（一）系统功能结构

农用地分等信息系统的基本功能是为专项土地评价服务，并结合土地管理工作，实现农用地分等工作的信息化、一体化。系统在开发设计中，依据要实现的目的和针对的用户对象，设定四大类功能模块：系统管理维护功能、日常业务管理功能、农用地分等专项功能及专家支持功能模块。系统功能结构见图3-85。

1.系统管理维护功能模块

该模块面向的是系统的超级用户，主要实现系统的运行维护，包括工作用户的增删、用户密码和相应权限的设定；目录文件系统的统筹管理；系统用户的操作培训以及提供相关的帮助文件；数据标准的定义及接口；系统的功能扩展等。

2.日常业务功能模块

该模块在实现空间数据和属性数据绑定的基础上，实施日常国土资源管理工作，包括一般的空间数据查询，既能从空间查询到相关的属性，也能从属性实现精确的空间定位显示；根据工作的需要对属性数据库进行输入、更新等编辑操作；对研究区农用地等别及其相关面积属性按照行政级别进行相应的分类汇总、报表输出。日常业务功能模块区别于分等专项功能模块，它是信息系统的一个常用又不可或缺的部分，它面向的对象是一般操作用户。

3.农用地分等专项功能模块

该模块在GIS支撑下实现空间数据和属性数据的动态链接，实现分等的多个子功能：根据农业区划、作物的适宜性以及表现出来的区域差异性，划分农用地分等指标控制区；构建分等因素指标体系，运用定性、定量法或两者结合来选取分等因素并确定分等因素权重值；分等因素指标分值量化，建立相应的分等因素分值隶属函数；计算分析指定作物的投入－产出数据，划定作物的土地利用系数等值区和土地经济系数等值区，得到作物的土地利用系数和土地经济系数；计算农用地的自然质量等指数、利用等指数和经济等指数，从而最终实现对农用地等别的划分。此功能面向土地评价专业人员。

图3-85江苏省农用地分等信息系统功能结构图

4.专家支持功能模块

该模块采取开放式设计，应用互逆的推理和反馈机制，能根据专家知识的推理情况以及系统对专家知识的反馈进行知识库的调整。也就是通过有着丰富的土地评价相关知识和经验的专家，把相关的知识和经验以知识库的形式表达和存储，同时利用这些专家知识对现有的项目进行推理的过程。本系统中充分利用专家知识，允许系统操作人员根据实际情况动态增加或减少参评的分等因素，并对相关分等因素赋权重，同时参照专家知识对每个分等因素进行量化，从而实现系统的柔性设计。

（二）分等专项功能模块功能构成

系统分等专项功能模块在农用地资源分等中将实现如下具体功能。

1.初始参数的输入

系统提供“省、农业区划→市→县（区）→乡镇”的组合框：

中国耕地质量等级调查与评定（江苏卷）

用户可选择不同的行政级别和区域范围来输入与更新属性数据库。其中，作物产量比系数（如江苏省以水稻为基准作物，则指定作物小麦对水稻的产量比系数为1.3）可按全省范围一次性输入；作物的光温生产潜力根据国土资源部提供的标准，要求按县级行政范围输入。

2.查询与更新

可按全省或市或县的行政范围调入评价单元数据库，进行原始数据的浏览更新；同步刷新相对应的单元图层，既能实现从属性数据到单元图层的空间定位，也能根据单元图层逆向查询提取相关的属性数据。

3.因素质量评价体系的建立

江苏省农用地分等采用的是定量化的分等因素评价体系，建立评价因素指标值－质量分值的分段连续隶属函数，同时指标体系作为一种动态库允许专家用户根据相关经验和知识进行调整，体现系统设计的柔性化。首先，从评价因素组合框中选择单个评价因素，系统从单元库中读取评价因素的数据，分别以表格和频率直方图的形式表达；然后，专家用户可根据知识经验在频率直方图上通过曲线拐点来调整作物适应性的临界点，从而建立起完整的隶属函数，或者直接在表格中输入作物适应性临界点的上下限。

4.作物的投入－产出分析

建立以乡镇为基本分析单位的作物投入－产出数据库。系统分别实现了计算作物产量→选择本区域内合理的产量最大值→计算初始土地利用系数（土地经济系数）→划分土地利用系数（土地经济系数）等值区→根据图形显示的结果调整土地利用系数（土地经济系数）等值区→重新计算等值区土地利用系数（土地经济系数）。本功能有三个特点：①系统提供“农业区划→省→市→县（区）→乡镇”的组合框，计算“区域内合理的作物产量最大值”时必须先选择相应的区域范围。以江苏省南通市海门县为例，由于当地的农业耕作制度不同于南通市域的整体情况，海门县的土地利用系数、土地经济系数的计算和等值区的划分都是在县域范围内进行的，而其他则在市域范围内统一计算划分；②建立“初始土地利用系数”“初始土地经济系数”的频率直方图，以直观的图表来划分系数的等值区；③等值区表格和乡镇图层相结合，初步划分等值区后，同步在图层上显示，根据农业生产具有区域性和地带完整性特点，通过图示效果调整个别乡镇的等值区。

5.等别计算

江苏全省分为6大农用地分等指标区，每个指标区都有各自的指标评价体系。系统建立了6大区的指标体系库，调用分等单元数据，通过判定每个分等单元的指标区归属情况，运用不同的评价体系计算分等因素的农用地自然质量等指数、利用等指数和经济等指数。

读取农用地自然质量等指数、利用等指数和经济等指数数据，分别建立其相应的频率直方图，通过判读频率直方图得出等别划分的标准并输入，系统将根据标准重新划定等别，在图层上同步显示等别的结果，根据农用地质量的连续性和过渡性，结合相关的资料判读，并修正不合理的分等单元等别。

