李淼

摘要：隨著我國地理信息產(chǎn)業(yè)的蓬勃發(fā)展，各行業(yè)空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量和復(fù)雜度迅猛提高，數(shù)據(jù)質(zhì)量的好壞關(guān)系到國計民生，地理信息質(zhì)檢軟件則為數(shù)據(jù)的正確性和可靠性提供了有力的保障。地理信息質(zhì)檢系統(tǒng)的質(zhì)量優(yōu)劣對于全面檢查、評價和保障測繪行業(yè)數(shù)據(jù)產(chǎn)品質(zhì)量等方面意義重大。軟件測試是保障軟件質(zhì)量的重要手段，文章以地理信息質(zhì)檢軟件為研究對象，主要研究針對空間數(shù)據(jù)、功能模塊和業(yè)務(wù)流程的黑盒測試方法，以及針對穩(wěn)定架構(gòu)的自動化測試方法。

關(guān)鍵詞：地理信息 質(zhì)檢系統(tǒng) 黑盒測試 穩(wěn)定架構(gòu) 自動化測試

中圖分類號：X832 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）04（a）-0013-03

近年來，我國地理信息產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，規(guī)模迅猛增長，地理信息服務(wù)已經(jīng)貫穿于國民經(jīng)濟和社會發(fā)展的各個方面，在國土資源、環(huán)境保護、交通運輸、農(nóng)林水利、公共應(yīng)急等領(lǐng)域，地理信息已經(jīng)成為必不可少的信息資源支撐。在這一發(fā)展趨勢下，各行業(yè)空間數(shù)據(jù)日趨復(fù)雜，數(shù)據(jù)增長迅速，地理信息產(chǎn)業(yè)對各行業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)的精度和可靠性提出了更高的要求，人們對地理信息質(zhì)檢軟件的使用和依賴程度業(yè)越來越深。隨著地理信息質(zhì)檢軟件規(guī)模不斷擴大，功能不斷增加，智能程度和復(fù)雜程度不斷提高，使得軟件質(zhì)量更加難以保障，提高軟件質(zhì)量成為質(zhì)檢業(yè)務(wù)領(lǐng)域的重要任務(wù)。

地理信息質(zhì)檢軟件是地理信息數(shù)據(jù)質(zhì)量保障的軟件，軟件的可靠性尤為重要。該文結(jié)合地理國情質(zhì)檢軟件，依據(jù)地理信息質(zhì)檢軟件的特點，研究其測試的方法、流程和要點。

1.地理信息質(zhì)檢軟件測試概述

1.1軟件測試定義

IEEE軟件測試定義為：使用人工和自動手段來運行或測試某個系統(tǒng)的過程，其目的在于檢驗它是否滿足規(guī)定的需求或是弄清預(yù)期結(jié)果與實際結(jié)果之間的差異。簡單的說，軟件測試是指為評價軟件質(zhì)量而展開的活動。

地理信息質(zhì)檢軟件測試是使用人工或自動手段來測定評價質(zhì)檢軟件的過程，其目的在于檢驗系統(tǒng)是否能檢查并定位數(shù)據(jù)錯誤，是否能評價和輸出統(tǒng)計結(jié)果。地理信息質(zhì)檢軟件測試有周期，測試從需求開始，并貫穿整個開發(fā)過程，結(jié)合多種測試方法設(shè)計測試用例，保證軟件質(zhì)量，從而提高軟件的可靠性。

1.2軟件測試流程

根據(jù)不同的測試階段，測試可以分為單元測試、集成測試、系統(tǒng)測試。體現(xiàn)了測試由小到大、又內(nèi)至外、循序漸進的測試過程和分而治之的思想。

單元測試的粒度最小，一般由開發(fā)小組采用白盒方式來測試，主要測試單元是否符合“設(shè)計”。集成測試界于單元測試和系統(tǒng)測試之間，起到“橋梁作用”，一般由開發(fā)小組采用白盒加黑盒的方式來測試，既驗證“設(shè)計”，又驗證“需求”。系統(tǒng)測試的粒度最大，一般由獨立測試小組采用黑盒方式來測試，主要測試系統(tǒng)是否符合“需求規(guī)格說明書”，該文主要針對地理信息質(zhì)檢軟件的系統(tǒng)測試方法進行研究（見圖1）。

2.地理信息質(zhì)檢軟件特點分析

（1）空間數(shù)據(jù)源多樣性，數(shù)據(jù)量一般較大，元素較多，且數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)也相對復(fù)雜，質(zhì)檢軟件支持DLG（PGDB和FGDB）、DOM（TIFF）、DEM（GRID）多種數(shù)據(jù)格式。

（2）圖形屬性結(jié)合性，地理信息數(shù)據(jù)不僅表達空間實體的位置和幾何形狀，同時也記錄空間實體對應(yīng)的屬性，這決定了GIS數(shù)據(jù)包含圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)兩部分，屬性數(shù)據(jù)放在關(guān)系數(shù)據(jù)庫中，圖形數(shù)據(jù)放在圖形文件中，質(zhì)檢軟件支持圖形和屬性的檢查。

