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□密件、不公開

執行機關(計畫)識別碼：080103b101

行政院農業委員會九十六年度科技計畫研究報告

計畫名稱： 農田水利灌溉管理電子化作業之系統分析與建構(第2年/全程3年)

(英文名稱) System analysis for information system of irrigationmanagement

計畫編號： 96農科-8.1.3-利-b1(1)

全程計畫期間： 95 年 4 月 1 日至 97 年 12 月 31 日

本年計畫期間： 96 年 1 月 1 日至 96 年 12 月 15 日

計畫主持人： 蘇明道

執行機關： 國立台灣大學

合作機關： 財團法人農業工程研究中心、台灣省嘉南農田水利會、農田水利會聯合會

- 1 -*960531*960531

一、中文摘要：

本計畫將從水利會的灌溉管理相關業務著手，調查各項業務的執行頻率、執行時間以及業務的重要性，以這三項業務特性決定一個業務指標，再以業務指標的高低來定義各項業務的重要性，並以各項業務之間連結性的概念決定系統的建置指標和順序，以做為日後系統發展參考。計畫中選定台灣灌溉面積最大、管理架構最完整之嘉南水利會為研究範圍，規劃整體農田水利灌溉管理電子化業務資訊系統架構，利用結構化分析之工具產生環境關連圖、資料流程圖、資料典等結果，以表達各子系統與所處環境及其與環境之間的互動關係，並展現各系統之資料處理程序與資料流間之關連，期利用結構化分析的方式來呈現複雜的水利會灌溉管理業務資料流程，作為後續灌溉管理資訊系統發展之依據。

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二、英文摘要：

System analysis will be done for irrigation management in irrigation association. Indices ofimportance will be defined for practices according to its frequency of operation, time neededto accomplish, and criticalness. These indices will be use as references for implementing theschedule for system development. ChiaNan Irrigation Association, the largest one in Taiwan,will be selected as study object due to its complete administrative institution. Framework ofan information system for irrigation management will be completed with all necessarydocuments as system context diagram, data flow diagrams, and data dictionary, etc.

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三、計畫目的：

(a) 管理組與灌溉管理相關業務之列舉與相關資料之整理：管理組與灌溉管理相關業務資料之彙整。 (b) 灌溉管理模組設計與各模組功能分析：根據管理組與灌溉管理相關之業務分析並規劃「灌溉規劃管理資訊系統」之模組，並說明各項模組之功能。 (c) 各項業務電腦化之畫面、選單、報表與其他相關工具規劃。針對各項業務電腦化之畫面、選單、報表與工具進行規劃。 (d) 各項相關資料之實質結構設計。針對「灌溉規劃管理資訊系統」所應用到的資料，繪製實體關聯圖(Entity Relation Diagram)，並進行正規化之實質結構設計與欄位描述。 (e) 規劃系統開發所需之軟硬體與預算相關規格，提供後續發展建置之依據。

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四、重要工作項目及實施方法：

本計畫為提供完成水利會灌溉管理業務之電子化之紮實基礎，乃以結構化之方法對水利會之灌溉管理業務進行系統分析的工作，將現行業務進行拆解、彙整和分析，其主要目的在於決定系統的需求，並將抽象的系統需求利用模型化的工具以系統模型的方式展現。第二年度本研究首先針對管理組與灌溉管理相關之業務，進行系統開發之細部分析規劃。主要工作著重於系統的畫面、選單、報表、工具等功能的規劃與相關資料之實質結構設計，同時規劃系統開所需之軟硬體與預算相關規格，以提供後續發展建置之依據。本計畫之主要工作項目如下： 1. 管理組與灌溉管理相關業務之列舉 2.管理組與灌溉管理相關業務資料之整理 3. 灌溉管理模組設計與功能分析 4. 各項業務電腦化之畫面、選單、報表與其他相關工具規劃 5. 各項相關資料之實質結構設計 6.規劃系統開發所需之軟硬體與預算相關規格。各項工作之方法詳述如下： 1. 管理組與灌溉管理相關業務之列舉：針對第一年度業務調查與資料流結果，列舉出管理組與灌溉管理相關的業務。 2. 管理組與灌溉管理相關業務資料之整理：針對管理組與灌溉管理相關的業務，進行相關資料的整理，包括業務項目、資料表、資料流程圖(DataFlow Diagram, DFD)、資料字典(Data Dictionary)。 3. 灌溉管理模組設計與功能分析：整合歸納管理組中相關於灌溉管理之業務，規劃功能模組，並使得各模組的功能可涵蓋所有相關於灌溉管理之業務。以圖二為例，初步將「灌溉規劃管理資訊系統」分為圖籍管理、地籍管理、渠道管理與用水管理四大模組。其中圖籍管理乃為業務所需各項圖籍之管理，包括基本製作地圖的設定，提供圖籍查詢、編修及輸出等作業。地籍管理乃為與地籍相關之管理作業，包括會員資料編修與查詢、面積統計編定非灌溉區作業、作物制度調查、水利地佔用查詢、會有房屋查詢管理。渠道管理為工務維修紀錄管理，包括渠道與水工結構物的維修地點、時間等。並提供以渠道系統為基礎之溯源與受灌區分析。用水管理則為協助水利會進行灌溉用水計畫的編定與乾旱時期休耕區域的選定。各項灌溉管理模組功能與業務之關聯如圖三所示。 4. 各項業務電腦化之畫面、選單、報表與其他相關工具規劃：針對第三步驟中所歸納的功能模組進行電腦化之畫面、選單、報表與其他相關工具的規劃。以圖籍管理模組為例，圖三中可知圖籍管理模組包括地圖設定、空間查詢與地圖輸出三大類的業務。其中地圖設定方面，將設定屬性顏色的畫面、選單與工具列規劃如圖四。圖五為空間查詢之渠道溯源查詢畫面，圖六為空間查詢之受灌區域分析畫面。 5. 各項相關資料之實質結構設計：除了圖面的資料外，資料的屬性記錄了資料重要的重要資訊。由於一個實體檔案包含很多筆紀錄，每筆紀錄是由屬性所構成。實體關聯圖是用來表示各個實體和檔案之間的關係。因此本研究在各項相關資料之實質結構設計方面，首先建立各項資料之實體關聯圖。以圖七為例，可看出渠道與渠道維護紀錄為一對多的關係，亦即一個渠道可能有多個維護紀錄；渠道與水工結構物為一對多的關係，亦即一個渠道上可能有多個水工結構物。由於各項資料中存在著許多重複的資料欄位，各項相關資料之實質結構設計第二步驟擬定以正規化的方式，消除所有重複的非鍵資料群(Nonkey Groups)，以減少所要儲存的資料量。經由正規化後，通成會產生數個實體檔案，即關聯(Relation)。若將之繪圖，則可得關聯圖。各項相關資料之實質結構設計最後步驟，就是詳細描述每個關聯內的各欄位，包括欄位名稱、欄位型式、欄位長度。 6. 規劃系統開發所需之軟硬體與預算相關規格：規劃系統開發時，所需要搭配的軟硬體規格以及相關預算的研擬。

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五、結果與討論：

一、結論1.本年度計畫針對工作站與灌溉管理相關的業務進行系統分析，並產生環境關連圖、資料流程圖、資料典輔助文字式的敘述，期望使水力的會基層工作站的水利會業務，以資料流程圖的方式來呈現，作為後續系統開發的依據。2.透過系統分析發現，水利會有許多的業務，常需使用及處理大量之圖面資料，如灌溉地籍圖、工程圖、水工結構物位置圖等，來加強或輔助各項管理成效。由於資料量大，不僅查詢及調閱困難，紙圖亦容易受蟲蛀及老化之影響，更遑論能與其它型態資料之結合及應用。將地理資訊系統（GIS）導入水利會會務系統中，將是以後的趨勢，以地理資訊系統為平台所開發出來的系統將更符合水利會灌溉管理業務的需要。3.MapSYS灌溉管理資訊系統的模組共包含圖籍管理、地籍管理、用水管理、渠道管理、與水質管理五大模組。各模組的功能如表5-1所示。4.透過本年度計畫，已針對水質管理模組之畫面及工具規劃，並完成各項相關資料實體關聯圖與相關資料之實質結構設計，包括欄位名稱、欄位型式、欄位長度。5.最後本計劃針對系統開發所需之軟硬體與預算相關規格進行規劃，系統開發時所需的軟硬體總經費約76萬元。 二、建議由於本年度乃針對水質管理模組進行規劃，日後可針對圖籍管理、地籍管理、用水管理、渠道管理其他模組進行規劃。由於本系統為一Web-base的操作環境及架構，故目前無法確切的估計出未來的同時在線使用人數，在未來系統使用量範圍可由數人至數萬人變化而言，若系統設計之初即採用固定的最大使用量的設計，雖可保持系統於固定使用量範圍內之穩定性，但卻失去配合使用者人數彈性調整硬體資源之措施空間，考量本系統之操作對象未有限制，一般民眾皆可上網操作本系統，因此本系統目前所規劃之系統軟硬體運作架構，即考量保留未來彈性擴充硬體資源之功能，目前規劃系統之基本實機設備以單一伺服器提供單一服務為原則，即各伺服器僅擔任單一的角色提供特定的服務，未來系統規劃採用四台伺服器進行服務，分別為應用程式伺服器(擔任網頁伺服器角色)、地理資訊伺服器(提供WebGIS服務)、資料庫伺服器(資料儲存)及異地備援資料庫，於應用程式伺服器的網頁服務上，透過各伺服器的支援，可一併提供本系統所需的網頁功能。

