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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WebGIS 612

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