(tǒng)或調度程序接口必須的控制表等數(shù)據(jù)的詳細數(shù)據(jù)結構和使用規(guī)則； （5）數(shù)據(jù)的保護性設計共七十三頁5、可靠性設計(shj)1）可靠

7、性設計也叫質量設計。軟件可靠性簡言之是指程序和文檔中的錯誤少。軟件可靠性與硬件不同(b tn)，軟件越使用可靠性越高。2）軟件在開發(fā)期間應當盡早找出差錯，并在軟件開發(fā)一開始就要確定軟件可靠性和其它質量指標，考慮相應措施，以使得軟件易于修改和易于維護。共七十三頁6 編寫概要設計階段的文檔 概要設計階段完成時應編寫以下文檔 （1）概要設計說明書，包括系統(tǒng)目標、總體設計、數(shù)據(jù)設計、處理方式(fngsh)設計、運行設計等； （2）數(shù)據(jù)庫設計說明書，包括所用數(shù)據(jù)庫簡介、數(shù)據(jù)模式設計、物理設計等。 （3）用戶手冊，對需求分析階段編寫的初步的用戶手冊進行審訂； （4）制定初步的測試計劃，對測試的策略、方法和

8、步驟提出明確的要求。共七十三頁7 概要設計評審 （1）可追溯性確認該軟件設計是否覆蓋了所有已確定的軟件需求，軟件每一個(y )成分是否可以追溯到某一項需求； （2）接口分析軟件各部分之間的聯(lián)系，確認該軟件內部接口與外部接口是否已經明確定義； （3）風險確認軟件設計在現(xiàn)有技術條件下和預算范圍內是否能按時實現(xiàn)； （4）實用性確認該軟件設計對于需求的解決方案是否實用； （5）技術清晰度確認該軟件設計是否以一種易于翻譯成代碼的形式表達；共七十三頁 （6）可維護性從軟件維護角度出發(fā)，確認該軟件設計是否考慮了方便未來的維護； （7）質量確認該軟件設計是否表現(xiàn)出良好的質量特征； （8）各種( zhn)選擇方

9、案是否考慮過其他方案，比較各種( zhn)方案的標準是什么; （9）限制評估對該軟件的限制是否現(xiàn)實，是否與需求一致； （10）其他具體問題對于文檔、可測試性、設計過程等進行評估。共七十三頁（二）在詳細設計過程中，需要完成的工作是：1、確定軟件各個組成部分內的算法以及各部分的內部數(shù)據(jù)結構(sh j ji u)；2、確定各個組成部分的邏輯過程；3、針對各個功能，根據(jù)界面設計風格，設計各類界面的樣式；4、進行詳細設計的評審。 詳細(xingx)設計共七十三頁5.4.2系統(tǒng)(xtng)設計的方法5.4.2.1系統(tǒng)結構圖的基本組成1、系統(tǒng)結構圖主要由四種基本模塊(m kui)類型組成1）傳入模塊從下屬模

10、塊取得數(shù)據(jù)，經過模塊處理再給上級模塊2）傳出模塊從上級模塊獲得數(shù)據(jù)，經過模塊處理再傳給下屬模塊3）變換模塊從數(shù)據(jù)模塊取得數(shù)據(jù)，經過模塊的特定處理，轉換成其他形式再傳送上級模塊4）協(xié)調模塊對所有下屬模塊進行協(xié)調和管理的模塊，這種模塊一般在系統(tǒng)結構圖中較高層出現(xiàn)共七十三頁共七十三頁系統(tǒng)(xtng)結構圖 系統(tǒng)結構圖主要分為兩種典型的系統(tǒng)結構形式變換型系統(tǒng)結構圖和事務型系統(tǒng)結構圖。 具體(jt)而言，變換型系統(tǒng)結構是一種線性結構，可以明顯地分為邏輯輸入、主加工和邏輯輸出，系統(tǒng)的變換分析過程主要分為三步，即取得數(shù)據(jù)、變換數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)，系統(tǒng)結構圖也由輸入、中心變換和輸出組成。圖530(a)中系統(tǒng)主模塊

