地理信息系统项目管理初探

摘要：研究项目管理、开发流程和开发技术管理在GIS项目中的综合应用，是目前GIS应用的快速发展的需要。本文在项目管理的基础上，以软件工程为核心，根据实践经验，提出了将两者有机结合起来，建立GIS项目管理的基本架构和关键过程管理的方法。
 关键词：地理信息系统（GIS）   项目管理   软件工程

Abstract：It is necessary for GIS application to develop fast to apply project management and the development flow and the development technical management synthetically. According to the practices, this paper proposes a framework of GIS project management and essential process which is based on project management domains and software engineering techniques.
Key words：GIS ，Project Management，Software Engineering

1. 引言
 随着GIS平台、语言、开发工具的日新月异，GIS的应用在我国出现了快速的增长。GIS项目中的技术整合和开发难度也随之不断增加，如何把控GIS项目的范围与目标、如何进行有效的组织管理、如何制定切实的计划并保证进度、以及如何进行沟通和协调等等问题，对GIS项目管理提出了严峻的挑战。本文从项目管理和软件工程的角度出发，结合对GIS项目管理的实践经验，对GIS项目的开发管理进行了探讨。
2. GIS项目的特点
 对于GIS项目来讲，其空间数据信息的复杂性非常高，项目的范围也很广泛。地理信息系统是与空间位置信息密切相关的信息系统，每块空间数据与系统中的其他空间数据存在着各种复杂的空间几何关系和拓扑分布关系。同时，GIS项目的覆盖范围包括：自然资源、环境利用、国土利用、城市规划，建筑物结构、以及交通服务等等。随着GIS应用的增长，GIS在各种的管理信息系统中的应用比重越来越大，其复杂性和项目管理难度相对其他IT项目也存在明显的差异。比如GIS应用系统必须支持各种业务流程处理、管理各种非空间信息与空间数据信息之间的关系，并且要能将地理信息系统集成或整合到各种MIS、OA等专业化的管理信息系统中。
 由于技术复杂、项目管理难度高和客观的项目资源（如人员、时间、费用）的限制等带来的一系列困难，GIS项目的失败几率也随之增大。针对于GIS项目管理的实施必须借助于项目管理知识和软件工程技术，来妥善的组织管理各种资源，将项目管理和软件工程互相融合渗透，以达到提高软件质量和项目成功率的统一目标。
3. GIS项目管理
 以GIS的发展来看，技术一直是研究、开发的核心，由于地理空间数据的独特性和技术复杂性，在GIS项目中解决技术问题往往是最困难的、最需要优先考虑的。这在很大程度上迫使GIS项目管理从技术的角度考虑项目，把项目的重点放在解决技术问题上。然而，针对一个项目来讲，其目标是要在一定的资源限制和时间约束下，来满足项目范围内的要求和完成质量目标。过多的追求先进的技术和采用超范围的功能，容易造成项目范围和目标的偏离。项目管理人员和项目开发人员往往从不同的专业视角从发，对项目生命周期和开发生命周期产生不同的理解，经常造成项目管理和开发流程上的矛盾与冲突。为了解决这个问题，笔者认为可以以项目管理的领域知识和五个过程阶段作为GIS项目管理的底层框架。以软件工程的软件开发方法作为项目管理中执行阶段的具体实现，将项目生命周期和软件开发生命周期有机的结合到一起，来处理项目组织管理和软件开发技术之间复杂与互动的关系。见图1。
