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［摘 要］ 河道是城市发展的重要部分，为了提高管理及合理使用水利资源，根据河道部门具体要求，借助新的建模理论和地理信息系统技术，提出一种基于UML的河道信息系统开发模型，并阐述系统开发全过程，提高系统开发效率，有效地提高河道管理。
［关键词］ 河道；地理信息系统；模型；统一建模语言
［中图分类号］F270.7；TP391［文献标识码］A［文章编号］1673-0194（2008）19-0080-03
0 引 言
在当前水利资源紧缺情况下，合理利用和保护现有水利资源成为目前最为紧迫问题。水利资源在蓄洪防旱、调节气候、维持生态平衡等方面均起到极其重要的作用，但对于我国每个城市的水利资源，采用传统手工模式管理，缺乏系统性，管理起来非常复杂，效率很低，导致有些水利资源长期无人管理和维护，给城市发展造成不良影响。
为了有效管理和充分利用河道资源，我国迫切要改变传统水利资源的管理方法，借助新的理论和现代化技术进行管理和利用河道资源，即利用地理信息系统技术逐步建立成数字城市水利。21世纪是信息的时代，以信息高速公路、“数字地球”为龙头的全球信息化浪潮正扑面而来。地理信息系统（Geographical Information System，GIS）是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的一项技术。它利用计算机建立地理数据库,将空间地理分布状况及所具有的属性进行数字存储,建立数据管理系统,同时开发各种分析和处理功能,以便快速获取信息,并将处理结果以地图、图形及数据的形式表示出来。随着Internet 技术的不断发展和对地理信息系统的需求,把GIS 与网络技术相融合,利用Internet技术在Web 上发布空间数据,为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能,建立网络化的地理空间集成平台,成为GIS的一个发展方向。
目前，大多数水利地理信息系统开发模式仍然停留在“分析→设计→实现→测试”传统的“瀑布模式”软件开发方式上，不利于提高软件质量和减少后期软件维护费用，很难适应水利资源复杂多变的业务特点。
针对河道资源的具体特点，结合GIS技术和理论，利用最新UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）柔性开发模型，阐述开发河道地理信息系统（Urban Water Geographical Information System，UWGIS）全过程。
1 UML柔性开发模型构建
河道地理信息系统是一个复杂的软件系统，包括县（市）乡（镇）的江河流域、水利设施、水利工程设计施工等图形空间数据处理、属性数据处理、网络信息传递共享、人机交互等诸多软件开发的技术。为了按时保质开发河道地理信息系统，采用最新软件工程技术进行组织和具体实施，不再采用传统瀑布开发模型，而是采用UML柔性开发模型［1］。
UML柔性软件开发模型，是指在软件开发过程中，根据需求工程的牵引，首先建立软件系统的顶层模型，并对其进行模拟、分析和调整。然后，将顶层模型自顶向下地进行分解，建立该系统各个子系统的模型，对这些子模型进行模拟、分析和调整。将子模型的模拟结果，逐次代入上层，再对该上层模型进一步地进行模拟、分析和调整，如有不适，则进行修改。因此整个建模过程是一个“自顶向下建模，由底向上修改”的反复迭代的过程。简言之，柔性软件开发过程是一个在需求牵引下，自顶向下分层细化地建模，然后按照“T型技术”，通过对模型的虚拟执行，由底向上地逐层上移修改，直至各层的模拟结果都满足需求为止。
河道地理信息系统的柔性开发模型采用UML表达，因为UML是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。它融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计,还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。在充分分析河道地理信息系统具体情况下，在开发全过程中融入UML柔性开发模型，建立河道地理信息系统柔性开发模型，如图1所示。
2 河道地理信息系统业务流程优化
在对各种水利资源管理运用进行调研和充分分析的基础上，利用Rational Rose集成化支持环境，河道地理信息系统业务流程主要包括：收集河道地理信息系统需求；河道地图矢量化；对水利空间数据和属性数据分类验证；对水利数据的各种操作以及输出操作结果进行分析等过程。通过对河道地理信息系统业务活动图的模拟、反馈、修正、优化后得到如图2所示河道地理信息系统业务活动图。
6 结束语
随着城市现代化建设，河道管理和利用变得尤其重
要［5］，河道地理信息系统是一项复杂系统工程，特别是将来与其他城市管理系统的集成，由于采用UML柔性开发模型，有效控制用户和开发人员之间的理解误差，确保对河道管理认识的一致性，提高系统开发效率，并充分考虑系统的扩展性和可维护性。不过，为了提高对河道地图访问效率，特别是多个远程用户同时访问同一个水利地图时响应速度问题［6］，水利图形存储格式和方法问题，需要进一步解决。
主要参考文献
［1］ 张龙祥. UML与系统分析设计［M］. 北京：人民邮电出版社，2003.
［2］ 齐锐，屈韶琳，阳琳. 用MapX开发地理信息系统［M］. 北京：清华大学出版社，2003.
［3］ 崔煦，傅仲良. 基于UML的地籍信息系统开发［J］. 武汉大学学报：信息科学版，2003（1）：105－111.
［4］ 杜景龙，张志敏. 基于WebGIS的城市信息一体化综合平台的研究［J］. 计算机应用研究，2005（6）：88－90.
［5］ K Hiroyuki. Applications of GIS to Urban Planning and Management Problems Facing Japanese Local Governments［J］. GeoJournal，2000，52（3）：271-280.
