1、GIS軟件工程課程教學大綱課程英文名稱：GIS Software Engineering課程編號：HZ160040課程類別：專業教育課程（專業核心課程）課程性質：必修課學 分：2學 時：32（其中：講課學時：32 實驗學時：0 上機學時:0）適用專業：地理信息科學開課部門：環境與資源學院測繪與信息工程系先修課程：GIS二次開發、數據結構與算法、空間數據庫、地理信息系統基礎A、C#程序設計語言A等后續課程：地理信息科學畢業實習、地理信息科學畢業設計一、課程目標通過本課程的學習，使學生具備以下能力：掌握GIS軟件工程的基本理論，能夠理解軟件工程中軟件生命周期各階段的任務、過程、特點以及軟件生命周期

2、模型。能夠基于數學思想對GIS軟件進行可行性分析。能夠理解和掌握面向對象方法學的理論知識，能夠進行面向對象的GIS軟件分析、設計和實現，能夠掌握UML建模技術與方法。能夠掌握GIS數據集成方法，理解和掌握GIS軟件工程實施與維護。能夠理解GIS軟件工程的管理技術與標準化。二、課程目標與畢業要求的對應關系課程目標指標點畢業要求課程目標1、22.1能夠應用數學和自然科學基本方法，將地理信息工程問題轉化、表述為數學問題進行分析。2. 問題分析：能夠應用數學、自然科學和地理信息科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析地理信息專業問題，具備地理信息系統的架構能力。課程目標32.2具有一定的地理信息

3、軟件工程專業知識和管理能力，初步具備比較大型的地理信息平臺的架構能力。2. 問題分析：能夠應用數學、自然科學和地理信息科學的基本原理，識別、表達、并通過文獻研究分析地理信息專業問題，具備地理信息系統的架構能力。三、教學內容與教學方法和課程目標的對應關系單元GIS軟件工程教學內容教學方法課程目標教學環節訓練環節1GIS軟件工程概述授課2學時22GIS軟件工程的系統定義授課6學時作業23GIS軟件工程的設計授課8學時作業24空間數據庫系統的設計與實現授課4學時作業35GIS軟件工程的實施、測試與評價授課4學時作業36GIS軟件工程的維護授課2學時作業37GIS設計項目管理與質量保證授課4學時作業3

4、8縣（市）級土地利用規劃管理信息系統設計與實現授課2學時總結論文3四、課程的主要內容及基本要求第1單元 GIS軟件工程概述 （2學時，撐課程目標1）知 識 點軟件危機；軟件工程；軟件生存周期模型：瀑布模型、增量模型、螺旋模型、噴泉模型、智能模型；GIS軟件工程建設的主要過程：系統分析、需求分析、系統設計、編碼設計。重 點軟件危機；生存周期；瀑布模型。難 點生命周期；瀑布模型?；疽笞R 記：軟件危機；軟件工程；生存周期；瀑布模型。領 會：什么是軟件危機和軟件工程，軟件生存周期的各個階段及特點。簡單應用：軟件工程是從何種角度切入到軟件開發中去，如何解決軟件危機，了解消除軟件危險的途徑。綜合應用：

5、軟件生命周期各個階段的基本任務，熟悉軟件生命周期的組成，掌握瀑布模型等軟件生命周期模型。第2單元 GIS軟件工程的系統定義 （6學時，支撐課程目標2）知 識 點系統需求調查和分析：系統目標分析、系統功能性能分析；GIS結構化分析方法；GIS面向對象分析法；GIS快速原型化分析方法；系統可行性分析：數據源調查與評估、技術可行性分析、經濟和社會效益分析、系統的支持狀況；系統分析工具：GIS數據流模型、GIS數據字典、加工邏輯說明；軟件需求規格說明。重 點可行性研究；成本/效益分析；需求獲取過程；需求分析過程；需求分析工具；結構化分析方法的思想和分析方法；面向對象的方法。難 點經濟可行性計算；需求分

