城市GIS_城市地理信息系统软件工程之UGIS总体设计
第五章GIS软件工程总体设计123
特点：
(1)每个理想模块只解决一个问题。 (2)每个理想模块的功能都应该明确，使人容易理解。 (3)理想模块之间的联结关系简单，具有独立性。 (4)由理想模块构成的系统，容易使人理解，易于编程，易于测试，易于 修改和维护。
对用户来说，其感兴趣是模块的功能，而不必去理解 模块内部的结构和原理。
5.3 软件结构设计－模块
模块的特点：
1.属性
外部属性：输入/输出、逻辑功能
内部属性：运行程序、内部数据 • 在结构化系统设计中。人们主要关心的是模块的外 部属性，至于内部属性，将在详细设计中完成。 2.大小 • 模块有大有小，它可以是一个程序，也可以是程序 中的一个程序段或者一个子程序。
5.3 软件结构设计－模块
信息隐蔽
5.3 软件结构设计－模块
一 模块： 在程序中数据说明、可执行语句等程序对
象的集合，或者是单独命名和编址的元素
。 模块化：指解决一个复杂问题时自顶向下逐层把软 件系统划分若干模块的过程。
(1) 模块的逻辑功能是指模块能够做什么事，表达了模块把输 入转换成输出的功能，可以是单纯的输入/输出功能。 (2) 模块的运行程序指模块如何用程序实现其逻辑功能。
5.3 软件结构设计－模块的独立性
四、模块的独立性
模块独立性, 是指软件系统中每个模块只完成系 统要求的独立的子功能, 并且与其它的模块的联 系最少且接口简单。 例如, 若一个模块只具有单一的功能且与其它 模块没有太多的联系, 则称此模块具有模块独 立性。 一般采用两个准则度量模块独立性。即模块 间耦合和模块内聚。
5.3 软件结构设计
结构化设计的主要思想：认为一个程序 、一组程序或者一个系统无非是由一组功能 操作来构成的，并进而吸取了结构化分析的 “黑盒子”的概念。
GIS软件工程-第7章 GIS软件工程的设计方法
GIS软件工程-第7章 GIS软件工程的设计方法【正文】第7章 GIS软件工程的设计方法1、引言本章主要介绍GIS软件工程中的设计方法。
作为GIS软件开发的关键环节，良好的设计方法能够确保GIS软件的功能、性能和可靠性。
2、需求分析在设计GIS软件之前，首先需要进行需求分析。
通过与用户沟通和理解，确定GIS软件的功能和性能需求，明确软件的需求范围和主要功能。
2.1 用户需求用户需求是GIS软件设计的基础，通过与用户进行交流和需求调研，了解用户的需求和期望，包括功能需求、性能需求等。
2.2 功能需求GIS软件的功能需求是根据用户需求确定的，包括地图显示、地理数据查询、数据分析等。
在功能需求的基础上，确定GIS软件的模块和界面设计。
2.3 性能需求性能需求是指GIS软件在运行时的性能要求，包括响应时间、并发处理能力等。
通过对数据量、用户数量、并发操作等进行分析，确定GIS软件的性能需求。
3、设计阶段在需求分析的基础上，进行GIS软件的详细设计。
设计阶段主要包括系统架构设计、模块设计、界面设计等。
3.1 系统架构设计系统架构设计是指确定GIS软件的整体结构和模块之间的关系。
通过划分模块和确定模块之间的接口，实现软件的模块化和可扩展性。
3.2 模块设计模块设计是指对GIS软件的功能进行细化，并设计每个功能模块的算法和数据结构。
在设计模块时，要考虑模块的内部逻辑和模块间的交互。
3.3 界面设计界面设计是指设计GIS软件的用户界面，包括菜单、按钮、对话框等。
在界面设计时，要考虑用户的使用习惯和操作便捷性，提高软件的易用性。
4、实现阶段在设计阶段完成后，进行GIS软件的实现工作。
实现阶段主要包括编码、测试和调试等。
4.1 编码根据设计阶段的设计文档，进行GIS软件的编码工作。
在编码过程中，要遵循规范和标准，保证代码的可读性、可维护性和可扩展性。
4.2 测试在编码完成后，进行GIS软件的测试工作。
