UML用例建模在不動產(chǎn)信息管理系統(tǒng)需求分析中的應(yīng)用

馮夢琪 何貞銘 操金金 張金星 王丹媛

摘要：以大型地理信息系統(tǒng)（GIS）——不動產(chǎn)登記信息管理系統(tǒng)為例，利用UML（Unified Modeling Language），從用戶角度進行系統(tǒng)需求分析階段的需求建模和系統(tǒng)建模，以可視化的方式描述系統(tǒng)功能，幫助相關(guān)人員更好的理解系統(tǒng)功能，為下一步的系統(tǒng)編碼奠定基礎(chǔ)，進而說明UML在大型GIS系統(tǒng)的實現(xiàn)過程中的重要作用。

關(guān)鍵詞：GIS;不動產(chǎn)登記;UML;需求分析;系統(tǒng)建模

中圖分類號：TP391? ? ? ?文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）24-0053-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標識碼（OSID）：

Application of Use Case Modeling of UML in Demand Analysis of Real Estate Information Management System

FENG Meng-qi， HE Zhen-ming， CAO Jin-jin， ZHANG Jin-xing， WANG Dan-yuan

（School of Earth Sciences， Yangtze University， Wuhan 430100， China）

Abstract： Taking the large-scale geographic information system （GIS）—the real estate registration information management system as an example， In order to help the relevant personnel to understand the system functions better ， and realize the foundation of system coding for the next step. use UML （Unified Modeling Language） to make demand modeling and system modeling in the system requirements analysis stage from the user's point of view， and describe the system functions visually， and finally achieve the purpose of explaining the important role of UML in process of Geographic Information Systems realization.

Keys words： GIS; real estate registration; UML; requirement analysis; system; modeling

1 背景

第三次土地調(diào)查是一項重大的國情國力調(diào)查，不動產(chǎn)調(diào)查、登記和管理是其中非常重要的一項內(nèi)容，隨著城鎮(zhèn)建設(shè)等地快速發(fā)展、不動產(chǎn)政策不斷變更和完善，不動產(chǎn)變更日益頻繁。傳統(tǒng)的不動產(chǎn)登記模式是分散登記，各部門有自己的登記流程和信息管理系統(tǒng)[1-2]，導(dǎo)致全國不動產(chǎn)的共享性、系統(tǒng)性、聯(lián)動性差，難以進行統(tǒng)一查詢和統(tǒng)計分析，遠遠不能滿足新經(jīng)濟水平、城鎮(zhèn)發(fā)展背景下，更高的管理需求和社會需求。2013年至2019年以來，我國實施了一系列措施促進我國不動產(chǎn)信息管理工作的快速發(fā)展，推動了不動產(chǎn)統(tǒng)一化管理，2018年6月17日，我國推出全國統(tǒng)一的不動產(chǎn)登記信息管理基礎(chǔ)平臺，不動產(chǎn)登記體系進入全面運行階段。

不動產(chǎn)登記信息管理系統(tǒng)屬于大型GIS軟件系統(tǒng)，可以管理、處理、分析海量空間數(shù)據(jù)，有強大的制圖功能，可以直觀、形象地向用戶展示分析結(jié)果[3]。其功能繁多復(fù)雜、開發(fā)周期長、參與部門多，系統(tǒng)各部門的人員都需要有充分、清晰的溝通[4]，保證系統(tǒng)功能與客戶要求一致。因此，相對于系統(tǒng)實現(xiàn)所需的編程技術(shù)，更重要的是需求分析、系統(tǒng)分析與設(shè)計階段的系統(tǒng)建模。面向?qū)ο蠹夹g(shù)的核心思想是對系統(tǒng)進行抽象化，把復(fù)雜的功能自頂向下地逐層分解、單獨處理，簡化處理過程。UML是目前應(yīng)用最廣泛、業(yè)界公認的標準建模語言[5]。因此，結(jié)合面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)分析設(shè)計方法（OOAD）與UML，在該系統(tǒng)需求分析階段進行設(shè)計與建模，從微觀角度抽象出系統(tǒng)的各個功能模塊之間的關(guān)系，建立統(tǒng)一的視圖，統(tǒng)一相關(guān)人員對系統(tǒng)的認識，幫助開發(fā)人員快速、準確地理解客戶需求。從宏觀的角度保證軟件開發(fā)質(zhì)量，加速開發(fā)進程，降低開發(fā)成本，提高軟件系統(tǒng)的可理解性、靈活性、可維修性、可移植性和可重用性[6]。本文以“一庫三系統(tǒng)”中的不動產(chǎn)登記信息管理系統(tǒng)為研究對象，簡要介紹UML在系統(tǒng)需求分析階段中的具體應(yīng)用。

