/概論一、基本概念數(shù)據(jù)：是指對某一目標定性、定量描述的原始數(shù)據(jù)。包括數(shù)值，字符，圖像，圖形，視頻等，在計算機中數(shù)據(jù)按符號進行存儲和處理。信息：狹義的信息指兩次不定性之差，即人們在獲得信息前后對事物相識的差別；廣義的信息是指主體和客體之間相互聯(lián)系的一種形式，是主體和客體之間的一切有用的信息或?qū)W問，是表征事物性質(zhì)、特征和狀態(tài)的一種普遍形式。信息和數(shù)據(jù)不行分別。信息是數(shù)據(jù)的內(nèi)涵，而數(shù)據(jù)是信息的一種表達方式，數(shù)據(jù)是客觀對象的表示，數(shù)據(jù)在得到說明后才能成為信息。系統(tǒng)：相互聯(lián)系的若干要素構(gòu)成的具有特定功能的整體。系統(tǒng)不僅指計算機信息系統(tǒng)，而且還包括其他系統(tǒng)，比如一個學(xué)校就是一個系統(tǒng)。信息系統(tǒng)：是指具有處理、管理和分析數(shù)據(jù)實力，能夠為決策供應(yīng)有用信息的系統(tǒng)，信息系統(tǒng)不愿定是計算機信息系統(tǒng)。GIS以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)在計算機軟、硬件支持下，對空間相關(guān)數(shù)據(jù)進行采集、管理、分析、模擬和顯示，并接受地理模型分析方法，適時供應(yīng)多種空間和動態(tài)的地理信息，為地理探討和地理決策而建立起來的計算機技術(shù)系統(tǒng)。地理信息系統(tǒng)的類型：工具型(GIS開發(fā)平臺，供其它系統(tǒng)調(diào)用或二次開發(fā))、應(yīng)用型(專題GIS和區(qū)域GIS)、大眾型GIS.GIS的設(shè)計方法原型化（優(yōu)：需求表示清楚，用戶滿意度較高；降低起先風(fēng)險和開發(fā)成本；缺：不適合開發(fā)大型的信息系統(tǒng)；系統(tǒng)難于維護；帶有確定盲目性）、面對對象（優(yōu)：加強了對問題域和系統(tǒng)責任的理解；改進了和分析有關(guān)的各類人員的溝通；對需求的變更具有較強的適應(yīng)性；貫穿軟件生命周期全過程的一樣性、好用性；有利于用戶參和。缺：須要確定的軟件支持環(huán)境；不太適應(yīng)大型的mis開發(fā)）、結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計（優(yōu)：組成清楚，層次分明，便于調(diào)試和修改，是系統(tǒng)研制較為志向的工具；缺：結(jié)構(gòu)化分析不適合需求經(jīng)常變更的系統(tǒng)，因此結(jié)構(gòu)化分析的前提是：面臨靜態(tài)需求）GIS二次開發(fā)模式自、委、聯(lián)，開發(fā)方式：獨、宿、集。GIS設(shè)計內(nèi)容系統(tǒng)總體設(shè)計、數(shù)據(jù)模型設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、系統(tǒng)功能設(shè)計、應(yīng)用模型設(shè)計、輸入/輸出設(shè)計GIS設(shè)計過程系統(tǒng)分析｛需求分析（需求調(diào)查[用戶狀況、數(shù)據(jù)源、數(shù)據(jù)評價，方式：面談、電話訪談、現(xiàn)場參加、調(diào)查問卷、索取資料、GIS專題報告等]、需求分析、需求文檔編寫[包括表和清單]）、可行性分析（經(jīng)濟因素[效益分析、經(jīng)費問題]、技術(shù)因素[技術(shù)水平]、社會因素[有關(guān)部門和用戶的支持程度]）、進度預(yù)料｝、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)實施、運行維護其次章GIS系統(tǒng)分析需求分析的過程事實上是一個繼承和發(fā)展的過程。