（3）拓撲檢查規(guī)則通用性，市場上各類地理信息質(zhì)檢軟件或商業(yè)平臺拓撲檢查規(guī)則具有通用性，質(zhì)檢結(jié)果應(yīng)保持一致。

（4）方案檢查自動性，質(zhì)檢軟件基于“規(guī)則檢查項方案質(zhì)檢評價”的體系結(jié)構(gòu)，同時通過質(zhì)量數(shù)據(jù)庫對檢查結(jié)果進行管理，內(nèi)部接口主要是與底層的規(guī)則庫以及質(zhì)量數(shù)據(jù)庫之間的接口，實現(xiàn)基于方案的自動化檢查。

3.地理信息質(zhì)檢軟件測試方法

3.1測試方法分析

從是否關(guān)心軟件內(nèi)部結(jié)構(gòu)和具體實現(xiàn)的角度劃分，可分為黑盒測試和白盒測試；從執(zhí)行測試時軟件運行狀態(tài)劃分，可分為靜態(tài)測試和動態(tài)測試；從測試時采用的工具劃分，可分為自動化測試和手工測試。在測試的時候，按照具體測試范圍、目的和過程會采用不同的測試方法，甚至完成一個軟件的測試需要將多種方法結(jié)合使用，才能達到最好的測試效果。

地理信息質(zhì)檢軟件是跟地理信息數(shù)據(jù)生產(chǎn)強相關(guān)的軟件，從方案制作到錯誤檢查再到質(zhì)量評價，完整的體現(xiàn)了質(zhì)檢流程，因此，對于地理信息質(zhì)檢軟件的測試應(yīng)采用模擬運行測試方法，在真實或者模擬環(huán)境下運行系統(tǒng)，從而測定各項功能指標和綜合處理能力，采用專項功能和系統(tǒng)綜合測試相結(jié)合的方式，先在系統(tǒng)開發(fā)階段針對需求文檔或設(shè)計文檔對功能模塊進行專項測試，集成階段針對整個地理信息數(shù)據(jù)質(zhì)檢流程來運行整個軟件系統(tǒng)，從而得出系統(tǒng)總體的質(zhì)量水平。這是一種比較直接和全面的測試方法，測試的結(jié)果較準確和可靠，適用于流程性強、專用性強的應(yīng)用型軟件。因此，針對地理信息質(zhì)檢軟件的特點和圖形系統(tǒng)的具體業(yè)務(wù)要求，經(jīng)常采用以下3種測試策略。

（1）針對空間數(shù)據(jù)的黑盒測試。

由于地理信息數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，數(shù)據(jù)量巨大，所以數(shù)據(jù)生產(chǎn)人員在處理數(shù)據(jù)過程中難免有錯誤發(fā)生，這就需要測試人員在針對空間數(shù)據(jù)進行質(zhì)檢軟件測試時要對地理信息數(shù)據(jù)復(fù)雜的拓撲結(jié)構(gòu)和屬性結(jié)構(gòu)進行設(shè)計，并設(shè)計地理信息數(shù)據(jù)的相互幾何關(guān)系，試圖發(fā)現(xiàn)軟件底層隱藏的問題。

（2）針對質(zhì)檢業(yè)務(wù)流程的黑盒測試。

地理信息質(zhì)檢軟件要求測試人員熟悉地理信息質(zhì)檢業(yè)務(wù)，包括質(zhì)檢方案制作、自動檢查、人工檢查、評價方案制作、質(zhì)量評價，不但要測試驗證正確的質(zhì)檢業(yè)務(wù)流程，也要設(shè)計異常事件流來驗證質(zhì)檢軟件的魯棒性。

（3）針對穩(wěn)定架構(gòu)的自動測試。

當系統(tǒng)架構(gòu)、接口穩(wěn)定時，可以進行自動化測試，提高測試效率，減小測試成本。

3.2針對空間數(shù)據(jù)的黑盒測試

地理信息，是與空間數(shù)據(jù)分不開的，因此，需要針對地理信息數(shù)據(jù)的質(zhì)量評價特眭進行測試驗證。

（1）空間數(shù)據(jù)屬性測試。

對數(shù)據(jù)方案中圖層結(jié)構(gòu)、屬性結(jié)構(gòu)進行編輯功能正確性的測試，對屬性檢查功能進行驗證。采用的測試方法是對圖層名和圖層屬性字段進行新增、刪除和修改的反復(fù)操作，對已定義屬性字段類型的屬性值進行非法輸入，驗證軟件的正確性、魯棒性和穩(wěn)定性；重點對質(zhì)檢系統(tǒng)的屬性字段中的枚舉值、必填值、默認值檢查功能進行驗證測試，驗證屬性值的符合情況。