测试主要包括单元测试、集成测试和系统测试等，通过测试，确保GIS软件的功能和性能符合设计要求。
GIS设计与实现4.总体设计
空地 平
空分
样级
间形 均 曲引间值 分 点差
内坡 高 面力扩频 值 级收
插度 程 分模散率 分 别益
分分 分 级型分分 级 提测
析析 析
析析
取算
二、HIPO图
HIPO图是由美国IBM公司发明的“层次＋输入 ／处理／输出图”的英文缩写。HIPO图实际上由H图（ 即层次图）和IPO图两部分组成。
Hierarchical 层次 Input 输入 Process 处理 Output 输出
如果某模块只有一个上级模块调用它，可以 把它合并到调用它的上级模块中。
（2）模块规模应该适中
模块规模不应过大，规模过大，不易理解；规模也不 宜过小，模块过小，模块数量将增大，使得模块接口变 得复杂；
适当的模块规模一般其编码能写在一页纸上（通常在 60行左右）
返回
（3）深度、宽度、扇出、扇入都应当适中
运行数据库服务器程序 的机器，称为应用服务 器，一旦服务器程序被 启动，就随时等待响应 客户程序发来的请求。
运行在客户端电脑上，当 需要对数据库中的数据进 行操作时，通过网络向服 务器程序发出请求，服务 器程序根据预定的规则作
出应答，送回结果。
1.客户端和服务器端分别由相应的软硬件组成； 2.多个客户端共享服务器资源； 3.通过网络协议进行通讯； 4.客户端可实现功能和数据的透明访问和存取.
将 WEB 服 务 应 用 于 GIS 。 目 前 正 处 于 实验性阶段
第四节 软、硬件环境配置方案设计
一、硬件环境 二、软件环境
一、硬件环境
支持GIS开发和运行的硬件平台，用于存储、处
理、传输和显示空间数据。
主机
用于数据管理、存储 和处理的设备，如工
地理信息系统软件工程的原理与方法
地理信息系统软件工程的原理与方法地理信息系统 (Geographic Information System, 简称 GIS) 是一种利用计算机技术对地理空间数据进行收集、存储、处理、分析、展示和管理的系统。
它广泛应用于各个领域，如城市规划、土地利用、环境保护、农业发展、资源管理、灾害应对等。
GIS 的软件工程涉及到软件的设计、开发、测试、维护等多个领域，需要掌握一定的原理和方法。
首先，GIS 软件工程的原理之一是需求分析。
在进行 GIS 软件开发前，需要对用户的需求进行充分的调研和分析，包括用户的使用场景、功能需求、数据需求等。
只有充分理解用户需求，才能设计出符合用户实际需求的软件。
其次，GIS 软件工程的方法之一是模块化设计。
GIS 软件通常包含多个模块，每个模块完成不同的功能，模块之间具有一定的独立性。
因此，在软件设计时，需要将整个软件系统拆分成多个模块，并对每个模块进行独立设计，方便开发人员分工合作，提高软件的可维护性和易扩展性。
另外，GIS 软件工程的方法之一是面向对象编程。
面向对象编程是一种基于对象的软件开发方法，它将计算机程序视为一组对象的集合，每个对象都可以接收和处理其他对象的消息，并具有一定的属性和方法。
在 GIS 软件开发中，面向对象编程可以提高代码的复用性、可读性和可维护性，同时也方便了软件的扩展和改进。
最后，GIS 软件工程的方法之一是持续集成和测试。
持续集成是一种软件开发方法，它可以将程序员的代码变更自动集成到主干版本中，并经过自动化测试进行验证。
持续集成和测试可以提高软件开发的效率和质量，减少软件开发周期，同时也能够及时发现和修复软件中的缺陷和问题。
总之，GIS 软件工程是一个综合性的学科，需要将软件开发、地理信息学、计算机科学等多个领域相结合。
掌握 GIS 软件工程的原理和方法，可以提高 GIS 软件的开发效率和质量，更好地满足用户的需求。
城市地理信息系统初步设计和实现
