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GIS开发的软件工程方法探究
发布时间:2019-10-28

  摘要:随着社会的不断发展,GIS地理信息系统在人们生活中起到的作用越来越大。为了能使GIS更加适用,对适合GIS开发的软件工程方法的实践要求进行了简要的探究,并对适合GIS开发的软件工程方法进行研究,以期实现GIS地理信息系统功能的最大化。

  关键词:GIS开发; 软件工程; 统一软件开发过程; W/G模式;

  如今,国内各类产业都对GIS有了一定的应用,这就要求研究人员必须开发出高水平的GIS软件,因此,软件工程方法的先进性也有了一定的要求。研究人员要根据GIS开发的软件工程方法的实践要求进行具体的分析,克服其中困难,寻找到最适合GIS开发的软件工程方法。

软件工程

  1 适合GIS开发的软件工程方法的实践要求

  1.1 确定软件需求

  要想做出高质量的GIS开发,就要对GIS系统的地理背景、分析算法、用户领域应用等几个要素进行深入的性能探究,以此为基准点了解用户对软件的需求,从而找到最合适的软件开发方法。首先,地理背景主要就是指通过系统中RS、GPS遥感与定位的技术,经过对地形面积、体积的测算与分析形成二维或三维的图形,或构成虚拟实境,来为用户显示某地区的地理环境。其次,分析算法就是在对地理要素进行分析后,利用数据的采集、融合及评估、最优路径、缓冲分析、叠置分析、符号匹配、数据库查询等功能,进行对某一地理区域的细致分析[1].如对城市道路拥挤程度的分析或土地价值评估等,都是分析算法的具体实践方式。最后,用户领域应用也是GIS开发软件工程中最重要一个要素。每一个GIS系统都要为用户提供二次开发手段,以满足用户的需求。目前,对于GIS的研究还不够透彻,研究人员对GIS软件工程开发方面的了解不够透彻,使得其对软件需求的确定不够完全,这也影响到软件的实际开发。所以,研发人员要根据GIS的实际应用,从中吸取经验,发现问题,能够更好地确定软件需求,满足用户对GIS功能的需要。

  1.2 软件设计

  在GIS开发的软件设计上,要做到深入细化,以保证设计内容稳定有效。(1)要建立系统数据模型结构,完善对数据库查询端口的设置。(2)完善各个模块间的API数据接口,保证各模块之间操作功能明确,保证其协调运作。(3)做到系统总线的集成化,使各模块的运作达到系统整体功能的最大化。(4)要积极研发并实现GIS界面的共享。(5)完善GIS系统内部的分析功能,设置数据缓冲区。(6)每一模块完成后,要对其进行专业测试,然后投入使用。(7)要对研发人员进行有针对性的培训,使其能力达到创新开发的标准。(8)要对GIS系统的研发过程进行统一的规范,保证其对软硬件的控制与调试[2].

  1.3 系统开发实践

  对于系统的开发,要在开始前做出准确的目标及测试方案,制定流程图,待准确无误后开始程序编码。编码过程中,每完成一个模块就要及时进行运行检测,保证其可实用性。在整体完成后,要对要对其运行级别及代码公开级别进行总线测试,完善GIS的开发。

  2 适合GIS开发的软件工程方法研究

  2.1 统一软件开发过程-RUP

  统一软件开发过程简称PUP,它是一个具有多种开发模型优点,具有一定可行性和实用操作性的软件开发项目方法。它通过分析、设计、编程、测试以及集成的方法进行软件项目的开发。同时,RUP可以把迭代式开发、管理需求、使用以组件为中心的软件架构、可视化建模、验证软件质量,以及控制变更几种软件开发实践方法融入GIS开发中,并以此为技术手段,促进GIS的开发与应用。(1)迭代式开发的主要功能就是降低风险,推动迭代。在利用迭代式进行GIS开发时,系统会初步分析初始项目的风险与范围,设计最高风险的解决方案,修订总体项目计划,并进行计划、发展目标及评定的循环,以此进行风险的消除。经过几次循环,可以有效增加GIS开发中项目的可行性,促进GIS项目的发展。(2)GIS项目开发中要注意需求与管理,如图1所示,通过对用户需求的开发和管理,可以有效地对市场及客户的需求进行了解,并及时进行项目内容的变更,以促进项目更好地进行[3].