11、為變換型系統(tǒng)結構圖； 事務型系統(tǒng)結構圖指某個加工將它的輸入分析成一串平行的數(shù)據(jù)流，分別執(zhí)行后面的某些加工，如圖5-30中虛線柜部分所示。在系統(tǒng)結構圖中這兩種類型往往交替使用。共七十三頁(a)修改(xigi)后數(shù)據(jù)流程圖共七十三頁5.4.2.2數(shù)據(jù)流圖變換(binhun)為系統(tǒng)結構圖的方法 在系統(tǒng)設計中，往往對系統(tǒng)分析階段的數(shù)據(jù)流程圖進行轉換來獲得系統(tǒng)結構圖，如從建設項目預審的數(shù)據(jù)流程圖可獲得其系統(tǒng)結構圖530(b)。在系統(tǒng)結構設計時，首先確定系統(tǒng)總體結構是變換型系統(tǒng)結構圖還是事務型系統(tǒng)結構圖，對系統(tǒng)結構進行分解；然后，根據(jù)系統(tǒng)結構的形式對各個部分的數(shù)據(jù)流程圖導出相應的系統(tǒng)結構圖，組成(z ch

12、n)初始系統(tǒng)結構圖;最后，對初始系統(tǒng)結構圖進行修改得到最終系統(tǒng)結構圖。共七十三頁圖5.30 某市建設(jinsh)用地預審系統(tǒng)結構圖(b)(b)系統(tǒng)(xtng)結構圖共七十三頁1變換分析設計(shj)方法 軟件的數(shù)據(jù)流程圖主要是變換型系統(tǒng)結構圖，對數(shù)據(jù)流程圖主要也是進行變換分析。變換分析方法由如下4步組成。 (1)重畫數(shù)據(jù)流圖。在需求分析階段得到的數(shù)據(jù)流圖側重于描述系統(tǒng)如何加工數(shù)據(jù)，而重畫數(shù)據(jù)流圖的出發(fā)點是描述系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)是如何流動的。 (2)確定系統(tǒng)的邏輯(lu j)輸入、邏輯(lu j)輸出和中心變換部分。在數(shù)據(jù)流圖上來區(qū)分變換型系統(tǒng)結構圖的三個重要組成部分，這個工作建立在對系統(tǒng)規(guī)格說明書

13、有明確理解和設計人員經驗的基礎上。共七十三頁變換分析設計(shj)方法(3)進行(jnxng)一級分解，設計系統(tǒng)模塊結構的頂層和第一層。首先設計一個主模塊，并用系統(tǒng)的名字為它命名，然后將它畫在與中心變換相對應的位置上。作為系統(tǒng)的頂層，它的功能是調用下一層模塊，完成系統(tǒng)所要做的各項工作。主模塊設計好之后，下面的程序結構就可按輸入、中心變換和輸出等分支來處理。程序結構的第一層可以這樣來設計：為每一個邏輯輸入設計一個輸入模塊，它的功能是為主模塊提供數(shù)據(jù)；為每一個邏輯輸出設計一個輸出模塊，它的功能是將主模塊提供的數(shù)據(jù)輸出；為中心變換設計一個變換模塊，它的功能是將邏輯輸入轉換成邏輯輸出。(4)進行二級分