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六、結論

1.本年度計畫針對工作站與灌溉管理相關的業務進行系統分析，並產生環境關連圖、資料流程圖、資料典輔助文字式的敘述，期望使水力的會基層工作站的水利會業務，以資料流程圖的方式來呈現，作為後續系統開發的依據。2.透過系統分析發現，水利會有許多的業務，常需使用及處理大量之圖面資料，如灌溉地籍圖、工程圖、水工結構物位置圖等，來加強或輔助各項管理成效。由於資料量大，不僅查詢及調閱困難，紙圖亦容易受蟲蛀及老化之影響，更遑論能與其它型態資料之結合及應用。將地理資訊系統（GIS）導入水利會會務系統中，將是以後的趨勢，以地理資訊系統為平台所開發出來的系統將更符合水利會灌溉管理業務的需要。3.MapSYS灌溉管理資訊系統的模組共包含圖籍管理、地籍管理、用水管理、渠道管理、與水質管理五大模組。各模組的功能如表5-1所示。4.透過本年度計畫，已針對水質管理模組之畫面及工具規劃，並完成各項相關資料實體關聯圖與相關資料之實質結構設計，包括欄位名稱、欄位型式、欄位長度。5.最後本計劃針對系統開發所需之軟硬體與預算相關規格進行規劃，系統開發時所需的軟硬體總經費約76萬元。

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七、參考文獻：

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25.�農委會，「農田水利會業務工作規範」，水利會聯合會，計畫報告，（1996）。26.�農工中心，「農田水利會工務類及輪區灌溉計畫資訊系統轉移及推動」，計畫報告，（1997）。27.�林大侯，「農田水利會多角化經營可行性評估」，台灣綜合研究院，計畫報告，（1997）。28.�林淑芬譯，Alan L. Eliason著，「系統開發、分析、設計與製造」，?眳p資訊，（1997）。29.�楊亨利、傅豐玲、甚家蘭、江國輝、李坤清，「系統分析與設計」，國立空中大學，（1998）。30.�吳靖國，「技職通識教育理論與實務」，師大書苑，（1999）。31.�黃明祥，「系統分析與設計」，松崗圖書，（1999）。32.�岳長忠，「整合性企業系統之結構化分析」，輔仁大學管理學研究所，碩士論文，（2000）。33.�農工中心，「坵塊單元之灌溉管理地理資訊系統建置及應用」，計畫報告，（2000）34.�吳仁和、林信惠，「系統分析與設計理論與實務應用」，智勝文化，（2000）。35.�許元、許丕忠，「資訊系統分析、設計與製造」，松崗圖書，（2001）。36.�Booch, G., Object - Oriented Analysis and Design with Applications,Benjain/Cummings Pub.Co.,（1991）。37.�Booch, G., Object - Oriented Analysis and Design with Applications ,Benjain/Cummings Pub.Co.,（1994）。38.�Browne, G.J. and Rogich, M.B. “An Empirical Investigation of User RequirementsElicitation: Comparing the Effectiveness of Prompting Techniques,”Journal ofManagement Information Systems (17:4), 2001, pp.223-249.39.�Byrd, T.A., Cossick, K.L. and Zmud, R.W. “A Synthesis of Research onRequirements Analysis and Knowledge Acquisition Techniques,” MIS Quarterly ( 16:1),1992, pp.117-138.40.�DeMarco, T., Structured Analysis and System Specification, N. Y.，PreuticeHall,（1979）。41.�Dalal, N.P. and Yadav, S.B. “The Design of a Knowledge-Based Decision SupportSystem to Support the Information Analyst in Determining Requirements,” DecisionSciences (23:6), 1992, pp.1373-1388.42.�Gane, C., and Sarson, T., Structured Systems Analysis：Tools and Techinques, N.Y.：Prectico Hall,（1979）。43.�Grosz, G., “Building Information System Requirement Using Generic Structure,”IEEE 16th Annual International Computer Software and Application Conference, 1992, pp.200-205.44.�Hooper, J. W. and Hsia, P., “Scenario-based for Requirements Identification,”ACM Sigsoft Software Engineering, Vol. 7, No. 5, December 1982, pp. 88-93. Engineering,Vol. 7, No. 5, December 1982, pp. 88-93.45.�Hoffer, J., George, J., and Valacich, J., Modern Systems Analysis and Design,Benjanmin Publishing Co.,（1994）。46.�Hoffer, J.A., George, J.F., and Valacich, J.S. Modern Systems Analysis & Design, (2ndEd.), Addison-Wesley Longman, （1999）。

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47.�L. Whitten and L. D. Bentley, Kevin C. Dittman，「Systems Analysis and DesignMethods Fiveth Edition，Irwin/McGraw-Hill，（2003）。48.�Schenk, K.D., Vitalari, N.P. and Davis, K.S. “Differences Between Novice andExpert Systems Analysts: What Do We Know and What Do We Do?,” Journal ofManagement Information Systems (15:1), 1998, pp.9-50.49.�Shemer, I. “Systems Analysis: A Systemic Analysis of a Conceptual Model,”Communications of the ACM (30:6), 1987, pp.506-512.50.�Teng, J.T.C. and Sethi, V. “A Comparison of Information Requirements AnalysisMethod: An Experimental Study,” Data Base (20:4), 1990, pp.27-39.51.�Taggart, W.M. and Tharp, M.O. “A Survey of Information Requirements AnalysisTechniques,” Computing Surveys (8:4),（1977）, pp.273-290。52.�Taggart, W.M. and Tharp, M.O. “A Survey of Information Requirements AnalysisTechniques,” Computing Surveys (8:4),（1977）, pp.273-290。53.�Vessey, I. and Conger, S. “Learning to Specify Information Requirements: TheRelationship between Application and Methodology,”Journal of Management InformationSystems (10:2), 1993, pp.177-201.54.�Whitten, J., Bentley, L., and Barlow, V., Systems Analysis and Design Methods, Irw inPublishing Co.,（1994）。55.�Yourdon, E., and Constantine, L., Structure Design, N. Y.: Preutico Hall,（1979）。56.�Yourdon, E., Modern Structured Analysis, N. Y.: Preutico Hall, （1989）。57.�Yadav, S.B., Bravoco, R.R., Chatgield, A.T. and Rajkumar, T.M. “ Comparison ofAnalysis Techniques for Information Requirement Determination,” Communications ofthe ACM (31:9), （1988）, pp.1090-1097.58.�Zmud, R.W. Information Systems in Organizations, Foresman and Company,Glenview, （1983）.

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農田水利灌溉管理電子化作業之系統分析與建構(2/3) System Analysis for Information System of Irrigation Management

(期末報告)

計畫主持人：蘇明道

執行單位：台灣大學生物環境系統工程學系

中華民國九十六年十二月

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I

目錄 目錄 ................................................................................................. I 圖目錄............................................................................................. II 表目錄............................................................................................ III 表目錄............................................................................................ III 摘要 ................................................................................................1 Abstract ..........................................................................................1 一、前言 .........................................................................................2

1-1 計畫背景 ......................................................................................2 1-2 問題分析 ......................................................................................4 1-3 計畫目的 ......................................................................................7

二、文獻回顧 ..................................................................................8 2-1 系統分析 ......................................................................................8 2-2 系統分析方法 ............................................................................14 2-3 農田水利會會務電腦化 ............................................................19

三、研究方法 ................................................................................30 3-1 研究流程 ....................................................................................30 3-2 工作站業務分析 ........................................................................30 3-3 業務指標的建立 ........................................................................38

四、工作站需求分析 .....................................................................43 4-1 資料流程圖 ................................................................................43 4-2 資料典 ........................................................................................48

五、系統規劃與設計 .....................................................................51 5-1 灌溉管理模組設計與功能分析 ................................................53 5-2 電腦化之畫面、選單、報表與其他相關工具規劃 ................56 5-3 各項相關資料之實質結構設計 ................................................58 5-4 規劃系統開發所需之軟硬體與預算相關規格 ........................64

六、結論與建議 ............................................................................66 6-1 結論 ............................................................................................66 6-2 建議 ............................................................................................66

參考文獻 .......................................................................................68 附錄A 工作站相關圖表 ...................................................................1

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II

圖目錄 圖 2-1 Eliason 的系統模型 ......................................................................10 圖 2-2 Zmud 認為的需求分析之過程 ....................................................12 圖 2-3 結構化分析的瀑布模型 ..............................................................16 圖 2-4 物件導向分析的建構模型 ..........................................................17 圖 3-1 研究流程圖 ..................................................................................30 圖 3-2 工作站手冊架構圖 ......................................................................31 圖 4-1 系統頂層資料流程圖 ..................................................................44 圖 4-2 圖籍管理資料流程圖 ..................................................................45 圖 4-3 地籍管理資料流程圖 ...................................................................45 圖 4-4 用水管理資料流程圖 ...................................................................46 圖 4-5 渠道管理資料流程圖 ..................................................................47 圖 4-6 水質管理資料流程圖 ..................................................................47 圖 5-1 工作站水質管理系統整體架構圖 ...............................................51 圖 5-2 三層式系統架構示意圖 ..............................................................52 圖 5-3 系統模組關聯圖 ..........................................................................55 圖 5-4 畫面規劃 ....................................................................................56 圖 5-5 工具列 ........................................................................................57 圖 5-6 水質管理關聯圖 ........................................................................59

