1、土地管理信息系统建设 14土地管理信息系统建设概述土地管理信息系统建设概述 1、土地管理信息系统建设的系统工程指导思想、土地管理信息系统建设的系统工程指导思想 土地管理信息系统是集土地管理业务、计算机技术、地理信息系统（GIS）、数据库（RDBMS）、遥感（RS）、网络（Network）等高新技术于一体的技术含量高，投资力度大，建设难度大的系统工程。因为在上地管理信息系统建设时，不仅要考虑系统建设的技术环境（例如，计算机硬件和软件），计算机实现土地管理信息化的方法，还要考虑具有不同学科知识的工作人员（例如，土地管理人员、计算机技术人员）在系统建设各个阶段的组织管理措施，数据质量的控制问题，以及
2、系统建设的经济利益等等。l.2 土地管理信息系统建设的过程土地管理信息系统建设的过程步骤步骤 根据我们进行系统建设的实践，系统建设过程可以分成几个阶段划分的一条基本原则是使各个阶段的任务彼此间尽可能相对独立，同一阶段各项任务的性质尽可能相同，从而降低每个阶段任务的复杂程度,简化不同阶段之间的联系，有利于系统建设的组织管理。系统建设可分为三个时期，即系统分析时期、系统开发时期和系统维护时期，每个时期又进一步划分成若干个阶段（见图91）。图9-1 土地管理信息系统建设过程示意图 系统分析时期的任务是确定系统的目标、任务；导出系统的结构和功能、硬软件环境、数据库和子系统设定等技术框架和实现系统目标采
3、用的策略；估计完成系统建设需要的资源和成本，制定系统的开发和工程建设的进度安排，进行人员组织和培训。这个时期可以分成三个阶段，即系统任务确定、可行性研究和需求分析。系统开发时期具体设计和实现软件开发和数据库建立，可由下述四个阶段组成：总体设计、纤细设计（包括程序编制和软件开发）、系统测试、系统数据库建立。系统维护时期的主要任务是使系统持久地满足土地管理的需要。具体地说，当系统软件在使用过程中发现错误时应该加以改正；当环境改变时应该修改系统软件以适应新的环境；当系统软件使用者有新要求时应该及时改进软件以满足使用者的新需要。13系统建设的组织准备系统建设的组织准备 系统建设最大项大型的系统工程，通
4、常要有土地管理部门和系统软件开发人员的参与。这两个部门自己的要求和利益，因此，一般需要设立一个项目协调委员会来协调各方的利益，承担和监督项目的设计、实施和运行。这个项目协调委员会通常由土地管理部门负责人和系统软件开发负责人组成。参与系统建设的土地管理部门和软件开发机构的人员组织结构有两种，一种是项目管理人员。另一种是系统开发技术人员。项目管理人员以其所管理的项目与技术人员发生联系，其任务是进行项目的设计、实施和运行；系统开发技术人员进行软件的编程、测试、实施、运行和维护；土地管理部门技术人员负责软件测试、实施、维护和数据库的建立、检核，这样，土地管理部门的技术人员在整个系统建设中得到了培训，为
5、以后独立地进行系统的日常管理和运行打下基础。2可行性研究可行性研究 在系统建设任务和目标确定之后，就进人可行性研究阶段。可行性研究的目的不是解决问题，而是确定问题是否可能或者值得去解决。分析几种主要的可能解决方法的利弊，从而判定原定的系统目标和规模是否现实，系统完成后所能带来的效益是否大到值得投资开发这个系统的程度。因此可行性研究实质上是要进行一次大大压缩简化了的系统分析和设计的过程。系统几种建设方案的提出，是根据系统分析人员对土地管理业务流程调查后，导出较粗略的系统逻辑模型，包括系统流程图和数据流程图，然后从系统逻辑模型出发，探索出若干种可供选择的系统建设方案。关于系统流程图和数据流程图的格
6、式在下面做详细介绍。对每种方案都应该仔细研究出它的可行性，一般至少应该从下述三方面研究每种方案的可行性：可行性研究可行性研究 1数据条件。数据的类型和质量能否满足系统建设的需要。2技术条件。使用现有的技术能否实现系统建设。3经济条件。系统建设的经济效益能否超出它的开发成本。4.社会条件。社会方面的可行性主要是指一些社会的或者人的因素对系统的影响。3、系统需求分析、系统需求分析 需求分析的基本任务是准确地回答“系统必须做什么？”这个问题。虽然在可行性研究阶段已经粗略了解土地管理部门的需求，甚至还提出了一些可行的方案，但是可行性研究的基本目的是用较小的成本在较短的时间内确定是否存在可行的解法，因此