 GIS项目管理是要在预定的范围、时限、费用的约束下，满足项目需求并达到项目质量目标。必须有专门的项目部门或管理人员负责，使用必要的项目管理知识、技术、工具，并将他们合理的运用到项目启动、计划、执行、控制和收尾五个过程阶段中，使项目能够完成最终的目标。这五个阶段在计划、执行与控制之间是一个循环处理的过程。同时，为了保证各阶段的平稳演进和阶段内工作的顺利进行，必须在项目流程中强化项目管理部门和项目经理之间的沟通协调机制。虽然项目管理是GIS项目的基础框架，但最终交付的还是符合要求的GIS软件产品，所以GIS项目管理不可能脱离软件开发流程管理。软件工程是借鉴传统行业的工程原则、方法，来开发软件，以求达到提高质量、降低成本的目的。软件工程使用工程学的知识规定软件开发的流程、分析模型、设计方法、编程规范、测试评估及运行维护来指导开发人员的工作，在GIS项目管理过程中，以项目生命周期作为GIS项目的管理参考模型，在启动、计划和控制阶段内与软件开发生命周期的相应阶段对应，如立项、开发计划、变更控制等。在项目执行阶段嵌入软件需求分析、设计、编程实现、测试过程，并以迭代化的方式进行快速应用开发。项目收尾阶段与软件生命周期的最后一次迭代的测试与运行维护相重合。GIS开发在GIS项目生命周期结束时也随之结束。这样使开发生命周期与项目生命周期相互结合，在充分考虑GIS开发的产出结果与整个项目生命周期的关系的情况下，强调GIS以项目管理为基础，以软件工程为核心，引入项目管理和软件工程有机结合的概念，强化项目中的沟通机制。让项目参与人员在进行开发的同时，积极参与到项目管理工作中去，形成一个技术与管理有序结合的协作环境。
 3.1. 项目组织
 GIS项目实施之前必须建立相应的项目管理组织架构，加强项目参与人员与项目管理人员之间的沟通协调，来促进项目的顺利开展。通常GIS项目都会由多个部门多个人员共同参与，所以项目的组织架构必须能够保证项目团队的组织管理与沟通的顺畅。强矩阵型组织针对技术复杂、时间相对紧迫的项目是一种很有效的组织结构，在西方国家被普遍采用。见图2。引进这种组织结构，对处在快速发展中的GIS项目来说，具有非常现实的意义。

 在强矩阵型组织架构中设立了与各业务部门平行的专门的项目管理部门。该部门负责从项目生命周期的角度出发对GIS项目进行全面项目管理。项目管理部门通过与项目经理的沟通，进行项目状态监测和实施项目控制。在项目启动、计划、执行、控制和收尾每个阶段建立项目沟通报告与联系。项目管理部门负责对多个GIS项目的项目管理工作，这是一项长期的需要不断积累、优化和改善的项目基础管理工作。同时，强矩阵型组织架构强调项目经理的核心作用。项目经理作为项目执行阶段的主要负责人，由他来负责整个项目执行阶段的管理行为，制定开发计划、组织人力资源、控制协调、进行沟通，并带领项目团队共同完成项目目标。目前在国内GIS项目经理多数是由技术专家来担任，这种方法有效的屏蔽了开发人员的技术思想障碍，通过技术方面的说服力可以提升项目沟通效果，使项目成员对项目管理行为有统一的认识理解。同时作为技术专家的项目经理，在软件的工程化开发方法方面也会有比较丰富的经验。在项目执行阶段项目经理可以采用合适的快速应用开发方法来提高开发效率和软件质量。但是，技术专家型的项目经理往往对项目管理知识了解较少，所以必须由相应专门的项目管理部门对其项目管理工作进行辅助管理来保证项目目标和技术应用之间的协调统一。
 3.2. 沟通管理
 沟通和协调对项目的顺利实施、进展和最终成功具有重要意义。沟通和协调管理涉及参与项目的所有部门及人员，又分布于项目团队内部。其中，项目经理的沟通和协调能力最为关键。沟通的目的是把项目相关的信息及时准确的通知每一个项目相关的人员，使成员在项目成败的关键点上取得一致的意见。沟通和协调的结果一定是各方形成合力，解决存在的问题，推动项目的前进。广东南方数码科技有限公司的GIS项目沟通关系如表1。