系統(tǒng)分析工具數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)字典數(shù)據(jù)字典的內(nèi)容：數(shù)據(jù)元素、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)流、數(shù)據(jù)存儲、處理過程、外部實體。功能：①給管理者和用戶供應(yīng)關(guān)于可利用數(shù)據(jù)的線索；②為系統(tǒng)分析人員供應(yīng)數(shù)據(jù)是否存在的信息；③為編程工作供應(yīng)數(shù)據(jù)格式及數(shù)據(jù)位置。第三章應(yīng)用型GIS總體設(shè)計系統(tǒng)設(shè)計過程中確定目標的原則：針對性；好用性；預(yù)見性；先進性。系統(tǒng)總體設(shè)計的原則:完備性、標準化、系統(tǒng)性、兼容性、通用性、牢靠性、好用性、可擴充性。系統(tǒng)組網(wǎng)方案：B/S模式(閱讀器/服務(wù)器)、C/S（客戶/服務(wù)器）模式、混合模式。C/S：系統(tǒng)維護要求高、操作困難；對網(wǎng)絡(luò)要求高。B/S：胖服務(wù)器、瘦客戶端。（表示層、應(yīng)用層、數(shù)據(jù)層）。目前一般都接受以B/S為主，C/S為輔的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)模式。地理編碼：在地理數(shù)據(jù)分類基礎(chǔ)上，以易于計算機和人識別的代碼來唯一地標識地理實體的類型，這種代碼是表征客觀事物的一個或一組有序的符號。編碼就是用數(shù)字或字母代表事物。編碼的功能（作用）：鑒別功能；分類；排序；專用含義。編碼類型：數(shù)字型、字母型、數(shù)字字母型。編碼的種類：依次碼、層次碼、矩陣碼、自檢碼、系列依次碼、助記碼、特征組合碼、混合碼編碼的原則：唯一性、合理性、可擴充性、簡潔性、適用性、規(guī)范性、系統(tǒng)性層次碼：以分類對象的從屬層次關(guān)系為排列依次的一種編碼?編碼分若干層，和對象的分類層次對應(yīng)，左端為高位層次編碼，右端為低位層次編碼?每層編碼可接受依次碼或系列依次碼?大類碼*小類碼*一級編碼***二級編碼*識別位*?前4類碼分別用數(shù)字依次排列。識別位由用戶自行定義，以便于擴充依次碼：主要由按依次排列的數(shù)字組成，有時也由按依次排列的字母組成。?只代表對象名稱，代表描述對象屬性在整個屬性系列中的依次，不供應(yīng)對象其他信息。?依次碼要求長度統(tǒng)一，編碼時應(yīng)事先估計可能出現(xiàn)的最大長度，然后確定編碼的位數(shù)?優(yōu)點：易添加，編碼簡短，運用便利，易于管理；缺點：沒有給出對象的其他信息。用戶界面設(shè)計原則：1.在同一用戶界面中，全部的菜單選擇、叮囑輸入、數(shù)據(jù)顯示和其他功能應(yīng)保持分割的一樣性；2.對全部可能造成損害的動作，堅持要求用戶確認。對用戶出錯實行寬容的看法；3.人機界面應(yīng)當能對用戶的確定做出剛好的響應(yīng)，最大可能削減擊鍵次數(shù)、縮短鼠標移動距離；4.人機界面應(yīng)供應(yīng)上下文敏感的求助系統(tǒng)；5.合理劃分并高效運用顯示屏；6.保證信息的顯示方式和數(shù)據(jù)輸入方式的協(xié)調(diào)一樣。