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1、2023-3-161GIS软件工程软件工程地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 22023-3-16课程基本内容课程基本内容qGIS概况、发展和相关技术概况、发展和相关技术q软件工程及其在应用软件工程及其在应用GIS开发中的应用开发中的应用q软件项目管理及软件项目管理及CMM介绍介绍q重要重要GIS平台及其二次开发介绍平台及其二次开发介绍q样本平台：样本平台：MAPGIS二次开发的详细介绍二次开发的详细介绍q项目实例项目实例地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 32023-3-16考核办法考核办法l平时成绩平时成绩10% （平时作业（平时作业+考勤）考勤）l考考 试试60%l实实 习习
2、30% （完成项目程度）（完成项目程度）地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 42023-3-16实习安排实习安排时间安排：时间安排： 以以MAPGIS平台二次开发为基本内容，平台二次开发为基本内容，上机内容：上机内容：1.开发语言：开发语言：Visual C+ 6.0、VB、.NET等等2.熟悉熟悉MAPGIS二次开发过程。（二次开发过程。（API函数、函数、MFC类库、控件、组件）类库、控件、组件）地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 52023-3-16第一章第一章 GIS概论概论1、GIS的概念，发展及其应用的概念，发展及其应用2、基于、基于GIS平台的平台的GIS应用软件开发
3、应用软件开发地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 62023-3-161.1 GIS的概念与发展的概念与发展l据统计，据统计，80的信息与空间有关的信息与空间有关lGeographic Information Systeml1963 Roger F.Tomlinson 提出提出GISlGIS：用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间用于采集、模拟、处理、检索、分析和表达地理空间数据的计算机信息系统数据的计算机信息系统。lNature杂志：空间信息技术是当今最有发展前途和潜力的杂志：空间信息技术是当今最有发展前途和潜力的三大技术之一三大技术之一地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程
4、72023-3-1672023-3-161.1 GIS的概念与发展的概念与发展萌芽萌芽在全世界在全世界广泛研究广泛研究与应用与应用大发展大发展准备准备起步起步初步发展初步发展迅速发展迅速发展国内发展国内发展国外发展国外发展60708090至至今今年年2000国外发展国外发展国内发展国内发展国外国外国内国内国内国外国内国外GIS发展对比图发展对比图地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 82023-3-16GIS发展现状发展现状l按系统体系结构分：按系统体系结构分： 1 1、CADCAD阶段（萌芽期）阶段（萌芽期） 2 2、单机或集中式阶段（第一代）、单机或集中式阶段（第一代） 3 3、C/S
5、C/S结构的局部网阶段（第二代）结构的局部网阶段（第二代） 4 4、B/SB/S、C/SC/S混合结构的互连网阶段（第三代）混合结构的互连网阶段（第三代） 5 5、分布式多层结构共享阶段（第四代）、分布式多层结构共享阶段（第四代）地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 92023-3-16CAD阶段（萌芽期）阶段（萌芽期）l60年代年代 80年代初期年代初期l在这个阶段，在这个阶段， GIS概念提出、概念提出、 主要功能是图示化编辑和显示，有一主要功能是图示化编辑和显示，有一些简单的些简单的GIS分析功能。分析功能。 发展到后期发展到后期,GIS软件提供了管理局部、区软件提供了管理局部、区域
