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目 录1

第一章GIS软件工程概述1

第一节GIS软件工程1

一、GIS软件的主要特点1

二、GIS软件开发过程中的问题2

三、GIS软件开发存在问题的原因分析4

四、GIS软件工程4

五、GIS软件工程的特色7

第二节软件生存周期模型10

一、概述10

二、瀑布模型11

三、增量模型13

四、螺旋模型13

第三节GIS软件工程的生存周期14

六、智能模型14

五、喷泉模型14

一、前期工程15

二、设计工程16

三、数据工程17

四、工程实施18

五、维护工程18

第四节GIS软件工程建设的主要过程19

一、GIS软件开发的工程化方法19

二、GIS软件工程的系统分析21

三、GIS软件工程的需求分析24

四、GIS软件工程的系统设计27

五、GIS软件工程的编码设计30

六、GIS软件工程建设过程中的文档33

思考题33

一、现状调查34

第一节软件工程调研34

第二章GIS软件工程的可行性分析34

二、需要调查的内容36

三、调查内容的组织和分析37

第二节可行性研究40

一、可行性研究的目的40

二、可行性研究的任务41

三、可行性研究的具体步骤42

第三节成本－效益分析43

一、几种度量效益的方法43

二、成本－效益的分析44

第四节工程项目开发计划47

一、制定开发计划的原则47

二、制定开发计划的方法48

三、推算各阶段时间的方法49

四、开发计划的表达方式50

思考题51

第三章GIS软件工程的系统分析53

第一节系统分析53

一、概述53

二、系统分析的任务54

三、系统分析的难点54

四、系统分析的要求55

五、系统分析的过程56

六、系统分析的方法58

第二节需求工程59

一、需求工程的概念59

二、需求工程中涉及的角色59

三、需求工程的作用60

四、需求工程的内容61

二、需求分析的原则64

第三节需求分析64

一、需求分析的必要性64

三、需求分析的方法65

四、数据流程图66

五、数据字典70

思考题73

第四章GIS软件工程的分析方法74

第一节结构化分析方法74

一、概述74

二、结构化分析的方法76

第二节面向对象基础78

一、面向对象的概念78

二、面向对象的方法83

第三节Coad分析方法85

一、概述85

二、Coad分析方法87

第四节OMT分析方法95

一、OMT方法的发展95

二、三种模型介绍96

三、OMT方法的分析过程102

第五节面向对象的开发过程103

一、应用生存期103

二、类生存期104

三、应用开发过程108

四、系统体系结构110

第六节面向对象的分析过程111

一、概述111

二、论域分析111

三、应用分析115

思考题115

一、系统设计在软件开发中的位置116

第五章GIS软件工程的总体设计116

第一节概述116

二、总体设计过程中需要完成的工作118

第二节体系结构设计120

一、概述120

二、总体设计的目标120

三、总体设计的步骤121

四、总体设计的基本任务121

五、GIS的系统设计模式122

六、GIS的体系结构设计125

第三节软件结构设计128

一、概述128

二、结构化设计的优点129

三、开发和维护软件的费用129

四、结构化设计的适用范围130

五、结构化分析（SA）和结构化设计（SD）的关系131

六、结构设计的基本概念132

七、模块的独立性134

八、软件结构图138

九、软件结构形态140

十、影响范围和控制范围141

十一、软件结构设计准则143

第四节数据库设计基础145

一、数据库分析的过程145

二、数据的管理模式146

三、数据库设计的目标147

四、数据库设计的主要内容148

五、数据库设计的步骤148

六、数据库的逻辑设计150

七、数据库的物理设计152

八、数据库的实现153

九、数据库的运行与维护154

第五节空间数据库设计155

一、空间数据库的概念155

二、空间数据库技术的产生背景156

三、空间数据库的技术特色157

四、空间数据库的体系结构158

五、空间数据库设计的原则159

六、空间数据库的设计过程160

七、空间数据库的需求分析和数据模型设计162

八、空间数据库的概念设计162

九、空间数据库的详细设计166

十、地理信息元数据的设计168

一、概述172

第六节应用模型设计172

二、应用模型173

三、应用模型的分类174

四、应用模型的作用177

五、应用模型建模的步骤178

六、应用模型的构建方法179

思考题180

第六章GIS软件工程的详细设计182

第一节详细设计182

一、概述182

二、详细设计的基本任务183

三、详细设计方法184

四、程序流程图185

五、N-S图189

六、PAD图190

七、判定表192

八、PDL语言194

第二节用户界面设计195

一、用户界面应具备的特性196

二、用户界面设计的任务分析197

三、用户界面的任务和工作设计200

四、界面设计的基本类型201

五、界面设计原则201

六、GIS软件界面设计中的要素204

七、GIS软件的基本界面样式206

八、GIS软件的界面设计方法212

第三节标准化设计213

一、地理定位控制213

二、属性数据指标体系214

四、数据文件命名规则215

三、数据分层方案215

五、统计单元217

六、技术流程和质量控制217

思考题217

第七章GIS软件工程的设计方法219

