地理信息系統項目管理初探

摘要：研究項目管理、開發流程和開發技術管理在GIS項目中的綜合應用，是目前GIS應用的快速發展的需要。本文在項目管理的基礎上，以軟件工程為核心，根據實踐經驗，提出了將兩者有機結合起來，建立GIS項目管理的基本架構和關鍵過程管理的方法。
 關鍵詞：地理信息系統（GIS）   項目管理   軟件工程

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
 隨著GIS平臺、語言、開發工具的日新月異，GIS的應用在我國出現了快速的增長。GIS項目中的技術整合和開發難度也隨之不斷增加，如何把控GIS項目的范圍與目標、如何進行有效的組織管理、如何制定切實的計劃并保證進度、以及如何進行溝通和協調等等問題，對GIS項目管理提出了嚴峻的挑戰。本文從項目管理和軟件工程的角度出發，結合對GIS項目管理的實踐經驗，對GIS項目的開發管理進行了探討。
2. GIS項目的特點
 對于GIS項目來講，其空間數據信息的復雜性非常高，項目的范圍也很廣泛。地理信息系統是與空間位置信息密切相關的信息系統，每塊空間數據與系統中的其他空間數據存在著各種復雜的空間幾何關系和拓撲分布關系。同時，GIS項目的覆蓋范圍包括：自然資源、環境利用、國土利用、城市規劃，建筑物結構、以及交通服務等等。隨著GIS應用的增長，GIS在各種的管理信息系統中的應用比重越來越大，其復雜性和項目管理難度相對其他IT項目也存在明顯的差異。比如GIS應用系統必須支持各種業務流程處理、管理各種非空間信息與空間數據信息之間的關系，并且要能將地理信息系統集成或整合到各種MIS、OA等專業化的管理信息系統中。
 由于技術復雜、項目管理難度高和客觀的項目資源（如人員、時間、費用）的限制等帶來的一系列困難，GIS項目的失敗幾率也隨之增大。針對于GIS項目管理的實施必須借助于項目管理知識和軟件工程技術，來妥善的組織管理各種資源，將項目管理和軟件工程互相融合滲透，以達到提高軟件質量和項目成功率的統一目標。
3. GIS項目管理
 以GIS的發展來看，技術一直是研究、開發的核心，由于地理空間數據的獨特性和技術復雜性，在GIS項目中解決技術問題往往是最困難的、最需要優先考慮的。這在很大程度上迫使GIS項目管理從技術的角度考慮項目，把項目的重點放在解決技術問題上。然而，針對一個項目來講，其目標是要在一定的資源限制和時間約束下，來滿足項目范圍內的要求和完成質量目標。過多的追求先進的技術和采用超范圍的功能，容易造成項目范圍和目標的偏離。項目管理人員和項目開發人員往往從不同的專業視角從發，對項目生命周期和開發生命周期產生不同的理解，經常造成項目管理和開發流程上的矛盾與沖突。為了解決這個問題，筆者認為可以以項目管理的領域知識和五個過程階段作為GIS項目管理的底層框架。以軟件工程的軟件開發方法作為項目管理中執行階段的具體實現，將項目生命周期和軟件開發生命周期有機的結合到一起，來處理項目組織管理和軟件開發技術之間復雜與互動的關系。見圖1。
 GIS項目管理是要在預定的范圍、時限、費用的約束下，滿足項目需求并達到項目質量目標。必須有專門的項目部門或管理人員負責，使用必要的項目管理知識、技術、工具，并將他們合理的運用到項目啟動、計劃、執行、控制和收尾五個過程階段中，使項目能夠完成最終的目標。這五個階段在計劃、執行與控制之間是一個循環處理的過程。同時，為了保證各階段的平穩演進和階段內工作的順利進行，必須在項目流程中強化項目管理部門和項目經理之間的溝通協調機制。