6、的空间数据和属性数据的能力。域的空间数据和属性数据的能力。l大型机大型机 （集成电路，大规集成电路）（集成电路，大规集成电路）l小型机、超级小型机（小型机、超级小型机（VAX 、MV系列）系列）l图示（图形设备的局限性、增量式绘图仪、单显）图示（图形设备的局限性、增量式绘图仪、单显）l没有商品化的没有商品化的GIS平台平台l局部、区域数据，应用型软件，算法发展与完善局部、区域数据，应用型软件，算法发展与完善地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 102023-3-16单机阶段（第一代单机阶段（第一代 ）l80年代中期年代中期9 0年代初期年代初期l在这个阶段，在这个阶段，GIS软件平台基本具
7、备了理论上应该具备的功能，属性管理软件平台基本具备了理论上应该具备的功能，属性管理和空间分析功能齐全。但没有管理网络数据的能力，多个用户只能通过文和空间分析功能齐全。但没有管理网络数据的能力，多个用户只能通过文件形式实现数据共享。开始大量件形式实现数据共享。开始大量GIS应用研究，国内外技术交流活跃。应用研究，国内外技术交流活跃。l图示（彩显、高分辨率彩显、图示（彩显、高分辨率彩显、 笔绘仪、激光绘图仪）笔绘仪、激光绘图仪）lPC计算机、图形工作站（计算机、图形工作站（SUN、SGI）l软件技术向面向对象技术发展。软件技术向面向对象技术发展。l出现出现GIS基础平台商品化软件基础平台商品化软件
8、l国外：国外：ARC/INFO、GENAMAP 、SMALLWORD 、SPANSl国内：国内：SPANSMAN、MAPCAD地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 112023-3-16C/S结构的网络版阶段（第二代结构的网络版阶段（第二代 ）l90年代中期年代中期90年代末期年代末期l由于网络技术的发展，特别是局域网的发展，促进了客户由于网络技术的发展，特别是局域网的发展，促进了客户/服务器结构的服务器结构的GIS平台的发展。在这个阶段，平台的发展。在这个阶段，GIS软件平台具有管理网络空间数据和属性软件平台具有管理网络空间数据和属性数据的能力，具备多用户并发访问数据的能力，包括并发查询
9、、并发修改。数据的能力，具备多用户并发访问数据的能力，包括并发查询、并发修改。所有数据集中在一台数据库服务器上，所有客户直接连接到该服务器。所有数据集中在一台数据库服务器上，所有客户直接连接到该服务器。l微机（微机（Windows 95、 Windows 98）l服务器（服务器（Unix、 Windows NT）l图示（高分辨率彩显、喷墨绘图仪）图示（高分辨率彩显、喷墨绘图仪）l网络环境（局域网发展、承担大型网络环境（局域网发展、承担大型GIS工程）工程）l成熟的面向对象技术向组件技术发展成熟的面向对象技术向组件技术发展l国内软件：国内软件：MapGis、GoeStart、CityStartl
10、从大专院校科研所走向生产应用，从单纯应用研究走向自主开发从大专院校科研所走向生产应用，从单纯应用研究走向自主开发地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 122023-3-16C/S结构的网络版阶段（第二代结构的网络版阶段（第二代 ）客户机DB服务器数据库访问协议实现数据管理实现用户界面、业务管理、图形可视化、空间分析。Client/Server结构地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 132023-3-16第二代第二代GIS存在问题存在问题l（1 1）数据集中，脱离了数据的生产和维护部门具有地理分布的现）数据集中，脱离了数据的生产和维护部门具有地理分布的现实，不利于数据的及时更新和维护。
11、实，不利于数据的及时更新和维护。l（2 2）所有客户连接到一台服务器上，极容易形成网络阻塞和服务）所有客户连接到一台服务器上，极容易形成网络阻塞和服务器事务阻塞。对物理网络的通讯能力和服务器的性能要求很高，且器事务阻塞。对物理网络的通讯能力和服务器的性能要求很高，且系统性能跟随访问量的变化而变化，性能很不稳定。系统性能跟随访问量的变化而变化，性能很不稳定。l（3 3）只能在局域网上、不能适应）只能在局域网上、不能适应InternetInternet环境，不具备基于环境，不具备基于WebWeb的的集成能力。不能通过集成能力。不能通过WebWeb把用户的各种业务和办公自动化等与把用户的各种业务和办