  图1 需求开发与需求管理 

  (3)在GIS开发中进行可视化建模,如图2所示,可以将GIS软件中的子系统、类型及代码进行分层,以便清晰地掌握GIS系统每一部分的主要特征,以此更加方便研发人员对GIS项目的掌握。

  图2 可视化建模对软件的细节化分层  

  (4)RUP可以对其所开发的GIS项目进行质量的检测。通过开发前对软件质量的定义,研发中对过程质量、产品内、外部质量,以及对保证质量方法的探究,来完成对软件质量的检测,用准确的测试来表明GIS系统开发的规范性和可行性。

  (5)GIS开发的软件工程对所需的人力及时间有一定的要求,负责不同部分的工作人员可能在不同的地区工作,其用到的各次迭代、各个平台可能会有不同,就需要控制研发配置的变更。为了保证各研发人员在工作中的协调组织,要建立统一的测试基线,以保证能够有效地控制变更。由此可见,统一软件开发过程-RUP,为GIS开发的整体流程提供了重要的技术与方法,为GIS的开发提供了更多的保障与可能性,是GIS开发的软件工程的适用方法。

  2.2 W/G模式GIS开发

  W/G模式是以Linux为基础发展而成的一种软件开发方法,全称为Whole role group develop,即整体目标群开发。W/G模式对GIS的开发主要分为3个部分,(1)对整体目标的确定。这项任务先要确定一个或一组在目前GIS开发方面有典型性的软件,通过对其系统的分析,将其功能体系进行整合,分析其优势与缺点,制定一个初步目标。研发人员以此目标进行讨论分析,并进行社会需求调查,根据所掌握的线索信息,经反复研究讨论后确定整体目标。根据此确认目标要求即将研发的GIS软件需要有RS遥感更新、GPS快速检测、虚拟实境、数据采集与融合、属性维护、三维生成、三维控制、三维分析、数据装载、高程量算、面积、体积实测、透视分析、断面分析、最优路径、叠置分析、图形查询、图形编辑、拓扑生成、图层控制、图像显示、地图投影、数据库查询等功能[4].对于开发预计的每一项功能都需要软件开发功能进行设定,将其界面、程序、内容、交互能力进行细化操作,以确保GIS系统的研发工作能按照整体目标进行。(2)要对系统内核进行设计。对GIS系统内核的设计能够保障能够保障软件的基本使用功能,是将软件与各项功能数据相连接的基本保障。所以,W/G模式对GIS系统的内核设计要有合理的空间数据结构。因为软件开发中的空间数据十分繁复,结构不清很容易造成空间数据管理的混乱,导致GIS系统的运行能力降低。而且,GIS系统的稳定运行离不开对空间数据整理,因此,设计合理的空间数据结构有利于保障GIS系统各项功能的有效性和稳定性,为其后续发展提供动力和源泉。同时,对GIS系统的内核设计要保证系统接口的标准化和可扩充能力。系统的接口是保证其各项功能协调连接的关键,是系统内各个模块共同运行的保障。保证其标准化与可扩充能力可以为后续先进技术的填充提供入口,促进GIS系统能持续发展。(3)要对模块编码进行测试。在保障内核设计稳定的情况下,研发人员可以对模块编码进行测试。各模块要根据统一的API标准,逐个进行入网络中测试。如果测试结果稳定,该模块就可以正式投入应用,正式成为GIS系统中发行的新内容[5].

  3 结语

  随着现在科学技术与网络系统的发展,GIS的开发也已经进入了一个新的阶段,根据对RUP统一软件开发过程及W/G模式GIS开发的研究,这些新型软件工程方法对GIS开发有着积极的推动作用。同时,也应积极对软件工程继续探究,促进其为GIS开发及其他各类项目开发做出更大的贡献。

  参考文献
  [1]黄伟君。基于GIS系统集成的理论与实践[J].电子技术与软件工程, 2019,(15):138-139.
  [2]周立航。基于ArcGIS的土地登记管理系统的设计与实现[D].北京邮电大学, 2012.
  [3] 刘友芹,岳文朝。地理信息系统软件开发模式分析[J].中国科技纵横, 2017,(23):21-22.
  [4] 华南机械制造有限公司。基于WebGL技术的网络三维地理信息系统。 2019.
  [5] 刘心合。地理信息系统应用现状[J].环球市场,2019,(15):331.

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