2 統(tǒng)一建模語言

UML不僅是通用的、可視化的建模語言，也是用于對軟件進行描述、可視化處理、構(gòu)造和建立軟件系統(tǒng)制品的文檔，其中制品指的是軟件開發(fā)過程的產(chǎn)物。它定義了一系列有嚴格語義和清晰語法的圖像符號來描述軟件系統(tǒng)，利用UML設(shè)計的軟件模型，可與編程語言建立直接的映射關(guān)系[7]。

UML描述一個系統(tǒng)的靜態(tài)結(jié)構(gòu)和動態(tài)行為，幫助不同的系統(tǒng)開發(fā)人員從不同角度建立所需的模型，模型之間相互離散的同時又相互關(guān)聯(lián)。其中靜態(tài)結(jié)構(gòu)定義系統(tǒng)中對象的屬性和操作，以及這些對象之間的相互關(guān)系。動態(tài)行為定義對象的時間特性和對象為完成目標而相互進行通信的機制[7]。為了對系統(tǒng)進行不同方面的抽象表達，UML提供五個視圖，即用例視圖、邏輯視圖、組件視圖、部署視圖、實現(xiàn)視圖，用來顯示系統(tǒng)的特點功能，其中用例圖等用于系統(tǒng)的需求分析階段，一個用例是系統(tǒng)的一個功能單元，是人與系統(tǒng)的一次需求交互[8]。

需求分析是軟件開發(fā)的第一步，其成敗直接決定系統(tǒng)成敗和維護成本，并且維護成本隨開發(fā)階段的推進，成倍增效應(yīng)[9]。因此需求分析階段使用用例圖主要有兩個優(yōu)點：1）降低軟件開發(fā)風(fēng)險，加快開發(fā)進程。在軟件設(shè)計階段保證系統(tǒng)功能與客戶需求一致，把控軟件質(zhì)量，幫助相關(guān)人員準確地理解系統(tǒng)功能。 2）降低與客戶交流難度。一圖勝千言，通過圖示法向客戶直觀、簡介地表達系統(tǒng)功能等信息，便于客戶審查系統(tǒng)功能是否與需求相一致。

3 需求分析

3.1 業(yè)務(wù)建模

不動產(chǎn)登記是指不動產(chǎn)登記機構(gòu)依法將不動產(chǎn)權(quán)利歸屬和其他法定事項記載于不動產(chǎn)登記簿的行為。其依據(jù)《不動產(chǎn)登記數(shù)據(jù)庫標準》《不動產(chǎn)權(quán)籍調(diào)查技術(shù)方案》等相關(guān)標準規(guī)程設(shè)計，在現(xiàn)有的各類不動產(chǎn)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，結(jié)合GIS、RS、數(shù)據(jù)庫等技術(shù)，讓不動產(chǎn)的屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)聯(lián)動起來。不動產(chǎn)登記信息管理系統(tǒng)主要面向的是政府不動產(chǎn)管理部門，不動產(chǎn)相關(guān)工作人員的日常任務(wù)主要是采集、管理、查詢、維護不動產(chǎn)屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)，完成房產(chǎn)等數(shù)據(jù)與宗地數(shù)據(jù)的對接，辦理不動產(chǎn)業(yè)務(wù)登記等工作，并利用不動產(chǎn)數(shù)據(jù)進行分析、統(tǒng)計與應(yīng)用，以支持日常工作和重要決策。

3.2 需求建模

不動產(chǎn)登記信息管理系統(tǒng)相當于用例的邊界，用來表示用例模型的作用范圍，邊界內(nèi)部的內(nèi)容是需要系統(tǒng)來實現(xiàn)的，參與者位于邊界外部，負責(zé)用例的執(zhí)行，不動產(chǎn)登記信息管理系統(tǒng)的邊界圖見圖1。開發(fā)此系統(tǒng)應(yīng)達到簡化煩瑣的登記過程，規(guī)范登記流程，降低手工處理帶來的失誤，提升工作速度與管理效率，及時共享不動產(chǎn)最新信息的目標[10]。針對不動產(chǎn)登記的業(yè)務(wù)梳理，基于其業(yè)務(wù)特征，具體的需求可以概括為：