城市地理信息系统的初步设计和实现摘要：在论述建立城市地理信息系统的重要意义及地理信息系统的基础上，详细阐述了城市地理信息系统设计思想与目标、需求分析与总体设计、体系结构、实现等方面的问题，最后对系统的效应和有待改进之处做了说明。
关键词：城市地理信息系统gis一、引言城市地理信息系统(urban geographic information system)，简称“ugis”,它是地理信息系统的一个分支，是一种运用计算机软、硬件技术，实现对城市各空间、非空间数据的输入、存储、查询、检索、处理分析、显示、更新，并以处理城市各种空间实体及其关系为主的空间系统。
20世纪90年代以来，一场以信息技术为核心的革命正改变着我们的生活和社会的面貌，在空间科学技术以及地理信息系统(gis)、遥感(rs)、全球定位系统(gps)取得了飞速发展。
城市是人类文明的标志，是人们经济、政治和社会生活的中心。
城市化的程度是衡量一个国家和地区经济、社会、文化、科技水平的重要标志，也是衡量国家和地区社会组织程度和管理水平的重要标志。
城市化是人类进步必然要经过的过程，是人类社会结构变革中的一个重要线索，经过了城市化，标志着现代化目标的实现。
只有经过城市化的洗礼之后，人类才能迈向更为辉煌的时代。
然而，仅仅看到城市化所带来的丰硕成果而赞叹不已、振臂高呼是远远不够的，城市化过程并不一定是一曲美妙的乐章，像很多进步一样，城市化过程中也夹杂着许多不和谐之音。
近年来，随着我国城市化飞快速发展，正确认识城市化所带来的不利影响，并采取必要的措施，在城市规划初期，利用城市地理信息系统加以解决，对我国城市化的健康良好发展有着重要的意义。
根据城市的结构和特点，将城市地理信息和社会经济、管理等信息数字化，建立并依托于城市地理信息系统强大的数据处理、空间分析，以解决城市化发展中复杂的规划和管理问题，为城市化良好发展提供可靠的技术和决策支持。
二、系统需求分析与总体设计2.1系统需求分析随着社会经济的发展，人们对生活质量的要求越来越高，作为决策和服务之一的地理信息系统也在不断的完善服务体制，城市规划和决策者想及时了解城市的全部建设发展情况及挖掘一些有用信息，作为规划和决策的依据。
地理信息系统软件工程的原理与方法
地理信息系统软件工程的原理与方法地理信息系统 (GIS) 是一种用于捕捉、存储、分析和管理地理空间数据的计算机软件系统。
GIS 软件工程是开发、维护和改进 GIS 软件的过程，它涉及到软件设计、编码、测试、部署和维护等方面。
GIS 软件工程的原理与方法包括以下几个方面:1. 需求分析。
需求分析是 GIS 软件工程的第一步。
在需求分析过程中，需要了解用户对 GIS 软件的需求，以及 GIS 软件应该提供的功能和服务。
需求分析需要使用合适的工具和技术，如需求规格说明书、用例模型等。
2. 系统设计。
系统设计是 GIS 软件工程的关键步骤。
在系统设计过程中，需要根据需求分析的结果，设计 GIS 软件的系统架构、数据库设计、接口设计等。
系统设计需要使用合适的设计工具和技术，如软件架构模型、数据库模型等。
3. 编码实现。
编码实现是 GIS 软件工程的重要步骤。
在编码实现过程中，需要根据系统设计的结果，编写 GIS 软件的代码。
编码实现需要遵循编程规范和软件工程原则，如代码重构、单元测试等。
4. 测试与部署。
测试与部署是 GIS 软件工程的保障步骤。
在测试和部署过程中，需要对 GIS 软件进行全面的测试和部署，以确保GIS 软件的质量和稳定性。
测试和部署需要使用合适的测试工具和技术，如自动化测试、部署工具等。
5. 维护与改进。
维护与改进是 GIS 软件工程的长期步骤。
在维护和改进过程中，需要对 GIS 软件进行更新和维护，以满足用户对新需求和新技术的需求。
维护和改进需要遵循软件工程原则和技术，如版本控制、重构等。
总的来说，GIS 软件工程的原理与方法主要包括需求分析、系统设计、编码实现、测试与部署、维护与改进等方面。