第一节结构化设计方法219

一、系统结构图的基本组成219

二、数据流图变换为系统结构图的方法221

三、结构化设计的审查224

第二节Jackson方法226

一、概述226

二、JSP方法227

三、JSD方法231

第三节Booch方法235

一、面向对象设计概述235

二、Booch方法的发展236

三、Booch方法的过程237

四、Booch方法的特点238

五、基本模型239

第四节Coad设计方法246

一、概述246

二、设计问题域组元246

三、设计人机交互组元248

四、设计任务管理组元251

五、设计数据管理组元255

第五节OMT设计方法256

一、系统设计256

二、对象设计257

三、OMT设计方法的缺点258

第六节UML方法259

一、UML概述259

二、通用模型元素262

三、用例模型265

四、静态模型269

五、动态模型276

六、实现模型287

思考题290

第八章GIS软件数据工程292

第一节概述292

一、GIS的数据源293

二、数据源的审查过程294

三、GIS数据组成和特点295

第二节空间数据的特征300

一、空间数据的基本特征300

二、空间数据的测量尺度301

三、空间数据的来源302

一、统一的空间定位框架304

第三节GIS数据的规范化和标准化304

四、空间数据的类型和表示方法304

二、统一的数据分类标准305

三、统一的数据编码系统306

四、统一的数据记录格式307

五、统一的数据采集原则307

六、统一的测试标准308

第四节地理信息的分类和编码308

一、地理信息分类与编码的意义308

二、地理信息分类与编码的原则309

三、地理信息分类与编码的基本方法310

四、地理实体的分类311

五、地理实体属性数据的编码314

六、地理信息实体的标识码结构317

七、城市地理实体的识别码方案318

八、图形数据分类与编码标准320

第五节数据预处理321

一、数据源的选择321

二、比例尺的选择321

三、图层的制定322

四、预处理的基本内容322

五、图幅数据的处理323

六、空间数据的压缩处理323

七、空间数据类型的转换324

第六节数据采集324

一、野外数据的采集方法324

二、地图数据的采集方法326

三、属性数据的采集方法333

四、空间数据的检查334

第七节数据处理与数据库建立335

一、格式转换335

三、图幅拼接336

二、图形单元的修改336

四、坐标转换337

五、几何纠正337

六、数据编辑处理337

七、拓扑结构及拓扑关系的自动生成338

八、数据库建立338

思考题339

第九章GIS软件工程的数据质量控制340

第一节概述340

一、数据质量的基本内容340

二、空间数据质量344

三、GIS数据误差345

四、GIS中的误差传播347

五、GIS空间操作中误差的传播348

一、影响GIS数据质量的因素349

第二节GIS数据质量问题的过程分析349

二、GIS数据源的质量问题351

三、GIS数据库建立过程中的数据质量问题352

四、GIS分析处理过程引入的数据质量问题354

第三节GIS数据质量的控制355

一、数据质量控制的内容355

二、空间数据质量控制方法357

三、GIS数据库的质量控制358

四、数据质量控制方案的设计360

五、数据质量检验和数据质量报告361

第四节测绘数字化产品的质量控制364

一、数据质量控制的要求364

二、数据质量检查365

三、错漏标准的制定365

思考题366

第十章GIS软件工程的实施与测试368

第一节概述368

一、实施阶段的准备工作368

二、硬软件引进369

三、软件工程对编程的技术要求370

四、软件工程对编程的质量要求371

第二节程序编制372

一、程序编制的一般要求372

二、编程语言的特征及选择374

三、程序设计风格376

第三节软件测试378

一、概述378

二、软件测试的要求379

三、软件测试的过程382

四、单元测试385

五、集成测试387

六、确认测试390

七、软件测试的方法391

第四节测试用例的设计392

一、测试用例的设计原则392

二、黑盒测试方法用例的设计393

三、白盒测试方法用例的设计398

第五节软件调试404

一、调试的目的404

二、调试的步骤404

三、调试的原则406

四、调试的方法407

第六节软件试运行410

思考题411

第一节概述413

一、软件维护的类型413

第十一章GIS软件维护工程413

二、软件维护的困难414

三、软件维护的费用414

四、软件维护的分类414

第二节软件系统的维护416

一、概述416

二、软件维护的过程417

三、软件维护技术418

四、影响维护工作量的因素418

五、软件维护的策略419

六、维护成本420

第三节软件维护活动421

一、软件维护机构421

二、软件维护申请报告422

三、软件维护的流程422

第四节程序修改的步骤及副作用424

四、软件维护记录424

五、软件维护活动的评价424

一、分析和理解程序425

二、修改程序426

三、重新验证程序428

第五节软件可维护性430

一、软件可维护性的定义431

二、软件可维护性的度量431

三、提高可维护性的方法434

思考题441

第十二章GIS软件工程的质量保证442

第一节概述442

一、软件质量的定义442

二、有关软件质量的原则443

一、软件质量度量模型444

三、软件质量控制444

第二节软件质量的度量模型444