用戶界面只要考慮因素：標準化程度、運用性和協(xié)調(diào)性、應(yīng)用條件、性價比友好界面特征：操作簡潔、易學(xué)，易駕馭，界面美觀，快速反應(yīng)，響應(yīng)合理，用詞語義一樣。GIS應(yīng)用模型依據(jù)詳細的應(yīng)用目標和問題，借助于GIS自身的技術(shù)優(yōu)勢，使觀念世界中形成的概念模型，詳細化為信息世界中可操作的機理和過程。GIS應(yīng)用模型設(shè)計第四章應(yīng)用型GIS詳細設(shè)計功能設(shè)計的主要任務(wù)：依據(jù)系統(tǒng)研制的目的來規(guī)劃系統(tǒng)的規(guī)模和確定系統(tǒng)的各個組成部分，并說明它們在整個系統(tǒng)中的作用和相互關(guān)系以及確定系統(tǒng)的硬件配置，規(guī)定系統(tǒng)接受的技術(shù)規(guī)范，保證系統(tǒng)總體目標的實現(xiàn)。功能設(shè)計的原則：功能結(jié)構(gòu)的合理性；功能結(jié)構(gòu)的完備性；系統(tǒng)各功能的獨立性；功能模塊的牢靠性；功能模塊操作的簡便性。一個優(yōu)化的應(yīng)用型GIS必需具有運行效率高、限制性能好和可變性強等特點，故目前較有效的方法是接受模塊化的結(jié)構(gòu)設(shè)計方法。GIS功能模塊數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)輸出五大功能模塊。空間數(shù)據(jù)庫：包括圖形數(shù)據(jù)庫（功能有：圖形輸入，輸出、圖形轉(zhuǎn)換，操作，編輯，處理、空間分析8個）和屬性數(shù)據(jù)庫（數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)操作，屬性數(shù)據(jù)輸入，數(shù)據(jù)庫操作，屬性查詢，輸出方式）。第五章數(shù)據(jù)庫設(shè)計數(shù)據(jù)庫設(shè)計是把現(xiàn)實世界確定范圍內(nèi)存在的應(yīng)用處理和數(shù)據(jù)抽象成一個數(shù)據(jù)庫的詳細機構(gòu)的過程。數(shù)據(jù)庫設(shè)計目標滿意用戶要求，良好的數(shù)據(jù)庫性能，對現(xiàn)實世界模擬的精確程度，能被某個數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)接受。數(shù)據(jù)庫設(shè)計原則組織有序、層次分明：系統(tǒng)對空間數(shù)據(jù)的存取訪問及空間分析模型的建立，均要求對系統(tǒng)設(shè)計的基礎(chǔ)地理空間數(shù)據(jù)制定合理的組織、管理方法。最小冗余度原則：數(shù)據(jù)盡可能不要重復(fù)，削減數(shù)據(jù)存儲的冗余量，節(jié)約存儲空間。具有足夠的數(shù)據(jù)吞吐量：GIS處理的問題困難，不僅數(shù)據(jù)源豐富多樣，而且數(shù)據(jù)量大，因此要求設(shè)計者應(yīng)能有效的駕馭計算機內(nèi)存的好用技術(shù)、節(jié)約內(nèi)存，最大限度地擴展數(shù)據(jù)存儲空間。數(shù)據(jù)獨立性原則：數(shù)據(jù)應(yīng)盡可能的獨立于應(yīng)用程序，獨立性分為物理獨立性和邏輯獨立性，邏輯獨立性是指用戶數(shù)據(jù)對立和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，物理獨立性是指用戶數(shù)據(jù)對立和物理設(shè)備。