这些步骤需要遵循软件工程原则和技术，以确保 GIS 软件的质量和稳定性。
GIS软件工程-第7章 GIS软件工程的设计方法
GIS软件工程-第7章 GIS软件工程的设计方法GIS 软件工程第 7 章 GIS 软件工程的设计方法在当今数字化和信息化的时代，地理信息系统（GIS）的应用日益广泛。
从城市规划到资源管理，从环境保护到交通运输，GIS 都发挥着重要作用。
而 GIS 软件工程作为开发高质量 GIS 系统的关键，其设计方法更是至关重要。
GIS 软件工程的设计方法涵盖了多个方面，包括需求分析、体系结构设计、数据设计、界面设计等。
需求分析是整个设计过程的基础，它旨在明确用户对 GIS 系统的功能和性能需求。
这需要与用户进行深入的沟通和交流，了解他们的业务流程、工作场景以及面临的问题和挑战。
通过需求分析，可以确定系统需要处理的数据类型、数据量、数据精度等，以及系统需要提供的功能，如地图绘制、空间分析、数据查询等。
体系结构设计则决定了系统的整体框架和组织方式。
常见的 GIS 体系结构包括C/S（客户端/服务器）架构和B/S（浏览器/服务器）架构。
C/S 架构具有较强的交互性和处理能力，适用于对性能要求较高的专业应用；B/S 架构则具有易于部署和维护的优点，适合广泛的用户通过网络访问使用。
在进行体系结构设计时，需要考虑系统的可扩展性、可维护性和可靠性等因素，以确保系统能够适应未来的业务发展和技术变化。
数据设计是 GIS 软件工程中的核心环节。
GIS 系统涉及大量的空间数据和属性数据，如何有效地组织和管理这些数据是关键。
需要确定数据的存储格式、数据结构和数据库模式。
常见的数据存储格式包括矢量数据和栅格数据，它们各有优缺点，需要根据具体应用场景进行选择。
数据结构的设计要考虑数据的一致性、完整性和高效查询等要求。
同时，还需要建立合理的数据库模式，以实现数据的有效存储和管理。
界面设计对于 GIS 系统的用户体验至关重要。
一个好的界面应该简洁明了、易于操作，能够让用户方便地完成各种任务。
在界面设计中，需要考虑用户的操作习惯和认知能力，合理布局功能按钮和菜单，提供清晰的操作提示和反馈。
基于WebGIS的城市地理信息系统设计与开发
基于WebGIS的城市地理信息系统设计与开发在当今城市化进程不断加快的背景下，城市地理信息系统（Urban Geographic Information System，简称UGIS）的设计与开发变得越来越重要。
UGIS是基于WebGIS技术的一种应用系统，利用地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）和互联网技术，为城市管理和公众提供了丰富的地理空间数据和功能。
一、需求分析在进行城市地理信息系统的设计与开发之前，首先需要对需求进行分析。
通过与城市管理部门和公众的沟通，可以了解到如下的需求：1. 地理数据可视化：用户可以通过系统准确定位和展示各类地理信息数据，如地图、地形图、建筑物、道路、水源等，以便更好地了解城市的地理环境。
2. 空间分析功能：用户可以利用系统进行空间分析，例如查找最短路径、分析道路拥堵情况、评估地质灾害潜在风险等。
3. 空间数据查询：用户可以通过关键字搜索特定的地点或地理要素，例如搜索医院、学校、餐馆等。
4. 数据共享与合作：系统可以支持不同部门之间的数据共享和交流，提高城市管理的效率。
同时，也可以与公众进行数据共享，接受民众的意见和建议。
5. 可视化展示：系统应能够以直观、易懂的方式呈现地理信息数据，如通过地图、图表、统计数据等形式，使用户能更好地了解城市的发展状况和问题。
二、系统设计在完成需求分析后，可以进行系统设计。
以下是基于WebGIS的城市地理信息系统的设计要点：1. 架构设计：系统采用客户-服务器模式，其中客户端通过浏览器访问系统，服务器端承担数据处理和存储的任务。