雖然項目管理是GIS項目的基礎框架，但最終交付的還是符合要求的GIS軟件產品，所以GIS項目管理不可能脫離軟件開發流程管理。軟件工程是借鑒傳統行業的工程原則、方法，來開發軟件，以求達到提高質量、降低成本的目的。軟件工程使用工程學的知識規定軟件開發的流程、分析模型、設計方法、編程規范、測試評估及運行維護來指導開發人員的工作，在GIS項目管理過程中，以項目生命周期作為GIS項目的管理參考模型，在啟動、計劃和控制階段內與軟件開發生命周期的相應階段對應，如立項、開發計劃、變更控制等。在項目執行階段嵌入軟件需求分析、設計、編程實現、測試過程，并以迭代化的方式進行快速應用開發。項目收尾階段與軟件生命周期的最后一次迭代的測試與運行維護相重合。GIS開發在GIS項目生命周期結束時也隨之結束。這樣使開發生命周期與項目生命周期相互結合，在充分考慮GIS開發的產出結果與整個項目生命周期的關系的情況下，強調GIS以項目管理為基礎，以軟件工程為核心，引入項目管理和軟件工程有機結合的概念，強化項目中的溝通機制。讓項目參與人員在進行開發的同時，積極參與到項目管理工作中去，形成一個技術與管理有序結合的協作環境。
 3.1. 項目組織
 GIS項目實施之前必須建立相應的項目管理組織架構，加強項目參與人員與項目管理人員之間的溝通協調，來促進項目的順利開展。通常GIS項目都會由多個部門多個人員共同參與，所以項目的組織架構必須能夠保證項目團隊的組織管理與溝通的順暢。強矩陣型組織針對技術復雜、時間相對緊迫的項目是一種很有效的組織結構，在西方國家被普遍采用。見圖2。引進這種組織結構，對處在快速發展中的GIS項目來說，具有非常現實的意義。

 在強矩陣型組織架構中設立了與各業務部門平行的專門的項目管理部門。該部門負責從項目生命周期的角度出發對GIS項目進行全面項目管理。項目管理部門通過與項目經理的溝通，進行項目狀態監測和實施項目控制。在項目啟動、計劃、執行、控制和收尾每個階段建立項目溝通報告與聯系。項目管理部門負責對多個GIS項目的項目管理工作，這是一項長期的需要不斷積累、優化和改善的項目基礎管理工作。同時，強矩陣型組織架構強調項目經理的核心作用。項目經理作為項目執行階段的主要負責人，由他來負責整個項目執行階段的管理行為，制定開發計劃、組織人力資源、控制協調、進行溝通，并帶領項目團隊共同完成項目目標。目前在國內GIS項目經理多數是由技術專家來擔任，這種方法有效的屏蔽了開發人員的技術思想障礙，通過技術方面的說服力可以提升項目溝通效果，使項目成員對項目管理行為有統一的認識理解。同時作為技術專家的項目經理，在軟件的工程化開發方法方面也會有比較豐富的經驗。在項目執行階段項目經理可以采用合適的快速應用開發方法來提高開發效率和軟件質量。但是，技術專家型的項目經理往往對項目管理知識了解較少，所以必須由相應專門的項目管理部門對其項目管理工作進行輔助管理來保證項目目標和技術應用之間的協調統一。
 3.2. 溝通管理
 溝通和協調對項目的順利實施、進展和最終成功具有重要意義。溝通和協調管理涉及參與項目的所有部門及人員，又分布于項目團隊內部。其中，項目經理的溝通和協調能力最為關鍵。溝通的目的是把項目相關的信息及時準確的通知每一個項目相關的人員，使成員在項目成敗的關鍵點上取得一致的意見。溝通和協調的結果一定是各方形成合力，解決存在的問題，推動項目的前進。廣東南方數碼科技有限公司的GIS項目溝通關系如表1。
 表1 項目溝通關系