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III

表目錄 表 3-1 工作站管理的基本圖表 ..............................................................34 表 3-2 工作站業務調查清單 ..................................................................36 表 3-3 水利會業務調查問卷 ..................................................................41 表 3-4 管理組業務指標 ..........................................................................42 表 4-1 水質管理資料儲存描述 ...............................................................48 表 4-2 水質管理處理程序描述 ..............................................................49 表 4-3 水質管理資料流描述 ..................................................................50 表 5-1 MapSYS 灌溉管理資訊系統的模組 ...........................................54 表 5-2 嘉南水利會管理處資料結構設計 ............................................59 表 5-3 嘉南水利會工作站資料結構設計 ............................................60 表 5-4 嘉南水利會小組資料結構設計 ................................................60 表 5-5 嘉南水利會水質監視點資料結構設計 ....................................60 表 5-6 嘉南水利會排洩戶資料結構設計 ............................................61 表 5-7 水質監視點水質初驗記錄資料結構設計 ................................61 表 5-8 排洩戶水質初驗記錄資料結構設計 ........................................62 表 5-9 渠道資料結構設計 ....................................................................63 表 5-10 水資源分區結構設計 ................................................................64 表 5-11 系統開發所使用軟體及費用一覽表 ........................................65

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1

摘要 本計畫將從水利會的灌溉管理相關業務著手，調查各項業務的執

行頻率、執行時間以及業務的重要性，以這三項業務特性決定一個業

務指標，再以業務指標的高低來定義各項業務的重要性，並以各項業

務之間連結性的概念決定系統的建置指標和順序，以做為日後系統發

展參考。計畫中選定台灣灌溉面積最大、管理架構最完整之嘉南水利

會為研究範圍，規劃整體農田水利灌溉管理電子化業務資訊系統架

構，利用結構化分析之工具產生環境關連圖、資料流程圖、資料典等

結果，以表達各子系統與所處環境及其與環境之間的互動關係，並展

現各系統之資料處理程序與資料流間之關連，期利用結構化分析的方

式來呈現複雜的水利會灌溉管理業務資料流程。第二年度本研究針對

管理組與灌溉管理相關之業務，進行系統開發之細部分析規劃。主要

工作著重於系統的畫面、選單、報表、工具等功能的規劃與相關資料

之實質結構設計，同時規劃系統開所需之軟硬體與預算相關規格，以

提供後續發展建置之依據。

Abstract System analysis will be done for irrigation management in irrigation association. Indices of importance will be defined for practices according to its frequency of operation, time needed to accomplish, and criticalness. These indices will be use as references for implementing the schedule for system development. ChiaNan Irrigation Association, the largest one in Taiwan, will be selected as study object due to its complete administrative institution. Framework of an information system for irrigation management will be completed with all necessary documents as system context diagram, data flow diagrams, and data dictionary, etc.

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一、前言

1-1 計畫背景 由於資訊及網路科技的快速發展，對國家及企業帶來了革命性的

衝擊，一個企業組織能否快速且正確地的掌握資訊，直接攸關於是否

能繼續立足於二十一世紀。另外，網路通訊技術的進步，造成企業活

動跨國界及跨地域為之可能，微軟總裁比爾‧蓋茲曾於「數位神經系

統」，一書中寫道：「未來的企業是以知識與網路為基礎的企業，未

來的競爭則是植基於知識與網路的競爭。如果八 0 年代的主題是品

質，九 0 年代是企業再造，那麼公元兩千年後的關鍵就是就是速度。」

所以企業要能夠快速且正確地掌握市場的變化，才可能成為 e 世代的

大贏家。但速度往往是隨著資訊科技而來，一個企業如果沒有資訊科

技，就不能奢言速度；而企業利用資訊科技的目的對內部而言，能以

低投入成本獲得高價值產出，更進一步提升生產力和競爭力；對於外

部而言，在於水平及垂直的有效整合，以壓縮成本和時間，並達到專

精化及提升核心競爭力，因此能夠利用資訊科技達到全面整合的企

業，才能進一步追求速度，所以資訊科技和網路通訊是促使推動企業

電子化（e-Business）的兩大因素，並已成為全球企業追求及維持競

爭優勢時所必須採取之策略。同時，企業電子化推陳出新的經營模

式，不僅改變企業間產銷經營活動與模式，亦即改變企業彼此交易與

溝通的模式，包括資訊流、物流、金流與商流之即時整合及運用，均

是日後企業組織在管理經營上必須面對的課題。

我國以農立國，以往的農業以生產纖維和食物為主，但是由於石

油化學工業的突飛猛進，人造纖維逐漸取代纖維的生產需求，所以我

國的農業發展方向便以生產食物為主軸。農田水利會（以下簡稱水利

會）屬於公法人團體，是台灣農業水資源管理之第一線機構，已具有

三百多年之歷史，隨著各時期政治體制、經濟結構、社會組織及農民

傳統之變遷演進成為今日之體系。台灣共有十七個水利會，行政上受

行政院農業委員會（以下簡稱農委會）督導，掌管全國三十七萬多公

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3

頃農田的灌溉與排水，每年向會員收取會費收入為其主要來源，不以

營利為目的，其行政業務則雷同於政府一般行政單位，專業技術有灌

溉排水業務、工程興建等專門知識。主要之任務在於適實適量的提供

農作物生產所需之田間灌溉用水需求，為完成此一項任務，在水利會

編制下設有工程組及管理組負責農業用水的規劃調配及管理，另又有

財務組、總務組、及人事主計、輔導資訊等處室，提供一般行政及庶

務之協助。依據「農田水利會組織通則」第十條規定，水利會

之任務有： 1. 農田水利事業之興辦、改善、保養及管理事項。 2. 農田水利事業災害之預防及搶修事項。 3. 農田水利事業經費之籌措及基金設立事項。 4. 農田水利事業效益之研究及發展事項。 5. 農田水利事業配合政府推行土地、農業、工業政策及

