GIS设计与应用-GIS工程设计实例

《GIS工程设计》1第6章GIS工程设计实例6.1系统建设背景6.2系统调查分析6.3系统总体设计6.4系统详细设计6.5系统的实现——JLUPMIS设计与实现《GIS工程设计》2江阴市土地利用规划管理信息系统（JLUPMIS）（JiangyinLandUsePlanningManagementInformationSystem）江阴市国土局与南京大学合作开发的这个系统是根据土地利用规划管理工作的具体特点，利用计算机网络、通信技术及GIS技术，结合土地利用规划管理的工作业务，建成的集GIS和办公自动化(OA)为一体的专业化信息系统。该系统以土地规划管理为核心，兼顾用地计划管理、土地审批管理、土地征用管理等职能，实现土地管理规划业务数据和图件资料的集成管理、图文互查以及项目办案，提高土地利用规划管理的工作效率，为江阴市土地利用规划的动态实施和信息化管理提供科学保障。《GIS工程设计》36.1系统建设背景江阴市国土局与南京大学于1998年开始技术合作，一起展开规划信息系统建设，历经三个阶段于2002年进入成熟的软件设计和开发期。《GIS工程设计》4JLUPMIS的发展1997年，江阴市国土局与南京大学开展江阴市土地利用总体规划编制合作。并于1998年开始展开规划信息系统建设工作。初期阶段：系统以规划成果管理为主；发展阶段：系统强调以规划管理为主,并于2002年1月交付江阴局投入试运行；成熟阶段：从2002年4月起，在充分吸取现有系统合理成分的基础上，完善和梳理县市级土地利用规划业务流程，遵照部数据库标准，采用更为先进的技术手段，从底层开始重新进行软件系统的开发。《GIS工程设计》5JLUPMIS系统设计方法的选择GIS设计的三种方法：结构化生命周期法、原型法、面向对象设计方法GIS设计方法的选择需要考虑多方面的因素，包括系统规模的大小、系统应用类型、系统需求明确程度等。考虑到JLUPMIS是在前面两次系统建设的基础上开展的，其用户需求易于明确，另外系统涉及业务繁多，关系复杂，故采用结构化生命周期法进行系统设计。《GIS工程设计》66.2系统调查分析6.2.1系统分析的目标和任务系统分析的目标是明确用户对系统的具体要求，摸清相关业务的具体流程，收集有关的图纸、表格和文本，并对这些信息进行分析处理，制定面向现实世界的系统模型，如绘制业务流程图和E-R图，制作数据字典等，为系统设计做好前期准备工作《GIS工程设计》7系统分析的任务在于全面了解现行系统的工作过程和涉及的有关数据和信息，了解用户对未来系统的要求并加以表述，从而导出系统设计的基础和依据——系统模型《GIS工程设计》8系统分析的方法JLUPMIS系统调查分析分为调查了解和分析整理两部分工作。1.调查了解工作主要采取访谈和简易应用规格说明技术相结合的方法进行，首先采取与用户单位（江阴市国土管理局）相关业务人员进行面谈的方法进行调查，摸清系统目标、业务职能、业务流程、数据现状等基本情况。然后，以此为基础，提出需求分析的初步成果，制成简易应用规格表，供开发者和用户双方进行讨论，进一步验证用户需求《GIS工程设计》92.分析整理工作主要是在调查了解的基础上利用前文介绍的系统分析工具（如业务流程图、E-R图、数据字典等）进行分析和成果的表达。系统调查分析的这两个工作没有明显的划分界限，在分析整理过程中可能需要返回去进一步调查，而调查了解过程中也要进行一定的分析整理工作。要保证系统定义的正确性与适用性，系统分析人员应尽可能多地了解用户的需求，深入调查和分析业务流程，使系统建设更加科学、合理《GIS工程设计》10现状调查分析是系统定义的第一步。在JLUPMIS的开发过程中，现状调查分析主要是从当前系统业务关系、业务职能、相关信息和数据等方面进行。6.2.2现状分析调查《GIS工程设计》11业务调查与分析1.确定系统的主体业务。