6、析過程；面向對象分析方法；利用面向對象的分析方法對需求進行系統分析?；疽笞R 記：可行性分析；經濟可行性；技術可行性；需求分析工程概念模型和規范化；結構化分析方法；面向對象的方法。領 會：可行性分析步驟；需求分析的必要性與常見錯誤；Coad分析方法和OMT分析方法的共同之處和區別。簡單應用：可行性研究任務和可行性分析步驟；可行性研究的重要意義；需求分析文檔的編輯；利用面向結構化分析方法分析簡單示例；掌握需求獲取的過程，熟悉需求獲取過程中與客戶交流、溝通的技巧，掌握各種需求分析工具，掌握面向對象的需求分析方法；綜合應用：利用軟件工程思想，理解可行性研究的分類和社會效益和經濟效益、直接效益和間接

7、效益之間的關系；掌握系統分析的兩大種類方法，熟悉應用這兩種方法分析需求，懂得應用面向對象的方法對需求文檔分析并提取所需信息。第3單元 GIS軟件工程的設計 （8學時，支撐課程目標2）知 識 點總體設計的任務、方法和準則；系統總體設計工具：層次圖、HIPO圖、結構圖；GIS應用分析模型設計：GIS空間處理與分析設計；GIS地理建模；GIS接口世界：系統與標準數據的接口、互操作接口、空間數據與屬性數據的接口、GIS與系統開發環境的接口；GIS用戶界面設計：以用戶為中心的人機界面、GIS用戶界面設計與開發；系統總體設計報告；詳細設計的基本原則、內容和具體任務；詳細設計的表達工具；數據結構和數據詳細庫

8、詳細設計：數據結構規范化、關系數據庫建庫；詳細設計規格說明書；結構化設計方法；面向對象設計方法；原型法。重 點軟件總體設計的概念和原理；啟發式規則；面向數據流的設計方法；Jackson程序設計的方法；Warnier程序設計方法；UML建模語言；UML5類模型。難 點大型系統的體系結構設計，以及面向對象設計方法的理解和掌握；Jackson程序設計的方法；Warnier程序設計方法以及復雜程序的定量度量、界面設計；UML建模過程及方法；UML軟件ROSE的應用?；疽笞R 記：圖形工具；面向數據流的設計方法；數據庫設計；GIS項目設計的獨特之處；Jackson程序設計的方法；Warnier程序設計

9、方法；Booch；Coad設計方法；UML5類10種模型。領 會： 理解總體設計的過程以及軟件設計的概念和原理；了解幾種常見的程序設計語言的特點；領會程序設計中應注意的問題；培養良好的編程風格；UML建模的過程；UML模型的區別。簡單應用：啟發式規則、圖形工具以及面向數據流的設計方法；對簡單示例可以利用ROSE建模。綜合應用：掌握主流的軟件架構和軟件設計工具，并可以對簡單的GIS項目進行總體設計，寫出總體設計書；掌握GIS項目的設計方法，可以應用這些方法對項目進行簡單的設計和分析，懂得繪制系統結構圖，熟悉UML建模語言和幾種工具，并能應用這些工具設計一定項目。第4單元 空間數據庫系統的設計與實

10、現 （4學時，支撐課程目標3）知 識 點空間數據的特征、規范與標準；空間數據的邏輯預處理；空間數據庫的概念設計：空間數據需求分析、E-R模型、空間數據庫的概念模型設計；空間數據庫的邏輯設計：傳統數據模型、面向對象數據模型、空間數據模型；空間數據庫的功能設計：輸入設計、檢索設計、輸出設計、更新設計、共享設計；空間數據采集建庫：建庫前準備工作、數字化方案的制定、空間數據庫建庫流程、地理編碼。重 點空間數據庫的概念設計、邏輯設計和功能設計。難 點空間數據庫的概念設計、邏輯設計和功能設計?；疽笞R 記：空間數據的特征、規范與標準。領 會：空間數據的邏輯預處理。簡單應用：了解空間數據庫設計的基本原理。