標準化、規(guī)范化原則：要合理規(guī)定數(shù)據(jù)庫的名稱，供應(yīng)穩(wěn)定的空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對實體進行正確的分類和編碼。可擴展原則：數(shù)據(jù)庫的建設(shè)不是一勞永逸的工作，是分期分批建設(shè)的，因此須要考慮和將來的接口問題。數(shù)據(jù)牢靠性、平安性和完整性原則：數(shù)據(jù)的平安性是指：系統(tǒng)對數(shù)據(jù)的愛惜實力，防止非法運用造成數(shù)據(jù)破壞；數(shù)據(jù)的完整性是指：數(shù)據(jù)的正確性、有效性和相容性。數(shù)據(jù)庫設(shè)計過程需求分析、概念設(shè)計、邏輯設(shè)計、物理設(shè)計、數(shù)據(jù)庫實施第六章GIS實施和維護系統(tǒng)實施階段的任務(wù)：系統(tǒng)實施的主要內(nèi)容是程序編制和調(diào)試、數(shù)據(jù)準備于數(shù)據(jù)庫建立、運行環(huán)境的建立于調(diào)試，此外還包括人員技術(shù)培訓(xùn)等。①硬件準備：包括計算機、輸入／輸出設(shè)備、存儲設(shè)備、幫助設(shè)備通信設(shè)備等幫助設(shè)備、通信設(shè)備等。②軟件準備：軟件包括操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、編譯系統(tǒng)以及應(yīng)用程序③人員培訓(xùn)：主要指用戶的培訓(xùn)，用戶包括主管人員和業(yè)務(wù)人員④數(shù)據(jù)準備：數(shù)據(jù)的收集、整理、錄入是一項煩瑣且勞動量大的工作。⑤系統(tǒng)安裝和調(diào)試：主要包括系統(tǒng)軟、硬件的綜合調(diào)試程序編寫工作的實施程序編寫工作是為各個模塊編寫程序，它是系統(tǒng)實施階段的核心工作1.程序語言的選擇原則（程序語言的選擇應(yīng)考慮的幾點）：考慮編程的效率及代碼的可讀性；考慮編碼和維護成本；系統(tǒng)的兼容性、移植性等；考慮要符合詳細設(shè)計的思想；程序設(shè)計語言應(yīng)是一種通用語言；可以針對特定的模塊接受混合編程；依據(jù)系統(tǒng)開發(fā)的不同規(guī)模，選擇合適的高級語言；依據(jù)不同的開發(fā)平臺和運用平臺，選擇不同的語言2.編程風(fēng)格：應(yīng)層次清楚、結(jié)構(gòu)分明、易讀好懂，要求程序員遵循確定的編程規(guī)則，即編程的風(fēng)格公認的良好編程風(fēng)格：在適當?shù)奈恢脩?yīng)當加入必要的注釋，即程序內(nèi)部的文檔；（詳細：注釋必需和程序保持一樣；注釋應(yīng)供應(yīng)從程序本身難以得到的信息；注釋應(yīng)對程序段作注釋，而不是對每個語句做注釋）；數(shù)據(jù)說明應(yīng)以便利閱讀、理解、查找和維護為目的；語句書寫應(yīng)有層次感，便于理解；程序組織應(yīng)具有固定的層次；數(shù)據(jù)輸入應(yīng)進行完整性檢查，格式力求統(tǒng)一、簡潔；對輸出的結(jié)果應(yīng)接受良好的格式，并加以必要的說明。3.編程需顧及的其他因素運算速度；對硬、軟件環(huán)境的依靠程度，對計算機內(nèi)存的要求；算法的困難程度；程序的牢靠性和適用性；程序調(diào)試代價低；程序便于修改和維護空間數(shù)據(jù)庫建庫一般要經(jīng)過數(shù)據(jù)準備和預(yù)處理、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)庫建立等步驟。1.