GIS设计与应用GIS工程设计实例

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。6.1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。JLUPMIS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。JLUPMIS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。6.2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2.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

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2.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。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

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6.2.3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：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。3.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。5.可充分利朴用现有的荣规划成果战，自动提袋取有关信筐息，同时姜提供简便掀的方法，趣进行图件洒的制作和殖输出。6.为保障系翁统安全，凭对不同身尾份的用户饥设置不同严的权限。买每个用户眼只能进入早各自权限桥内的功能吗模块，只隐能对有权靠限的数据饭进行相应杯级别的数扮据操作，释如浏览、于修改、添需加和删除景。性能要放求1.系统界怕面友好歉，操作纲简单系统要繁有良好糊的人机散交户界薄面，界李面风格株应符合章土地办环公业务点习惯和乖操作人苏员心理条等特点洪，按业天务类型榜和工作陷环节来定进行系敲统界面涛布局。仔功能设伯计无论逗是文本爸部分还史是图形庄部分都虽从实用歇的角度现出发，遗做到形泛象直观叫，操作爬方便。醒操作流去程应尽帖可能地愿简单实肃用，尽某量把复信杂的功厉能简化朴，并提燃供完善蒸的联机菠帮助。2.系统稳五定系统具梦有一定箩的容错川和纠错块功能。3.系统效伶率系统具有讯较高的运钥行效率。建立系统削模型的主愤要目的前一阶段宪调查分析扒工作的总首结通过标准掀的、通用串的模型来钟促进系统灿分析和设抛计两阶段夺的交流进行系统篇的存档，掀方便系统钉的更新和限维护6.2.检4系统模型司设计建立系统筋模型的主捧要任务通过对现快行系统业抱务流程以何及系统所杯涉及的信节息类型、触信息量等汉的分析，滋结合用户台对系统功懂能和性能英的要求，厌整理出满著足用户要漫求的数据婚流程图及国用作数据铜与信息说才明的数据午字典等。建立系统抢模型的方监法1.采用结构短化分析方谎法2.主要原劣则分解，根据主类要的业务螺及其关系现，确定系陷统数据流宫图的顶层袋，然后逐俗步进行分御解和细化焦；抽象，即先考知虑问题最刮本质的属衫性而暂时姨略去细节山，以后在毯逐层添加房诚细节。3.结构化分税析方法主锈要采用数菜据流程图醉、数据字孝典、加工它说明以及塌必要的补脖充材料相摆结合的方拌式来进行员系统概念箩模型的描漂述。其中林，数据流畅程图是与晚业务流程悲图相对应膊的，它主漆要从数据缘瑞的角度描腿述了系统将的组成以访及各组成导部分之间民的联系6.3系统总体辩设计总体设计霜的主要任腾务是确定偶系统总体怨结构与软雄、硬件配巡寿置，进行牢系统功能玩模块的划笛分，设计彼接口，并厌制定数据涌结构。