1）不動產(chǎn)信息接入：不動產(chǎn)信息的及時上報，以及上級處理意見等的及時下發(fā)。

2）不動產(chǎn)信息處理：數(shù)據(jù)快速入庫、編輯、刪除、更新、維護等。

3）不動產(chǎn)信息登記：初始登記、變更登記、注銷登記、更正登記等。

4）不動產(chǎn)信息基礎(chǔ)應(yīng)用與綜合應(yīng)用：數(shù)據(jù)查詢與統(tǒng)計、空間分析、預(yù)警預(yù)報、跨部門共享等。

5）系統(tǒng)基礎(chǔ)配置：權(quán)限分配、人員管理、數(shù)據(jù)安全等。

3.3 功能建模

由上述需求分析可以看出，針對不動產(chǎn)管理的不同業(yè)務(wù)，各部門需求有較大區(qū)別，但是系統(tǒng)用戶可以概括為兩大類：1）系統(tǒng)普通用戶。除了系統(tǒng)管理員之外的系統(tǒng)用戶都屬于普通用戶，其主要人員是政府各級單位的工作人員，普通用戶角色可以根據(jù)部門不同、使用的子系統(tǒng)不同繼續(xù)細分為數(shù)據(jù)管理人員、登記發(fā)證人員、系統(tǒng)管理人員等相關(guān)工作人員。2）系統(tǒng)管理員。系統(tǒng)的使用權(quán)限對于系統(tǒng)管理員全面開放，其主要職責(zé)是對系統(tǒng)各子系統(tǒng)進行綜合管理、系統(tǒng)設(shè)置管理。綜上所述，可將系統(tǒng)劃分為五大子系統(tǒng)，以滿足不同部門和用戶的具體需求，其功能建模詳見圖2。

接入子系統(tǒng)需結(jié)合各級政府專網(wǎng)等網(wǎng)絡(luò)資源，保證數(shù)據(jù)對不動產(chǎn)登記信息管理基礎(chǔ)平臺的實時接入，確保各級單位實現(xiàn)實時聯(lián)動、互通共享。接入方式包括四種：省級統(tǒng)一接入、市級統(tǒng)一接入、分散接入、混合接入，通知模式采用逐級上報和逐級通知的模式[11]。下級部門產(chǎn)生的新數(shù)據(jù)和信息應(yīng)進行數(shù)據(jù)校對，無誤后及時上報至上級部門，上級部門對于有異議的數(shù)據(jù)、最新數(shù)據(jù)、最新決策應(yīng)及時反饋給下級部門。

登記發(fā)證子系統(tǒng)主要是對土地、土地上附屬物、林地等不動產(chǎn)進行統(tǒng)一的登記入薄操作，進而實現(xiàn)登記、受理、發(fā)證流程的信息化和規(guī)范化。業(yè)務(wù)主要分為：首次登記、變更登記、轉(zhuǎn)移登記、注銷登記、更正登記、異議登記、預(yù)告登記、查封登記等。

綜合應(yīng)用子系統(tǒng)結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計算、云共享等技術(shù)，應(yīng)實現(xiàn)對海量不動產(chǎn)數(shù)據(jù)的有效分析與應(yīng)用。該子系統(tǒng)的用戶是各級不動產(chǎn)決策部門，主要功能包括：1）統(tǒng)計分析。支持數(shù)據(jù)的專題統(tǒng)計分析、數(shù)據(jù)導(dǎo)出、數(shù)據(jù)展示等功能，對數(shù)據(jù)進行初步挖掘和應(yīng)用，為相關(guān)部門提供決策依據(jù)。2）信息共享。基于“國土資源云”三大基礎(chǔ)平臺，充分利用云計算、大數(shù)據(jù)等主流技術(shù)，對數(shù)據(jù)進行深度挖掘和橫向共享，加強不動產(chǎn)部門與農(nóng)業(yè)、監(jiān)察、財政等有關(guān)部門的互通共享，滿足公眾對不動產(chǎn)登記信息的公示、查詢需求，推動數(shù)據(jù)的交流與應(yīng)用的最大化。3）數(shù)據(jù)監(jiān)管。該模塊作為輔助支持功能模塊，旨在強化政府監(jiān)管職能，實現(xiàn)相關(guān)監(jiān)管部門對不動產(chǎn)接入、登記、發(fā)證等環(huán)節(jié)的全程控制，對各種成果數(shù)據(jù)進行統(tǒng)一檢查與管理[11]。4）預(yù)警預(yù)報。在對海量不動產(chǎn)數(shù)據(jù)進行深度挖掘的基礎(chǔ)上，結(jié)合相應(yīng)指標，對數(shù)據(jù)進行及時、科學(xué)、全面的分析，對各不動產(chǎn)的市場狀況、發(fā)展趨勢等作出準確評估與預(yù)報，為相關(guān)部門制定金融政策、加強城市管理等提供決策支撐。