7、许多细节被忽略了。然而在最终的土地管理信息系统中却不能遗漏任何一个微小的细节，所以可行性研究并不能代替需求分析。需求分析内容 在这一过程中，系统分析员应主要掌握下面的内容：（1）确定系统必须完成的所有功能。（2）了解系统要求的数据类型以及数据之间的关系。（3）了解数据库和系统的整体要求和蓝图。（4）确定系统的软、硬件环境。在需求分析过程中，首先是全面调查、了解目前土地管理的实际工作过程，理解其间的运作及关键性步骤，以及数据内容和行为的流动过程。综合这些分析后导出系统的详细逻辑模型，通常用流程图等描述这个逻辑模型。需求分析是系统开发的基础，关系到系统建设的成败，因此，需求分析必须由土地管理部门业
8、务人员和软件开发系统分析员共同参与，使土地管理人员深入了解计算机对数据和业务的处理过程，系统分析员通过土地管理人员深人了解土地管理业务。最后对需求分析提交的文档要进行严格的审查验证。31调查研究调查研究 调查研究的目的是对现行士地管理的体制结构和业务内容进行分析，特别是业务过程分析，需要从现行土地管理的每一项业务人手，搞清每一项业务活动中涉及哪些数据，有哪些数据处理的分析过程，产生哪些数据（图件、表格、报、证、卡、簿、分析结果等），这些数据又提供给哪些业务活动使用。通过调查研究还要进一步理顺现行土地管理活动之间的关系，划清每项业务活动之间的“边界”，防止出现业务处理过程重复、数据管理不清的情况
9、。而且通过调查研究还要搞清土地管理人员对系统的功能要求。调查研究的方式有多种多样，通常的方式有面谈、参观、问卷、索取有关资料并加以学习和理解，做专题报告等。通常进行调查研究的内容可以分成工作调查和技术调查，工作调查包括土地管理部门的组织模式，各业务科室工作职责范围；业务关系和工作流程；数据流程，数据处理过程与数据要求等。通过工作调查与分析，掌握系统工作的框架。技术调查包括市场上计算机软、硬件技术水平及土地管理部J现有的软、硬件设备情况；土地管理部门人员普遍的计算机技术水平等。通过技术调查，分析建立系统的必要性与可能性。32工作流程分析工作流程分析 工作流程分析是指对现有的土地管理工作模式和运行
10、过程进行调查、研究，并以概括的形式表达对现有系统的认识，以此作为确定系统功能的依据。系统流程是概括现有系统的传统工具，它的基本思想是用图形符号描述系统里面的每个部件（程序、文件、数据库、表格、人工过程等）。系统流程图表达的是信息在系统各部件之间流动的情况。1符号。表92中列出的系统符号是系统流程图的基本符号，其它详细的符号类型和标准可参阅计算机软件工程规范国家标准汇编。2分层。面对复杂的系统时，比较好的方法是分层次地描述这个系统。首先用一张高层次的系统流程图描绘系统总体概貌，表明系统的关键功能。然后分别把每个关键功能扩展到适当的详细程度，画在单独的一页纸上。这种分层次的描绘方法便于阅读者从抽象
11、到具体逐步深人地了解一个复杂的系统。表92 系统流程图的基本符号 3举例。介绍工作流程图的最好方法是通过一个具体例子说明它的用法。县级土地管理部门的一个主要职责是进行土地利用现状调查（简称土地详查），土地详查的主要任务是查清土地家底和土地权属状况。目前手工方法进行土地详查的工作流程图如图92（a）。工作流程图中，每个处理的编号为整个流程的序号，以便于引用、追踪和加以注释。图92（b）是对图92（a）中处理7（面积量算）的过程的详细说明。系统流程图的习惯画法是使信息在图中从顶向下或从左向右流动。33数据流程分析数据流程分析 数据流程分析是研究分析数据在土地管理业务中流动和处理的情况，通常用数据流
12、程图来表示。其基本目的是系统分析员把对现有土地管理的认识用数据流程描绘出来，以确定数据输人处理和输出的类型，供有关人员审查确认；另一个主要用途是作为总体设计阶段设计数据库结构的依据。因为数据流程图是逻辑系统的图形表示，即使不是专业的计算机技术人员也容易理解，所以是很有用的工具。1符号。图93是用于表示数据流程图的基本符号。数据流程图有四种基本符号：正方形（或立方体）表示数据的源点或终点；圆角矩形（或圆形）代表变换数据的处理；开口矩形（或两条平行横线）代表数据存储；箭头表示数据流，即特定数据的流动方向。2举例。下面通过一个简单例子具体说明怎样画数据流程图。在土地详查中，传统的手工方法量算每个地块
13、净面积的过程是：外业调查人员将地块边界绘制到土地利用现状图上，将线状地物（如公路、农村道路等）宽度和零星地物面积记录在外业调查手簿上。内业工作人员通过使用求积仪法、网格法等各种仪器和方法将每个图斑的毛面积量算出来。在土地利用现状图上量算每个图斑内线状地物的长度，通过查询外业手簿上记录的那个线状地物的宽度，计算在这个图斑内线状地物的面积，再用量出的图斑的毛面积扣除这个图斑内的线状地物面积和零星地物面积，即统计出图斑净面积计算表，数据流程图见图94。3数据输人、输出清单。数据输人、输出清单列出系统建设中所有需输人的数据来源、格式，输出数据的格式等信息，作为总体设计中数据库结构设计的依据。样本见表