系分统JLU么PMI债S以此为冷基础，渔逐步开寇展系统红的设计境工作，物并最终主确定系以统如下盟内容：软件结姿构体系仗设计系统软遣硬件配布置方案系统模块厨设计数据结顺构设计6.3即.1软件结构胳体系设计系统采被用Del秘phi狮6.0结合MapX像5.0及Mic座ros飞oft幻玉Of饥fic现e20乓00进行开发暮集成并采鞠用比较成津熟的Clie六nt/冶Serv超er结构，匙按三层杏模型（Thre洋e-Ti杨er），即数耐据服务层悦、业务逻喇辑层、用提户界面层血来构建系正统，其中扩数据库服挥务器端采逐用Micr帽osof睡tSQ追LSe亮rver月200蔽0服务器俯版统一翅管理数夹据，地臂图图形丝式数据通膏过Spat楼ialW艘are存放到SQL日Serv稳er数据库中栽进行管理梅。整个系元统由数牙据库服走务器、仇应用程促序服务匪器（也尺可与数避据库服旋务器放玩在同一棉台工作魂站）和畏多个客唯户端的话微机组富成计算幸机局域丽网系统贯。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认系结构俘图⑴网络和硬详件配置局域网虽建设的乳主要目靠的是利克用网络馅进行协转同办公问。从网布络设备定投资及退维护成发本、技担术先进友性与稳疼定性、广应用系酒统的开匪发难易床程度等著诸多方炼面考虑泊，本系环统局域区网架构采基于100乳M甚至100翻0M的快速以帝太网技术戚，网络结捧构采用星苦形拓扑结油构。网络辰中心设置瘦在局长办佣公室，配米备一台高梢性能主干混交换机，倘通过双绞醋线甚至光妹纤与各节赶点相连，肿各办公室副采用智能拉网络集线播器（HUB）与外蚕部相连梨，从而哄实现联蓝网操作位、实时堆响应、牵动态管救理。各娇办公室均可以独总立配备朗，也可中以全网盾共享绘税图仪与牢打印机涨等设备赖。6.3已.2系统软硬注件配置方驴案⑵软件环振境客户端操作系削统：Micr摇osof鸦tWi番ndow云s9X殿/200砍0开发环链境：Borl湾and虹Delp疫hi6潜.0、MapI俘nfo蒜MapX誓5.0应用环偷境：Mic听ros骂oft锤O婚ffi术ce霜200蒸0服务端操作系统蹲：Mic芳ros锦oft冷Wi腥ndo须ws倦200值0开发环境子：Borl征and错Delp卡hi6光.0数据库管同理系统：Micr而osof阁tSQ办LSe尚rver藏200段06.3.两3系统模块雹设计模块是敢采用结孕构化设滋计方法现进行系饰统总体哗设计的络一个重荐要概念淋，因此扶，在系项统总体巷设计中吊，一项督主要的蜜工作就捎是确定侄功能模沟块结构满。在JLUP罢MIS的功能酬模块设誉计中，侄改变以口往以数享据成果拆管理为洗核心设资计功能括的传统主方法，而采用面标向业务沈的设计寺方法，辣以土地疲规划管领理的核像心业务斗为主线沟，面向况规划管骨理的日匆常工作滔和业务枪职能，妇划分定享义各类券不同的检业务活声动，以软业务活圾动内容惑和性质衰为中心卖来组织正数据和粗实现其木相应的愤计算机挺化管理究模式。从信息峰系统的损基本功躺能来看虹，该系抵统应具梁备土地凑利用规肺划数据伞的采集乌、存储钞、分析抢、查询堆、输出仆（表格属、地图倚）、传干输和管畅理等功兽能；对伐图形、坦属性数谣据可以测输入和哭更新入圾库；对辟地图进企行浏览序（放大婆、缩小嗽、漫游踩）；对洋有关地哭图及在寇图上进具行几何新量算（碧面积、脂长度等匆），对宰空间信圣息进行哪空间查树询与空答间分析旷；根据锦用户要悠求进行瓜专题图茎、业务季统计报朗表制作抚，输出榴有关规怀范的地傍图、报泛表、文脱档。从系统的逝模块划分丽来看，该昌系统由六庙个互相独腊立又互有踏联系的业边务子系统嫁共同实现炼，每个子孟系统按照互其内部功鼻能的相对挡独立性又做划分为若京干个模块绪，每个模谊块执行一治系列相互壮关联的具季体功能。娘在模块设齿计过程中麦，不仅要复对系统的惩模块进行技逐步细分美，而且需筛要定义各割模块实现匠的功能，尖并确定它查们的输入赔输出要求江阴市土地利用规划管理信息系统规划成果管理规划实施管理实施跟踪监察规划辅助编制查询统计系统维护系统功险能模块猛划分图6.3.遭4数据结构半设计总体设计扮阶段不仅名要进行系歼统的模块幼划分，还嘴要进行系管统的数据炒结构设计掉。在JLU劲PMI华S中，数馒据结构获的设计判包括空路间数据蒜结构设娱计和属亭性数据掠结构的晕设计两遍部分。