根据调查分析，可以确定土地利用规划管理涉及的业务包括规划管理、规划编制、公众参与等三个方面《GIS工程设计》12规划管理土地规划管理业务规划编制修编规划编制规划规划图件规划文本规划表格其它成果规划成果管理规划实施管理土地利用计划指标管理建设项目用地规划审批管理（预审、审查、报批）土地整理复垦开发项目规划审查管理规划实施跟踪监察管理公众参与规划成果公告规划管理政务公开土地规划管理业务关系图《GIS工程设计》132.对主要业务进行细化，直到最小的职能单元。这是结构化分析方法进行系统分析的主要环节，体现了结构化分析方法中“逐层细化”的策略。使用该策略的优势在于：通过化整为零将复杂的系统简单化，便于理清关系和进行实现。土地业务从上向下，逐层细化后，各业务之间无论是纵向关系还是横向关系都很明确，脉络清晰。《GIS工程设计》14例如，主业务“规划管理”可以分为两个子业务“规划成果管理”和“规划实施管理”，而“规划实施管理”子业务又可分为“计划指标管理”、“实施跟踪监测管理”、“建设项目用地规划审批管理”等。再细分下去，“建设项目用地规划审批管理”还可以分为“规划预审”、“规划审查”，“用地报批”等3.详细调查各职能单元，绘制每个职能单元的业务处理流程图《GIS工程设计》15项目选址建委项目预审用地科立项计委定点建委用地测量国土局测量队规划审查规划科是否农用地是农用地转用方案耕地补充方案否征地方案供地方案无锡市国土局审核省国土局审批江阴市国土局供地项目呈报说明书土地利用规划审查表“建设项目用地报批”的业务流程图《GIS工程设计》16在现状调查分析中，对系统现状信息和数据的调查也是必不可少的，是进行系统可行性分析和设计的依据之一。在JLUPMIS中，经过调查将该系统所涉及的信息和数据分为•图形信息•属性数据•文档信息相关信息和数据《GIS工程设计》17图形信息属性信息文档信息宗地图各级规划图用地方案图（如划地红线图、蓝线图、农村红线图等）现状图……地块属性（如地号、位置、面积、土地类型等）合同信息（如申请用地单位、申请面积、申请土地用途等）……申请材料和文件有关用地政策法规信息……用地信息构成《GIS工程设计》186.2.3功能和性能要求明确系统功能和性能要求是系统定义阶段的任务之一，在JLUPMIS的系统定义过程中，通过现状调查，详细考察用户业务范围、工作流程及各科室的分工，并在与用户认真讨论和研究后，明确JLUPMIS的功能和性能必须满足如下要求：《GIS工程设计》19功能要求1.系统功能应涵盖规划管理工作的日常业务，侧重于日常管理功能，包括规划成果管理、规划预审、规划审查、农用地转用、土地的复垦复耕、一书四方案的呈报、土地利用动态监测、规划辅助编制等，并提供信息查询、统计分析、报表和图件制作等功能。数据流转应能清楚体现业务的工作流程。2.为满足数据共享的要求，系统的数据库结构设计应参照国土资源部《县（市）级土地利用规划数据标准（征求意见稿）》和有关的信息系统建设标准和行业规范。《GIS工程设计》203.土地利用规划成果是建设用地管理、土地监察等部门的基础数据，同时与地籍数据存在着诸多的联系。因此在系统设计时应留有数据接口，以方便地调用地籍数据，同时也能为相关部门提供常用格式的数据。4.由于相关表格间的数据有着密切的联系，要充分利用数据库强大的管理功能和计算机高效的计算能力，实现有关数据的提取、分析和计算，避免数据重复输入，实现报表的自动生成。同时能对相关数据进行检查。《GIS工程设计》215.可充分利用现有的规划成果，自动提取有关信息，同时提供简便的方法，进行图件的制作和输出。6.为保障系统安全，对不同身份的用户设置不同的权限。每个用户只能进入各自权限内的功能模块，只能对有权限的数据进行相应级别的数据操作，如浏览、修改、添加和删除。《GIS工程设计》22性能要求1.系统界面友好，操作简单系统要有良好的人机交户界面，界面风格应符合土地办公业务习惯和操作人员心理等特点，按业务类型和工作环节来进行系统界面布局。功能设计无论是文本部分还是图形部分都从实用的角度出发，做到形象直观，操作方便。