農村建設事項。 6. 主管機關依法交辦事項。

雖然該組織通則已經明文規定水利會的任務職責，但是現

今農業在受到 WTO 的衝擊下，間接造成水利會在營運上的問題，加

上台灣目前許多水利會之財務狀況呈現赤字的狀況，其灌排事業支出

遠遠超出事業收入，許多鄉村型水利會會有資產不如都市型及都鄉型

水利會豐富，故常以變賣會有資產維持經營，恐將卯食寅糧，更遑論

永續經營，目前轉型拓展業務實為當務之急。加上近幾年由於環境的

轉變和科技的進步，使農田水利事業之範疇益形增加。例如：農業用

水污染問題、區域排水問題、農業用水合理調配問題、區域灌溉調整

及變更、農業機械用水問題……等，皆是以往水利會未曾涉及的；而

如今處在資訊爆炸之時代裡，水利事業相關業務之資料量年年增加，

對資訊之提供速度及服務品質的要求，均比以往提高。另一方面水利

會員工在未來十年內退休者高達 34%以上，即將造成經營管理上的斷

層，這對水利會無疑的更是雪上加霜。水利會未來要如何突破困境，

克服危機，維護其既定之業務功能，發揮潛能，順應環境之需要，繼

續為民服務，勵行水利會業務改進成為當前一項重要的課題。

- 16 -

4

綜觀許多企業團體在進行業務改進或自動化的過程中均以電腦

化為第一要務，農委會有鑑於此，已將農業電子化名列於九大農業研

究項目之中，並已積極推動後續相關的研究，在農業電子化中有一部

分便是針對水利會會務電腦化的研究，其主要之目的就是希望我國的

水利會組織藉由電腦強大的運算和處理資料的能力來加強經營管理

的效能，期望能解決目前水利會所遇到的問題與窘境。

1-2 問題分析 以農田水利會之員工、資產及其組織架構而言，農田水利會實際

是一個龐大之企業體，尤其所執行的許多主要業務性質又與空間資料

的分佈有著密切的關係。灌溉管理業務為本省各農田水利會之主要業

務之一，但是由於管轄之區域面積龐大，不管是灌溉規劃、地籍管理、

水質監視防制、輸配水調配或田間現場之管理等，皆使農田水利會之

管理人員疲於奔命，實有必要建立一適當的資訊系統協助方能提升其

業務效率。過去十數年來台灣各地之農田水利會皆陸續投下鉅額之經

費，從事各項業務之電腦化工作，期望能減低從業人員之負擔、提高

工作效率，進而加強對農民之服務品質。然目前各農田水利會之電腦

化工作，大部份皆以傳統性之文數字處理為主，雖然傳統性之電腦化

作業已能提昇水利會之工作效率，但在其多項業務中，常需蒐集及處

理大量之圖面資料，如灌溉地籍圖、工程圖、水工結構物位置圖等，

來加強或輔助各項管理成效。由於資料量大，不僅查詢及調閱困難，

紙圖亦容易受蟲蛀及老化之影響，更遑論能與其它型態資料之結合及

應用。地理資訊系統（Geographic Information System, GIS）為近年來

發展成熟之科技產物，最大之優點為能夠同時處理圖形及屬性資料，

達到掌握空間資料之功效，除常見之應用實例如區位勘選、集水區規

劃等，甚至於亦有成功應用到選舉之實例，如能將地理資訊系統應用

於農田水利會的會務管理上，相信對提昇農田水利會之工作效率一定

有明顯的助益。

- 17 -

5

農委會過去十數年間不斷地積極推動並協助各農田水利會業務

電腦化的工作，以共同或委外的方式開發了許多項業務的資訊系統，

但是目前在各農田水利會使用的情況除了如會計出納系統和員工管

理系統等部分已實際上線使用外，其他許多重要的成果（如灌溉管

理、圖籍管理等）並未如預期產生實際之效益。針對這些已開發的資

訊系統而言，不難發現當時針對某項業務所需要而開發的系統，目前

已面臨到其所能提供的功能已不敷目前業務需求，例如：各資訊系統

間整合困難、資料庫維護不易、空間資訊難以掌握，以及擴充性不足

等等的問題，都在在顯示農田水利會在業務電腦化這項工作上迫切需

要一個全盤且深入的系統分析工作，才有可能建立真正符合農田水利

會業務需求的管理資訊系統。

若以一個管理者的角度來看企業團體，為求企業的進步和生存，

把制式的業務電腦化以提供效率是必然的趨勢，因此企業管理者有必

要去決定資訊系統的需求，而且有責任去監督設計和完成資訊系統以

支持這些管理上的需要。所以，如何將水利會現行業務進行系統分

析，提供水利會更符合業務需求的資訊系統做為未來進一步發展的後

盾，已成為各會內管理者相當重視的議題。電腦不但可以快速地處理

大量的資料，更可以有效率地反覆處理同樣的作業流程，此項特性正

是解決人工內業處理諸缺點之有利的一項利器。但是在開發資訊系統

時所注重的是整體系統的規劃，一般的系統應用週期（Life Cycle）

都很長，在系統完成之後，只要沒有什麼重大的缺失，幾乎很少會再

做大幅度的系統修正。另外在系統上線使用前，已經對現有的作業方

法、單據憑證、甚至結構組織等，作了某種程度的變革，加上已投資

相當的資金於電腦軟硬體設備上，因此在系統上線使用後，很難再回

至原來的人工作業方式，因此，當預定要將一個組織的業務導入資訊

系統作業之前，必須有完整的規劃和系統分析，做為系統發展與否之

評估以及未來發展系統時之依據。

回顧目前水利會已開發的系統，發現當初可能因為經費或時間之

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6

限制，推動水利會會務電腦化之初並未有完整之規劃，十數年來開發

的個個業務單項，並未建立各業務間的關連，且因為沒有完整之系統

分析，各項業務與水利會之實際需要有落差，亦造成上線實際應用之

困擾，以致無法充分發揮原訂之效能。因為並未以一個整合系統的觀

念來分析水利會的各項業務，導致建置之電腦化系統過於零散，業務

流程的資料重複性過高，上層管理者無法掌握各業務間的關連以及資

料的流通，影響到各項決策的效能和水準。因此本計劃嘗試運用現有

蒐集的資料進行農田水利會會務之系統分析，藉由系統分析的結果來

展現資料和業務之間的關連性，及各項資料和業務之重要性，以做為

實際開發系統時之參考，如果知道哪些系統是整體發展最關鍵的部

分，在日後系統的維護上便應該花費較高的資源來進行維護，以期能

提高水利會的管理水準並降低決策時的風險。

本計劃已於第一年度中，針對台灣灌溉面積最大、管理架構最完

整之嘉南水利會灌溉管理相關業務進行結構化之系統分析，並依據各

組室業務功能，將水利會整體的會務系統區分成灌溉、工務、財產、

總務、人事五個子系統，透過系統分析方法產生環境關連圖、資料流

程圖、資料典等，使複雜的水利會業務，以資料流程圖的方式來呈現，

作為後續系統開發的依據。

水利會灌溉管理相關業務中，許多重要的業務都需要以圖面資料

輔助才可完成，根據第一年度的分析結果，水利會業務需求所規劃出

來需要建置的圖層，依據關聯指標的高低，可以決定系統開發順序的

參考。

第二年度乃期望能針對工作站與灌溉管理相關之主要業務，進行

系統開發之細部分析規劃。包括規劃建立各項業務電腦化之畫面

(Screen)、選單(Menus)、報表(Reports)與其他相關工具；以及規劃所

需各項相關資料之實質結構設計等，以提升農田水利會灌溉管理之績

效，達到灌溉管理業務ｅ化之目標。

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7

1-3 計畫目的 本年度的計畫目標為針對管理組與灌溉管理相關之主要業務，進

行系統開發之細部分析規劃。內容包括：規劃建立各項業務電腦化之

畫面(Screen)、選單(Menus)、報表(Reports)與其他相關工具，以及規

劃所需各項相關資料之實質結構設計。

本年度工作目標包括：

a).管理組與灌溉管理相關業務之列舉與相關資料之整理

管理組與灌溉管理相關業務資料之彙整

b).灌溉管理模組設計與各模組功能分析

根據管理組與灌溉管理相關之業務分析並規劃「灌溉規劃管

理資訊系統」之模組，並說明各項模組之功能。

c).各項業務電腦化之畫面、選單、報表與其他相關工具規劃。

針對各項業務電腦化之畫面、選單、報表與工具進行規劃。

d).各項相關資料之實質結構設計。

針對「灌溉規劃管理資訊系統」所應用到的資料，繪製實體

關聯圖(Entity Relation Diagram)，並進行正規化之實質結構設

計與欄位描述。

e).規劃系統開發所需之軟硬體與預算相關規格，提供後續發展建

置之依據。

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8

二、文獻回顧 隨著企業競爭日趨激烈和資訊科技的發展，資訊系統所帶來的競

爭優勢日益重要，藉由資訊技術改善組織內部的作業流程，不但縮短

了作業時間，也強化的資料的準確性和即時性。而資訊系統開發的成

功與否的關鍵階段即在於系統分析，如能針對組織及業務性質進行適

當的分析，再輔以適合的程式設計，就可以將正確的資訊，在正確的

時間，傳達給需要的使用者。

系統分析的方法論大致可分為傳統的結構化分析 (Structured

Analysis)及近年來新興的物件導向分析(Object-Oriented Analysis) 兩

大類。這兩類方法都有其正規的表達符號和具體的步驟，而且各有其

不同的分析導向和優缺點，由於兩者的基本概念不同，但在分析系統

上卻又有相似之處，雖亦有些研究提出整合性方法論的模式，但系統

分析技術發展至今，這兩種分析法何者較佳，仍引有許多爭議和研討

的空間。

本章中將其分成三大部分，第一部份先針對系統分析的定義進行

研討，由於系統分析的目標在於決定使用者的資訊需求，所以期望經

由相關文獻的探討，能夠更進一步了解需求分析的關鍵所在以及困難

之處。第二部分對結構化分析和物件導向分析法這兩種分析法作比

較，藉著相關的前人研究瞭解這兩種方法的精髓和優缺點，並提出利

用結構化分析建構基本的系統流程模型，以了解結構化分析對於系統

分析的適用性。

農委會執行水利會業務電腦化的工作已二十餘年，以共同或獨自

開發之方式完成多項業務單項的系統。本章的第三部份，就針對目前

水利會業務電腦化的成果作一次檢視，期望藉這些現有的成果，瞭解

這些電腦化作業的研究有哪些問題存在，以對照系統分析的重要性。

2-1 系統分析

2-1-1 系統的定義 在定義系統分析之前，實有必須先瞭解到底什麼是「系統」

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9

(system)？系統用於生活中之頻率相當普遍且廣泛，如管理資訊系統

(MIS)、決策支援系統(DSS)、專家系統、辦公室自動化系統(OA)、高

階主管資訊系統(EIS)，都是系統的一種。

黃明祥（1999）系統是指一個群體的組合，經由組成的物件間彼

此的相互影響、相互作用，便可以達到特定的目標。

吳靖國（1999）將系統解釋為各元素之間的整體關係，就是系統

內部的各個組成元素之間並非零散而單獨存在，而是元素之間保有某

種連結關係，而讓各元素彼此產生互動及相互影響，於是構成了整

體。所以在系統中不能單獨看待元素，系統也不是元素相加的總合，

系統中各元素間的「關係」讓元素潛在的可能性得以表彰，因而系統

中充滿了複雜而有次序性的互動過程，並將個別元素之間的複雜關係

組織起來，以達到系統本身特定的目標。

Eliason (1997)認為一般而言所有的系統有八個特徵，如圖 2-1 所

示： 1. 目標：系統的存在必定基於某種理由，這個理由就是目標。 2. 輸入：指組織內或組織外的資源，如資金、勞力、資料等。 3. 輸出：指系統的產物，通常是以貨品或服務的型態出現。 4. 範圍：界定系統的大小。 5. 環境：環繞在系統周圍就是環境。 6. 單元：系統單元主要將輸入轉換成輸出。 7. 相互關係：系統內各單元藉著相互影響而連結在一起。 8. 限制：限制系統執行績效的因素，如環境、技術、法規等。