14、93（a），93（b）。34数据结构框架设计数据结构框架设计 在进行土地管理的工作过程和数据流程分析调查后，系统分析员就可进行系统软件的数据结构框架设计。数据结构框架设计通常包括系统软件功能模块国，系统的数据结构框架和系统的软、硬件配置框图。在描绘复杂的关系时，图形比文字叙述优越得多，它形象直观一目了然，通常要用到三种图形工具：1层次方框图。2Warnier图。3IPO图。1层次方框图。层次方框图用树形结构的一系列多层次的矩形框描绘数据的层次结构。树形结构的顶层是一个单独的矩形框，它代表完整的数据结构，下面的各层矩形框代表这个数据的子集，最底层的各个框代表组成这个数据的实际数据因素（不能再分割
15、的元素）。例如，土地详查系统数据库的数据结构可用图 95的层次方框图表示。土地详查数据库是由图形库、属性库和文档库组成，这三个子数据库又进一步分为各自的数据结构。随着结构的精细化，层次方框图对数据结构也描绘得越来越详细，这种模式非常适于需求分析阶段的需要。系统分析员从对顶层信息的分类开始，沿图中每条路径反复细化，直到确定了数据结构的全部细节时为止。2Warnier图。法国计算机科学家Warnier提出了表示信息层次结构的另外一种图形工具。和层次方框图类似，Warnier图也用树形结构描绘信息。图96 是用Warnier图描绘土地管理信息系统软件的例子，它说明了这种图形工具的用法图中花括号用来区
16、分数据结构的层次，在一个花括号内的所有名字都属于同一类信息。3IPO图。IPO图是输人处理输出图的简称，它是美国IBM公司发展完善起来的一种图形工具，能够方便地描绘输人数据、对数据的处理和输出数据之间的关系。IPO图使用的基本符号既少又简单，因此很容易学会使用这种图形工具。它的基本形式是在左边的框中列出有关的输人数据，在中间的框内列出主要的处理，在右边的框内列出产生的输出数据，处理框中列出处理的次序暗示了执行的顺序。在IPO图中还用类似向量符号的粗大箭头清楚地指出数据通信的情况。图97是一个土地变更调查属性数据库文件更新的例子，通过这个例子不难了解IPO图的用法。总之，需求分析是系统建设过程中
17、的一个重要阶段，其根本任务是确定系统必须具有的功能和性质，系统要求的运行环境；通过仔细研究分析系统实际工作的业务运行和数据流向，得出用系统流程图和数据流程图所定义的详细的系统逻辑模型。需求分析的结果是系统开发时期的基础，必须仔细验证它的正确性，系统开发人员必须和上地管理人员取得完全一致的意见，需求分析的文档应该被土地管理人员所确认。4总体设计总体设计 总体设计的基本目的就是回答“系统从总体上应该如何实现”这个问题，总体设计又称为概化设计。概化设计的工作是设计软件的功能结构，也就是要确定系统中每个程序是由哪些模块组成的，以及这些模块间的相互间的关系。这一阶段的另一项重要任务是数据库的概化设计，其
18、内容包括，决定数据库的数据内容，选择适当的数据模型，各数据内容如何在库中组织并如何将设计的内容写成报告。这一阶段所设计的功能结构和数据结构的每个元素仍然处于黑盒子状态，这些黑盒子里的具体内容将在以后详细设计。41设计方法设计方法 目前进行系统设计常用的方法有四种，分别是；过程法（结构化分析）、原型法、面向对象法和CASE法。4.2功能设计功能设计 为了最终实现目标系统，必须设计出组成这个系统的所有程序和文件（或数据库）。对程序的设计，通常分为两个阶段完成：首先进行结构设计，然后进行过程设计。结构设计确定程序由哪些模块组成，以及这些模块之间的关系；过程设计确定每个模块的处理过程。结构设计是总体设
19、计的任务，过程设计是详细设计阶段的任务。通常程序中的一个模块完成一个适当的子功能。应该把模块组织成良好的层次系统，顶层模块调用它的下层模块以实现程序的完整功能。软件功能结构可以用层次日或结构图来描绘。在进行软件功能设计过程中应该遵循以下几个基本原理：1模块化原理。模块化就是把程序分成若干模块，每个模块完成一个子功能。把这些模块集成在一起组成一个整体，就可以完成指定的功能，满足问题的要求。采用模块化原理可以使软件结构清晰，不仅容易设计也容易阅读和理解。因为程序错误通常局限在有关的模块及它们之间的接口中，所以模块化使软件容易测试和调试，因而有助于提高软件的可靠性。2抽象。当我们考虑对任何问题的模块
