UML用例建模在不动产信息管理系统需求分析中的应用

冯梦琪 何贞铭 操金金 张金星 王丹媛

摘要：以大型地理信息系统（GIS）——不动产登记信息管理系统为例，利用UML（Unified Modeling Language），从用户角度进行系统需求分析阶段的需求建模和系统建模，以可视化的方式描述系统功能，帮助相关人员更好的理解系统功能，为下一步的系统编码奠定基础，进而说明UML在大型GIS系统的实现过程中的重要作用。

关键词：GIS;不动产登记;UML;需求分析;系统建模

中图分类号：TP391       文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2019）24-0053-03

开放科学（资源服务）标识码（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

第三次土地調查是一项重大的国情国力调查，不动产调查、登记和管理是其中非常重要的一项内容，随着城镇建设等地快速发展、不动产政策不断变更和完善，不动产变更日益频繁。传统的不动产登记模式是分散登记，各部门有自己的登记流程和信息管理系统[1-2]，导致全国不动产的共享性、系统性、联动性差，难以进行统一查询和统计分析，远远不能满足新经济水平、城镇发展背景下，更高的管理需求和社会需求。2013年至2019年以来，我国实施了一系列措施促进我国不动产信息管理工作的快速发展，推动了不动产统一化管理，2018年6月17日，我国推出全国统一的不动产登记信息管理基础平台，不动产登记体系进入全面运行阶段。

不动产登记信息管理系统属于大型GIS软件系统，可以管理、处理、分析海量空间数据，有强大的制图功能，可以直观、形象地向用户展示分析结果[3]。其功能繁多复杂、开发周期长、参与部门多，系统各部门的人员都需要有充分、清晰的沟通[4]，保证系统功能与客户要求一致。因此，相对于系统实现所需的编程技术，更重要的是需求分析、系统分析与设计阶段的系统建模。面向对象技术的核心思想是对系统进行抽象化，把复杂的功能自顶向下地逐层分解、单独处理，简化处理过程。UML是目前应用最广泛、业界公认的标准建模语言[5]。因此，结合面向对象的系统分析设计方法（OOAD）与UML，在该系统需求分析阶段进行设计与建模，从微观角度抽象出系统的各个功能模块之间的关系，建立统一的视图，统一相关人员对系统的认识，帮助开发人员快速、准确地理解客户需求。从宏观的角度保证软件开发质量，加速开发进程，降低开发成本，提高软件系统的可理解性、灵活性、可维修性、可移植性和可重用性[6]。本文以“一库三系统”中的不动产登记信息管理系统为研究对象，简要介绍UML在系统需求分析阶段中的具体应用。

2 统一建模语言

UML不仅是通用的、可视化的建模语言，也是用于对软件进行描述、可视化处理、构造和建立软件系统制品的文档，其中制品指的是软件开发过程的产物。它定义了一系列有严格语义和清晰语法的图像符号来描述软件系统，利用UML设计的软件模型，可与编程语言建立直接的映射关系[7]。

UML描述一个系统的静态结构和动态行为，帮助不同的系统开发人员从不同角度建立所需的模型，模型之间相互离散的同时又相互关联。其中静态结构定义系统中对象的属性和操作，以及这些对象之间的相互关系。动态行为定义对象的时间特性和对象为完成目标而相互进行通信的机制[7]。为了对系统进行不同方面的抽象表达，UML提供五个视图，即用例视图、逻辑视图、组件视图、部署视图、实现视图，用来显示系统的特点功能，其中用例图等用于系统的需求分析阶段，一个用例是系统的一个功能单元，是人与系统的一次需求交互[8]。

需求分析是软件开发的第一步，其成败直接决定系统成败和维护成本，并且维护成本随开发阶段的推进，成倍增效应[9]。因此需求分析阶段使用用例图主要有两个优点：1）降低软件开发风险，加快开发进程。在软件设计阶段保证系统功能与客户需求一致，把控软件质量，帮助相关人员准确地理解系统功能。 2）降低与客户交流难度。一图胜千言，通过图示法向客户直观、简介地表达系统功能等信息，便于客户审查系统功能是否与需求相一致。