11、綜合應用：掌握空間數據采集建庫的基本流程。第5單元 GIS軟件工程的實施、測試和評價 （4學時，支撐課程目標3）知 識 點系統設計的評價；系統實施計劃的制訂；程序編寫工作的組織管理：系統實施人員構成、程序編寫的組織管理；程序代碼的編寫：程序語言的選擇、程序設計的風格、系統代碼文檔的編寫；程序的調試與安裝；文檔：系統說明書和用戶手冊：系統說明書和用戶手冊；GIS軟件測試方法和測試內容；GIS軟件評價重 點測試過程中單元測試、集成測試、驗收測試的任務及使用的方法。難 點測試方法的適用條件。基本要求識 記：白盒、黑盒測試技術。領 會：白盒、黑盒測試的區別；兩種測試方法的分類及適用條件。簡單應用：對一

12、簡單示例，利用兩種方法測試。綜合應用：對較大程序代碼段，適用軟件舉證測試，設置不同測試用例，分析程序的缺陷，對加入GIS數據的程序代碼進行數據測試。第6單元 GIS軟件工程的維護 （2學時，支撐課程目標3）知 識 點GIS維護內容及組織保障；微機系統維護規程及GIS日常維護管理；GIS安全與保密；地理信息的維護。重 點軟件維護的特點；維護過程。難 點GIS軟件維護的特點；維護過程。基本要求識 記：領會改正性維護；適應性維護；完善性維護；預防性維護。領 會：可維性的定義；可維性的度量及提高可維護性的方法；簡單應用：軟件維護的內容；維護任務的實施。綜合應用：了解軟件開發階段和維護階段的依賴關系、時

13、間分配、編寫軟件維護的文檔。第7單元 GIS設計項目管理與質量保證 （4學時，支撐課程目標3）知 識 點GIS項目估算；GIS項目進度安排：GIS項目進度安排考慮因素、GIS項目進度安排表制定方法；GIS軟件度量；GIS項目風險分析：風險識別與估計、風險駕馭與監控；GIS項目追蹤與控制；GIS軟件質量保證：GIS軟件質量特性、GIS軟件質量保證體系、實現質量保證的方法。重 點項目進度安排；風險分析；質量保證。難 點GIS項目進度安排；風險識別與估計；實現軟件質量保證的方法?；疽笞R 記：影響GIS項目進度的因素、風險的識別、GIS軟件質量特性。領 會：GIS項目進度安排表制定方法、GIS軟件

14、質量保證體系；簡單應用：學會GIS項目的進度安排，估計GIS項目風險。綜合應用：能夠對GIS項目制定進度安排表，分析GIS項目風險并進行監控；實現GIS軟件質量保證。第8單元 縣（市）級土地利用規劃管理信息系統設計與實現 （2學時，支撐課程目標3）知 識 點系統建設背景；系統設計方法的選擇；系統定義：系統定義的目標與方法、現狀調查分析、功能和性能要求；系統總體設計：軟件結構體系設計、系統軟硬件配置方案、系統模塊設計、數據結構設計；系統詳細設計：系統功能模塊、系統數據庫；系統的實現：系統設計的評價、代碼編寫工作的組織和管理、數據建庫、功能實現、系統的調試安裝。重 點系統的定義；系統總體設計；系統

15、詳細設計。難 點系統總體設計；系統詳細設計?；疽笞R 記：GIS軟件工程建設的主要過程。領 會：用案例來認識GIS軟件開發的整個過程；簡單應用：結合案例認識GIS軟件工程需要注意的問題。綜合應用：通過建設一個綜合軟件，掌握整個軟件過程各階段的工作內容?！緦W時分配】知識單元理論學時GIS軟件工程概述2GIS軟件工程的系統定義6GIS軟件工程的設計8空間數據庫系統的設計與實現4GIS軟件工程的實施、測試與評價4GIS軟件工程的維護2GIS設計項目管理與質量保證4縣（市）級土地利用規劃管理信息系統設計與實現2合計32五、教學方法與手段堅持理論聯系實際的教學方法，不斷地吸收計算機軟件科學先進理論知識