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10

圖 2-1 Eliason 的系統模型

來源：林淑芬譯，Alan L.Eliason 著，系統開發、分析、設計與製造

2-1-2 系統分析的關鍵 系統分析（System Analysis, SA）不但是一門活化、新穎的應用

科學，更是一種為了解決問題的技術，它將系統分解成組成的元素和

物件，以便研究各組成部分如何成功的運作與互動，以完成系統特定

的目標。系統分析主要的目的在於瞭解現行作業流程，並分析現行作

業問題，定義使用者的需求並提出改善的方式，與將來解決問題的技

術無關，技術問題則屬於系統設計的部分。 (Whitten et al.,2003)

Hoffer（1999）認為系統分析是系統發展生命週期（System

Development Life Cycle, SDLC）中的第一個階段，使參與者開始深入

瞭解系統變化的需求。系統分析牽涉到大量的成本和人力，因此只有

在管理階層考慮過系統開發專案的價值後才會同意進行。而系統分析

的目標在於決定需要那些資訊和資訊流程服務，用來支援組織內選定

的目標和功能，因此系統分析基本上是系統分析師獲取和架構資訊的

理解過程。Hoffer（1999）亦將系統分析分成三個步驟：

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11

1. 決定資訊需求（Requirements Determination） 2. 資訊需求結構化（Requirement Structuring） 3. 可能方案的產生與選擇（Alternative Generation and Selection）

有關其中決定資訊需求部分，Taggart and Tharp（1977）更指出是

在於確認出系統中所需之資訊與資料為何，主要目的為： 1. 使組織內的工作可以自動化 2. 協助主管或幕僚去作決策，以達到組織目標

決定出正確且完整的資訊需求是開發資訊系統中很重要的一部

份。許多資訊系統的失敗，都可能歸咎於缺乏明確的且清楚的資訊需

求界定。因此在系統設計的早期，若能適當的確認出資訊需求，則可

以建構較成功的系統，這也表示，當在開發階段成本較低的時候，如

果能早點將錯誤改正過來，即可避免日後造成不必要的資源浪費。

Zmud（1983）認為需求分析的內容包括下面四個步驟：

1. 概念設計（conceptual design）

建立系統發展的規範性模式（normative model），含括影響系統設計的重要因素：如環境壓力、組織目標與政策、現

有問題與機會、產品服務流程等等。

2. 邏輯設計（logical design）

在邏輯設計過程中，分析師以組織觀點（如資源、成熟

度、態度、政策、優先順序等等）及以技術因素（如現有系

統容量、資料可取性、人事）對概念設計進行再一次的評估。

3. 驗證（validation）

確認需求的規格是否已被確實建立，驗證者必須要驗證

系統輸入，輸出及運作。

4. 正式說明書（formal specification）

必須清楚地、完整的說明輸入、輸出及整個系統運作的

環境、所需資料及如何使用。

以上四個步驟可能以連續性、交替性或部分同時性的方式進行如

圖 2-2 所示。

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12

圖 2-2 Zmud 認為的需求分析之過程

在系統分析的過程中，決定使用者需求一直是最具關鍵的部分

（Browne, 2001；Schenk, 1998；Vessey, 1994；Dalal, 1992；Teng, 1990；

Tadav, 1988；Shemer, 1987），所以需求分析是系統分析發展過程中最

需要被清楚地定義出來的步驟，否則將會產生 “ 漣漪效應 ”

（Ripple-effect）影響系統發展日後的各階段（Browne, 2001）。需求

分析的主要目的就是在於澄清使用者需求，因此較偏向於問題導向，

主要是針對使用者的業務活動進行分析，明確表達出在業務環境中，

系統如何滿足使用者需求。在需求分析過程中，最主要回答三個問

題，而需求分析碰到的障礙也都與這三點有關（Yadav,1988）。 1. 需求應該是什麼？（What should requirements be?） 2. 需求應該如何敘述？（How should requirements be stated?） 3. 需求應該如何導出？（How should requirements be derived?）

DeMarco（1979）認為需求分析的意義在於: 1. 對發生問題採取解決行動前，對這個問題所做的研究。 2. 對資訊系統發展而言，分析乃是針對電腦化問題進行研究進

而產生新系統的規模文件，作為後續的設計工作進行時，尋

求問題解決的根據。

潘錦平（1992）歸納出需求分析主要有三個目的：

Conceptual Design （概念設計）

Logical Design （邏輯設計）

Validation （驗證）

Formal Specification （正式說明書）

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13

1. 為使用者和軟體人員之間的合約，為相互瞭解而建立基礎。 2. 反映出問題結構，可作為軟體人員進行設計和撰寫的依據。 3. 作為驗收及作為選取測試範圍和進行形式驗證的依據。

Hooper and Hsia（1982）認為需求分析階段主要包括三個主要活

動：需求判斷、需求分析、需求溝通，需求判斷強調如何判斷真正的

需求及需求的正確性；需求分析則重視在分析已有的需求下所產生的

不一致、不完整、矛盾等問題;需求溝通則重視以最佳的方式組織及

描述需求，以使需求容易了解，並經由相互溝通達到需求確認的目的。

Grosz（1992）認為需求分析階段基本上可為兩大步驟:需求擷取

與需求轉換。需求擷取主要是對系統範圍內之各種事物及相關現象加

以瞭解、判斷和選擇，並設計成描述綱目。需求轉換主要是將描述性

的問題以系統模式語法轉換成概念性問題。

Byrd（1992）指出需求分析是使用者和系統分析師相互合作努

力，對資訊系統所需的資料加以判斷和描述，故其主要工作內容包括： 1. 建立組織資訊處理需求 2. 發展資訊系統目標 3. 設計及評估資訊系統發展方案 4. 整理系統分析師與上級、其他分析師和使用者溝通的結果 5. 從事系統審核

吳仁和、林信惠（2000）認為使用者需求可分為巨觀需求與細

部需求。巨觀需求包括電腦化之環境、作業程序與範圍、輸出與輸入

所需之資訊或表單及系統目標、限制、主要功能等；細部需求指的是

電腦化之微觀範圍，包括使用者介面、例外狀況處理、輔助訊息顯示

等。由於細部需求的變化較大，不易掌握，因此通常在系統設計階段

才會進行處理，所以本計劃的研究範圍主要針對使用者的巨觀需求為

主。

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14

2-2 系統分析方法 目前系統分析方法有兩大主流，一個就是以功能為主導的方法

論，其中以結構化分析（Structured Analysis）為代表;另一派是以資料

結構為主導的方法論，其中是以物件導向分析（Object-Oriented

Analysis）為代表；兩者雖然同為系統分析的方法，但是在觀念上卻

是有相當的差異。

結構化分析之概念源於 1970 年代中期，其目的是為了增進系統

發展的效率與提高設計的穩定性和可維護性，結構化分析技術用在系

統發展的分析階段，它較少強調資料和實體，主要以處理程序為導

向，使用者的需求會被清楚的定義及描述於文件中。基本上，結構化

分析是以圖形化文件工具進行流程及資料格式塑模，以幫助進一步之

結構化設計。

DeMarco（1979）主要的貢獻是將結構化的概念擴大到分析階

段，並以一些特定的步驟和正規的方法將現存的系統流程以一些特定

的工具（如 Data Flow Diagram, DFD）轉變為要被發展的系統模式，

最終的目的是要得到一個由上而下將系統功能分解的模組。他為結構

化分析所下的定義為：「將系統的架構、功能與處理程序以系統邏輯

模型，如資料流程圖、資料字典、或處理程序等方式予以表示的分析

方法」。並對結構化分析歸納了以下幾個特點： 1. 採用各種文件說明系統的作業流程，使系統比較容易維護 2. 利用分割的方法，將複雜的問題予以簡單化 3. 在導入系統以前必須建立系統的邏輯模型 4. 通常利用圖形表示系統，容易為人接受

黃明祥（1999）在「系統方法應用在整體運銷之研究」中認為結

構化系統分析的基本原則包括:

1. 抽象原則

　 將事實現象予以抽象化，並且在最高層次設定控制整個作業的觀念架構，然後逐步向下延伸，越下層越接近具體

和細部作業程序的解析，直到整個問題全部描述清楚為止。

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2. 正規化原則

運用嚴密的邏輯方法描述問題，對於系統的發展作

法，則採用系統化或逐步的方法，使軟體系統的發展有一

定的軌跡可享。

3. 細分原則

將一個複雜的問題細分為幾個小單元，然後再針對每

個單元解決問題。

4. 樹枝次序原則

先將系統分成若干區塊（Block），然後再依彼此的隸屬關係建立起一串樹狀圖。

而物件導向觀念合併到系統分析與設計階段是近十年熱門研

究，過去三十年來，多數的系統發展方法論已刻意地從流程中分離對

資料的考量。大部分的系統分析技術（如結構化分析）也把這些考量

分離。儘管多數的系統分析方法已經努力嘗試將資料和流程模型同

步，結果也僅只有達到部分成就而已。物件的技術也是由此而萌生

的，為了消除這種關係資料和流程的人為分離，取而代之的是特定的

資料與建立、讀取、更新與刪除這些資料的程序，它們整合為一種完

整的架構，稱為物件（Object）。要建立、讀取、更新或刪除物件的

資料（稱為屬性）的唯一方法，是透過了它內嵌的程序（稱為方法）

之一。在結構化的系統分析方法，主要是將系統發展分為數個階段來

完成，即所謂的瀑布模型（Waterfall modde1）如圖 2-3 所示。對於瀑

布模型，也有人稱為“系統發展生命週期＂（SDLC，System

development life cycle）。其原理很簡單，當每個階段性任務完成而沒

有問題時，才能進入下一階段，直到系統發展完成，而瀑布模型的特

性為前進容易，後退困難。結構化系統分析方法中，希望每階段，都

能在達成階段性任務之後，再進入下一階段，除非在下一階段，發現

上階段有嚴重缺失，不得不回到上一階段外，系統開發應該是一階

段、一階段逐步完成。而對於物件導向的方法而言，可以先分析其中

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16

一點，設計一點，寫一點程式，有問題再修改，然後再一點一點完成

其它部份，也就是說可個別完成各元件，再如同積木般加以組合完成

整個系統，如圖 2-4 所示。

物件導向分析在分析需求階段找尋的是物件與附著在此物件上

的封裝操作（encapsulation operation），而傳統的結構化分析方法提供

將一個一個系統的功能分解的工具，而這種功能為導向的分解程序是

違反物件導向的封裝原理的。因為在物件中，這種功能和處理程序可

以存取許多不同實體的資料，並不隸屬於任一個實體。此外，物件導

向分析方法並不是使用由上至下的分解方式分解系統，而是使用由下

至上的方式，將發掘出的物件依關係叢集起來達到分割系統的的目

的。所以，物件導向分析法以物件模擬實際需求，可以從不同觀點來

分析物件，如使用者觀點、行為觀點、實作觀點、環境觀點等不同觀

點，因此較容易適應使用者需求的變更，達到使用者的需求；再者由

於物件具備較高的再使用性、擴充性及可維護性等優點，將使得軟體

系統生命週期的花費減低，並且物件導向分析法可避免“漣漪效應”

（Ripple-effect）。

圖 2-3 結構化分析的瀑布模型

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圖 2-4 物件導向分析的建構模型

但 Booch（1994）認為物件導向系統分析是將問題中的物件模

型，建立起來，重視的是物件的分類關係，而物件導向系統設計

（OOD）則是將分析結果，實際地考量每個物件的內涵與其間的關

係，並以記號表示出來。問題在於物件模型之建立非常困難，而建立

的方法，也沒有一個標準的成熟分析技術。在世紀末軟革命 2 一書中

對物件導向方法的形容為「觀念雖然好懂，但是其分析步驟卻很複

雜。」而且在目前還沒有一個固定論，這就是物件導向分析方法最大

的問題。

相反地，傳統結構化分析法的雖起源較早，但結構化分析法簡

單易學，整個系統發展生命週期中支援的工具及語言也較為完備，現

存的電腦系統也絕大多數以結構化分析方法成功，因此結構化分析法

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是屬於較成熟的分析方法，也為大多數的資訊系統設計人員所了解，

因此以結構化分析法來分析整合性企業系統，不僅人員學習容易，在

與企業內部人員以及資訊人員進行溝通時，也較容易清楚表達企業需

求。再者就組織的發展而言，專精化與部門化一直都是企業發展的重

點，而且在企業運作的過程中，也維持一定的層級結構；因此運用結

構化分析法中模組化的概念，可以將企業部門進行模組化分析，並且

再不斷地向下分解，直到清楚地表達出所有細節，以獲得完整的企業

架構。

高淑芳（1997）於「實驗法比較結構化分析與物件導向分析之

研究」中，對於傳統的結構化分析及近幾年興起的物件導向分析，以

實驗室實驗法（Laboratory Experiment）討論這兩種方法的優缺點，

主要在探討何種方法具有較高的學習績效，以模式化過程中的一致性

及最後結果的語法完整性及正確性作為衡量標準以及何者具有較高

的系統需求表達效能，以模式化過程的語意一致性及最後結果的語意

正確性與完整性作。最後研究結果顯示在學習績效上，結構化分析比

較容易達到語法完整性，至於兩種系統分析方法的學習難易程度，並

沒有顯著差異。在需求表達效能，結構化分析較優於物件導向方法，

尤其在模式的語意完整性構面上。所以一般在於實務上結構化分析工

具還是比較成熟及完備而且比較容易表達完整的語意。

吳仁和、林信惠（2000）認為結構化分析對系統開發提供以下數

點好處: 1. 有意義之文件模式 2. 使分析與設計之過程更視覺化與標準化 3. 使分析與設計更科學化 4. 有較客觀的準則來衡量與決定「好」的系統分析與設計 5. 提升程式之一致性與系統之可維護性

岳長周（2001）於「整合性企業系統之結構化分析」研究中，認

為結構化分析有下列以下幾項優點： 1. 以圖形來表達，不僅使得系統分析師在觀念上容易了解，

對於使用者及程式設計者而言，也是相當良好的溝通工具。

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2. 利用模組化分析，將複雜的系統分解成簡單的模組，可以更精確、簡明地表達系統需求。

3. 建立文件標準，使所有的系統分析師都有其依據來執行分析步驟。

綜合上述探討，我們認為雖然物件導向分析法是目前較為新興的

分析方法，且所採取的分析角度比較多元，但在步驟上卻較結構化分

析法複雜。在本計劃中，我們以管理者的角度來切入水利會，將其當

成一個企業組織來經營，而當我們在對一個企業組織進行系統分析

時，其主要目的在於企業內部以及企業外部人員之間的溝通，以做為

企業內部組織設計、組織流程再造、乃至資訊系統的建置的基礎，但

系統分析方法的學習及應用的容易度會直接的影響和內部人員溝通

的效果，加上水利會目前資訊化的環境以及從業人員電腦知識的整體

水準並不能與一般大型企業組織相比，因此本計劃認為利用結構化分

析法中圖形化及模組化的概念，不僅易於學習，而且較符合組織結

構，故而本計劃選擇結構化分析法作為水利會會務電腦化系統分析的

工具。

2-3 農田水利會會務電腦化 農田水利會會務電腦化，是未來全面革新水利會業務之必然措

施，亦為各水利會所共識與努力的目標，其最大效益乃是爭取時效，

節省人力，提高管理效率及服務會員之品質。農田水利建設對於農業

發展相當重要，以灌溉管理營運為核心之農田水利會業務相當繁重，

對於業務需要不斷的研究、簡化與創新，近年來各農田水利會在政府

推動資訊化之政策指導下，均進行水利會業務電腦化的推動，目的在

求農田水利會管理科學化，營運企業化，來有效的提高工作效率及提

升對農民的服務。為達成此一目的，在執行上分成以下幾個重點： 1. 建置農田水利會灌溉管理業務資料檔 2. 設計與開發各項業務管理資訊系統 3. 對農田水利會各項業務電腦化作業進行可行性分析和評估 4. 開發工程設計與管理應用軟體並推動應用

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5. 培育農田水利會電腦作業人員 農委會便從民國七十年間便開始陸續地執行業務電腦化的工

作，至今已二十餘年，以共同或獨自開發之方式已完成一些針對業務

單項的資訊系統，並隨著電腦化作業的發展，管理資訊系統應用於灌

溉管理業務上的相關研究也越來越多，使水利會更能快速且清楚地掌

握灌溉管理業務的資訊，並提供灌溉管理上之決策支援。回顧這些既

有的成果，大致分成灌溉管理、工務管理、行政管理、及整體規劃分

析四個大部分來探討。

2-3-1 灌溉管理業務 灌溉管理業務為農田水利會之事業營運之核心工作，其成效影響

營運甚鉅，亦直接攸關農民權益，由於業務涉及範圍廣泛且錯綜複

雜，使用的資料量相當複雜且龐大，將其納入電腦化作業，將可有效

提升灌溉管理業務之效能。農委會（1985）委託財團法人農業工程研

究中心（以下簡稱農工中心）進行農田水利會基層工作站灌溉管理業

務電腦化可行性之研究，由於工作站灌溉管理業務項目甚多，研究便

針對水利會最基層的灌溉工作站導入電腦化作業。對現行狀況作電腦

化可行性分析，並對工作站現行灌溉管理業務作詳細的瞭解與分析，

可作為日後水利會業務電腦化的參考。在灌溉管理業務電腦化的開發

的方向，大致可以分成以下幾個部分來探討：

1. 灌溉地籍資料的建置與應用

農田水利會業務首推灌溉管理，而灌溉地籍資料為水利會灌溉

管管理營運不可或缺之基本資料，於水利會業務應用層面甚為廣

泛，因此要使水利會業務電腦化趨於完善，首要之務必須建立完整

而正確的灌溉地籍資料檔。灌溉地籍資料之應用層面甚廣，管理組

利用灌溉地籍資料做灌溉地管理，將灌溉地面積作統計、農地重劃

等作業，更提供灌溉配水計畫，所需要田區的基本土壤資料和小給

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水門的灌溉率；財務組為了每年會費徵收和製作會有土地清冊也需