12、公自动化等与GISGIS进进行有效集成。行有效集成。地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 142023-3-16B/S、C/S混合结构（第三代混合结构（第三代 ）l9090年代末期年代末期-00-00年代初年代初l网络技术的进一步发展，特别是广域网的发展，促进了网络技术的进一步发展，特别是广域网的发展，促进了B/S结构的结构的GIS平台的发展。平台的发展。l互连网上使用互连网上使用B/SB/S结构结构l用于数据发布用于数据发布, ,公众信息查询公众信息查询, ,大众地理信息系统、少量空间数据变大众地理信息系统、少量空间数据变更更lB/SB/S结构体系解决了空间数据的远程应用问题结构体系解决
13、了空间数据的远程应用问题lB/SB/S结构实现两种形式结构实现两种形式( (位图、矢量位图、矢量) )l局部网上使用局部网上使用C/SC/S结构结构l用于数据建库用于数据建库, ,数据维护数据维护, ,空间数据可视化交互编缉、大量数据更新空间数据可视化交互编缉、大量数据更新l优缺点优缺点地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 152023-3-16B/S、C/S混合结构（第三代混合结构（第三代 ）浏览器DB服务器服务器访问协议实现数据管理实现用户界面、数据处理、图形可视化、空间分析。数据处理空间分析。Client/Server结构Internet地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 16
14、2023-3-16分布式多层结构（第四代分布式多层结构（第四代)l随着计算机网络技术的发展，随着计算机网络技术的发展， J2EE J2EE 和和 . .netnet技术的日趋成熟技术的日趋成熟. .单一系统或单一系统或网络为核心向全球信息栅格网络为核心向全球信息栅格( (GIG)GIG)体系发展体系发展, ,GISGIS的横向也相应向空间信息的横向也相应向空间信息栅格栅格( (SIG)SIG)体系发展。体系发展。l随着计算机组件技术的发展，特别是分布式服务组件技术日趋成熟，在纵随着计算机组件技术的发展，特别是分布式服务组件技术日趋成熟，在纵向上向上, ,GISGIS朝着三层、多层结构体系发展。
15、朝着三层、多层结构体系发展。 l“多层结构、空间信息栅格多层结构、空间信息栅格( (SIG)SIG)” 的核心是：的核心是：“面向服务面向服务”。 “面向服面向服务务”提出，使以往的提出，使以往的“共享共享”、“异构数据互操作异构数据互操作”渐渐得以解决。同时渐渐得以解决。同时解决了解决了“海量空间数据在互联网上调用速度问题海量空间数据在互联网上调用速度问题”、“不同系统之间数据不同系统之间数据不通问题不通问题”，因为从用户角度来说，它不考虑数据只要服务。因此，管理，因为从用户角度来说，它不考虑数据只要服务。因此，管理数据的软件必须提供数据服务，数据的软件必须提供数据服务， “谁管数据谁提供服
16、务谁管数据谁提供服务”；“应用端请求应用端请求服务而不是直接操作数据服务而不是直接操作数据”；“服务端提供服务而不是提供数据内部结服务端提供服务而不是提供数据内部结构构”。各个站点管理数的软件、提供应用服务功能的软件都可以不同的厂。各个站点管理数的软件、提供应用服务功能的软件都可以不同的厂商。商。地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 172023-3-16多层结构多层结构客户端DB数据服务器访问应用服务器实现数据管理实现用户界面和业务逻辑数据库访问协议应用服务器实现功能组件三层结构三层结构地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 182023-3-16GIS发展现状发展现状l按应用分：按应用分：数据库与信息数据库与信息系统建设阶段系统建设阶段数字制图与数字制图与数据分析阶段数据分析阶段跨地区跨行跨地区跨行业应用阶段业应用阶段地理信息系统软件工程地理信息系统软件工程 192023-3-16GIS发展趋势发展趋势l数据标准化（数据标准化（Interoperable ）l空间多维化（空间多维化（3D&4D)l结构部件化（结构部件化（Component GIS）l民用微型化（民用微型化（W
