第十章 第7节 gis质量控制与成果检验

 

知识点一：gis标准化

    gis的标准化，将从如下几方面影响着gis的发展及其应用：

    1)促进空间数据的使用及交换

    2)促进地理信息共享

     gis标准化主要包括如下四个方面的内容。

    1)gis数据模型

    2)地理信息的分类与编码

    3)地理信息的记录格式与转换

    4)地理信息规范及标准的制定

    在标准的制定过程中，必须遵守国家相关的法律、法规，特别是《中华人民共和国标准化法》和《中华人民共和国标准化法实施条例》。

 

知识点二：gls标准体系   

    gis标准体系表由总表和标准明细表两部分组成。总表分为三个层次：准是制定各种标准时必须遵循的、全国统一的标准，是全国所有标准的技术基础和方法指南，具有较长时期的稳定性和指导性；第二门类为专用标准，专用标准是针对全国gis制定的，是全国所有gis行业必须遵循的综合性基础标准和规定，是gis标准化的技术基础和方法指南，适用于全国城市各部门、各机构的gis建立工作，具有普遍的指导意义；第三门类为相关标准，这类标准是指在整个gis开发建设中需要直接采用的、与gis密切相关的由其他行业制定的国家标准和行业标准。

知识点三： gis软件工程标准

    根据软件工程目前发展的情况和水平来看，在近几年内，软件工程标准化的重点仍将是文件编制以及围绕着软件生存期各阶段的方法和工具的标准化，如用户要求规范、设计方法和工具、软件质量保证方案和技术、测试技术等。在中期内，软件工程标准化的重点是围绕整个软件生存期的方法论和开发环境，即整个软件开发流程的标准化和具体系统的标准化，将逐步出现各种用途的软件开发流程技术标准和专用工具系统标准。从长远看，软件工程标准化和软件的标准化会更紧密地结合起来，即软件生产过程、工具、环境的标准与软件产品标准相结合。

    软件工程标准的类型主要有四类：即过程标准、产品标准、专业标准和记法标准。

    软件工程的标准主要有二个：

    (1)fipsl35是美国国家标准局发布的《软件文档管理指南》。

    (2)iso5807是国际标准化组织公布的《信息处理——数据流程图、程序流程图、程序网络图和程序资源图的文件编制符号及约定》，现已被选用为中国国家标准。

        gis标准的主要内容分为硬件设备的标准、软件方面的标准、数据和格式的标准、数据集标准。

 

知识点四： 国际国内标准及其组织

   gis标准的发展在西方发达国家较早。这里分别介绍一些与gis有关的标准，主要包括：

    (1)iso／tc 211的地理信息与地球信息科学标准。

    (2)fgdc的电子空间数据的元数据标准(digital spatial metadata standard，dsms)。

    (3)fgdc的空间数据转换标准(spatial data transfer standard，sdts)。

    (4)美国国防系统标准(tri—service spatial data standard，tssds)。

    (5)opengis的软件标准和加拿大的mercator。

    美国联邦地理数据委员会(fgdc)负责下列五项协调任务：

    (1)促进全美范围内分布式数据库的开发、维护和管理。

    (2)建立数据格式及其转换的标准。

    (3)促进技术交流、发展和转化。

    (4)协调联邦政府及其他与空间数据有关的机构。

    (5)出版有关技术和管理报告。

 

知识点五： gis工程质量认证与评价

1  iso 9000质量认证体系

2 cmm模型

    cmm是指“能力成熟度模型”，其英文全称为capability maturity model for software，英文缩写为sw—cmm，简称cmm。它是对于软件组织在定义、实施、度量、控制和改善其软件过程的实践中各个发展阶段的描述。cmm的核心是把软件开发视为一个过程，并根据这一原则对软件开发和维护进行过程监控和研究，以使其更加科学化、标准化、使企业能够更好地实现商业目标。

3 gis软件工程的评价

    gis评价是在gis测试的基础上，通过对技术因子和经济因子进行评价，从而得出对系统整体水平以及系统实施所能取得的效益的认识和评价。软件的评价分为技术评价和经济评价。

    (1)系统技术评价指标及内容(见表10-7-1)。

    表10-7-1  系统技术评价指标及内容

(2)系统经济评价指标及内容(见表10-7-2)。

    表10-7-2  系统经济评价指标及内容

 

知识点六：gis数据质量保证

1  地理数据质量标准与质量控制

    1．数据标准化

    数据标准的统一是实现信息共享的前提条件。只有统一的数据标准，才能保证数据的系统性和规范性，有利于数据的维护、分析、更新和利用。不同尺度、不同区域的基础地理数据应遵从统一的技术标准，包括数据模型、投影、表达方式等，不同尺度的基础地理数据对于同一地理对象的描述要有连贯性和一致性。保证数据在水平方向、垂直方向和时态3个维度的有机集成。

    国家测绘地理信息局组织制定的《基础地理信息标准数据基本规定》(gb 21139—2007)，已作为强制性国家标准经国家质量监督检验检疫总局和国家标准化管理委员会批准发布，并于2008年3月1日起实施，适用于基础地理信息标准数据的生产、认定和使用。此外，近年来国家先后发布了一系列基础地理数据生产和建库方面的标准。这些标准都是基础地理信息系统建设中应该遵循的技术依据。