20、化解法时，可以提出许多抽象的层次。在抽象的最高层次使用问题环境的语言，以概括的方式叙述问题的解法；在较低抽象层次采用更过程化的方法，把面向问题的术语和面向实现的术语结合起来叙述问题的解法；最后，在最低的抽象层次用可以直接实现的方式叙述问题的解法 3信息隐蔽原理和局部化。是指设计和确定模块时，使得一个模块内包含的信息（过程和数据）对于不需要这些信息的模块来说，是不能访问的。所谓局部化是指把一些关系密切的软件元素物理地放得彼此靠近。4模块独立。开发具有独立功能而且和其它模块之间没有过多的相互作用的模块，就可以做到模块独立。模块的独立程度可以由两个定性标准度量，即内聚和耦合。耦合衡量不同模块彼此间互
21、相依赖的紧密程度；内聚衡量一个模块内部各个元素彼此结合的紧密程度。（1）耦合 在软件设计中应该追求尽可能松散耦合的系统，也就是说，如果两个模块中的每一个都能独立地工作而不需要另一个模块的存在，那么这种耦合程度最好。但是，在一个软件系统中不可能所有模块之间都没有任何连接。如果两个模块彼此间通过参数交换信息，而且交换的信息仅仅是数据，那么这种耦合称为数据耦合。如果传递的信息中有控制信息（尽管有时这种控制信息以数据的形式出现），则这种耦合称为控制耦合。当两个或多个模块通过一个公共数据环境相互作用时，它们之间的耦合称为公共环境耦合，公共环境可以是全程变量、共享的通信区、内存的公共覆盖区、任何存储介质上
22、的文件、物理设备等。最高程度的耦合是内容耦合。如果出现下列情况之一，两个模块间就发生了内容耦合：一个模块访问另一个模块的内部数据；一个模块不通过正常人口而转到另一个模块的内部；两个模块有一部分程序代码重叠（只可能出现在汇编程序中）；一个模块有多个人口（这意味着一个模块有几种功能）。应该坚决避免使用内容耦合。耦合是影响软件复杂程度的一个重要因素，应该采取下述设计原则：尽量使用数据耦合，少用控制耦合，限制公共环境耦合的范围，完全不用内容耦合。（2）内聚。理想内聚的模块只做一件事情。设计时应该力求做到高内聚，通常中等程度的内聚也是可以采用的，而且效果和高内聚相差不多。但是，低内聚很坏，不要使用。低内
23、聚有如下几类：如果一个模块完成一组任务，这些任务彼此间即使有关系，关系也是很松散的，就叫做偶然内聚。如果一个模块完成的任务在逻辑上属于相同或相似的一类（例如，一个模块产生各种类型的全部输出），则称为逻辑内聚。如果一个模块包含的任务必须在同一段时间内执行（例如，模块完成各种初始化工作），就叫时间内聚。中内聚主要有两类：如果一个模块内的处理元素是相关的，而且必须以特定次序执行，则称为过程内聚。使用系统流程图作为工具设计软件时，常常通过研究流程图确定模块的划分，这样得到的往往是过程内聚的模块。如果模块中所有元素都使用同一个输人数据和（或）产生同一个输出数据，则称为通信内聚。高内聚也有两类：如果一个模
24、块内的处理元素和同一个功能密切相关，而且这些处理必须顺序执行（通常一个处理元素的输出数据作为下一个处理元素的输人数据），则称为顺序内聚。如果模块内所有处理元素属于一个整体，完成一个单一的功能，则称为功能内聚。功能内聚是最高程度的内聚。功能设计时力争做到高内聚，并且能够辨认出低内聚的模块，有能力通过修改设计提高模块的内聚程度，降低模块间的耦合程度，从而获得较高的模块独立性。43数据结构设计数据结构设计 数据结构研究的是数据的逻辑关系和数据表示，它的抽象定义为：数据结构B是一个二元组 B=（E，R），其中 E是实体，R是集合 E上的关系的有限集合，两者的有机结合就是数据结构。数据结构设计也就是数据
25、库的概化设计，它是从抽象的角度来设计数据库。其内容包括：决定数据库的数据内容，选择适当的数据模型，各数据内容如何在库中组织并如何将设计的内容写成报告。1数据库的数据内容。数据库中数据内容是依据需求分析中数据流程图而确定的。例如，对于土地详查的数据流程图进行分析，输人数据是土地利用现状图。那么从土地利用现状图可以分析出，土地详查数据包括两种类型：一种是空间数据，例如，地类图斑（多边形）、线（如公路、农村道路）、点（例如，零星地物、高程点）；另一种是属性数据，例如，图斑的土地利用类型、权属性质、所属行政区域、图斑号等。因此确定数据内容要依据需求分析中的数据流程图。2数据库数据模型的确定。传统的数据