4 系統(tǒng)建模

UML包含系統(tǒng)的靜態(tài)建模和動態(tài)建模，靜態(tài)建模用來描述系統(tǒng)有什么屬性、功能以及兩者之間的關(guān)系，不需要展示功能如何實現(xiàn)[8]。動態(tài)建模是對靜態(tài)建模的進一步解釋，用來描述為實現(xiàn)這些功能，系統(tǒng)需進行的通信、動作等機制。

4.1 靜態(tài)建模

通過需求建模階段的系統(tǒng)邊界分析，以及功能建模階段的子系統(tǒng)功能詳細分析，自頂向下，逐步細化，可以得到接入子系統(tǒng)、登記發(fā)證子系統(tǒng)、綜合應(yīng)用子系統(tǒng)、系統(tǒng)設(shè)置子系統(tǒng)的用例圖見下圖3所示。

用例圖展示了系統(tǒng)提供的功能，類圖可以進一步對系統(tǒng)其功能內(nèi)部的結(jié)構(gòu)與關(guān)系進行補充，本文以接入子系統(tǒng)為例，該子系統(tǒng)一共有三個基本類：用戶信息類，用戶權(quán)限類，數(shù)據(jù)信息類。其中校對、質(zhì)檢信息類，反饋信息類和數(shù)據(jù)信息類是繼承關(guān)系，下圖4顯示了接入子系統(tǒng)的類圖。

4.2 動態(tài)建模

系統(tǒng)需求分析階段的動態(tài)建模主要通過順序圖和活動圖來描述系統(tǒng)的行為或動作，在動態(tài)建模中通過消息來完成對象之間的交互，通過順序圖、活動圖等來描述系統(tǒng)的行為和對象之間動態(tài)的交互關(guān)系。其中順序圖可以描述用例中對象間的消息傳遞順序，以及對象生存到滅亡的整個周期，強調(diào)時間順序和并發(fā)性。活動圖主要用來描述某一行為、方法、用例內(nèi)部等的動作過程，向用戶展示了如何實現(xiàn)某一目標的過程，強調(diào)從一個活動到另一個活動的控制流[12]。由于不動產(chǎn)登記信息管理系統(tǒng)比較復(fù)雜，本文以接入子系統(tǒng)的“數(shù)據(jù)接入”用例為例進行動態(tài)建模，其順序圖與活動圖如下圖5、6所示。

5 結(jié)束語

本文以不動產(chǎn)登記信息管理系統(tǒng)為應(yīng)用背景，結(jié)合UML用例建模，對不動產(chǎn)登記信息管理系統(tǒng)進行需求建模和系統(tǒng)建模，創(chuàng)建了系統(tǒng)的可視化系統(tǒng)模型，實現(xiàn)了系統(tǒng)設(shè)計的初步工作，從中說明UML對不動產(chǎn)動產(chǎn)登記信息管理系統(tǒng)開發(fā)的重要意義：提高需求文檔的質(zhì)量，降低與客戶溝通的難度，幫助開發(fā)人員快速、正確地理解需求并實現(xiàn)系統(tǒng)，保障系統(tǒng)開發(fā)的初始階段系統(tǒng)功能與客戶需求高度吻合，降低系統(tǒng)開發(fā)風(fēng)險、提高開發(fā)效率，提高代碼質(zhì)量。

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【通聯(lián)編輯：謝媛媛】