 表1 项目沟通关系

 从本质上讲沟通是要确定 “谁在什么时间需要什么样的信息及如何传送”。沟通管理必须依据组织架构确定项目相关人员在何时必须提供给其他人员的项目信息和阶段产物。沟通可以通过网络、电话、传真、E_mail等方式进行定期会议或联系报告。比如项目管理部门协同项目经理以周期工作例会和不定期工作会议的形式对项目状态和进展情况进行沟通协调。周期工作例会可分为每周例会和每月例会。南方数码科技有限公司为保证项目进度正常有序的进行，在项目实施过程中要求项目参与人员每日向项目经理提交《项目执行情况日报表》，由项目经理每周向项目管理部门总工办提交《项目执行情况周报表》。项目经理每月还要制定《月度工作计划》和上月《月度工作完成情况》等项目状态沟通联系报告。
 3.3. 开发流程管理
 3.3.1. 项目启动
 项目的启动阶段通过公关立项、可行性分析、标书制定及合同签署等一系列的项目活动展开。立项过程中必须确定系统的目标，给出资金预算和概要的业务需求。可行性分析对项目开发中的必要性部分和可能性部分进行划分，并由此界定项目的范围。
 在启动阶段项目经理必须考虑合适的开发策略。由领导层提供必要的资金保证，配备开发和管理人员，以确保项目执行阶段的各个环节能顺利地实现。
 3.3.2. 项目计划
 项目计划是为了规范整个项目的开发过程及资源、开发进度和完成时间，确定软件开发的各个阶段，规定每一个阶段的活动、阶段产品、验证步骤及完成准则的项目规划管理。在可行性分析之后，项目计划将贯穿需求分析、设计、编程实现、测试、维护等软件工程的各个环节。项目计划是建立在工作分解结构的基础上，考虑各项任务的优先次序，结合项目组织结构进行资源分配，最后自底向上的估算出完成每项任务的时限和整个项目所需的耗时。并最终形成一份合理的项目进程表，使所有项目相关人员任务明确、步调一致，促使大家共同准时地完成各自任务的同时能够相互配合完成整个项目。
 项目计划制定的方法和原则：
 （1）制定项目计划最好是项目经理。项目经理最了解项目的技术难度、资源需求。由项目经理制定的项目计划更贴近技术要求和合理的资源分派，容易得到开发团队的认同和领导层支持。
 （2）进度安排要符合优先次序和并行化开展的原则。项目的开展应首先选择技术难度高对项目影响大的任务，先解决基础结构性的问题，将项目的技术风险尽量降到最低。其次，有些任务在项目中相对比较独立，与其他任务关系不大，可以考虑同时开展，不一定要按业务顺序进行。并行化的结果就是可以很大程度上缩减项目工期。
 （3）项目必须设定阶段性的里程碑。GIS的成果是对现实地理空间信息进行抽象模拟的思维产物。里程碑有助于阶段性的验证对现实的模拟效果。同时对项目成员来讲，里程碑也是阶段性成果和项目进展的客观表现。考虑GIS项目的技术复杂性，整个项目应该分阶段的进行稳定化后，再进入到下一个阶段，以局部的控制来保证整体的平稳。项目在阶段内可能发生的内部交互碰撞或外部影响，在里程碑处都必须稳定下来。项目成员和管理人员比须要重新审查本阶段的结果和进度，维护计划中各项任务之间的同步。
 （4）进度表中必须留有缓冲时间。Microsoft公司的一些开发小组在开发计划中制定了“50% 缓冲规则”。根据在南方数码多年的GIS项目管理经验，笔者认为GIS项目开发宜用“2460规则”。即按照每24个小时必须有一个有效进度反馈，60%的时间完成工作，预留40%时间进行测试和项目管理。这样才可能达到项目要求。所以分配任务时间时要以最大时间的60%计算，预留40%的缓冲。
 3.3.3. 项目执行
 由于GIS项目涉及业务面广、技术复杂性高、开发时间短，在执行阶段主要是采用软件工程的快速应用开发方法。