空间数据JLUP姓MIS的空间数旦据主要服冻务于江阴抚市土地利悉用规划管纸理，为自派动化办公蚊业务提供部各类现状用和规划数未据的查询挣统计，以炊及规划实厉施和跟踪躁监测工作号的背景图带等。其设舒计内容包阵括：①空间数齿学基础Proj挠ecti苦on：non塑-Ea牢rthUni浙t送mMinx倒497性,000；Min革y5布06,纱000；Max敬x5念59,脆000；Max尸y5守54,耗000注:高斯投咱影,1万比例站尺②表和工作泊图层的命湾名规则表和工作旅图层的名汽称均用西融文（大写解）表示，妹由前缀和便后缀两部废分组成。真其中，前绑缀为图层把所属业务抵流程的业失务名称缩泰写，如前李缀JYY绒S表示“建掩设项目用陶地规划预竹审”流程男。表的后海缀采用西诉文（大写拍）表示，狂由表名的垒每个字的搭汉语拼音御的第一个奶字母组成蚕。在该系狂统中，为叠方便查询略，为每张例表设定一芳个代码，沾表代码的史说明见表。工作续图层的缎后缀为象图层性尖质，分蛇为三种酸：在办熊（ZB）、通过京（TG）和不丘通过（BTG）。例如例如预审赠阶段的图表层命名，柴业务名称绞缩写为“JYY另S”，则接件狗时的工作寸图层名称魄为“JYYS衣_ZB”，预审完凑了通过的军输出图层盟名称为“JYY酸S_T调G”，不通久过的输记出图层冤名称为举“JYYS概_BTG胀”。若业务庙流程中有集多个工作爽模块，可崇在前缀和做后缀之间广加上工作禽模块名缩逃写，它们缸之间用下午划线连接蹈。编号表名中文名备注101XZQH行政区划要素基本属性结构表201MZYD土地用途面状用地要素属性结构表202XZYD土地用途线状用地要素基本属性结构表301YTFQ土地用途分区要素属性结构表302JBNT基本农田保护要素属性结构表303TDZL土地整理要素属性结构表304TDFK土地复垦要素属性结构表305TDKF土地开发要素属性结构表306STHJ生态环境建设要素属性结构表401ZJFH注记符号属性结构表空间数喇据表索散引（表糠代码说扔明）③规划工虾作图层言组成图形数洽据库包的括两部上分内容影：背景怨图（土逃地利用锋现状图茄和土地跃利用规崭划图）分和工作酷图层。背景图庙由图层A10、B11、B12、C10、C20、C30、C40、C50、C60、D10组成。其中A10、B11、B12、D10图层组成淘“土地利胖用现状图茶”；A10、C10、C20、C30、C40、C50、C60、D10组成“渡土地利背用规划塔图”。属性数筝据JLUP朵MIS的属性羊数据主既要是指雄土地业享务处理修过程中表产生的目土地利率用规划樱工作表晃数据以挥及管理秧数据，照其设计臭包括确争定其命暖名规则予，并确怎定实体浓、实体针关系以胃及关键秃字段等些。①命名规启则在JLU蔽PMI罗S中，管课理数据筐与业务猫数据在厘数据库苹中的表姓的名称泼采用西座文（大禁写）来裁表达，老表名由充前缀加绸缩写表狂名的每氧个字的愧汉语拼恳音的第许一个字洒母组成撑，两者脏间用下伟划线连傲接。若话一个表竭有附表由，则附留表名为仰“主表丢名+下划线+附表缩写液名”，前掠缀为表所犬属业务流慈程的业务耕名称缩写炸。如表“出建设项目蹲用地预审茎审批表”达属于“‘吗建设用地约项目规划痕预审’流箭程”，它酬的前缀为京“JYY拔S”，缩写表厌名为“预研审”，则脂该表在数茎据库中的付命名为“JYYS极_YS”。表中字段果名的命名箱也采用西弊文(大写)来表示。由字段中胳文名中每远个字的汉耽语拼音首恩字母组成丙，有的字绸段中文名缘瑞太长，则犹取部分；士若字段由话几部分组安成，则用畅下划线连少接。如表稿“建设项驴目用地预偿审审批表士”中的字植段“项目亿编号”，皆它的名称净为“XMB阅H”。②数据库逻腿辑模型设得计在该系统腿中，属性锤数据库采搞用关系型边数据库管傲理系统SQL册Serv举er进行管沫理，因般此需要粥将需求能分析产理生的数酬据模型统按照关绕系模型颠的要求宣进行规级范化和羡标准化传设计，佩包括实阁体、实上体关系趟以及关询键字的衬设计等室。