要統整所有的灌溉地籍資料；總務組和人事室對於小組長的選舉和

會員資料的控管，也都需要從灌溉地籍資料中彙整整出會員的基本

資料。以往各水利會因為偏重於每年會費徵收績效，往往忽略了地

籍資料的管理，長期以來致使地籍資料失去其正確性及可靠性，使

得水利會營運缺失迭起，因此為提高水利會業務營運效率及服務會

員品質，灌溉地籍資料建檔及日後的應用發展，絕對是水利會業務

電腦化的基礎。

鍾文貴（1986）於「微電腦在農田水利會基層工作站灌溉地籍

管理電腦化之應用」，以嘉南水利會麻豆工作站為個案研究樣本，探

討工作站在灌溉地籍管理業務上應用微電腦處理之作業模式，透過

介面設備和應用程式，轉換為麻豆工作站為電腦能應用之地籍資料

檔，並依該資料檔進行應用程式設計與測試。並透過資料通訊的技

術，將水利會嘉南水利會電腦中心已建妥之地籍檔轉換為工作站應

用，減少重新建檔人力、財力及時間之投資。

嘉南水利會委託農工中心（1988）對全嘉南水利會灌溉地籍資

料建檔，並由此檔案產生輪灌配水設計書、給水傳票、會費徵收清

冊、徵收單、灌溉地面積統計、會員代表及小組長選舉名冊、投票

通知單等報表。由於嘉南水利會所管轄灌區涵蓋整個嘉義及台南地

區，會員人數更高達 231,036 人，灌溉地籍資料的建檔並應用於業

務上，對嘉南水利會管理人員實為一大福音。台灣省水利會聯合會

也曾委託農工中心於 1989 至 1991 年完成北基、苗栗、新竹、台東、

宜蘭及花蓮六個中、小型水利會灌溉地籍資料建檔，並一併開發地

籍主檔異動維護系統、會費徵收作業系統、會員代表及小組長選舉

系統，促使全省水利會皆能自行印製會費徵收單及選舉通知單，期

望作為日後建立其他水利會的灌溉地籍資料的參考。

2. 灌溉計畫和配水計畫的擬定

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擬定年度灌溉計畫和各期作配水計畫為水利會灌溉管理業務之

核心工作，為水利會灌溉用水之準則，擬定計畫作業涉及因素甚多，

如土壤別、有效雨量、輸水損失、作物需水量...等，由於計算甚為複

雜且曠日費時，是以該項作業十分適合利用電腦處理，不僅予以提昇

效率，亦可降低人工處理時可能之錯誤，並快速提供各期作灌溉用水

資訊。

廖一光（1992）、鄧松敦（1993）採用電腦專家系統之觀念，將

灌溉用水推估相關之專家知識納入資訊系統中，並收集各種不同推估

方式，以充實系統之知識庫，提供多樣選擇，以電腦進行作物灌溉用

水的推估，期望做為水利會擬定灌溉計畫的依據。林俊男（1993），

進行「農田水利會輪區配水計畫表電腦製作計畫」，由於各水利會之

地理環境和習慣之差異，灌溉計畫報表之形式便有所不同，調查現行

各水利為灌溉計畫報表，加以分類，並建立輪區灌溉配水計畫之軟

體，供各農田水利會使用。農委會（1997）進行「農田水利會工務類

及輪區灌溉計畫資訊系統轉移及推動計畫」並委託農工中心開發農田

水利會輪區灌溉配水資訊系統，當時以 DBASE 軟體並借 FORTRAN

軟體語言開發。以桃園、石門及嘉南水利會三個水利會為研究區域，

將以往手工作業計算改為電腦化作業，並依循水利會現行計算灌溉計

畫用水之方式導入系統中，且一併可推求雨量站之月有效雨量。

3. 水質監視防制

由於近幾年本省各河川灌溉水源受到工、礦、畜牧業等廢水污

染，農田遭受污染情況日益嚴重，為有效的處理並監視灌溉水質，目

前已全面建立水質監測站、水質檢驗、排泄戶等基本資料；在環保意

識抬頭之今日，水質監測在灌溉管理業務上已成為重要的一環。原本

之水質監測業務由於人工作業方式過程複雜，資料的管制不易，所需

報表種類繁多，統計分析困難，如能納入電腦作業後，資料可避免重

複，除節省製作報表的時間外，尚能及時查詢水質監視與檢驗處理最

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新的資料或歷史資料。

台灣省水利局（1994）委託農工中心開發灌溉水質污染監視管理

系統，系統依使用者不同區分成三套，分別為水利局、水利會、和水

質檢驗中心；此計畫主要以建置灌溉水質污染監視相關資料為目的，

以系統查詢所需資料，並列印相關報表。由各水利會建立嘉南水利會

之排泄戶檔、搭排資料檔、監視點檔異常通報檔、水污染損害作物資

料調查檔、水污染損害水利設施調查檔及日常採樣記錄檔等灌溉水質

監控有關資料。

4. 地理資訊系統的應用

各農田水利會由於轄下灌區用水面積廣大，單位面積需水量因作

物及其他相關因子而改變之複雜性使其管理相當困難，水利會因應各

項業務需要收集並維持大量資料，其中圖面資料管理維護尤其困難，

圖紙收藏不易，易因年久而破損或遺失，並因數量龐大而使查詢應用

產生困難，且圖面與其他資料（如各種台帳）之結合亦有困難。此類

資料之空間分佈特性（如作物及土壤種類），及時間分佈性（如每年

每期之作物變遷）十分適合利用地理資訊系統加以管理，以其結合圖

籍資料庫之特性，對於農業用水之供需推估及管理可發揮及時之效

果。

李煌隆（1992）於「地理資訊系統在灌溉管理上之應用」研究中，

利用地理資訊系統軟體，搭配程式語言軟體，將數位化之地籍圖形及

已建檔之灌溉地籍資料庫，結合並建立研究地區合適之灌溉管理地理

資訊系統，內容包括灌溉基本圖之視覺化、灌溉地籍資料查詢、作物

栽培分佈及水門灌溉範圍之空間查詢、成果圖之印製...等，以提供田

間管理業務之參考，並提高營運管理之效率。

蘇明道（1993）於「地理資訊系統在水利會業務管理應用之研

究」，以佳里管理處西港工作站為研究對象，以地理資訊系統的平台，

建立一水利會管理系統的架構，並將其應用於灌溉管理業務和工務管

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理業務上，期望作為日後水利會引進地理資訊系統的之參考。

張紹賢（1996）於「灌區管理地理資訊系統架構建立之研討」研

究中，利用地理資訊系統軟體，建立使用者查詢展示介面，搭配程式

語言，建立一個水源取水記錄、流量歷線及水權資料之灌溉管理資訊

系統，以嘉南農田水利會白河水庫灌區為例，作為灌溉計畫配水時決

策上之參考。

蔡書川（1998）於「利用地理資訊統輔助建立灌溉水質管理系統」

研究中，以彰化水利會灌區為研究區域，建置一個灌溉水質管理系統

供彰化農田水利會參考，處理相關灌溉管理空間資料並整合水質監測

資料，藉以發展出在個人電腦上工作之灌溉水質管理系統，功能包括

水質及地籍資料查詢、灌溉水質 EC 值分析、空間查詢(灌溉及排水

渠道、水質監測站、污染排拽戶...等)。

曾釋賢（2000）於「地理資訊系統於灌溉計畫擬定之應用研究」

研究中，建構一灌溉配水計畫之資訊系統，包括水利小組在變更不同

耕作制度與用水推估後之旬用水量及其空間分佈的查詢之地理資訊

系統。

台灣省高雄水利會（1993）委託農工中心進行高雄水利會地理資

訊系統整體規劃，其中研討將水利會業務分為財產管理、灌溉管理、

工程管理、會員管理、立地條件、水源管理、水權管理、水利妨害系

統，並對龐大水利會地理資料庫作明確的規劃，建立系統屬性項目和

需求等。

農業工程研究中心（2000）於「坵塊單元之灌溉管理地理資訊系

統建置及應用」研究中，建立一個以灌溉管理為目的之 GIS 應用系

統，功能包括空間查詢(地籍資料、灌溉及排水渠道...等)、統計資訊(地

籍資料、渠道長度、灌溉面積...等)、灌溉管理(灌溉地面積調查、停

灌排程...等)及成果圖印製。

2-3-2 工務類業務 早在多年前屏東技術學院蘇明道教授即利用 Apple Ⅱ開發常用

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水工構造物之水理計算，開啟工務類業務電腦化之先端，後因受限於

Apple Ⅱ之功能限制，乃由淡江大學使用 IBM PC 加予改寫。工務類

之業務許多涉及繁雜之計算，如水理計算、結構計算等，是最能發揮

電腦處理各項優點之業務，而且灌溉排水設施的維修記錄，應該建成

資料檔，並定時更新，以提供工程人員定時維護水利設施的參考。

農委會（1991）委託農工中心對農田水利會工務類業務作電腦化

的開發及應用，主要目的在促進工務類業務之電腦化，為其歷時四

年，依照農委會「制度化分析」報告所制定的工務類架構，依工程規

劃施工流程區分為五大子系統，並逐年開發各應用程式，其主要之內

容如下：

1. 灌排水路基本資料維護系統

本子系統主要目的為對幹支分線基本資料建檔與維護以管

理轄區內之渠道系統維修情形。

2. 工程招標管理系統

主要功能為招標管理和廠商資料管理。招標管理方面是以每

一件工程招標記錄招標資料及印製開標紀錄表單。廠商管理則針

對投標廠商家予以建檔。

3. 工程施工管理系統

包括工程登記管理、進度管制、品質管制及材料管理。

4. 工程管理系統

包括工程決算及工程變更設計。

5. 工程設計管理系統：

包括縱橫斷面輔助設計、水理、結構計算、工程數量及電腦

輔助繪圖。

由於工務類業務往往需要配合現地情況及施工之需求，因此許多

開發的系統並無法完全符合工程人員的需求，但各子系統已經踏出工

務類電腦化艱苦的第一步，如果能夠加以延續並針對設計流程上的缺

失加以改進，則工務類電腦化計畫將更完善。

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2-3-3 行政類業務 農田水利會編制下除了設有管理組負責農業用水的調配及管