26、库模型主要有三种：网状、层状和关系型模型。近年来，随着面向对象技术的发展，面向对象的数据库模型也应运而生。但在土地管理信息系统中一个数据库数据模型的选择是与所用的软件分不开的。因此在确定使用哪些模型时，要与使用目的相结合。（l）数据库中属性表与属性关系的设计。空间数据与属性数据的属性表与属性关系的设计通常要包括下面五个步骤：设计相互关联的表格；对数据表进行规范化；定义主关键项和外部关键项（主键或主码和外键或外码）；使用实体关系模型来定义关系；关系表的再规范化。下面就前四个部分加以说明。设计相互关联的表格：在关系型数据库中，数据存储的文件单元是表，而表与表之间则维持着某种关系，在相互关联的两个表
27、中均存在着某一项来维持的，这种项叫关键项（Key）。表94（a）是一个表，在这个表中存储了所有的属性信息，因此无相应的关系表，而表94（b）中，则将一个表分成几个子表，各个子表中均与主表有直接或间接的关系。这个过程叫做数据库的均衡化。数据的均衡化：将数据库中各关系表进行分解，使其变成更简单、更稳定的一套关系表的过程叫做数据库的均衡化。均衡化的目的是保持数据间更为恰当的相互依赖与独立的关系，减少数据库的冗余度，加强数据库的独立性和安全性。使用实体一关系模型来帮助关系表的规范化：实体一关系模型，即ER模型，是用实体关系来表示数据的模型，它的一个主要用途便是可以清楚地表达实体间的关系。ER模型是一个
28、从上到下地解决问题的方法，以下用土地详查中的数据ER设计图为例，说明这种方法实施的情况，见图98。a首先要识别实体。识别的实体有三个：一个是图斑，一个是线状地物，一个是零星地物，三者共同组成土地利用图斑。b决定实体间的关系。实体间的关系主要指一对一、一对多或多对多等的关系。该例中，一个地类图斑可对应多个零星地物。两个地类图斑共用一个线状地物（农村道路、公路等）。C决定各实体的关键项。在确定实体间的关系以后，需要识别对各个实体之间关系的关键项，在该例中地类图斑的关键项是用行政区编号十图斑号来表示的。逻辑数据图：逻辑数据图是一种很有用的数据库逻辑设计的表达工具，它用以将设计者的关系表全部表达出来。
29、图99是土地详查的部分逻辑数据示意图的例子。该例中主要表达与土地详查有关的属性数据库的逻辑关系。3数据库数据的组织。在土地管理信息系统中各种空间特征的数据集是用关系来表达的。例如，土地详查通常需要地形方面的信息（例如，等高线、坡度）和专业方面的信息（例如，河网、道路图、土地利用现状图）。土地管理信息系统空间数据的结构关系示意图（图910）中分为点状图层、线状图层和面状图层，数据类型分矢量和栅格。数据分层的考虑因素主要从以下几个方面着手：数据具有相同的属性信息；不同类型的数据通常应该放人不同的层，便于维护；数据库中的各类数据的更新可能使用各种不同的数据源，在分层中，使用不同数据源更新的数据也应分
30、层进行存储，以便于更新。即使是同一类型的数据，有时其属性特征也不相同，所以也应该分层存储。例如，河流既有线状的，又有面状的，而面状的河流数据需有拓扑关系，因此必须分两层存储。在各类数据分析完毕后，可以用一个表格来表示（表96）。层类型属性项点状图层点状坐标零星地物位置线状图层线状矢量农村道路面状图层面状矢量土地利用图斑边界面状图层栅格高程、所属行政区等44界面设计界面设计 用户界面是土地管理流程的实际体现，是系统直接面对用户的窗口。用户界面一般采用汉字功能菜单选择、联机帮助、出错提示等与用户友好的方法。在条件允许的情况下，可考虑增加自学习、自适应功能，以提高系统智能化的程度。用户界面设计的原则
31、是：1简单化，即界面一目了然；2采用土地管理术语；3操作过程的可视化；4支持用户批处理作业；1简单化 即界面一目了然，操作手续简单，尽量减少需要用户输人参数。一些参数的选择、工作模式的设置可在一般情况下屏蔽起来，作为系统管理员一级的工作方式，不必与一般用户见面。2采用土地管理术语 尽量贴近土地管理工作的实际。凡与用户见面的图、表应当模拟真实的图形显示和表格格式，遵从用户的工作习惯。3操作过程的可视化 使用户了解操作的过程。例如，对于运行时间较长又不易显示过程的功能模块，可以采用运行阶段或运行百分比样条显示。4支持用户批处理作业 即将几个连续工作的步骤集中起来，一次性地启动，减轻用户操作的负担。