计划管催理_土地利用江年度计划年度、脸地区_分批次遇城市村散镇建设智用地表_单独选址苦建设用地妨表项目报炕批_项目呈架报说明向书详细设巡寿计阶段肥的根本遥目标是桥确定怎企样具体识地实现掉所要求天的系统泉，也就伏是为各扁个在总泻体设计眨阶段处秧于黑盒怒子级的嚼模块设炎计具体咏的实现眼方案，常主要包越括两部芽分的工躬作：系统功能检模块详细林设计和数据库聋的详细议设计。在这一共部分采用浓结构化程崭序设计方什法，也就沸是自顶向赴下逐步求忽精的设计恩方法。6.4系统详贷细设计6.4.检1系统功幻玉能模块根据总待体设计击阶段的畅成果，昨系统JLU五PMI酱S分为六朱个功能食模块，宁分别为虽规划辅苍助编制枕、规划及成果管纪理、规吧划实施能管理、念实施跟壳踪监察岗、查询洽统计分迷析以及叫系统维僻护管理详细设瞎计阶段勿的任务片主要是锐给出这罪些功能迷模块的雕具体流幅程和实站现算法巨，包括轻模块具孕体实现扰方案的茂制定以扮及模块装的界面瘦形式下面是持规划实保施管理古主界面求的设计辜，以其痒中几个辅按钮的非功能设铸计为例诉说明该正系统的粮详细设邻计情况标题栏个人工具箱个人办案信息区：项目编号，优先级，办理期限，起办时间，项目状态，督办状态修改个人密码个人办案查询办案接收发送退回退出规划实龟施管理堪主界面进入：例如一汗名成员福名为use风r1的用户登牛陆，打开台该视图时翅，系统从鹅项目流转增表中取所般有在办人侵为use殊r1的记录，昌显示在use两r1的个人办序案信息区接收：当use阅r1选中一条雨记录，即禽一个项目拉时，点击护接收按钮雅，则将项谦目状态从括待办改写少为在办办案：当user执1选中一条贿记录时，杜双击或者架点击办案脾按钮，则卸自动打开父该项目所福在流程和下环节的办蜓案界面，鞠进行办案发送：当一个脊项目处最在结案肃状态时葵，use掘r1可以通过骡点击界面造上的“发疑送”按钮刊，将项目境发送到下为一个环节党下一个成曲员user们2退回：由于不满缸意上一环袋节的处理飞，因此退所回到上一还个经手人逝。大致流伯程与发送惠流程类似赔，只是将翠向后搜索着改为向前助搜索，同活时此处不位是由用户岂选择上一酿阶段成员亡，而是从捕项目流转根表中的经姿手人队列样中取最后择一个经手思人选中一条记录双击或点击“办案”在项目流转表中取流程编号和环节编号根据模块编号运行相应模块，打开工作界面到权限代码表确定权限代码，即模块编号在打开工作界面的同时，根据项目编号取该项目的详细信息办案流扇程图6.4我.2系统数付据库数据库摆是GIS应用系统异建设的主洁要内容，市从某种意姿义上说，GIS就是一芦个地理渔数据库靠系统，示因此数虑据库的储设计在贷系统建躁设过程叹中相当恰重要在总体域设计阶辞段，已港经对数药据的结牙构、分流类、编尽码等进债行了设欺计，在毛详细设亮计阶段陪主要是豆进行空鸦间数据待的采集袭处理，杰同时设摩计系统愚的属性尸数据表面、确定眨表的关晕系和主置关键字惯，并设挖计数据摧定义语犯言等下页以闲供地方疫案数据米表的详感细设计写为例。房诚其中，港“表”俘是对该录表的总络体定义悉与描述喉，“列吴”是对盆该表的泳数据项宝的定义藏与描述表名XMBP_GDFA关键字BPBH(报批编号)定义供地方案备注分期申请用地面积情况表列名数据类型允许空默认值定义BPBHCHAR24否*报批编号XMMCCHAR50否建设用地项目名称YDDWCHAR50建设用地单位名称SQYDMJDECIMAL申请用地面积BQNGDDECIMAL本期拟供地面积ZBSYQKSMCHAR400建设用地指标适用情况及有关情况说明TBRCHAR8填表人TBRQDATETIME填表日期……表列项目报批_供地方案6.5系统的艳实现6.5伸.1系统设配计的评边价在系统溉设计结紧束之后究，系统重实施开辩始之前温，首先乘对系统慕的设计慈成果进模行全面暑评价。笼采用的县方式是昂召开开昂发小组淋成员的蠢讨论会窗。6.5歼.2代码编写裤工作的组其织和管理系统设赤计的评碑价通过糕之后，窝由开发罗小组制鱼定系统捆实施计馆划、制岔定编码皮规范、陡制定代滤码管理驱机制、算进行开什发小组大人员培纵训等，偶为编码副工作做虹准备。6.5.拐3数据库扣建库数据库霞的建库痒按空间仔数据和暗属性数烫据分别污进行空间数据脑包括图形疯和图形的幸属性数据笋两部分，析这部分数恢据库的建滑立，首先徐是将多种灾源数据转座换为特定GIS软件系统肢