［6］ 伏玉琛，周洞汝. WebGIS的新技术［J］. 计算机工程，2004，30（3）：19－21.
［关键词］ 河道；地理信息系统；模型；统一建模语言
［中图分类号］F270.7；TP391［文献标识码］A［文章编号］1673-0194（2008）19-0080-03
0 引 言
在当前水利资源紧缺情况下，合理利用和保护现有水利资源成为目前最为紧迫问题。水利资源在蓄洪防旱、调节气候、维持生态平衡等方面均起到极其重要的作用，但对于我国每个城市的水利资源，采用传统手工模式管理，缺乏系统性，管理起来非常复杂，效率很低，导致有些水利资源长期无人管理和维护，给城市发展造成不良影响。
为了有效管理和充分利用河道资源，我国迫切要改变传统水利资源的管理方法，借助新的理论和现代化技术进行管理和利用河道资源，即利用地理信息系统技术逐步建立成数字城市水利。21世纪是信息的时代，以信息高速公路、“数字地球”为龙头的全球信息化浪潮正扑面而来。地理信息系统（Geographical Information System，GIS）是计算机科学、地理学、测量学、地图学等多门学科综合的一项技术。它利用计算机建立地理数据库,将空间地理分布状况及所具有的属性进行数字存储,建立数据管理系统,同时开发各种分析和处理功能,以便快速获取信息,并将处理结果以地图、图形及数据的形式表示出来。随着Internet 技术的不断发展和对地理信息系统的需求,把GIS 与网络技术相融合,利用Internet技术在Web 上发布空间数据,为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能,建立网络化的地理空间集成平台,成为GIS的一个发展方向。
目前，大多数水利地理信息系统开发模式仍然停留在“分析→设计→实现→测试”传统的“瀑布模式”软件开发方式上，不利于提高软件质量和减少后期软件维护费用，很难适应水利资源复杂多变的业务特点。
针对河道资源的具体特点，结合GIS技术和理论，利用最新UML（Unified Modeling Language，统一建模语言）柔性开发模型，阐述开发河道地理信息系统（Urban Water Geographical Information System，UWGIS）全过程。
1 UML柔性开发模型构建
河道地理信息系统是一个复杂的软件系统，包括县（市）乡（镇）的江河流域、水利设施、水利工程设计施工等图形空间数据处理、属性数据处理、网络信息传递共享、人机交互等诸多软件开发的技术。为了按时保质开发河道地理信息系统，采用最新软件工程技术进行组织和具体实施，不再采用传统瀑布开发模型，而是采用UML柔性开发模型［1］。
UML柔性软件开发模型，是指在软件开发过程中，根据需求工程的牵引，首先建立软件系统的顶层模型，并对其进行模拟、分析和调整。然后，将顶层模型自顶向下地进行分解，建立该系统各个子系统的模型，对这些子模型进行模拟、分析和调整。将子模型的模拟结果，逐次代入上层，再对该上层模型进一步地进行模拟、分析和调整，如有不适，则进行修改。因此整个建模过程是一个“自顶向下建模，由底向上修改”的反复迭代的过程。简言之，柔性软件开发过程是一个在需求牵引下，自顶向下分层细化地建模，然后按照“T型技术”，通过对模型的虚拟执行，由底向上地逐层上移修改，直至各层的模拟结果都满足需求为止。
河道地理信息系统的柔性开发模型采用UML表达，因为UML是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。它融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计,还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。在充分分析河道地理信息系统具体情况下，在开发全过程中融入UML柔性开发模型，建立河道地理信息系统柔性开发模型，如图1所示。
2 河道地理信息系统业务流程优化
在对各种水利资源管理运用进行调研和充分分析的基础上，利用Rational Rose集成化支持环境，河道地理信息系统业务流程主要包括：收集河道地理信息系统需求；河道地图矢量化；对水利空间数据和属性数据分类验证；对水利数据的各种操作以及输出操作结果进行分析等过程。通过对河道地理信息系统业务活动图的模拟、反馈、修正、优化后得到如图2所示河道地理信息系统业务活动图。
6 结束语
随着城市现代化建设，河道管理和利用变得尤其重
要［5］，河道地理信息系统是一项复杂系统工程，特别是将来与其他城市管理系统的集成，由于采用UML柔性开发模型，有效控制用户和开发人员之间的理解误差，确保对河道管理认识的一致性，提高系统开发效率，并充分考虑系统的扩展性和可维护性。不过，为了提高对河道地图访问效率，特别是多个远程用户同时访问同一个水利地图时响应速度问题［6］，水利图形存储格式和方法问题，需要进一步解决。
主要参考文献
［1］ 张龙祥. UML与系统分析设计［M］. 北京：人民邮电出版社，2003.
［2］ 齐锐，屈韶琳，阳琳. 用MapX开发地理信息系统［M］. 北京：清华大学出版社，2003.
［3］ 崔煦，傅仲良. 基于UML的地籍信息系统开发［J］. 武汉大学学报：信息科学版，2003（1）：105－111.
［4］ 杜景龙，张志敏. 基于WebGIS的城市信息一体化综合平台的研究［J］. 计算机应用研究，2005（6）：88－90.
［5］ K Hiroyuki. Applications of GIS to Urban Planning and Management Problems Facing Japanese Local Governments［J］. GeoJournal，2000，52（3）：271-280.
［6］ 伏玉琛，周洞汝. WebGIS的新技术［J］. 计算机工程，2004，30（3）：19－21.