16、和最新的信息技術實踐動態，以重構教學流程和創新教學方式為路徑，以情境創設為手段，以整合教學資源和拓展教學空間為保障，通過反復探索和實踐，不斷提高學生發現、分析和解決問題的能力。堅持傳統教學手段與現代教學手段相結合，教學內容安排要突出重點和難點，積極應用多媒體教學技術，盡可能把抽象的理論轉化為具體的圖像，使復雜的理論變得簡單、直觀，力求化難為易，努力提高學生的學習興趣。注重應用啟發式教學、開展課堂討論等教學方法，引導學生積極思考問題、分析問題，拓展學生的思維。注重課后練習，大力培養學生動腦、動手、獨立解決問題的能力。六、考核要求、方式與成績評定考核要求：考核內容需覆蓋大綱中各知識單元全部教學內容

17、，主要為教材中重要的基本原理和方法，亦會少量涉及到補充內容和布置的參考資料內容?？己诵问剑嚎荚?考核。成績評定：課程考核選擇百分制，期末考試與平時考查相結合。期末考試成績占70%、平時考查占40%。期末考試統一命題，統一評分標準，統一考試時間?？荚嚪秶怀^大綱的內容，考試時間為100分鐘，成績定為百分制；平時成績包括作業成績和課堂表現，其中作業成績占70%，課堂表現占30%，具體評定如下：評價環節評估課程目標對應畢業要求平時成績（100分）作業1課程目標12.1 （10分）作業2課程目標22.1 （10分）作業3課程目標32.2 （10分）作業4課程目標32.2 （10分）作業5課程目標32

18、.2 （10分）作業6課程目標32.2 （10分）撰寫總結論文課程目標22.1（30分）期末考試（100分）填空，簡答，綜合等題型課程目標1、2、32.1、2.2考核項目評價環節評估課程目標對應畢業要求平時考查（30分）課堂表現（30%）課程目標1、2、32.1、2.2作業成績（70%）課程目標1、2、32.1、2.2期末考試（70分）填空，簡答，綜合等題型課程目標1、2、32.1、2.2平時成績評定分課堂表現和作業成績，作業會隨教學進度多次上交評分，每次評分在作業總成績中所占比重由授課教師根據作業量和難度確定，具體評分標準如下：平時成績成績評定標準評定項目評估課程目標內容分值總分值課堂表現課

19、程目標1、2、3不按時出勤，不能認真聽講，做與上課無關的事，不參加課堂討論，不能正確回答課堂提問0-60100分按時出勤，課堂較認真聽講，被動參與課堂討論，不主動回答課堂問題60-75按時出勤，課堂認真聽講，主動參與課堂討論，能夠正確回答課堂提問75-90按時出勤，課堂認真聽講，主持小組的課堂討論，能夠積極主動且正確地回答課堂提問90-100作業課程目標1、2、3未獨立完成作業，計算過程和結論不正確0-60100分獨立完成作業，方法運用正確，計算過程有較多錯誤，計算結果不正確60-75獨立完成作業，計算過程有少許錯誤，結論基本合理75-90獨立完成作業訓練題目，計算過程正確，結論合理90-100七、選用教材、講義和主要參考書推薦教材：地理信息系統軟件工程的原理與方法（第1版），畢碩本等，科學出版社，2003年7月。GIS設計與實現，李滿春等著，科學出版社，2011年6月。推薦參考書：地理信息系統設計與開發（第2版），陳正江等，科學出版社，2012年6月。軟件工程實用教程，陳明，清華大學出版社，2005年4月。GIS分析、設計與項目管理（第二版），孔云輝等著，科學出版社，2008年10月。地理信息系統設計與實現（第三版），吳信才等著，中國工信出版集團，2015年4月。 HYPERLINK /231