14、解，設計輸入，中心變換，輸出部分的中、下層模塊。這一步工作是自頂向下，逐層細化，為第一層的每一個輸入模塊、輸出模塊、變換模塊設計它們的從屬模塊。共七十三頁2事務分析設計(shj)方法 在數(shù)據(jù)流程圖中有種數(shù)據(jù)流可以引發(fā)一個或多個處理，這些處理能夠完成該作業(yè)要求的功能，這種數(shù)據(jù)流就叫做事務。對這類數(shù)據(jù)流程圖進行變換建立系統(tǒng)結構圖就是事務分析，與變換分析一樣，也是從分析數(shù)據(jù)流圖開始，自項向下，逐步分解，建立系統(tǒng)結構圖。(1)識別事務源 確定數(shù)據(jù)流程圖(或局部數(shù)據(jù)流程圖)具有事務型特征后，首先確定事務源，即帶有“請求”性質的信息。圖中數(shù)據(jù)流“選擇圖形集”就是一個事務源，它通過后面的加工(ji gng)

15、“土地權屬分類”，對“土地圖形集”按照權屬分類處理。共七十三頁(2)確定適當(shdng)的事務型結構 根據(jù)數(shù)據(jù)流程圖的特性和模塊劃分理論，確定事務變換的模塊層次和相互關系。首先需要確定事務中心模塊(主模塊)，它位于其系統(tǒng)結構圖的第一層，也稱為主層(P層)，圖中“土地權屬分類”就是主模塊；其次分析第二層次的模塊，它主要是由承擔事務處理的加工轉換而來的模塊，所以又稱為事務層(T層)，第二層模塊只能是三類：取得事務、處理事務和給出結果，圖中“國有用地審查”、“集體(jt)用地審查”、“耕地用地審查”就是進行不同事務處理的并列模塊，并在主模塊的下沿以菱形引出對這三個事務模塊的選擇。而在“建設用地審查

16、”模塊中隱含了獲得“土地圖形集”的模塊，由于功能較為簡單，在圖中沒有列出，同時，“模板應用”則是對審查結果進行格式化，然后給出建設用地審查報告，它們同屬事務層。共七十三頁(3)識別各種事務和它們(t men)定義的操作 通過問題定義和軟件需求規(guī)格說明書找出所有事務及其操作所必需的全部信息，而對于系統(tǒng)(xtng)內部產生的事務，必須仔細地定義它們的操作。即將各個事務模塊下層的操作模決繼續(xù)分解擴展，直至完成整個結構圖。這些操作模塊包括A層(活動層)和D層(細節(jié)層)，在圖530中沒有畫出。共七十三頁3系統(tǒng)(xtng)結構圖完善 通過如上方法獲得的是初始結構圖，還需要進行如下工作完善，形成最終的系統(tǒng)結

17、構圖。 (1)模塊功能完善。除完成系統(tǒng)功能外，增加系統(tǒng)任務完成的狀態(tài)，以及不能完成的原因，包括出錯處理(chl)、完成返回信息等部分。 (2)消除重復功能，以改善系統(tǒng)結構。即通過不同的變量定義和數(shù)據(jù)類型描述，對功能相似的模塊進行合并。 (3)控制模塊大小和子模塊數(shù)。如果模塊功能多，過程復雜，子模塊數(shù)多，程設計將非常復雜，這就必須對系統(tǒng)進行分解，從而降低模塊的復雜性。 (4)增加適當?shù)恼f明。包括處理說明、接口說明、數(shù)據(jù)結構說明等內容。則會導致過共七十三頁5.4.2.3 結構化設計(shj)的審查 一旦構造了數(shù)據(jù)流圖及其相關的數(shù)據(jù)字典，必須對他們的正確(zhngqu)與否進行檢驗。人們往往用人工的

18、方式進行檢驗，經常會發(fā)現(xiàn)下列錯誤。 (1)未標記的數(shù)據(jù)流。 (2)丟失數(shù)據(jù)流，得不到某處理過程需要的數(shù)據(jù)信息。 (3)純記錄性的數(shù)據(jù)流，處理過程中的某些數(shù)據(jù)從來未加以利用。 (4)在改進過程中未保持數(shù)據(jù)一致性。 (5)遺失處理過程。 (6)包含了控制信息。共七十三頁5.4.3 空間(kngjin)數(shù)據(jù)庫設計一 空間數(shù)據(jù)庫的體系結構 空間數(shù)據(jù)庫軟件一般是作為連接GIS客戶端軟件和RDBMS的中間件而存在，這種思想與C/S網(wǎng)絡模式(msh)思想是一致的。 下面以ESRI的SDE（Spatial Database Engine）為例說明空間數(shù)據(jù)庫的體系結構。 客戶端應用是最終用戶運行的軟件，它可以是