（2）空間數(shù)據(jù)類型測試。

對于點、線、面三種類型空間數(shù)據(jù)的顯示、查詢、定位，驗證其功能正確性，對系統(tǒng)所支持的多種數(shù)據(jù)格式進行測試，對不同數(shù)據(jù)格式的數(shù)據(jù)方案獲取和質(zhì)量檢查功能進行驗證。

（3）拓撲錯誤類型測試。

對于點、線、面之間的拓撲關(guān)系進行檢查正確性的測試，包括重疊點檢查、線重疊檢查、懸掛點檢查、線自相交/打折檢查、同一圖層中面重疊檢查、不同圖層面重疊檢查、多邊形縫隙檢查、線穿越面檢查等，以及其他點、線、面之間的關(guān)系檢查，在對拓撲類檢查功能進行測試時應(yīng)重點關(guān)注緩沖區(qū)功能、空間查詢定位功能。圖2為幾種常見的拓撲錯誤。

（4）多元地理信息數(shù)據(jù)聯(lián)合質(zhì)檢算法測試。

地理信息質(zhì)檢軟件提供DLG和DEM成果聯(lián)合質(zhì)檢的技術(shù)，因此我們在開展聯(lián)合質(zhì)檢算法測試的時候，需要通過以下測試方法對軟件正確性進行驗證：通過等高線、高程點與DEM之間高差對比，檢查等高線的合理性；通過DLG數(shù)據(jù)獲取水面范圍，檢查DEM水面高程是否置平。

3.3針對質(zhì)檢流程的黑盒測試

地理信息質(zhì)檢軟件基于“規(guī)則-檢查項-方案-質(zhì)檢-評價”的體系結(jié)構(gòu)，完整實現(xiàn)地理信息數(shù)據(jù)從檢查到評分的全過程，這里將結(jié)合質(zhì)檢業(yè)務(wù)主要說明正常事件流和異常事件流的測試過程（見表1，表2）。

3.4針對穩(wěn)定架構(gòu)的自動測試

在如何提高測試效率方面進行考慮，筆者在系統(tǒng)架構(gòu)基本穩(wěn)定的時候進行自動化測試，將若干個測試用例用測試用例管理器進行打包管理，在不占用人工的情況下批量執(zhí)行，可以大幅度提高測試效率，從而節(jié)省測試成本。

考慮到測試數(shù)據(jù)的保密性、復(fù)用性及存儲空間的高利用率，規(guī)定如下：自動化測試數(shù)據(jù)不單獨再占用機器，盡可能使用現(xiàn)有數(shù)據(jù)服務(wù)器中的測試數(shù)據(jù)；為了保持自動化測試數(shù)據(jù)的一致性；不修改、破壞原始數(shù)據(jù)的用例可直接使用現(xiàn)有的測試數(shù)據(jù)；要修改破壞原始數(shù)據(jù)的測試案例，在開發(fā)自動化測試代碼時需要拷貝一份數(shù)據(jù)來單獨執(zhí)行，執(zhí)行完成后刪除；新增的自動化測試數(shù)據(jù)按照功能模塊上傳到測試數(shù)據(jù)服務(wù)器相應(yīng)的目錄中。

由于地理信息質(zhì)檢軟件主要輸入對象是數(shù)據(jù)和參數(shù)，因此采用“數(shù)據(jù)/參數(shù)驅(qū)動思想”來設(shè)計測試用例，用Excel測試用例文檔作為測試用例管理器，它是輸入條件，如圖3結(jié)構(gòu)。

開發(fā)人員開發(fā)功能測試模塊的*.exe，測試人員添加測試用例（輸入條件）并執(zhí)行產(chǎn)品化測試中，從而得到測試結(jié)果。*.exe存儲在編譯的Bin目錄中，*.bat在設(shè)計開發(fā)時需要增加測試用例優(yōu)先級的參數(shù)設(shè)置，以便區(qū)分執(zhí)行冒煙測試用例和功能測試用例。

4.結(jié)語

地理信息數(shù)據(jù)的質(zhì)量是地理信息產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)使用用戶關(guān)注的重點，而地理信息質(zhì)檢軟件的質(zhì)量是是地理信息產(chǎn)業(yè)數(shù)據(jù)生產(chǎn)和數(shù)據(jù)質(zhì)檢用戶關(guān)注的重點，也是質(zhì)檢軟件開發(fā)人員為之奮斗的目標。

地理信息質(zhì)檢軟件的質(zhì)量要素很多，如功能正確性、結(jié)果精確性、可靠性、容錯性、效率、易用性、可擴展性等。這些質(zhì)量因素相輔相成，互相依賴，彼此影響。其中“正確性與精確性”是地理信息數(shù)據(jù)的重中之重，這一切質(zhì)量的保證，依賴于遵循軟件工程技術(shù)的軟件測試，因此地理信息軟件的測試方法還有待于深入探討和研究。