32、总体设计中进行了功能设计、数据设计和界面设计后，就要书写总体设计文档，以交给系统建设负责人审查，以检验设计的质量，并作为详细设计的依据。5详细设计详细设计 详细设计阶段的任务还不是具体地编写程序，而是要设计出程序的“蓝图”，以后程序员将根据这个蓝图写出实际的程序代码，对于土地管理信息系统，这个阶段的任务是：逻辑上正确地实现每个模块的功能，设计出的处理过程应该尽可能简明易懂；空间数据库和属性数据库的设计，要求数据的标准化和规范化；产生数据字典。51功能模块的详细设计功能模块的详细设计 详细设计的方法有多种，其中包括结构程序设计、面向对象的程序设计。设计方法的选择与总体设计是相一致的，在这里我们仍
33、采用传统的结构程序设计技术。结构程序设计采用自顶向下逐步求精的设计方法和单人口单出口的控制结构，把一个模块的功能逐步分解细化为一系列具体的处理步骤或某种高级语言的语句。程序流程图又称为程序框图，是描述软件设计的方法之一，图911列出一些程序流程图中常用的符号。结构化程序设计方法基本上由下述三个步骤组成：第一步，分析和确定输入数据和输出数据的逻辑结构；第二步，主要依据输人数据结构导出程序结构；第三步，画出程序流程图。，通过分析此表我们可以得到下面的程序流程图（图912）。例如，土地详查中进行县级平原地区耕地坡度分级面积汇总（表97）通过分析此表我们可以得到下面的程序流程图（图912）。52数据库
34、结构设计数据库结构设计 土地信息的标准化是保障信息可持续利用，能够在行业内部网络中流通并与其它信息相兼容的关键所在。数据是土地信息的主要表达形式，数据编码、数据库数据设计是数据有序管理、数据规范的关键措施之一。数据库结构设计主要包括：数据编码的标准和规范；各数据库的设计；数据管理结构的设计。1数据编码的标准和规范。长期以来，人们在各自的系统开发中，对数据库的编码设计各自不同，这样的结果使得各自开发的数据库不能够与其它部门实行共享，更有甚者自己的数据库也不能共享。目前，我国对土地信息还没有标准的编码系统，这是一项亟待研究的课题。部分的行业数据编码散见于国家有关行业编码、国家土地管理有关规程、文件
35、中，例如，土地利用分类是一级为8大类，二级为46小类。数据编码的标准化和规范化应遵循的几个原则是：（l）规范化。最大限度地与现行有关国家标准、行业标准一致。（2）科学性和系统性。根据一定的原则和标准建立多层次的排列顺序，划分层次要考虑土地管理实践的需要，同时要有一个科学的编码系统。（3）一致性与兼容性。对系统内部数据进行优化、分类、编码及对数据文件进行合理命名，并与其它系统实现系统兼容信息共享。（4）包容性和可扩充性。对现有的和各种可预见到的信息均予以考虑，确定其类别和代码，以求得到最大限度的包容；同时留有充分的扩充余地，以便必要时予以补充。（5）相对稳定性。编码体系均以各数据要素中最稳定的属
36、性或特性为基础，使之在较长时间内不发生重大变化。2数据库设计。数据库设计是将整个概化设计转化为最终的详细设计的过程。这一过程包括三个方面：属性数据类型的设计、编码标准的设计和各表格中主关键项的选择。表格中的主码常是组合码的情况。例如，土地利用图斑编号是行政区编号十图斑编号二项组成。3存储管理结构的设计。在考虑存储管理结构时，有以下几个方面的考虑：（l）数据库的管理。通常一个数据库应当设立使用权限，从数据库安全角度着想，各数据层均要由数据库管理员设置用户权限。例如，土地管理部门对使用系统的权限可分成三组：一组是系统管理员组，负责系统的总体管理和数据备份；二组是操作员组，进行数据的录人，但不能修改
37、数据库；三组是用户组，可以进行数据的查询和测览。不同的权限设置不同的密码。（2）数据精度。数据精度是描述在一个给定的错误区限内可以找到特定空间特征的能力，对一个数据库来说，设计者需要明确：数据库的精度不会因为采用自动化的数据采集过程而使其增高。数字化图形的精度不会高于其原始地图。数据库总体精度是最坏情况的最低精度部分数据的精度。53数据字典数据字典 数据流程图和数据库设计从功能和数据两个角度说明系统，但仍不完善，需对数据流程图和数据模型中的每个成分加以定义，才能构成一个完整的系统描述，这种描述需要依靠数据字典。所谓数据字典是关于数据描述信息的名词数据库，它包含每一数据元的名字、意义、描述、来源
38、、功用、格式以及与其它数据关系。建立数据字典可以帮助用户理解整个数据库的组织和内容以便更好地使用数据库。数据字典应该是一个动态文件，随着数据库开发的不断增长和维护过程中的不断修正而时时进行不断的更新。一个数据字典通常包括以下几个内容；数据库的总体组织结构；数据库总体设计的框架；各数据层的详细内容定义及结构；数据命名的定义等。其中数据字典总体设计的框架部分主要包括：数据来源、整体命名方法、各特征的最大最小范围、有效值、地图投影、图幅匹配及精度、线与多边形的拓扑关系及连续性、封闭性、质量控制的过程和内容、数据的各种文件、表格等。数据字典中各数据层的详细内容定义及结构部分主要包括以下几个方面：标题类
