可行性研究的结果是使用部门负责人决定是否进行 这项工程的重要依据。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
这一阶段的工作主要包括：
1、用户需求调查。从上至下调查目前和将来发展业务上需 要些什么信息及今后的设想与建议；从下自上调查所需要 的数据和所采用的处理手段。
2、系统目的和任务：①空间信息管理与制图；②空间指标 量算；③空间分析与综合评价；④空间过程模拟。
这个阶段的任务还不是编写程序，而是设计出 程序的详细规格说明。这种规格说明的作用很类 似于其他工程领域中工程师经常使用的工程蓝图， 它们应该包含必要的细节，程序员可以根据它们 写出实际的程序代码。
通常用HIPO图（层次加输入/处理/输出图）或 PDL语言（过程设计语言）描述详细设计的结果。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
变动比在早期引入相同变动所需付出的代价高2~3个数据 量级。图1定性地描绘了在不同时期引入一变动需要付出 代价的变化趋势。图2是美贝尔实验室编统计得出的定量 结果。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
1图1
西北大学城市与资源学系 谢元礼

西北大学城市与资源学系 谢元礼
解决GIS工程危机的途径
GIS工程学正是从管理和技术方面研究如何 更好地开发和维护GIS工程的一门新兴学科。
软件综合和测试
系统综合和测试
运行和维护
西北大学城市与资源学系 谢元礼
系统的更变
8、软件维护
维护阶段的关键任务是，通过各种必要的维护 活动使系统持久地满足用户的需要。
四类维护活动：改正性维护、适应性维护、完 善性维护、预防性维护。
实际上每一项维护活动都应该经过提出维护要 求（或报告问题），分析维护要求，提出维护方 案，审批维护方案，确定维护计划，修改软件设 计，修改程序，测试程序，复查验收等一系列步 骤，因此是经历了一次压缩和简化了的系统定义 和开发的全过程。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
2、可行性研究
这个阶段要回答的关键问题是：“对于上一个阶段 所确定的问题有可行的解决办法或值得做吗？可行性 研究比较简短，这个阶段的任务不是具体解决问题， 而是研究问题的范围，探索这个问题是否值得去解， 是否有可行的解决办法。
在问题定义阶段提出的对工程目标和规模的报告通 常比较含糊。可行性研究应该导出系统的高层逻辑模 型（通常用数据流图表示），并且在此基础上更准确、 更具体地确定工程规模和目标。然后分析员更准确地 估计系统的成本和效益，对建议的系统进行仔细的成 本/效益分析是这个阶段的主要任务之一。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
产生GIS工程危机的原因