19、ArcView、MapObject或ArcInfo的應用，也可以是用戶為某一特定的工程開發(fā)的應用。共七十三頁 與客戶端應用結合的是SDE客戶庫，它是一個程序設計接口，用于處理客戶端應用提出(t ch)的請求?？蛻舳藨?yngyng)SDE客戶庫服務器SDE服務器處理程序RDBMS數(shù)據(jù)庫SDE體系結構示意圖共七十三頁 在服務器端，有SDE服務器處理程序、關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)和實際的數(shù)據(jù)。 SDE采用協(xié)作(xizu)處理方式，即處理既可以在SDE客戶庫一端也可以在SDE服務器一端，取決于具體的處理在哪一端更快。 所有的服務器任務都是在SDE服務器所在的平臺上完成的，而客戶端應用則可以運行于多種不同

20、的平臺和環(huán)境，去訪問同一個SDE服務器和數(shù)據(jù)庫。共七十三頁GIS體系結構設計(shj)GIS體系結構發(fā)展大概經過了三個階段：第一個階段：面向過程的構架技術，即POA（Process Oriented Architecture)技術階段，被稱為個體經濟(gtjngj)階段；第二個階段：面向系統(tǒng)的架構技術，即EOA （Entirety Oriented Architecture)技術階段，被稱為計劃經濟階段；第三個階段：面向服務的SOA技術，即SOA （Service Oriented Architecture)技術階段，被稱之為市場經濟階段。共七十三頁二 空間數(shù)據(jù)庫設計的原則 （1）盡量減少空間

21、數(shù)據(jù)存儲的冗余量； （2）提供穩(wěn)定的空間數(shù)據(jù)結構，在用戶需要(xyo)改變時，該數(shù)據(jù)結構能迅速作相應的變化； （3）滿足用戶對空間數(shù)據(jù)及時訪問的需要，并能高效地提供用戶所需的空間數(shù)據(jù)查詢結果； （4）在數(shù)據(jù)元素間維持復雜的聯(lián)系，以反映空間數(shù)據(jù)的復雜性； （5）支持多種多樣的決策需要，具有較強的應用適應性。共七十三頁三 空間(kngjin)數(shù)據(jù)庫的設計過程地理現(xiàn)象和過程概念模型邏輯模型存儲模型抽象 概念世界的建立是通過對錯綜復雜的現(xiàn)實世界的認識與抽象，即對各種不同專業(yè)(zhuny)領域的研究和系統(tǒng)分析，形成概念化模型； 邏輯模型設計就是把概念模型結構轉化為計算機數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)能夠支持的數(shù)據(jù)模型； 存

22、儲模型是指概念模型反映到計算機物理存儲介質中的數(shù)據(jù)組織形式。共七十三頁四 空間數(shù)據(jù)庫的需求分析和數(shù)據(jù)模型設計1 需求分析 （1）調查用戶需求：了解用戶特點和要求，取得設計者與用戶對需求的一致看法； （2）需求數(shù)據(jù)的收集(shuj)和分析：包括信息需求（信息內容、特征、存儲數(shù)據(jù)等）、信息加工處理要求、完整性與安全性要求等； （3）編制用戶需求說明書：包括需求分析的目標、任務、具體需求說明、系統(tǒng)功能與性能以及運行環(huán)境等。共七十三頁2 數(shù)據(jù)模型設計 建立空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的目的，是揭示空間客體的本質特征，并對其進行抽象化，使之轉化為計算機能夠接受和處理的數(shù)據(jù)形式。 數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中通常采用(ciyn