 從本質上講溝通是要確定 “誰在什么時間需要什么樣的信息及如何傳送”。溝通管理必須依據組織架構確定項目相關人員在何時必須提供給其他人員的項目信息和階段產物。溝通可以通過網絡、電話、傳真、E_mail等方式進行定期會議或聯系報告。比如項目管理部門協同項目經理以周期工作例會和不定期工作會議的形式對項目狀態和進展情況進行溝通協調。周期工作例會可分為每周例會和每月例會。南方數碼科技有限公司為保證項目進度正常有序的進行，在項目實施過程中要求項目參與人員每日向項目經理提交《項目執行情況日報表》，由項目經理每周向項目管理部門總工辦提交《項目執行情況周報表》。項目經理每月還要制定《月度工作計劃》和上月《月度工作完成情況》等項目狀態溝通聯系報告。
 3.3. 開發流程管理
 3.3.1. 項目啟動
 項目的啟動階段通過公關立項、可行性分析、標書制定及合同簽署等一系列的項目活動展開。立項過程中必須確定系統的目標，給出資金預算和概要的業務需求。可行性分析對項目開發中的必要性部分和可能性部分進行劃分，并由此界定項目的范圍。
 在啟動階段項目經理必須考慮合適的開發策略。由領導層提供必要的資金保證，配備開發和管理人員，以確保項目執行階段的各個環節能順利地實現。
 3.3.2. 項目計劃
 項目計劃是為了規范整個項目的開發過程及資源、開發進度和完成時間，確定軟件開發的各個階段，規定每一個階段的活動、階段產品、驗證步驟及完成準則的項目規劃管理。在可行性分析之后，項目計劃將貫穿需求分析、設計、編程實現、測試、維護等軟件工程的各個環節。項目計劃是建立在工作分解結構的基礎上，考慮各項任務的優先次序，結合項目組織結構進行資源分配，最后自底向上的估算出完成每項任務的時限和整個項目所需的耗時。并最終形成一份合理的項目進程表，使所有項目相關人員任務明確、步調一致，促使大家共同準時地完成各自任務的同時能夠相互配合完成整個項目。
 項目計劃制定的方法和原則：
 （1）制定項目計劃最好是項目經理。項目經理最了解項目的技術難度、資源需求。由項目經理制定的項目計劃更貼近技術要求和合理的資源分派，容易得到開發團隊的認同和領導層支持。
 （2）進度安排要符合優先次序和并行化開展的原則。項目的開展應首先選擇技術難度高對項目影響大的任務，先解決基礎結構性的問題，將項目的技術風險盡量降到最低。其次，有些任務在項目中相對比較獨立，與其他任務關系不大，可以考慮同時開展，不一定要按業務順序進行。并行化的結果就是可以很大程度上縮減項目工期。
 （3）項目必須設定階段性的里程碑。GIS的成果是對現實地理空間信息進行抽象模擬的思維產物。里程碑有助于階段性的驗證對現實的模擬效果。同時對項目成員來講，里程碑也是階段性成果和項目進展的客觀表現。考慮GIS項目的技術復雜性，整個項目應該分階段的進行穩定化后，再進入到下一個階段，以局部的控制來保證整體的平穩。項目在階段內可能發生的內部交互碰撞或外部影響，在里程碑處都必須穩定下來。項目成員和管理人員比須要重新審查本階段的結果和進度，維護計劃中各項任務之間的同步。
 （4）進度表中必須留有緩沖時間。Microsoft公司的一些開發小組在開發計劃中制定了“50% 緩沖規則”。根據在南方數碼多年的GIS項目管理經驗，筆者認為GIS項目開發宜用“2460規則”。即按照每24個小時必須有一個有效進度反饋，60%的時間完成工作，預留40%時間進行測試和項目管理。這樣才可能達到項目要求。所以分配任務時間時要以最大時間的60%計算，預留40%的緩沖。
 3.3.3. 項目執行
 由于GIS項目涉及業務面廣、技術復雜性高、開發時間短，在執行階段主要是采用軟件工程的快速應用開發方法。