服务器端可以使用云计算技术，实现数据共享和高可靠性。
2. 数据管理：系统需要设计合理的数据库架构，用于存储各类地理数据，如地图、建筑物、道路、气象数据等。
此外，还需建立索引、缓存等机制，提高数据的检索和访问效率。
3. 地图服务：系统应提供地图服务，能够加载和显示地图数据。
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2019/9/20
3.5 软件、硬件的配置软件设计
选择系统开发的语言工具，必须考虑以下因素：
软 1.对内存的要求，是否对内存的使用有苛刻的要求； 件 2.软件的运行速度； 设 3.CPU资源的利用率； 计 4.是否经常需要对机器多种资源进行直接控制；
硬 其他外部设备。
件
2.硬件设备选择常用的低档微机和操作系统。
配
置
3.硬件设备的选择还要根据软件的要求和软件的类型购置。
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3.5 软件、硬件的配置硬件配置
1.MapGIS基本硬件配置：
硬 2.主机：586或兼容机，内存56M以上； 件 3.硬盘：40G以上，带单软盘或双软盘驱动器； 配 4.高分辨率彩色监视器及相应的图形适配器； 置 5.一个以上串行通信接口和一个并行通信接口；
城市 基础 信息 子系统
规划 管理 子系统
用地 管理 子系统
道路 管理 子系统
综合 管线 管理 子系统
人口 管理 子系统
经济 管理 子系统
数据库管理 系统应用
图文显示
空间查询
空间分析
统计分析
制图输出
3.5 软件、硬件的配置系统组网方案
系 统 组 网 方 案
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C/S：系统维护要求高、操作复杂；对网络要求高。
10/100M
房地局
硬件防火墙 加密机
Sniffer Server
monitoring/analysis
2948G-L3 GE
电信光纤专用网
劳动保障局
GE ATM 6509交换机
10/100M
2948G-L3
安全服务器 楼内用户
市公务网
楼层交换机
3.5 软件、硬件的配置硬件配置
1.硬件包括计算机、存储设备、数字化仪、绘图仪、打印机及
第五章 城市地理信息系统软件工程（GIS总体设计）
系统设计目标 总体设计原则 体系结构设计 总体模块设计 软硬件设置 应用模型设计 地理编码设计 用户界面设计
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GIS总体设计
目的：回答“系统应如何实现”的问题；
总 任务：
体
划分出组成各物理元素的构成、联系及其定义描述，并且根 据系统确定的应用目标，配置适当模型和适当数据的软硬件，
5.程序可维持性的可读性和可移植性； 6.软件生产率与开发周期。
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3.5 软件、硬件的配置软件设计
1.C、C++、VC++、VB等高级语言编程效率高，可读性和可
软
移植性好，出错率低，可缩短开发周期，也便于用户进一步 开发。但存在缺点：对内存要求高、运行速度慢、CPU资源
件
利用率低；很难对具体资源和基础功能进行控制；许多GIS功 能难以实现。
5.性能价格比良好。
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3.5 软件、硬件的配置软件设计
选择软件的方法步骤：
软 1.广泛调查； 件 2.选择重点； 选 3.功能分析； 择 4.实际操作；
5.性能测试； 6.拟写调查报告和建议。