23、g)的數(shù)據(jù)模型主要有層次模型、網(wǎng)狀模型和關系模型，以及語義模型、面向對象的數(shù)據(jù)模型等。這些數(shù)據(jù)模型都可以用于空間數(shù)據(jù)庫的設計。共七十三頁五 空間數(shù)據(jù)庫的概念設計 對需求分析階段所收集的信息和數(shù)據(jù)進行分析、整理，確定地理實體、屬性及其之間的聯(lián)系，將各用戶的局部視圖合并成一個總的全局視圖，形成(xngchng)獨立于計算機的反映用戶觀點的概念模式。 表示概念模型常用的模型是E-R模型，即實體聯(lián)系模型。用它來描述現(xiàn)實地理世界，不必考慮信息的存儲結構、存儲路徑等問題，更接近現(xiàn)實地理世界，具有直觀、自然和語義較豐富等特點。共七十三頁 例如，在城市地理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設計中，將城市市區(qū)要素抽象為空間實體、空間實

24、體屬性和空間實體關系，其中 空間實體包括街道邊線、路段、街道、街區(qū)(ji q)以及節(jié)點等； 空間實體屬性包括節(jié)點實體屬性（立交橋、警亭及所連通街道的性質等），邊線實體屬性（屬于哪一路段、街道、街區(qū)及其長度等），街道路段和街道實體屬性（走向、路面質量、寬度、等級等），街區(qū)實體屬性（面積、用地類型等）。共七十三頁1 概念化設計工作內容 GIS數(shù)據(jù)庫的概念化設計需要完成以下工作 （1）數(shù)據(jù)庫的宏觀地理意義(yy)，主要是指空間數(shù)據(jù)的比例尺、地圖投影和坐標系統(tǒng)等全局性要素的定義； （2）數(shù)據(jù)庫的地理特征設計，對地理特征的層次關系、各層幾何表達形式和拓撲特征進行設計； （3）屬性數(shù)據(jù)表格及其關系設計；

25、（4）數(shù)據(jù)庫總體設計報告的起草； （5）數(shù)據(jù)庫概念化設計的評定。共七十三頁2 GIS數(shù)據(jù)模型模式(msh) （1）文件結構型數(shù)據(jù)模型模式 （2）混合結構型數(shù)據(jù)模型模式 （3）無縫數(shù)據(jù)庫管理模型模式GIS應用(yngyng)GIS基礎平臺圖形文件屬性文件關鍵字GIS應用GIS基礎平臺圖形文件屬性庫關鍵字GIS應用GIS基礎平臺數(shù)據(jù)庫接口數(shù)據(jù)庫接口數(shù)據(jù)引擎屬性庫空間數(shù)據(jù)庫共七十三頁3 數(shù)據(jù)的分層管理 大多數(shù)GIS都將數(shù)據(jù)按照邏輯類型分成不同的數(shù)據(jù)層進行組織。數(shù)據(jù)層的設計一般按照數(shù)據(jù)的專業(yè)內容和類型進行。 數(shù)據(jù)分層主要考慮如下因素（1）數(shù)據(jù)具有同樣的特征，及相同的屬性信息；（2）比例尺的一致性；（3

26、）數(shù)據(jù)具有相同的幾何形式和拓撲特征 同一地物可能采用不同的幾何形式表達，需要不同的層，如河流可以分為(fn wi)線狀和面狀的，分別用兩個層表示。共七十三頁（4）該層數(shù)據(jù)具有同樣的使用目的、方式 如道路數(shù)據(jù)，用于網(wǎng)絡分析時用有嚴格拓撲關系的道路中心線表示，而在制圖輸出則用符號化線或面來表示，因此分別(fnbi)用兩個層表示；（5）不同部門的數(shù)據(jù)放入不同的層；（6）不同安全級別的數(shù)據(jù)單獨存儲；（7）使用不同數(shù)據(jù)源更新的數(shù)據(jù)應分層存儲；（8）同一類型的數(shù)據(jù)，如果其屬性特征不同，也需要分層存儲。共七十三頁六 空間數(shù)據(jù)庫的詳細設計1 數(shù)據(jù)源設計 GIS數(shù)據(jù)源包括地圖、設計規(guī)劃圖、航空和衛(wèi)星影像、GPS