39、信息：名称、类型、数据质量；各层的有关文件、表、各表的项及各项的定义、有效值范围等；地理参考方面要求满足的情况；其它有利于说明和理解的文字或图表等；各层空间及属性的质量控制规范；各层编号系统与其它各标准编号系统的关系；各层数据的使用与各应用类型的关系等。总之，用户借助数据字典，在数据库查询语言（SQL）支持下或在开发相应的数据字典技术的支持下，可以读出数据库的数据，查询出有关信息，这就是所谓数据字典的数据导航作用。在数据定义时，可采用一些标准化的符号，例如：“=”表示等价于（或定义为）；“十”表示和（即连接两个分量）；“”表示或（即从方括弧内列出的若干个分量中选择一个）；“”表示重复（即重复花
40、括弧内的分量）；“（）”表示可选（即圆括弧里的分量可有可无）。图913是数据文件定义的实例。文件名：土地利用图斑 别名：tuban 组成：编码十行政区妇码十图斑号十地类十权属十净面积十年份 简述：用于土地详查系统 注释：图913数据字典举例示意图 详细设计的最后一步是编写详细设计说明书，其目的是：一作为程序员编写软件的依据；二作为软件测试的依据。6系统测试系统测试 开发系统所需时间通常较长，面对的问题极其错综复杂，因此在系统建设周期的每个阶段都不可避免地会产生差错。尽管在每个阶段结束之前都要通过技术审查，但并不可能发现所有的错误。如果在软件进人正式运行之前，没有发现并纠正软件中的大部分差错，则
41、这些差错在今后的数据库建立等过程中会暴露出来，那时不仅改正这些错误的代价更高，而且往往会造成很恶劣的后果。测试的目的就是在软件投人正式运行之前，尽可能多地发现软件中的错误，检验软件能否满足土地管理的数据处理和业务运行以及软件的可靠性的要求。测试种类 软件测试可分为两种类型，即黑盒测试和白盒测试。黑盒测试法 把程序看成一个黑盒子，完全不考虑程序的内部结构和处理过程，只检查程序功能是否能按照详细设计说明书的规定正常使用，程序是否能适当地接收输人数据，产生正确的输出信息，并且保持外部信息（如数据库或文件）的完整性。黑盒测试又称为功能测试。白盒测试法 与黑盒法相反，白盒测试法的前提是可以把程序看成装在
42、一个透明的白盒子里，也就是完全了解程序的结构和处理过程。这种方法按照程序内部的逻辑测试程序，级验程序中的每条通路是否都能按预定要求正确工作。白盒测试又称为性能测试。61系统测试的步骤系统测试的步骤 软件测试通常包括三个阶段。在编写出每个模块之后就对它做必要的测试，称为单元测试。在这个测试步骤中所发现的往往是编程和详细设计的错误，模块的编写者和测试者可以是同一个人。这个阶段结束之后，对软件系统要进行综合测试。在这个过程中不仅应该发现设计和编程的错误，还应该验证系统确实能提供需求说明书中指定的功能，通常由专门的测试人员承担这项工作。验收测试把软件系统作为单一的实体进行测试，主要用实际数据进行测试，
43、目的是验证系统确实能满足用户的需要，在这个测试步骤中发现的往往是系统需求说明书中的错误，测试人员应由土地管理人员和高级计算机技术人员组成。在系统测试之前要做两件事情：向测试者提供需求说明书、设计说明书和源程序清单等资料；测试者写出测试计划和测试方案。所谓测试方案不仅仅是测试时使用的输人数据，还应该包括每组输人数据预定要检验的功能，以及每组输人数据预期应该得到的正确输出。测试结束后，测试者要编写测试结果报告，编程人员及时改正所发现的错误。62单元测试单元测试 单元测试集中验证软件设计的最小单元一模块。正式测试之前必须先通过编译程序检查并且改正所有语法错误，然后用详细设计描述为指南，对重要的执行通
44、路进行测试，以便发现模块内部的错误。在设计测试方案时，基本目标是确定一组最可能发现某个错误或某类错误的测试数据。设计测试技术主要有以下几种方法：适用于白盒测试的逻辑覆盖法；适用于黑盒测试的等价划分、边界值分析以及错误推测法。通常的做法是，用黑盒法设计基本的测试方案，再用白盒法补充一些方案。1逻辑覆盖。逻辑覆盖即对程序的所有逻辑过程进行详尽的测试，其中包括每一个语句、每一个判定结果与判定条件，检测程序是否能达到预定的结果。2.等价划分。等价划分是用黑盒法设计测试方案的一种技术。它是把所有可能的输人数据（有效的和无效的）划分成若干个等价类，合理地做出下述假定：每类中的一个典型值在测试中的作用与这一