二、软件质量特性之间的影响450

第三节软件质量保证451

一、软件质量保证的概念451

二、软件质量保证策略的发展过程452

三、软件质量保证的主要任务452

四、软件质量保证与检验454

五、软件质量保证体系456

六、软件质量保证的实施458

第四节软件质量评价与评审461

一、软件质量评价461

二、软件质量评审463

第五节软件可靠性466

一、软件生存期与软件寿命的关系466

二、软件可靠性的定义468

三、软件可靠性的主要指标469

第六节软件容错技术470

一、容错的一般方法470

二、容错软件的设计过程471

思考题471

第十三章GIS软件工程标准化473

第一节概述473

一、GIS标准的现状473

二、GIS标准化的重要性475

三、GIS标准化工作475

四、GIS标准化的若干问题476

第二节GIS的标准化477

一、GIS标准化的意义和作用477

二、GIS标准化的内容481

一、制定标准体系的目的和意义485

第三节GIS标准体系485

二、GIS标准体系表486

第四节GIS软件工程标准489

一、软件工程标准的分类489

二、软件工程标准的层次489

三、GIS标准的主要内容491

四、国际上GIS数据标准492

第五节国际标准及其组织492

一、ISO软件工程标准目录492

二、IEEE软件工程标准目录496

三、主要GIS标准介绍501

四、国际标准组织512

第六节国内标准517

一、我国GIS标准现状517

二、软件工程国家标准及与GIS有关的现有国家标准518

思考题519

第十四章GIS软件工程管理521

第一节概述521

一、软件产品的特点521

二、软件工程管理的重要性与软件工程管理的内容521

三、有关管理的一些原则523

四、GIS的人员配置524

第二节软件工程计划管理526

一、工程项目计划的概念526

二、工程项目计划的内容526

三、软件开发成本估算527

四、软件项目进度安排531

第三节GIS软件工程组织533

一、GIS软件工程的组织533

二、GIS软件工程的效益536

二、版本控制537

一、软件配置管理537

第四节工程配置管理537

三、变更控制539

第五节ISO9000质量认证体系539

一、概述539

二、ISO9000标准系列的基本思想540

三、ISO9000标准系列的组成541

四、ISO9001质量系统基本要求542

五、ISO9000注册及好处544

第六节CMM模型545

一、CMM的内容545

二、软件过程各成熟级的可视性分析548

三、CMM的内部结构549

第七节GIS软件工程的评价551

一、评价的目的551

二、评价指标和评价报告552

思考题556

第十五章GIS软件工程环境557

第一节软件开发环境557

一、对软件开发环境的要求557

二、软件开发环境的分类558

第二节软件工具560

一、软件工具的概念560

二、软件工具的分类560

第三节计算机辅助软件工程561

一、计算机辅助软件工程的定义与CASE的分类561

二、CASE的集成563

三、CASE生存期565

四、CASE工作台566

五、空间过程支持与空间数据配置管理569

一、对软件生产自动化的认识573

第四节软件生产自动化573

二、需求分析的形式化方法574

三、基于自动工具的方法577

第五节软件重用技术578

一、软件重用的概念578

二、软件重用技术的分类579

第六节组件技术581

一、概述581

二、组件技术的特点与组件技术的发展现状583

三、组件模型标准585

四、组件模型586

五、存在问题587

第七节COM组件技术与CORBA组件技术587

一、概述587

二、COM组件技术588

三、CORBA组件技术591

第八节Java Bean组件技术592

一、Java技术简介592

二、基于Java的组件技术596

三、组件技术的发展趋势609

第九节WebGIS与ComGIS技术611

一、Internet与GIS的结合611

二、基于Object Web规范的WebGIS612

三、WebIS的实现方法615

四、ComGIS技术620

思考题623

参考文献625

附录一GIS工程文档的编写627

一、文档的作用与分类627

二、GIS建设应有文档内容概述627

（二）可行性研究报告628

（一）立项报告628

（四）用户需求分析报告630

（三）系统设计任务书630

（五）系统总体设计方案和子系统设计方案632

（六）系统实施总结报告634

（七）系统测试报告634

（八）用户手册635

（九）用户使用报告636

（十）系统验收报告637

（十一）系统建设总结报告637

附录二GIS标准体系明细表639

101管理规定标准明细表639

102方法标准明细表639

201管理办法明细表640

202信息分类和编码明细表640

103名词术语标准明细表640

203空间数据标准明细表641

204数据库标准明细表641

205软件工程和系统设计标准明细表642

206系统建设文件规范和标准明细表642

207地形图图式标准643

301术语相关标准明细表643

302图形符号标准明细表644

303信息分类编码相关标准明细表645

304软件工程相关标准明细表645

305设备和媒体标准明细表646

306通信、网络与互连标准明细表646

307中文处理标准明细表647

308系统安全和保密标准明细表648

309其他相关标准明细表648