數(shù)據(jù)準備①數(shù)據(jù)源的選擇：一個應(yīng)用型GIS系統(tǒng)的開發(fā)，其數(shù)據(jù)庫開發(fā)的造價占到整個系統(tǒng)造價的70%~80%。應(yīng)用型GIS的數(shù)據(jù)源，一是要求牢靠，二是要求具備更新實力。②數(shù)據(jù)采集存儲原則：一般只采集存儲基本的原始數(shù)據(jù)，不存儲派生的數(shù)據(jù)，依據(jù)應(yīng)用的頻率，實現(xiàn)最少的冗余度。分類分級應(yīng)接受或參照國際標準或國家主管權(quán)威部門的劃分。數(shù)據(jù)采集的工作內(nèi)容：數(shù)據(jù)采集工作的主要任務(wù)是將現(xiàn)有的地圖、外業(yè)觀測成果、航空相片、遙感影像數(shù)據(jù)、文本資料等轉(zhuǎn)換成GIS可以識別和處理的數(shù)字化形式。空間數(shù)據(jù)獲得通常有4中種途徑：利用掃描數(shù)字化地圖進行空間數(shù)據(jù)自動或半自動采集；利用遙感影像提取空間數(shù)據(jù)來建立數(shù)據(jù)；利用衛(wèi)星定位系統(tǒng)和測量儀器進行外業(yè)數(shù)據(jù)采集；利用空間數(shù)據(jù)編輯處理功能以人機交互方式采集空間數(shù)據(jù)；空間數(shù)據(jù)的編輯：數(shù)據(jù)采集、錄入完成后，對其進行必要的編輯處理，以保證數(shù)據(jù)符合建庫技術(shù)要求。a.數(shù)據(jù)檢查和編輯：分幅數(shù)字化完成后，對完成的圖幅進行檢查，剛好編輯改正圖形要素和注記中發(fā)覺的錯誤。b.誤差校正：空間實體都具有唯一的空間位置，但在圖件數(shù)字化輸入的過程中，通常由于操作誤差、數(shù)字化精度、圖紙變形等因素，輸入的圖形和實際圖形所在的位置之間往往有偏差，即存在誤差。c.投影變換：須要進行地圖投影變換，將不同坐標系的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換到同一坐標系下同一比例尺的數(shù)據(jù)，即將全部圖幅統(tǒng)一到系統(tǒng)所接受的某種地圖投影。d.拓撲關(guān)系生成：矢量化后的各圖層，可以利用GIS軟件供應(yīng)的功能建立拓撲關(guān)系，在建拓撲關(guān)系時會發(fā)覺圖形數(shù)據(jù)錯誤，這時要進行編輯、修改，再重新建立拓撲關(guān)系。e.圖幅拼接：假如工作區(qū)由多幅圖構(gòu)成，還要對各相鄰圖幅分層進行拼接；圖幅拼接的目的是保持圖面數(shù)據(jù)的連續(xù)性。f.圖面整飾：在每一圖幅數(shù)字化完成后，或工作區(qū)各圖幅分層拼接之后，要將圖面標注內(nèi)容添加到圖面上；要按有關(guān)圖例符號標準和用色標準，對相應(yīng)點、線、面圖元的線型、符號、顏色進行設(shè)置和定義，在對圖名、圖例、比例尺及其圖面內(nèi)容進行整飾后，才可輸出圖件成果。程序的調(diào)試概述：1.可以保證新系統(tǒng)運行的正確性和有效性；2.將一切有可能發(fā)生的問題和錯誤盡量殲滅在運行之前；3.系統(tǒng)調(diào)試實現(xiàn)應(yīng)擬定一份方案；4.確定調(diào)試步驟，可提高效率，縮短周期，降低費用。系統(tǒng)調(diào)試主要內(nèi)容：（即錯誤的診斷和改正錯誤）?選取足夠的測試數(shù)據(jù)對程序進行試驗，記錄發(fā)生的錯誤?定位程序中錯誤的位置，即確定是哪個模塊內(nèi)部發(fā)生了錯誤或模塊間調(diào)用的錯誤?通過探討程序源代碼，找出故障緣由并改正錯誤系統(tǒng)維護：為了應(yīng)對系統(tǒng)環(huán)境和其他因素的各種變更，保證系統(tǒng)正常工作實行的一切修改。