3 需求分析

3.1 业务建模

不动产登记是指不动产登记机构依法将不动产权利归属和其他法定事项记载于不动产登记簿的行为。其依据《不动产登记数据库标准》《不动产权籍调查技术方案》等相关标准规程设计，在现有的各类不动产数据的基础上，结合GIS、RS、数据库等技术，让不动产的属性数据和空间数据联动起来。不动产登记信息管理系统主要面向的是政府不动产管理部门，不动产相关工作人员的日常任务主要是采集、管理、查询、维护不动产属性数据与空间数据，完成房产等数据与宗地数据的对接，办理不动产业务登记等工作，并利用不动产数据进行分析、统计与应用，以支持日常工作和重要决策。

3.2 需求建模

不动产登记信息管理系统相当于用例的边界，用来表示用例模型的作用范围，边界内部的内容是需要系统来实现的，参与者位于边界外部，负责用例的执行，不动产登记信息管理系统的边界图见图1。开发此系统应达到简化烦琐的登记过程，规范登记流程，降低手工处理带来的失误，提升工作速度与管理效率，及时共享不动产最新信息的目标[10]。针对不动产登记的业务梳理，基于其業务特征，具体的需求可以概括为：

1）不动产信息接入：不动产信息的及时上报，以及上级处理意见等的及时下发。

2）不动产信息处理：数据快速入库、编辑、删除、更新、维护等。

3）不动产信息登记：初始登记、变更登记、注销登记、更正登记等。

4）不动产信息基础应用与综合应用：数据查询与统计、空间分析、预警预报、跨部门共享等。

5）系统基础配置：权限分配、人员管理、数据安全等。

3.3 功能建模

由上述需求分析可以看出，针对不动产管理的不同业务，各部门需求有较大区别，但是系统用户可以概括为两大类：1）系统普通用户。除了系统管理员之外的系统用户都属于普通用户，其主要人员是政府各级单位的工作人员，普通用户角色可以根据部门不同、使用的子系统不同继续细分为数据管理人员、登记发证人员、系统管理人员等相关工作人员。2）系统管理员。系统的使用权限对于系统管理员全面开放，其主要职责是对系统各子系统进行综合管理、系统设置管理。综上所述，可将系统划分为五大子系统，以满足不同部门和用户的具体需求，其功能建模详见图2。

接入子系统需结合各级政府专网等网络资源，保证数据对不动产登记信息管理基础平台的实时接入，确保各级单位实现实时联动、互通共享。接入方式包括四种：省级统一接入、市级统一接入、分散接入、混合接入，通知模式采用逐级上报和逐级通知的模式[11]。下级部门产生的新数据和信息应进行数据校对，无误后及时上报至上级部门，上级部门对于有异议的数据、最新数据、最新决策应及时反馈给下级部门。

登记发证子系统主要是对土地、土地上附属物、林地等不动产进行统一的登记入薄操作，进而实现登记、受理、发证流程的信息化和规范化。业务主要分为：首次登记、变更登记、转移登记、注销登记、更正登记、异议登记、预告登记、查封登记等。

综合应用子系统结合大数据、云计算、云共享等技术，应实现对海量不动产数据的有效分析与应用。该子系统的用户是各级不动产决策部门，主要功能包括：1）统计分析。支持数据的专题统计分析、数据导出、数据展示等功能，对数据进行初步挖掘和应用，为相关部门提供决策依据。2）信息共享。基于“国土资源云”三大基础平台，充分利用云计算、大数据等主流技术，对数据进行深度挖掘和横向共享，加强不动产部门与农业、监察、财政等有关部门的互通共享，满足公众对不动产登记信息的公示、查询需求，推动数据的交流与应用的最大化。3）数据监管。该模块作为辅助支持功能模块，旨在强化政府监管职能，实现相关监管部门对不动产接入、登记、发证等环节的全程控制，对各种成果数据进行统一检查与管理[11]。4）预警预报。在对海量不动产数据进行深度挖掘的基础上，结合相应指标，对数据进行及时、科学、全面的分析，对各不动产的市场状况、发展趋势等作出准确评估与预报，为相关部门制定金融政策、加强城市管理等提供决策支撑。