    2．空间数据质量控制

    1)数据质量控制内容

    (1)空间位置精度：主要是数学基础、平面精度和高程精度。

    (2)属性数据的质量控制：主要是描述空间数据的属性项定义(包括名称、类型、长度等)必须正确，属性表中各数据项的属性取值及其单位不得有异常；标识码是区分和标志空间实体的依据，必须唯一有效、不重复；空间数据与描述它的属性数据之间一一对应的关系必须正确，也即空间数据与属性数据必须具有正确的相关性，具有一个以上属性表时，各属性表之间的相关性和映射关系应当正确描述和建立。

    (3)空间关系的质量控制：空间实体点、线、面之间的组合表达了实体间拓扑关系的相邻性、连续性、闭合性、包含性、一致性等关系，是基础地理数据处理分析的依据。

    2)质量控制技术方法

质量控制技术可分为两类：①设法减少和消除误差及错误的实用技术与步骤；②提交成果(数据入库)之前对所完成工作的检查，以进一步发现和改正错误。由此可以看出，数据质量控制分成过程控制和结果控制。

3)基于拓扑关系规则的数据检查

    拓扑关系规则是新增加的一类，可作用于同一要素数据集中的不同要素类或者同一要素类中的不同要素。用户可以指定空间数据必须满足的拓扑关系约束，例如，要素之间的相邻关系、连接关系、覆盖关系、相交关系、重叠关系等。

 

2数据质量检验与监理

    1．数据质量标准制定原则

    2．数据质量检查依据

    鉴定和验收数据质量的依据。其内容主要包括：数据的分类系统；数据类型(或项目)的名称和定义；数据获取方法的评价；数据获取所使用的仪器设备及其精度的规定；数据获取时的环境背景和测试条件的规定；数据的计量单位(量纲)和数据精度分级的规定；数据的编码或代表符号的规定；数据的更新周期的规定；数据的密级和使用数据的规定。

    3．数据质量检查与程序监理内容

   基本包括图形数据、属  性数据、数据的接边情况等检查工作，具体内容如下：

    (1)图形检查。图形数据检查包括的方面比较多，但总的来说可以分为面状要素的检查、线状要素的检查、点状要素的检查、图形一致性(拓扑)检查。

    (2)属性检查。属性数据的规范检查主要包括字段非空检查、字段唯一性检查、图形属性  一致性检查和数据整理检查等四大方面。

 

知识点七：gis软件的质量保证

1  软件质量的度量模型

        勃姆(barry w．boehm)在《软件风险管理》(soltware risk management)中第一次提出了软件质量度量的层次模型。而麦考尔(mccall)等人将软件质量分解至能够度量的层次，提出fcm3层模型(见表10-7-3)：软件质量要素(factor)、衡量标准(criteria)和量度标准(metrics)，包括11个标准，分为产品操作(product operation)、产品修正(product revision)和产品转移(product transition)。

    表10-7-3软件质量度量fcm模型

    其中，可以简单地描述使用缺陷密度(缺陷数量÷软件规模)、缺陷检出率(某阶段当时发现的缺陷÷该阶段的全部缺陷)、发布前缺陷去除率、潜在缺陷数、平均失效时间(软件持续运行时间÷缺陷数量)、平均修复时间等作为产品质量的指标。

    在软件质量度量中，同样需要建立一条性能基线，作为软件产品的质量、软件测试性能评估的起点，并作为对系统评估是否通过的标准。缺陷评测的基线是对某一类或某一组织的结果的一种度量，这种结果可能是常见的或典型的，如10000行源程序(l0c)是程序规模的一个基准，每一千行代码有3个错误是测试中错误发现率的基准。基准对期望值的管理有很大帮助，目标就是相对基准而存在，也就是定义可接受行为的基准，如表10-7-4所示。

    表10-7-4某个软件项目质量的基准和目标

    iso9126将软件质量总结为6大特性，每个特性包括一系列副特性，其软件质量模型包括3层，即高层：软件质量需求评价准则(qsrc)；中层：软件质量设计评价准则(sqdc)；低层：软件质量度量评价准则(smqc)。

 

2软件质量评价与评审

    为了定量地评价软件质量，必须对软件质量特性进行度量，以测定软件具有要求质量特性的程度。1976年，勃姆(boehm)等人提出了定量评价软件质量的层次模型(见图10-7-1)；1978年瓦尔特斯(walters)和麦考尔(mccall)提出了从软件质量要素、准则到度量的3个层次式的软件质量度量模型；g．murine根据上述等人的工作，提出软件质量度量(sqm)技术，用来定量评价软件质量。

    对软件工程过程来说，软件评审是一个“过滤器”，在软件开发的各个阶段都要采用评审的方法，以暴露软件中的缺陷，然后加以改正。

    通常，把“质量”理解为“用户满意程度”。为使得用户满意，有两个必要条件：

    (1)设计的规格说明书要符合用户的要求。

(2)程序要按照设计规格说明所规定的情况正确执行。