45、类中所有其它值的作用相同。因此，可以从每个等价类中只取一组数据作为测试数据。这样选取的测试数据最有代表性，最可能发现程序中的错误。例如，如果规定了输人数据为整型，则可以划分进正整数、零和负整数三个有效类。3边界值分析。使用边界值分析方法设计测试方案，首先应该确定边界情况，通常输入等价类和输出为价类的边界就是应该着重测试的程序边界情况。按照边界值分析法，应该选取刚好等于、稍小于和稍大于等价类边界值的数据作为测试数据，而不是选取每个等价类内的典型值或任意值作为测试数据。4错误推测。错误推测法在很大程度上靠直觉和经验进行。它的基本想法是列举出程序中可能有的错误和容易发生错误的特殊情况，并且根据它们选
46、择测试方案。以上介绍的基本方法，都能设计出一组有用的测试方案，但是没有一种方法能覆盖全部测试方案。而且不同方法各有所长，用一种方法设计出的测试方案，可能最容易发现某些类型的错误，对另外一些类型的错误可能不易发现。因此对软件进行实际测试时，应该联合使用各种设计测试方案的方法，形成一种综合策略。63综合测试综合测试 综合测试是将模块按照设计要求组装起来，同时进行测试，主要目标是发现与接口有关的问题。例如，数据穿过接口时可能丢失；一个模块对另一个模块可能由于疏忽而造成有害影响；把子功能组合起来可能不产生预期的主功能；个别看来是可以接受的误差可能积累到不能接受的程度等等。综合测试有两种方法：一种方法是
47、先分别测试每个模块，再把所有模块按设计要求放在一起结合成所要的系统，这种方法称为非渐增式测试方法；另一种方法是把下一个要测试的模块同已经测试好的那些模块结合起来进行测试，测试完以后再把下一个应该测试的模块结合起来测试。这种每次增加一个模块的方法称为渐增式测试，这种方法实际上同时完成单元测试和综合测试。64验收测试验收测试 经过综合测试，已经按照设计把所有模块组装成一个完整的软件系统，接口错误也已经基本排除了，接着就应该进一步验证软件的有效性，即软件的功能和性能是否符合土地管理的要求，这就是验收测试的任务。验收测试的目的是向土地管理部门表明系统能够像预定要求那样工作。验收测试的范围与综合测试类似
48、，但是也有一些差别，例如：某些已经测试过的纯粹技术性的特点可以不需要再次测试；对用户特别感兴趣的功能或性能，需要增加一些测试；用真实的实地数据进行测试。验收测试人员必须由土地管理人员和高级计算机技术人员组成。系统建设项目组应向验收组提供如下资料：系统工作任务书；系统关键算法说明；系统分析报告；系统软件源程序；系统设计说明书；系统软件使用说明书；系统数据字典；系统自检报告等。验收组审核系统建设有关资料。审核的方面有：资料文件完整性；数据编码、程序设计的规范性；程序的可靠性。资料审核验收后要交还系统软件研制单位，验收组负责系统软件产权的保护。验收测试一般使用黑盒测试法。应该仔细设计测试计划和测试过
49、程，测试计划包括要进行的测试的种类和进度安排，测试过程规定用来检验软件是否与需求一致的测试方案。测试方案要考虑检测以下指标：系统效率，包括内存占用率，运行速度；系统运行结果的正确性，精度达到的指标；数据（图、表）输出的规范性等等。通过测试要保证软件能满足所有功能要求，能达到每个性能要求。此外，还应该保证软件能满足其它预定的要求（例如，可移植性、兼容性和可维护性等等）验收之后，要书写测试报告。检测验收报告要提供检测过程和检测结果数字指标，在这个阶段发现的问题往往和需求分析阶段的差错有关。为了确定解决验收测试过程中发现的软件缺陷或错误的策略，通常需要和土地管理人员充分协商解决。7系统数据库建立系统
50、数据库建立 土地管理信息系统软件通过测试和验收后，就可以进人系统数据库的建立阶段。系统数据库的建立过程可分成几个步骤（图914）：源数据的获取和预处理；数据录人；数据质量控制和评价；数据维护。图914数据库建立工作流程示意图71源数据获取与预处理源数据获取与预处理 土地管理中的数据，例如，土地利用现状图、地籍管理宗地图等，通常是用三种方法而采集的：摄影测量法、测量法和GPS方法。这三种方法中，前两种广泛使用，而后一种目前只用来作为控制点数据采集的补充方法。为了提高数据采集精度、速度，减少图形数字化过程中、属性数据输人过程中的错漏，需要对原始图件和数据进行核查和处理，使其符合系统软件中对数据录人