理、工程組負責水利設施的維修，也設有財務組負責會費徵收以及土

地管理外，另外設有總務、人事、主計、輔導、資訊等處室，提供一

般行政及庶務之協助。本節針對業務電腦化的行政類業務討論，行政

類的業務電腦化現有的成果大體可分成以下幾個部分：

1. 會有財產管理系統

農田水利會擁有龐大的財產與資金，如不善加管理，必定影響其

營運之根基，依財產的類型可分為房舍、土地、設備、物料及消耗用

品，其中又以會有土地的管理特為重要，因為其牽涉到會員的利益。

包含土地基本資料及稅籍資料的建檔，土地異動作業的管理，土地資

料的查詢等，這些資料都源於灌溉地籍資料，所以在灌溉地籍資料電

腦化之前，必須將有關土地資料及稅籍資料重新核對整理，這裡更加

凸顯灌溉地籍資料的管理與維護的重要性。

2. 會計出納系統

會計出納系統在業務電腦化的成果中之效果相當顯著。會計出納

資料為水利營運必備資料之一，納入電腦化作業後，不但可協助處理

其大量的資料，提供有效資訊，更可節省人力提供服務水準。自民國

六十三年（1974）開始，各水利會即自行開發、研究各應用軟體，成

果雖非常顯著，卻也造成人力、物力的重複投資。因此農委會有計畫、

有系統的指導及經費支助下，於民國七十七年（1988）完成主計及出

納作業系統之開發（適用於王安迷你電腦）。但在民國八十年（1991）

有鑑於王安電腦維修費用及設備之昂貴，對財務日漸惡化的水利會而

言著實是一項沈重的負擔，當時個人電腦功能已漸趨完備，且價格也

相對便宜，，因此農委會再度經費支助，將此系統移轉至個人電腦上，

更增進此系統使用上的方便性。會計出納系統其中包含三個子系統：

預算經營管理子系統、會記帳務處理子系統、出納管理子系統，由預

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算之控制至傳票之製作、支票之開立、收付作業、過帳、帳簿列印、

各項日報表、月報表、年報表、及決算表之列印，完全由電腦作業，

資料由始至末全由電腦控制，不會有遺漏之情形，目前大部分全省水

利會皆已上線並使用中。

3. 人事管理系統

農田水利會除了擁有龐大的土地資產和水資源之外，也相對擁有

許多人力資源，每年水利會在人事費用支出上，佔總決算支出百分之

二十四，所以在人事管理上也是行政業務的一大重點，早期的人事管

理系統僅限於人事基本資料之建檔，亦只應用於在薪資處理作業而

已，其管理及應用並不完備，且各會重複開發相同軟體，造成人力、

物力的浪費，農委會有鑑於此，於民國八十年（1991）撥經費資助全

省十三個水利會共同開發一套完整的且可共通、共享的的人事管理系

統，其包含十四個子系統：基本資料維護、統計報表、差假管理、員

工執勤、獎懲作業、考績作業、人員升遷、任免遷調、勞工保險、信

用保險、福利互助、親屬資料、薪資處理、退休管理，只要先建立基

本資料後，即可製作各類統計報表及推展其他各項子系統成為完整的

人事管理系統，目前全省大部分水利會也皆已上線使用中。

2-3-4 整體業務管理系統規劃 水利會在發展會務電腦化之初期，由於當時電腦並不如現在普

及，所以受到硬體價格偏高和軟體技術不足的限制，以致於早期的電

腦化所投資之成本及時間太多，更重要的是早期水利會對電腦化工作

並不熱衷，所以早期推展起來走了許多冤枉路。

有了過去的經驗，並經過農委會和各水利會共同之努力，會務電

腦化的工作已逐漸取得各水利會的共識，並且在水利會推展開來，不

僅減少錯誤，爭取時效，亦提升了營運管理效率。但卻發現由於會務

電腦化甚少擬定中長程發展計畫，以致顯得有點凌亂。另外，許多水

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利會都會自行發展或委託學術機關、研究單位開發，常常造成重複開

發、系統無法共用、使用者需求未定義清楚，導致增加開發成本。

為避免各水利會重複開發相同的作業系統，作無謂的重複投資，

形成多重人力、財力之浪費，同時也體認到系統分析在業務電腦化上

的重要，在農委會，水利局及各水利會的支持下，由農田水利會聯合

會（以下簡稱聯合會）（1988）首先提出「水利會業務配合電腦化作

業實施制度化之研究」，計畫前後為期三年，擬研編各類工作業務之

統一標準化輸出入報表格式，期望各水利會已開發之軟體系統程式可

以交流使用此為前瞻性之研究。

聯合會（1990）又提出「農田水利會會務電腦化推動成果分析」

的計畫，依據當時水利會會務電腦化的成果作彙整並蒐集相關資料，

並對水利會會務電腦化作整體資訊系統的架構，將其會務資訊系統架

構分成管理類、工務類、財務類、主計類、總務類、人事類六類，依

據各業務項目之可行性、需求程度、電腦化程度三項因素，決定出各

類業務電腦化的需求順序。並調查水利會目前開發完的應用軟體上線

使用情況。結果發現水利會應用最多的系統依序是會費徵收作業、薪

資作業、代表及小組長選舉作業、地籍資料維護以及灌溉計畫擬定。

過去會費徵收是水利會重要收入財源之一，薪資作業是可以在短時間

內成果顯見的系統，選舉作業所影響的層面適宜必須有精確度較高之

資料依據，也是最需要用電腦替代人工的業務，地籍資料之建立近幾

年漸漸受到水利會重視，灌溉計畫所需的計畫很繁雜，故這些系統在

水利會應用得最多，但水利會推動電腦化近十年，這樣的成果實在還

有非常大的進步空間。反觀那些開發完成卻無法上線使用的系統，原

因大多數是資料建立不完整，可見資料建立及維護是水利會的一大瓶

頸，另外則是系統所提供的功能無法滿足水利會業務的需要。

水利會管理業務涉及範圍甚廣且錯綜複雜，處理資料量更是龐

大，將表單資料建成電腦檔，是有效提升管理水準的第一步，尤其發

現，工作人員所呈報給管理者的這些報表，其最終來源都是從這些大

量的資料表單中彙整而產生的。所以，我們在系統分析階段應該要把

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相關資料整合成所需要的資料庫，這不但可使報表的產生速率大大提

升，更可以避免不必要的資料重複出現，導致模糊主要的資訊。綜觀

這些為了水利會業務電腦化而作的整體性規劃，都只針對業務流程作

分析，並找出可以導入電腦化的業務項目，並未分析出水利會所需要

的資料到底有哪些，進而對資料庫作完整的檢視和規劃。本計劃對水

利會的整體業務作一次完整系統分析。利用資料流程圖（DFD）去瞭

解系統中資料的流動，並統整有哪些資料庫是需要被規劃出來被系統

所使用的，這樣在系統開發時，才可避免資料的建置上有重複的問題

發生，期望研究成果能給予往後需要進行業務電腦化的水利會參考

外，亦可提供給水利會電腦化整體開發計畫之參考，最終相信水利會

業務電腦化的工作必能漸趨完善。

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三、研究方法

3-1 研究流程 本年度計畫乃擬以工作站為研究主軸，研究流程如圖 3-1 所示。

首先將進行業務分析，業務分析之目的為瞭解工作站與灌溉管理相關

的業務項目、內容、特性，彙整使用之表單和報表。業務分析後將應

用結構化的分析方法進行需求分析，透過需求分析可將需求轉換成新

系統的模型，並描述系統，預計產生環境關連圖、資料流程圖、資料

字典。灌溉管理模組設計與功能分析方面，整合歸納管理組中相關於

灌溉管理之業務，規劃功能模組，並使得各模組的功能可涵蓋所有相

關於灌溉管理之業務。最後再進行各項業務電腦化之畫面、選單、報

表與其他相關工具規劃與各項相關資料之實質結構設計。圖中虛線框

框的部份是期中報告的部份，故期中報告中僅擬針對業務分析、需求

分析、灌溉管理模組設計與功能模組設計細步工作情況進行說明，

圖 3-1 研究流程圖

3-2 工作站業務分析

工作站屬於是水利會管理單位的最前線，直接與水利會廣大的會

業務分析

需求分析

灌溉管理模組設計

業務電腦化之畫面、選單、報表

與其他相關工具規劃

各項相關資料之實質結構設計

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31

員接觸，執行水利會最基層之業務，並直接指導水利小組或代替水利

小組長擬定計畫、