4 系统建模

UML包含系统的静态建模和动态建模，静态建模用来描述系统有什么属性、功能以及两者之间的关系，不需要展示功能如何实现[8]。动态建模是对静态建模的进一步解释，用来描述为实现这些功能，系统需进行的通信、动作等机制。

4.1 静态建模

通过需求建模阶段的系统边界分析，以及功能建模阶段的子系统功能详细分析，自顶向下，逐步细化，可以得到接入子系统、登记发证子系统、综合应用子系统、系统设置子系统的用例图见下图3所示。

用例图展示了系统提供的功能，类图可以进一步对系统其功能内部的结构与关系进行补充，本文以接入子系统为例，该子系统一共有三个基本类：用户信息类，用户权限类，数据信息类。其中校对、质检信息类，反馈信息类和数据信息类是继承关系，下图4显示了接入子系统的类图。

4.2 动态建模

系统需求分析阶段的动态建模主要通过顺序图和活动图来描述系统的行为或动作，在动态建模中通过消息来完成对象之间的交互，通过顺序图、活动图等来描述系统的行为和对象之间动态的交互关系。其中顺序图可以描述用例中对象间的消息传递顺序，以及对象生存到灭亡的整个周期，强调时间顺序和并发性。活动图主要用来描述某一行为、方法、用例内部等的动作过程，向用户展示了如何实现某一目标的过程，强调从一个活动到另一个活动的控制流[12]。由于不动产登记信息管理系统比较复杂，本文以接入子系统的“数据接入”用例为例进行动态建模，其顺序图与活动图如下图5、6所示。

5 结束语

本文以不动产登记信息管理系统为应用背景，结合UML用例建模，对不动产登记信息管理系统进行需求建模和系统建模，创建了系统的可视化系统模型，实现了系统设计的初步工作，从中说明UML对不动产动产登记信息管理系统开发的重要意义：提高需求文档的质量，降低与客户沟通的难度，帮助开发人员快速、正确地理解需求并实现系统，保障系统开发的初始阶段系统功能与客户需求高度吻合，降低系统开发风险、提高开发效率，提高代码质量。

参考文献：

[1] 丁文博. 推进不动产统一登记的难点及对策[J]. 国土資源， 2017（7）.

[2] 张敬波. 我国不动产登记管理信息化建设若干问题思考_以瑞典为借鉴[J]. 信息技术论坛， 2015（5）： 29-35.

[3] 陆守一. 地理信息系统[M].北京： 高等教育出版社， 2004.

[4] 华以新. 基于UML的GIS基础软件开发管理[J]. 信息工程大学学报， 2001， 2（2）： 54-57.

[5] 许辉. 统一建模语言UML及应用[J]. 电脑知识与技术， 2009， 32（5）： 8937-8938.

[6] 李若瑶， 廖野翔， 彭颖霞， 等. UML在地质灾害管理信息系统设计中的具体应用[J]. 计算机与数字工程， 2010， 9（38）： 170-173.

[7] 郭宁. UML及建模技术[M].北京： 清华大学出版社， 2007.

[8] 谢星星， 刘小松， 王坚宁. UML统一建模教程与实验指导[M]. 北京： 清华大学出版社， 2013.

[9] 孙慧清. 软件开发的需求风险分析[J]. 计算机光盘软件与应用， 2011（13）： 138.

[10] 裴莲莲. 基于GIS技术的不动产单元管理系统设计与实现[J]. 城市勘测， 2017（5）： 75-78.

[11] 王少刚. 不动产登记信息管理平台系统功能模块探讨[J]. 西部资源， 2017（6）： 177-178.

[12] 仇学敏. 基于UML的教学质量评价系统建模研究[J]. 贵州广播电视大学学报， 2016（4）： 6-13.

【通联编辑：谢媛媛】