GIS需求分析¶

GIS需求获取

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需求获取是软件开发活动的第一步，获得正确的需求描述是成功软件的前提。一般而言，用户需求分为两类，功能性需求和非功能性需求，前者定义了系统做什么，包括输入、输出以及其间的转换；后者定义了系统工作时的特性，如效率、可靠性、安全性、可维护性、可移植性等等要求。具体的需求获取内容包括：

1）物理环境，物理设备的位置以及其分布的集中程度；

2）接口，与其它软件系统的接口以及对数据格式的要求；

3）用户或人的因素，包括系统用户熟练程度，使用系统需要接受的训练；

4）功能，系统要完成什么，性能如何；

5）文档，需要哪些文档以及其针对的读者；

6）数据，数据格式、数据精度、数据量、接收和发送数据的频率；

7）资源，使用系统需要的设备，开发需要的人力资源、计算机资源、时间表；

8）安全性，对访问信息的控制程度，数据的备份等；

9）质量保证，对系统的可靠性要求，平均系统出错时间，可移植性，可维护性等。

在地理信息系统需求获取过程中，其内容是基本一致的，只是在数据、组织等方面要进行额外的考虑。

1）数据

数据在一个GIS应用系统中，占有举足轻重的位置。进行需求获取时，与数据有关的因素包括，

（1．1）数据的输出样式：包括屏幕显示、Web发布、出版、工程图等；

（1．2）输出数据的内容和要求：输出数据要包括哪些内容，数据的精度，比例尺等；

（1．3）数据的分布性：数据是集中管理还是分布管理；

（1．4）现有的纸质地图：现有的纸质地图的内容，其比例尺、时效性、是否涉及保密；

（1．5）现有的电子数据：数据形式（栅格/矢量/属性数据库）、数据格式、完整性、精度、投影方式、比例尺等因素。

（1．6）数据录入：数据量大小，输入设备，包括数字化仪、扫描仪，软件的支持程度，进行数据录入的人员数目，能否在预定时间内完成数据录入；

（1．7）数据购买：数据量以及价格；

2）人员

因为应用地理信息系统一般是针对专业领域的，在进行需求获取时不仅要考虑一般用户，而且要听取领域专家的意见，将他们的理论、经验模型化，并在系统中完成。

3）组织

现有的组织机构，有关部门的职责，业务流程，GIS如何在其业务流程中体现以及因为应用GIS所引起的可能的组织机构的变化。

进行需求获取的方式是多种多样的，包括面谈、电话访谈、参观、问卷、获取领域相关资料等。在地理信息系统开发中，由于GIS的概念、功能等还没有被用户深入理解并接受，采用GIS专题报告可以很好地激励用户提出需求。如果时间和资金允许，开发原型系统也可以更好地挖掘用户需求 [5]_。

GIS需求规约

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在需求获取阶段，得到了用自然语言描述的用户需求，但是其中存在着不一致性和二义性，这些问题要通过需求规约解决。目前有许多方法用于支持需求规约，如功能分解方法，数据流方法，信息模型方法（实体关系模型），面向对象方法。每种方法都有相应的概念体系、符号表现和工具支持。

需求规约的结果是形式化或半形式化的，系统的需求报告，它必须完整地刻画问题域，能够适应需求变化，此外，它必须满足用户、分析人员、设计开发人员进行交流的需要，换言之，需求需求报告中的符号、描述，对于各类相关人员，其意义是一致的。

正如一再强调的，面向对象的分析方法很好地解决了问题空间理解、需求易变性、交流等方面的问题。将通用的面向对象分析方法应用于GIS，固然可以描述系统需求，但是由于GIS更加关注于空间对象和空间模型，在GIS中要经常处理一些特定的空间对象类以及特定的空间关系（拓扑关系、方位关系、度量关系等），对基本的面向对象方法进行特化扩展，采用特定的符号来表示这些类以及关系，可以使需求报告的表述更加简捷，便于信息交流。

对Coad/Yourdon方法的扩展——GeoOOA（部分，George KÖsters）

GeoOOA区分了基本类以及四个地理类类型，下面是GeoOOA的类符号：

图16-9：基本类和GeoOOA类

一些服务包括读写操作以及几何体标准服务赋予了GeoOOA类，如计算面积，长度，关系检测等等。

地理类形成层次化的一般——特殊关系，栅格类为区域类的特例，而区域，线，点是抽象地理类的特化。

GeoOOA同时提供了拓扑的整体——部分结构原语，它们只是适用于空间对象，整体部分结构又可以分为：覆盖(Covering)，包含(Containing)，分割(Partition)。

• 覆盖：整体对象和部分对象属于相同的空间类，整体几何体被部分几何体的联合所覆盖；

• 包含：整体几何体包含部分几何体；

• 分割：是一种包含结构，但是有两个特性，即，整体几何体和部分几何体属于同一个类，并且部分几何体形成对整体的分割。

三种原语的图形表示如下：

1）覆盖 2）包含 3）分割

图16-10：GeoOOA 中的整体部分关系

举一个例子说明这三种整体——部分关系，在一个省级行政区（区域类）内，有许多电视台站（点类），每个电视台站有其覆盖范围（区域类），省又分为许多县级区划（区域类），由于台站的覆盖范围之间存在重合，并且一般而言，所有台站的覆盖范围要比省的范围大，所以省行政区和覆盖范围形成覆盖整体——部分关系，而省行政区与台站为包含整体——部分关系，省行政区和县行政区是分割整体——部分关系。

采用GeoOOA，用图形就直接表述了空间关系，减少了需求报告中文本规约的数量。