操作流程应尽可能地简单实用，尽量把复杂的功能简化，并提供完善的联机帮助。2.系统稳定系统具有一定的容错和纠错功能。3.系统效率系统具有较高的运行效率。《GIS工程设计》23建立系统模型的主要目的•前一阶段调查分析工作的总结•通过标准的、通用的模型来促进系统分析和设计两阶段的交流•进行系统的存档，方便系统的更新和维护6.2.4系统模型设计《GIS工程设计》24建立系统模型的主要任务通过对现行系统业务流程以及系统所涉及的信息类型、信息量等的分析，结合用户对系统功能和性能的要求，整理出满足用户要求的数据流程图及用作数据与信息说明的数据字典等。《GIS工程设计》25建立系统模型的方法1.采用结构化分析方法2.主要原则分解，根据主要的业务及其关系，确定系统数据流图的顶层，然后逐步进行分解和细化；抽象，即先考虑问题最本质的属性而暂时略去细节，以后在逐层添加细节。3.结构化分析方法主要采用数据流程图、数据字典、加工说明以及必要的补充材料相结合的方式来进行系统概念模型的描述。其中，数据流程图是与业务流程图相对应的，它主要从数据的角度描述了系统的组成以及各组成部分之间的联系《GIS工程设计》266.3系统总体设计总体设计的主要任务是确定系统总体结构与软、硬件配置，进行系统功能模块的划分，设计接口，并制定数据结构。系统JLUPMIS以此为基础，逐步开展系统的设计工作，并最终确定系统如下内容：软件结构体系设计系统软硬件配置方案系统模块设计数据结构设计《GIS工程设计》276.3.1软件结构体系设计系统采用Delphi6.0结合MapX5.0及MicrosoftOffice2000进行开发集成并采用比较成熟的Client/Server结构，按三层模型（Three-Tier），即数据服务层、业务逻辑层、用户界面层来构建系统，其中数据库服务器端采用MicrosoftSQLServer2000服务器版统一管理数据，地图图形数据通过SpatialWare存放到SQLServer数据库中进行管理。整个系统由数据库服务器、应用程序服务器（也可与数据库服务器放在同一台工作站）和多个客户端的微机组成计算机局域网系统。《GIS工程设计》28用户界面，数据的基本操作（输入、检索、更新等），简单计算与数据检验，调用服务器端的服务客户端应用程序用户界面，数据的基本操作（输入、检索、更新等），简单计算与数据检验，调用服务器端的服务客户端应用程序……用户验证，连接数据库服务器实现数据访问，图形数据更新，执行企业规则，业务流转，与客户端通信，为客户端提供服务应用程序服务器地图属性数据库，业务数据库，控制数据库，地图图形数据库数据库服务器软件体系结构图《GIS工程设计》29⑴网络和硬件配置局域网建设的主要目的是利用网络进行协同办公。从网络设备投资及维护成本、技术先进性与稳定性、应用系统的开发难易程度等诸多方面考虑，本系统局域网架构基于100M甚至1000M的快速以太网技术，网络结构采用星形拓扑结构。网络中心设置在局长办公室，配备一台高性能主干交换机，通过双绞线甚至光纤与各节点相连，各办公室采用智能网络集线器（HUB）与外部相连，从而实现联网操作、实时响应、动态管理。各办公室可以独立配备，也可以全网共享绘图仪与打印机等设备。6.3.2系统软硬件配置方案《GIS工程设计》30⑵软件环境客户端操作系统：MicrosoftWindows9X/2000开发环境：BorlandDelphi6.0、MapInfoMapX5.0应用环境：MicrosoftOffice2000服务端操作系统：MicrosoftWindows2000开发环境：BorlandDelphi6.0数据库管理系统：MicrosoftSQLServer2000《GIS工程设计》316.3.3系统模块设计•模块是采用结构化设计方法进行系统总体设计的一个重要概念，因此，在系统总体设计中，一项主要的工作就是确定功能模块结构。•在JLUPMIS的功能模块设计中，改变以往以数据成果管理为核心设计