27、數(shù)據(jù)、照片(zhopin)、現(xiàn)有電子數(shù)據(jù)、各種記錄文件、數(shù)字化測量數(shù)據(jù)等。 根據(jù)數(shù)據(jù)源的來源范圍可以分為兩類，一是系統(tǒng)外錄入數(shù)據(jù)，二是系統(tǒng)內自生數(shù)據(jù)。 針對不同數(shù)據(jù)源的特性，系統(tǒng)采用不同的對策，但具有如下的共性：共七十三頁 （1）數(shù)據(jù)源多樣化，提高系統(tǒng)(xtng)內容的豐富性； （2）系統(tǒng)主要空間數(shù)據(jù)比例尺、標準、格式等應盡量一致； （3）日常辦公系統(tǒng)的數(shù)據(jù)來源，應經過數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和入庫管理模塊轉化為標準數(shù)據(jù)后方可以進入系統(tǒng)，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定性； （4）對于基于網(wǎng)絡多用戶系統(tǒng)，系統(tǒng)公共基礎數(shù)據(jù)應通過統(tǒng)一的技術部門錄入； （5）在保證質量的前提下，選擇數(shù)據(jù)生產到入庫短的數(shù)據(jù)源。共七十三頁2 修訂

28、數(shù)據(jù)標準與數(shù)據(jù)字典 一個合理的數(shù)據(jù)標準應包括的內容： 1）引用標準； 2）分類(fn li)和實體代碼說明； 3）數(shù)據(jù)存儲信息說明； 4）空間數(shù)據(jù)分層說明； 5）屬性數(shù)據(jù)結構說明； 6）元數(shù)據(jù)說明共七十三頁3、數(shù)據(jù)(shj)質量控制方案1）格式（形式）檢查：對數(shù)據(jù)的文件格式、分層、代碼、屬性(shxng)表達字段等數(shù)據(jù)形式的描述。格式檢查的兩種方式：人工抽查；程序自動檢查2）內容正確性和精度檢查3）系統(tǒng)設計的過程設計和界面設計中把數(shù)據(jù)質量控制考慮進去共七十三頁4 數(shù)據(jù)存儲、讀取、查詢和管理結構的設計（1）用戶安全設計（2）數(shù)據(jù)更新的質量控制(kngzh)（3）合理數(shù)據(jù)分級體系的設定（4）數(shù)據(jù)的

29、恢復能力（5）數(shù)據(jù)庫網(wǎng)絡模型共七十三頁七 地理信息元數(shù)據(jù)的設計1 元數(shù)據(jù)的定義和作用 元數(shù)據(jù)是關于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，用于描述數(shù)據(jù)的內容、覆蓋范圍、質量(zhling)、管理方式、數(shù)據(jù)的所有者、數(shù)據(jù)的提供方式等有關的信息。 地理信息元數(shù)據(jù)是關于地理相關數(shù)據(jù)和信息資源的描述信息，它通過對地理空間數(shù)據(jù)的內容、質量、條件和其他特征進行描述與說明，幫助人們有效地定位、評價、獲取和使用地理相關數(shù)據(jù)。共七十三頁2 地理信息元數(shù)據(jù)確定的原則（1）完整性 核心元數(shù)據(jù)必須是基本元數(shù)據(jù)元素集合的基礎上，還需要完整描述數(shù)據(jù)集最重要的信息。（2）準確性 確定核心元數(shù)據(jù)內容時，需要對表達理論、空間參照系統(tǒng)理論、質量體系理論以及