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3.5 软件、硬件的配置软件设计
选择软件的注意事项：
软 1.技术人员应当研究国际、国内GIS软件的发展现状和软件应
用方面的动态，对现有软件市场有一个较清楚了解；
件
2.掌握厂家对软件性能测试的研究报告和对厂家提供的性能指
B/S：胖服务器、瘦客户端。（表示层、应用层、数据层）
目前一般都采用以B/S为主，C/S为辅的网络结构模式。
评价指标
B/S模式
C/S模式
混合模式
交互性
较弱
强较强安全性来自低高较高
网络流量
大
小
较小
通信速度
慢
快
较快
开发难度
较大
小
大
可扩展性
好
差
较好
ATM 6509交换机
应用服务器 WEB GIS服务器
数据库服务器
设
2.JAVA语言：网络开发语言，与C++相似但更简练，而且独
计 立软件平台。
3.数据库开发语言：可编程式命令语言。
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3.5 软件、硬件的配置软件设计
软件选择的基本原则：
软 1.性能能满足建立系统的需要； 件 2.具有较好的开放性和兼容性； 选 3.有良好的扩充性能； 择 4.有良好的用户界面和汉化条件；
1.完备性：系统功能的齐全、完备。
总 2.标准化：符合GIS的基本要求和标准；国家标准。
体 3.系统性：各子系统应有机结合在一起。
设 4.兼容性：数据的交换和共享。
计
5.通用性：系统可在不同范围内推广使用。
原
6.可靠性：运行的安全性；数据精度的可靠性和完整性；容错 能力。
则 7.实用性：满足不同应用分析的需求。
子
3.系统分成模块的工作按层次进行；
系
4.每个模块应尽可能独立，模块之间的联系及互相影响尽可能 少，尽可能减少模块间的调用关系和数据交换关系；
统 5.模块间的关系要阐明；
设 6.模块所包含的各过程间内在联系应尽可能强；
计 7.模块的划分应便于总的系统设计阶段实现。
2019/9/20
城市地理信息系统 用户界面
8.可扩充性：采用模块化结构设计，便于系统改进扩充。
高效率和先进性
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3.5 软件、硬件的配置模块或子系统设计
模
1.把系统划分为一些模块，其中每个模块的功能简单明确，内 容简明易懂，任务清楚明确，以便易于修改；
块 2.每个模块比较小，每项任务限制在尽可能少的模块中完成，
或 最好是一个模块来完成；
3.1 系统设计目标确定目标的原则
1.近期目标：以土地信息的规范化管理为基础，以信息的存储、
确 处理、查询与分析为基本功能，为各级土地管理部门服务的
定
计算机网络系统，实现土地信息的手工作业管理向计算机管 理的转换。（土地信息管理的标准化和规范化；建立各级土
目 地管理的共享数据库；建立各行业的专业分析模型；联网形
设 确定计算机的运行环境；
计 根据应用模型和应用目的设计数据模型；
根据系统的数据模型、应用和分析模型、数据处理模型等对 数据的标准和质量要求等做出相应的定义和规定。
2019/9/20
3.1 系统设计目标具体目标确定
1.针对性；
具 体 2.实用性； 目 标 3.预见性； 确 定 4.先进性。
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标
成分布式土地信息系统；实现对土地利用现状变化的动态监 测。）
的 2.中远期目标：信息采集，对土地信息资源进行深度利用，为
原
土地规划、计划和决策支持服务。（完善土地信息系统的网 络化；建立和完善基础数据库和专题数据库、方法库和模型
则 库；建立面向土地全程管理的决策支持业务系统。）
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3.2 总体设计原则