 快速應用開發方法源自于數學中求解方程近似解的快速收斂序列算法。他是以一種反復迭代的方式，得到最終較為精確解的過程。在GIS項目中往往用戶需求不確定，并且在開發過程中經常變動。快速應用開發方法通過 “小步快走”的開發方式，細化項目目標，把項目工作分解成為更小的任務，以較快的速度進行開發。借助用戶在每一階段的參與和體驗，逐步明晰用戶需求，分步開發來完成項目。
 快速應用開發方法以需求分析->設計->編碼實現->測試為基本的迭代單元。每次迭代發布一個版本，這樣大大降低了GIS開發中的潛在風險。但同時，快速應用開發方法對項目管理工作提出了更高的要求。每一次迭代實質上就是一個小型的項目管理，也要通過項目管理的五個階段進行管理。見圖1。每次迭代都必須有明確目標和階段性的評估標準。在每次迭代前都要根據項目的當前狀態和要達到的階段性目標制定計劃，執行階段以軟件工程的瀑布模型為基礎，采取簡化設計快速編寫實現代碼的開發技術。迭代完成后對結果進行測量和評估，并以此為依據制定下一次迭代的目標、計劃再次開展管理工作。
 3.3.4. 項目控制
 項目控制是為了保證項目按照預期的目標推進，必須對項目的運行情況和輸出進行持續的跟蹤監控，收集各種項目進展信息，對收集的信息進行分析，與預期的項目目標進行比較，在出現偏差時及時分析偏差原因，制定有效的糾正預防措施的項目管理活動。
 GIS項目的特點是漸進明晰的。所以，盡管已經明確了項目目標，制定了項目計劃。如果不對項目計劃進行跟蹤監測，及時調整，就無法保證項目按照計劃實施。
 項目控制的對象不僅是階段產物，更要針對分解后的任務，這樣的控制才會取得應有的效果。考慮GIS項目的特點，一般由項目管理部門進行階段性的項目監控，由項目經理進行迭代階段內局部的項目監測控制。
 階段成果的測試準則就是判斷階段成果是否符合要求的標準。對多數GIS應用項目來講，最原始依據是合同。以及由合同引伸出的技術標準規范、需求規格說明書、設計說明書、測試計劃等等。
 項目進展狀態的反饋信息包括溝通管理中規定的定期匯報信息和項目管理人員不定期地收集的項目相關信息。定期匯報信息應包括：項目當前狀態、階段計劃內完成的工作和準備完成的工作（包括已經解決的問題、遺留未解決的問題、新出現的問題、需要客戶、領導層、相關部門等協調解決的問題）。項目管理部門根據項目經理的匯報進行匯總統計，判斷項目是否出現偏差。并與項目計劃，開發標準，技術規范進行對比分析，確定這些偏差是在合理的范圍、可接受的范圍、還是應當盡快采取糾正措施。分階段地對里程碑的結果進行驗證，可以及早發現項目實施結果和計劃預期結果之間的差距，以便盡快采取補救措施進行項目控制和調整。
4. 結論
 國內的GIS研究與開發與國外相比還有較大的差距，一方面我們應該加大技術研究和應用開發的力度，另一方面，應著重考慮如何將項目管理、開發流程和開發技術管理三方面有機的結合到一起，在GIS項目管理中綜合應用，從而為技術研究和應用開發提供一個適宜研發的組織架構和項目管理平臺。本文簡要的對GIS項目管理進行了探討。目的是以實踐的經驗，結合項目管理知識和軟件工程技術，為大家提供一個GIS項目管理的研究基礎。

參考文獻
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Hans Bestebreurtje, GIS PROJECT MANAGEMENT，Manchester Metropolitan University MSc Thesis，1997
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