30、計算機通信技術方面有全面的了解，準確表達。（3）結構性用模型(mxng)表達（4）與其他標準的一致性共七十三頁3 地理信息元數(shù)據(jù)的主要內容 包括6個類和2個公共數(shù)據(jù)類型，6個類為：（1）標識信息 是唯一標識數(shù)據(jù)集的元數(shù)據(jù)信息（2）數(shù)據(jù)質量信息 是數(shù)據(jù)集整體質量的評價，包括數(shù)據(jù)集質量的定性和定量概括說明兩個方面。（3）空間(kngjin)參照系統(tǒng)信息 是數(shù)據(jù)集使用的空間參照系統(tǒng)的說明，包括基于地理標識的空間參照系統(tǒng)與基于坐標的空間參照系統(tǒng)。共七十三頁（4）內容信息 描述數(shù)據(jù)集的主要內容（5）分發(fā)信息 描述有關數(shù)據(jù)集的分發(fā)者和獲取數(shù)據(jù)的方法，包括數(shù)據(jù)集網(wǎng)絡(wnglu)傳輸?shù)刂?，以及與分發(fā)者有關的

31、聯(lián)系信息。（6）核心元數(shù)據(jù)參考信息 包括核心元數(shù)據(jù)發(fā)布或更新的日期以及與建立核心元數(shù)據(jù)單位的聯(lián)系信息等。共七十三頁 兩個(lin )公共數(shù)據(jù)類型包括（1）覆蓋范圍信息 描述數(shù)據(jù)集的空間范圍（經緯度坐標、地理標識符）、時間范圍和垂向范圍（最小最大垂向坐標值、計量單位）。該數(shù)據(jù)類型被多個元數(shù)據(jù)元素引用，本身不單獨使用。（2）負責單位聯(lián)系信息 與數(shù)據(jù)集有關的單位標識（單位名稱、聯(lián)系人、職責）和聯(lián)系方式信息。共七十三頁4 地理信息(d l xn x)元數(shù)據(jù)字典序號中文名稱英文名稱縮寫名定義約束條件最多出現(xiàn)次數(shù)數(shù)據(jù)型域1MD元數(shù)據(jù)MD-Meta-dataMea-data關于元數(shù)據(jù)的信息M1ClassLi

32、nes 1 _ 82日期Time-stampmdTimeSt元數(shù)據(jù)發(fā)布或最近更新日期M1DataCCYYMMDD34地理信息元數(shù)據(jù)(shj)地點實例共七十三頁 （1）名稱/角色名稱 （2）縮寫名 （3）定義，對元數(shù)據(jù)類或屬性確切含義的描述 （4）約束條件，表示該特征是否必須包含(bohn)在核心元數(shù)據(jù)中，取值為M（必選）、C（條件必選）、O（可選） （5）最多出現(xiàn)次數(shù)，指定元數(shù)據(jù)類型或元數(shù)據(jù)屬性的實例可能重復出現(xiàn)的次數(shù)，“1”為出現(xiàn)一次，“N”為重復出現(xiàn) （6）數(shù)據(jù)類型，如整型數(shù)、實型數(shù)、字符串等 （7）域，元數(shù)據(jù)屬性的域為允許取值范圍，元數(shù)據(jù)類則表示描述該類的行的范圍。共七十三頁5.4.4

33、過程(guchng)設計1、概念化設計完成了軟件系統(tǒng)的總體設計，規(guī)定了各個模塊及模塊之間的聯(lián)系，進一步就要考慮實現(xiàn)各個模塊規(guī)定的功能。2、過程設計也叫做詳細設計或程序設計，它不同于編碼或編寫程序。在過程設計階段，要決定各個模塊的實現(xiàn)算法，并精確(jngqu)地表達這些算法。共七十三頁詳細設計的任務：1、為每個模塊選擇適當?shù)乃惴ú⑦x取描述工具詳細描述這些算法。2、確定每個模塊所使用的數(shù)據(jù)結構。3、確定各個模塊及模塊間接口的細節(jié)，包括用戶界面和外部軟硬件接口、模塊間的接口、模塊局部數(shù)據(jù)和輸入輸出數(shù)據(jù)。4、為每個模塊設計測試用例，使得(sh de)編碼階段對具體模塊的調試測試更加方便。5、編寫詳細設

