1.2 GIS的设计方法

1.2.1 结构化程序设计

结构化程序设计被称为软件发展中的第三个里程碑，其影响比前两个里程碑（子程序、高级语言）更为深远。结构化分析是面向数据流开展需求分析工作的一种有效方法。所谓结构化就是有组织、有计划和有规律的一种安排。结构化系统分析方法，就是利用一般系统工程方法和有关结构概念，把它们应用于地理信息系统的设计。结构化程序设计的基本思想如下。

（1）一般采用自顶向下、逐层分解的演义分析法来定义系统的需求，即先把分析对象抽象成一个系统，然后自顶向下地逐层分解，将复杂的系统分解成简单的、能够清楚地被理解和表达的若干个子系统。也就是将系统描述分为若干层次，最高层次描述系统的总功能，其他层次则一层一层更加精细更加具体地描述系统功能，直到分解为程序设计语言的语句。它基本上可分为如下三个基本层次：

① 直观目录。用尽可能扼要的方式说明系统的所有功能和主要联系，是解释系统的索引。

② 概要图。简要地表示主要功能的输入、输出和处理内容，用符号和文字表示每个功能中处理活动之间的关系。

③ 详细图。详细地用接近编制程序的结构描述每个功能，使用必要的图表和文字说明，再向下则可进入程序框图。

（2）地理信息系统的开发是一个连续有序、循环往复不断提高的过程，每一个循环就是一个生命周期，要严格划分工作阶段，保证阶段任务的完成。例如，没有调查研究，没有掌握必要的数据，就不可能很好地进行系统分析；没有设计出合理的逻辑模型，就不可能有很好的物理设计。这是系统设计的基本原则。

（3）通过分析系统的每个细节、前后顺序和相互关系，找出各部分之间的数据接口。用结构化的方法构筑地理信息系统的逻辑和物理模型，包括在系统分析中分析信息流程，绘制数据流程图；根据数据的规范编制数据字典；根据概念结构的设计，确定数据文件的逻辑结构；选择系统执行的结构化语言，以及采用控制结构作为地理信息系统设计工具。这种用结构化方法构筑的地理信息系统，其组成清晰，层次分明，便于分工协作，而且容易调试和修改，是系统研制较为理想的工具。

（4）结构化分析和设计的其他一些思想还包括：系统结构上的变化和功能的改变，以及面向用户的观点等，是衡量系统优劣的重要标准之一。

结构化软件设计的特点是软件结构描述比较清晰，便于掌握系统全貌，也可逐步细化为程序语句，是一种使用相对广泛，也较为成熟和完善的系统分析方法。但结构化分析不适合需求经常改变的系统，因此结构化分析的前提是：面临静态需求。