在工程开发和维护的过程中存在许多多严重问题，
一方面与软件本身的特点有关，另一方面也和工程开发与
维护的方法不正确有关。
GIS工程是系统软硬件、数据以及系统开发、集成、 使用和维护需要的所有文档。
根据美国一些软件公司的统计资料，在后期引入一个
6、编码和单元测试
这个阶段的关键任务是写出正确的容易 理解、容易维护的系统模块。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
7、综合测试
这个阶段的关键任务是通过各种类型的 测试（相应的调试）使系统达到预定的要 求。
最基本的测试是集成测试和验收测试。 应该用正式的文档资料把测试计划、详细 测试方案以及实际测试结果保存下来，做 为系统配置的一个组成部分。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
上面的工作确定了解决问题的策略以及目标系 统需要哪些程序，但是，怎样设计这些程序呢？ 结构设计的一条基本原理就是程序应该模块化， 也就是一个大程序应该由许多规模适中的模块按 合理的层次结构组织而成。总体设计阶段的第二 项主要任务就是设计软件的结构，也就是确定程 序由哪些模块组成以及模块间的关系。通常用层 次图或结构图描绘软件的结构。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
什么是GIS工程危机
概括地说， GIS工程危机包含下述两方面的问 题，如何开发软件，怎样满足对软件的日益增长 的需求；如何维护数量不断膨胀的软件与数据。 （1）对软件开发成本和进度的估计常常很不准确 （2）用户对“已完成的”软件系统不满意的现象 经常发生。 （3） 软件产品的质量往往靠不住。 （4） 软件常常是不可维护的。 （5） 软件与数据通常没有适当的文档资料。 （6）软件与数据成本在计算机系统总成本中所占 的比例逐年上升。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
GIS工程的生命周期方法学
– GIS工程采用的生命周期方法学就是从时间 角度对软件开发和维护的复杂问题进行分解， 把软件生成的漫长周期依次划分为若干个阶段， 每个阶段有相对独立的任务，然后逐步完成每 个阶段的任务。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
瀑布模型
传统 的生命周期方法学可以用瀑布型（Waterfall model）来模拟，如图3所示
照系统
系统稳定性 评价
描述硬件要求
阶
描述软件要求
描述政治结构
描述系统运行方法
段
描述数据处理方法
描述法律结构
描述用户培训要求
3
可行性与成本 评价
政治、法律意义 评价
执行计划的 评价
阶
效益和影响的最终评价
段
西北大学城市与资源学系 谢元礼
4
5、详细设计
总体设计阶段以比较抽象概括的方式提出了解 决问题的办法。详细设计阶段的任务就是把解法 具体化，也就是回答下面这个关键问题：“应该 怎样具体地实现这个系统呢？”
西北大学城市与资源学系 谢元礼
结 构 化 的 程 序 评 价 模 式
目的与任务 用户对象 用户需要
定义有关概念
功能要求和规定
需要和要求 的变化
数据获取计划
硬件要求 性能规定 软件要求
数据采集方法 数据的选择
软件和硬件 型号识别
数据质量标准
质量指标
数据测试
现有系统测试
软件设计
变
化
程序设计
控
制
软件测试
西北大学城市与资源学系 谢元礼
3、需求分析
这个阶段的任务仍然不是具体地解决问题，而 是准确地确定“为了解决这个问题，目标系统必 须做什么”，主要是确定目标系统必须具备哪些 功能。
系统分析员在需求分析阶段必须和用户密切配 合，充分交流信息，以得出经过用户确认的系统 逻辑模型。通常用数据流图、数据字典和简要的 算法表示系统的逻辑模型。
第八章 地理信息系统 工程
GIS的开发建设和应用是一项系统工程，涉及 到系统的最优设计、最优控制运行、最优 管理，以及人、财、物资源的合理投入、 配置和组织等诸多复杂问题。需要运用系 统工程、软件工程等的原理和方法，结合 空间信息系统的特点进行实施建设。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
GIS工程设计综述
几个特点： （1） 阶段间具有顺序性和依赖性 （2） 推迟实现的观点
清楚区分逻辑设计与物理设计，尽可能推迟程序的 物理实现，是按照瀑布模型开发软件的一条重要的旨 导思想。 （3） 质量保证的观点 第一， 每个阶段都必须完成规定的文档，没有交出合格 的文档就是没有完成该阶段的任务。 第二， 第个阶段结束前都要对所完成的文档进行评审。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
GIS软件危机与GIS工程危机
西方计算机科学家把软件开发和维护过程 中遇到的一系列严重问题统称为“软件危 机”，GIS软件开发同样存在危机
GIS工程危机
西北大学城市与资源学系 谢元礼
软件危机
1968年北大西洋公约组织的计算机科学家 在联邦德国如开国际会议，讨论软件危机 问题，在这次会议上正式提出并使用了 “软件工程”这个名词，一门新兴的工程 学科就此诞生。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
结 构 化 的 系 统 设 计 模 式
阶
段
1 明确系统的用 户目的及要求
描述和评价需 要的数据
调查现有 的数据源
说明地理参考 的要求
提出硬件 提出软件
数据处理方法 阶
段
政治结构
2
法律结构
用户背景信息
调查地图 参考系统
评价资源保证 情况
描述选择的信息系统
数据集合的 规定与说明 信息传输的 要求与规定 确定地理参
西北大学城市与资源学系 谢元礼
可能碰到以下三类用户： 1、能明确提出要求。这类用户希望用GIS来
实现现有工作业务的现代化，改善数据采 集、分析、表示方法及过程，并用以对工 作领域的前景进行评估，以及对现有技术 方法更新改造等。 2、不十分明确提出要求，提出要求不合理， 或者要求与投入矛盾极大。 3、不能提出具体要求，只是跟风炒作。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
西北大学城市与资源学系 谢元礼

生命周期各阶段的基本任务
西北大学城市与资源学系 谢元礼
1、问题定义
问题定义阶段必须回答的关键问题是： “要解决的问题是什么？”
问题定义阶段的工作，系统分析员应该 提出关于问题性质、工程目标和规模的书 面报告。
问题定义阶段是生命周期中最简短的阶 段，一般只需要一天甚至更少的时间。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
4、总体设计
这个阶段必须回答的关键问题是：源自概括地说，应该如 何解决这个问题”
首先，应该考虑几种可能的解决方案。 （1） 低成本的解决方案； （2） 中等成本的解决方案。 （3） 高成本的“十全十美”的系统。
系统分析员应该使用系统流程图或其他工具描述每种可 能的系统，估计每种方案的成本和效益，还应该在充分权 衡各种方案的利弊的基础上，推荐一个较好的系统（最佳 方案），并且制定实现所推荐的系统的详细计划。如果用 户接受分析员推荐的系统，则可以着手完成本阶段的另一 项主要工作。
西北大学城市与资源学系 谢元礼
采用现代程序设计技术原则 结果应能清楚地审查原则 开发小组的人员应该少而精原则