 快速应用开发方法源自于数学中求解方程近似解的快速收敛序列算法。他是以一种反复迭代的方式，得到最终较为精确解的过程。在GIS项目中往往用户需求不确定，并且在开发过程中经常变动。快速应用开发方法通过 “小步快走”的开发方式，细化项目目标，把项目工作分解成为更小的任务，以较快的速度进行开发。借助用户在每一阶段的参与和体验，逐步明晰用户需求，分步开发来完成项目。
 快速应用开发方法以需求分析->设计->编码实现->测试为基本的迭代单元。每次迭代发布一个版本，这样大大降低了GIS开发中的潜在风险。但同时，快速应用开发方法对项目管理工作提出了更高的要求。每一次迭代实质上就是一个小型的项目管理，也要通过项目管理的五个阶段进行管理。见图1。每次迭代都必须有明确目标和阶段性的评估标准。在每次迭代前都要根据项目的当前状态和要达到的阶段性目标制定计划，执行阶段以软件工程的瀑布模型为基础，采取简化设计快速编写实现代码的开发技术。迭代完成后对结果进行测量和评估，并以此为依据制定下一次迭代的目标、计划再次开展管理工作。
 3.3.4. 项目控制
 项目控制是为了保证项目按照预期的目标推进，必须对项目的运行情况和输出进行持续的跟踪监控，收集各种项目进展信息，对收集的信息进行分析，与预期的项目目标进行比较，在出现偏差时及时分析偏差原因，制定有效的纠正预防措施的项目管理活动。
 GIS项目的特点是渐进明晰的。所以，尽管已经明确了项目目标，制定了项目计划。如果不对项目计划进行跟踪监测，及时调整，就无法保证项目按照计划实施。
 项目控制的对象不仅是阶段产物，更要针对分解后的任务，这样的控制才会取得应有的效果。考虑GIS项目的特点，一般由项目管理部门进行阶段性的项目监控，由项目经理进行迭代阶段内局部的项目监测控制。
 阶段成果的测试准则就是判断阶段成果是否符合要求的标准。对多数GIS应用项目来讲，最原始依据是合同。以及由合同引伸出的技术标准规范、需求规格说明书、设计说明书、测试计划等等。
 项目进展状态的反馈信息包括沟通管理中规定的定期汇报信息和项目管理人员不定期地收集的项目相关信息。定期汇报信息应包括：项目当前状态、阶段计划内完成的工作和准备完成的工作（包括已经解决的问题、遗留未解决的问题、新出现的问题、需要客户、领导层、相关部门等协调解决的问题）。项目管理部门根据项目经理的汇报进行汇总统计，判断项目是否出现偏差。并与项目计划，开发标准，技术规范进行对比分析，确定这些偏差是在合理的范围、可接受的范围、还是应当尽快采取纠正措施。分阶段地对里程碑的结果进行验证，可以及早发现项目实施结果和计划预期结果之间的差距，以便尽快采取补救措施进行项目控制和调整。
4. 结论
 国内的GIS研究与开发与国外相比还有较大的差距，一方面我们应该加大技术研究和应用开发的力度，另一方面，应着重考虑如何将项目管理、开发流程和开发技术管理三方面有机的结合到一起，在GIS项目管理中综合应用，从而为技术研究和应用开发提供一个适宜研发的组织架构和项目管理平台。本文简要的对GIS项目管理进行了探讨。目的是以实践的经验，结合项目管理知识和软件工程技术，为大家提供一个GIS项目管理的研究基础。

参考文献
孔云峰，GIS项目管理框架讨论，计算机工程与应用，2006.03，24-27
Hans Bestebreurtje, GIS PROJECT MANAGEMENT，Manchester Metropolitan University MSc Thesis，1997
Mark J.Christensen, Richard H.Thayer, The Project Manager’s Guide to Software Engineering’s Best Practices, Wiley-IEEE Computer Society Pr; 27, 2002
乔东, 项目管理与软件工程,