系統(tǒng)維護的內(nèi)容：①程序的維護（在系統(tǒng)維護階段，會有一部分程序須要改動；或者環(huán)境發(fā)生變更，部分程序須要修改。）②數(shù)據(jù)文件的維護（業(yè)務(wù)發(fā)生了變更，須要建立新的數(shù)據(jù)文件，或者要對現(xiàn)有數(shù)據(jù)文件的結(jié)構(gòu)、內(nèi)容進行修改。）③代碼的維護（隨著環(huán)境的變更，舊的代碼不能適應(yīng)新的要求，必需進行改造，制定新的代碼或修改舊的代碼的體系。）④機器、設(shè)備的維護（主要包括機器設(shè)備的日常維護和管理）系統(tǒng)維護的類型改正性維護：改進性維護是指由于發(fā)覺系統(tǒng)中的錯誤而引起的維護改造，其工作內(nèi)容主要包括診斷問題和修正錯誤。（17%-20%）②適應(yīng)性維護：適應(yīng)性維護是指為了適應(yīng)外界環(huán)境的變更而增加或修改系統(tǒng)部分功能的維護工作。（18%-25%）③完善性維護：完善性維護是指為了改善系統(tǒng)功能或應(yīng)用戶的須要而增加新的功能的維護工作（重要工作，50%-66%）④預(yù)防性維護：這是主動性的預(yù)防措施。目前尚能正常運行，但可能要發(fā)生變更的部分進行維護，以適應(yīng)將來的修改或調(diào)整（4%）第七章GIS測試和評價GIS軟件測試原則全部的測試都應(yīng)追溯到GIS用戶的需求在需求分析階段又應(yīng)當制定測試支配充分留意測試中的群集現(xiàn)象應(yīng)從“小規(guī)模”起先，逐步轉(zhuǎn)向“大規(guī)模”測試之前應(yīng)當依據(jù)測試的要求選擇在測試過程中運用的測試用例牢記群舉測試是不行能應(yīng)當有獨立的第三方進行測試測試用例應(yīng)包括：輸入數(shù)據(jù)和預(yù)期的輸出結(jié)果不僅要選用合理的暑熱數(shù)據(jù)作為測試用例，而且應(yīng)當用不合邏輯的輸入數(shù)據(jù)作為測試用例既要檢查程序是否完成它應(yīng)做工作，又要檢查他是否做了不應(yīng)當做的測試用例應(yīng)長期保留，直至這個程序被拋棄GIS軟件測試任務(wù)1.預(yù)防軟件發(fā)生錯誤；2.發(fā)覺改正程序錯誤；3.供應(yīng)錯誤診斷GIS測試方法1.單元測試（涉及模塊接口、局部數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、重要的執(zhí)行路徑、錯誤處理、邊界（驅(qū)動模塊(模擬被測模塊的上級調(diào)用模塊)和樁模塊(代替被測模塊所調(diào)用的模塊)）等）；2.集成測試（聯(lián)合測試）（重點在于檢查模塊之間接口的有關(guān)問題。）；3.確認測試（驗收測試）；4系統(tǒng)測試GIS軟件測試策略白盒測試—基于程序的結(jié)構(gòu)測試（用來檢測軟件產(chǎn)品內(nèi)部動作是否依據(jù)規(guī)格說明規(guī)定正常進行，每種內(nèi)部在操作是否符合設(shè)計規(guī)格要求）和黑盒測試—基于規(guī)范的功能測試（主要關(guān)注被測軟件功能實現(xiàn)而不是內(nèi)部邏輯）軟件測試工具白盒測試、功能測試、負載壓力測試工具、測試管理工具（貫穿整個生命周期）GIS軟件評價是指對所建立系統(tǒng)的性能進行考察、分析和評判，推斷其是否達到系統(tǒng)設(shè)計所預(yù)定的效果。評價指標包括：性能指標、經(jīng)濟指標和管理指標等各個方面，最終還應(yīng)就評價結(jié)構(gòu)形成系統(tǒng)評價報告。第八章