6.分类统计和输出

提供从省→市→县（区）→乡镇不同行政级别的分类统计功能，有利于国土资源管理部门根据行政范围进行相关的统计，包括评价单元个数、等别范围、等别区域分布差异、各等别面积统计等，也有利于制作相关的报表和专题信息图并输出。

软件设计是从软件需求规格说明书出发，根据需求分析阶段确定的功能设计软件系统的整体结构、划分功能模块、确定每个模块的实现算法以及编写具体的代码，形成软件的具体设计方案

软件设计是把许多事物和问题抽象起来，并且抽象它们不同的层次和角度。将问题或事物分解并模块化使得解决问题变得容易，分解的越细模块数量也就越多，它的副作用就是使得设计者考虑更多的模块之间耦合度的情况

软件设计是从软件需求规格说明出发，形成软件的具体设计方案的过程，也就是说在需求分析阶段明确软件是“做什么”的基础上，解决软件“怎么做”的问题。结构化设计方将把软件设计分为概要设计和详细设计两个阶段。概要设计的主要任务是，通过分析需求规格说明对软件进行功能分解，确定软件的总体结构；详细设计阶段确定每个模块功能所需要的算法和数据结构，设计出每个模块的逻辑结构。软件设计阶段结束时的工作成果是软件设计说明书，它描述软件系统的组成模块结、模块间的调用关系，以及每个模块的输入、输出和详细的过程描述

设计基础

软件设计的基本目标是用比较抽象、概括的方式确定目标系统如何完成预定的任务，软件设计是确定系统的物理模型。软件设计是开发阶段最重要的步骤，是将需求准确地转化为完整的软件产品或系统的唯一途径[4]。

从技术观点上看，软件设计包括软件结构设计、数据设计、接口设计、过程设计

(1)结构设计定义软件系统各主要部件之间的关系

(2)数据设计将分析时创建的模型转化为数据结构的定义；

(3)接口设计描述软件内部、软件和协作系统之间及软件与人之间如何通信

(4)过程设计则把系统结构部件较换为软件的过程性描述

软件设计

基本原理

(1)抽象

软件设计中考虑模块化解决方案时，可以定出多个抽象级别。抽象的层次从概要设计到详细设计逐步降低

(2)模块化

模块是指把一个待开发的软件分解成若干小的简单的部分。模块化是指解决一个复杂问题时自顶向下逐层把软件系统划分成若干模块的过程

(3)信息隐蔽

信息隐蔽是指在一个模块内包含的信息(过程或数据)，对于不需要这些信息的其他模块来说是不能访问的

(4)模块独立性

模块独立性是指每个模块只完成系统要求的独立子功能，并且与其他模块的联系最少且接口简单。模块的独立程度是评价设计好坏的重要度量标准。衡量软件的模块独立性使用耦合性和内聚性两个定性的度量标准。内聚性是信息隐蔽和局部化概念的自然扩展。一个模块的内聚性越强，则该模块的独立性越强。一个模块与其他模块的耦合性越强则该模块的独立性越弱。

内聚性是度量一个模块功能强度的一个相对指标。内聚是从功能角度来衡量模块的联系，它描述的是模块内的功能联系。内聚有如下种类：偶然内聚、逻辑内聚、时间内聚、过程内聚、通信内聚、顺序内聚、功能内聚。它们之间的内聚度由弱到强排列[4]。

耦合性是模块之间互相连接的紧密程度的度量。耦合性取决于各个模块之间接口的复杂度、调用方式及哪些信息通过接口。耦合可以分为下列几种：内容耦合、公共耦合、外部耦合，控制耦合、标记耦合、数据耦合、非直接耦合。它们之间的耦合度由高到低排列

模块化设计：它将一个复杂的系统或产品分解为许多相对独立的、具有特定功能的模块。

1、模块化

模块化设计将整个系统或产品分解为具有特定功能的模块。每个模块都是一个相对独立的单元，可以单独设计、开发和测试。模块之间的接口和通信方式需要遵循一定的标准规范，以保证不同模块之间的兼容性和互换性，标准化有助于减少设计错误。

2、可维护性

由于模块化设计将系统分解为独立的模块，因此在维护过程中可以单独替换或升级某个模块，而不需要对整个系统进行大规模的修改。模块化设计使得系统可以方便地进行扩展。当需要增加新功能时，只需添加新的模块，而无需对现有模块进行大幅度修改。

3、重用性

模块化设计有助于提高模块的重用性。一个模块可以在多个不同的系统或产品中使用，从而节省开发时间和成本。模块化设计是一种将复杂系统或产品分解为独立模块的设计方法，它具有模块化、标准化、可维护性、可扩展性和重用性等特点。

模块化设计在产品开发中的应用：

1、计算机硬件设计。

计算机硬件系统通常包括处理器、内存、硬盘、显示器等多个模块。通过模块化设计，这些模块可以独立设计和生产，然后通过标准接口组装成一台完整的计算机。这种设计方法简化了硬件设计过程，降低了生产成本。

2、软件开发。

模块化设计可以将复杂的软件系统分解为多个功能模块，如用户界面、数据处理、网络通信等。通过模块化设计，可以提高软件开发的效率和质量，同时方便进行功能扩展和维护。通过模块化设计，可以简化产品设计过程，提高生产效率，并方便用户根据需求定制产品。

3、提高设计效率。

模块化设计有助于降低系统的复杂性，通过独立设计和开发模块，可以提高整体设计效率。通过模块化设计，可以降低生产和维护成本，提高资源利用率，增强企业的竞争力。模块化设计有助于提高模块的重用性，重用已验证过的模块可以提高产品的可靠性和稳定性。

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