34、計說明書。詳細(xingx)設計的任務共七十三頁為了是詳細設計更加地科學嚴謹，應遵守以下原則：對于模塊的邏輯描述，要在確保正確可靠的基礎上盡量地使得其更加清晰易讀。選擇(xunz)適當?shù)拿枋龉ぞ邅韺Ω髂K的算法進行描述。采用結構化的設計方法，改善程序的結構，使其結構更加科學標準，同時也降低了程序的復雜度，從而提高了程序的可讀性、可測試性和可維護性。詳細設計(shj)的原則共七十三頁3、詳細設計(shj)工具表達過程規(guī)格說明的工具叫做詳細設計工具，它可以分為以下三類：1）圖形工具：程序流程圖(PFC)；N-S圖；問題分析(fnx)圖(PAD)2）表格工具：判定表3）語言工具：PDL(問題描述語言

35、)共七十三頁5.4.5 界面設計 過程設計是對模塊邏輯關系的描述，而界面設計則規(guī)范(gufn)用戶與計算機進行信息交換的形式，主要包括系統(tǒng)輸入、輸出、處理過程中各類信息在計算機屏幕等輸出設備上表現(xiàn)形式和布局，也包括鍵盤、鼠標、數(shù)字化儀等輸入設備的布局和操作方式。界面設計是詳細設計的重要內容。共七十三頁5.4.5.1用戶界面(yn h ji min)的特性1、可用性（1）使用的簡單性（2）用戶界面中所用術語(shy)的標準化和一致性（3）擁有HELP幫助的功能（4）快速的系統(tǒng)響應和低的系統(tǒng)成本（5）用戶界面應具有容錯能力共七十三頁5.4.5.1用戶界面(yn h ji min)的特性2、靈活性1

36、）考慮到用戶(yngh)的特點、能力、知識水平，應當使用用戶(yngh)界面能夠滿足不同用戶(yngh)的要求。2）用戶可以根據(jù)需要制定和修改界面方式。3）系統(tǒng)能夠按照用戶的希望和需要，提供不同詳細程度的系統(tǒng)響應信息3、復雜性和可靠性1）用戶界面的復雜性2）用戶界面的可靠性共七十三頁5.4.5.2用戶界面任務(rn wu)和工作設計1、任務分配 1)在每個任務中,動作要分配給計算機、用戶或者二者； 2）任務分配產生兩個網(wǎng)絡：一個是人的任務網(wǎng)絡；一個是計算機的任務網(wǎng)絡2、工作方式和工作設計 1）工作方式有兩種：一是由一個人單獨完成一個系統(tǒng)的目標；二是任務進展跟蹤 2）工作設計的目的是使任務需求與

37、操作員的能力相匹配。因此(ync)在做工作設計時，應該檢查任務流程以確認不會出現(xiàn)任務過載。共七十三頁5.4.5.3界面設計的步驟(bzhu)1、確定整個UGIS的界面風格；2、確定系統(tǒng)界面的主框架，包括系統(tǒng)采用多文檔、單文檔、對話框的哪一種，菜單的內容等；3、確定各類界面的界面特征，如規(guī)定用戶輸入(shr)界面、系統(tǒng)輸出界面、“向導”、圖件管理器等類界面設計要求；4、設計各個功能的主要界面共七十三頁5.4.5.4界面(jimin)類型1、字符界面1）在字符界面下，由應用程序來決定處理過程，用戶必須按照程序流程一步一步地輸入(shr)用戶信息，如AUTOCAD等；2）在字符界面中有一種比較特別的的界面向導（Wizar