【正文】 eographic Information System, CGIS) 是城市地理信息系統(tǒng) ( UGIS) 的一個(gè)縮影 , 具有城市地理信息系統(tǒng)的特點(diǎn)和功能 , 它用圖形、圖像數(shù)字信息來表現(xiàn)校園各種空間及屬性要素 , 為用戶提供各種校園信息的查詢、檢索和必要的空間分析、統(tǒng)計(jì)操作以及按不同用戶要求輸出相應(yīng)的專題要素 , 為校園的發(fā)展預(yù)測(cè)、規(guī)劃決策以及科學(xué)管理提供可靠依據(jù)。其建設(shè)水平己成為體現(xiàn)高校辦學(xué)水平、學(xué)校形象和地位的重要標(biāo)志。從而可以提高校園對(duì)外的知名度，而且給學(xué)校的各項(xiàng)工作都帶來了很大方便，可為學(xué)校創(chuàng)造可觀的社會(huì)效益。目前，我國(guó)許多重點(diǎn)大學(xué)，如北京大學(xué)、清華大學(xué)、浙江大學(xué)、中國(guó)人民大學(xué)等均將數(shù)字化校園系統(tǒng)的建設(shè)提上了建設(shè)日程，并正在進(jìn)行建設(shè)之中。數(shù)字化校園是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的信息化手段和工具，實(shí)現(xiàn)從環(huán)境、資源到活動(dòng)的全部數(shù)字化。 目前，美國(guó)大學(xué)校園的信息化建設(shè)己經(jīng)涉及圖書館網(wǎng)絡(luò)、學(xué)校管理工作、教學(xué)活動(dòng)、科研活動(dòng)、學(xué)生日常生活的各個(gè)方面，并且已經(jīng)取得了舉世矚目的成績(jī)。 3 瑞士大學(xué)聯(lián)席會(huì)議委托弗里堡大學(xué)的新技術(shù)與教學(xué)中心建立了國(guó)家高等教育和新信息技術(shù)網(wǎng)。教學(xué)模塊、工具軟 件及現(xiàn)有教學(xué)手段的演示 :以超鏈接形式參考其他有用資源 。 廈門大學(xué)也提出基于 GIS 的數(shù)字化校園工程 — “數(shù)字廈門大學(xué)”。但是無需諱言，國(guó)內(nèi)的校園信息化建設(shè)尚處于起步階段，存在著諸多問題困。 技術(shù)路線 本論文從滿足安徽大學(xué)新校區(qū)信息管理的實(shí)際需要出發(fā)，考慮現(xiàn)在流行的GIS開發(fā) 平臺(tái)和開發(fā)方式，選擇了新一代嵌入式地理信息系統(tǒng)平臺(tái)一 ArcGIS 為開發(fā)平臺(tái)，結(jié)合可視化開發(fā)語言 Visual C進(jìn)行集成二次開發(fā)。地理信息系統(tǒng)建立在地理學(xué)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的基礎(chǔ)上，涉及信息科學(xué)、空間科學(xué)和地球科學(xué)的多個(gè)學(xué)科，是多種學(xué)科交叉的產(chǎn)物， 同時(shí)， GIS 作為一門綜合性技術(shù)，己經(jīng)與其它技術(shù)相融合，如 :數(shù)據(jù)庫技術(shù)、 CAD、軟件工程、遙感技術(shù)、制圖學(xué)等。 GIS 是采集、存儲(chǔ)、檢查、操作、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的系統(tǒng) 。 GIS是一組用來采集、存儲(chǔ)、查詢、變換和顯示空間數(shù)據(jù)的工具的集合，這種定義強(qiáng)調(diào) GIS 提供的用于處理地理數(shù)據(jù)的工具 。因此，可以認(rèn)為 GIS 是處理與地理位置有關(guān)的數(shù)據(jù)信息的輸入、輸 出、管理、查詢、分析和輔助決策的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。它在描述一般的數(shù)據(jù)庫的基于矢量圖形的校園地理信息系統(tǒng)技術(shù)研究基礎(chǔ)上，具體完成圖形數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)，而且共同分析和使用圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)。 ArcGIS 是美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所 (Environment System Research Institute， ESRI)于 1978年開發(fā)的 GIS系統(tǒng)。 ArcMap 提供兩種類型的地圖視圖：數(shù)據(jù)視圖和布局視圖。 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù) 組 件式 GIS 縱觀 GIS軟件技術(shù)發(fā)展歷程， GIS 軟件從最初 GIS 模塊到集成式 GIS、模塊化 GIS，再到核心式 GIS，這些 GIS 軟件要么集成困難，要么開發(fā)困難，都不方便用戶使用。組件式 GIS 的基本思想是把 GIS 的各大功能模塊劃分為兒個(gè)控件，每個(gè)控件完成不同的功能。組件式 GIS 構(gòu)造應(yīng)用系統(tǒng)，只實(shí)現(xiàn) GIS自身的功能，其他功能則由其他組件實(shí)現(xiàn)。 3）大眾化的 GIS 組件式技術(shù)己經(jīng)成為業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，用戶可以象使用其他 ACtiveX 控件一樣使用組件式 GIS 控件，使非專業(yè)的普通用戶也能夠開發(fā)和集成 GIS應(yīng)用系統(tǒng)，推動(dòng)了GIS大眾化進(jìn)程。另一方面，組件式 GIS 本身又可以劃分為多個(gè)控件，分別完成不同功能。組件式 GIS 是組件大家庭中的一員，使用組件式 GIS集成應(yīng)用系統(tǒng)，具有無限的擴(kuò)展性。 目前相當(dāng)大一部分高校的信息管理還停留在 Msl 模式，主要是對(duì)文本、數(shù)據(jù)資料的管理，在規(guī)劃管理工作上則基本上是采用傳統(tǒng)的分散管理模式。面對(duì)大量的信息，由于操作人員的不同，對(duì)規(guī)劃管理信息的管 理和操作不統(tǒng)一、不規(guī)范 :信息加工的時(shí)間周期長(zhǎng)，獲得最終成果數(shù)量少、質(zhì)量不高?？臻g數(shù)據(jù)的采集可以利用現(xiàn)有的 ( 1: 500) 大比例尺地形圖、航測(cè)遙感圖像等 , 利用數(shù)字化儀或掃描儀進(jìn)行數(shù)字化 , 經(jīng)過屏 幕編輯后取得校園的圖形數(shù)據(jù) , 或者通過實(shí)地調(diào)查、數(shù)字測(cè)圖的方式來獲取現(xiàn)勢(shì)圖形數(shù)據(jù) 。如 : 對(duì)校園地形圖進(jìn)行編輯修補(bǔ)、實(shí)現(xiàn)對(duì)地形圖的漫游、縮放、刷新等、對(duì)數(shù)據(jù)格式進(jìn)行檢查、不 同類型的數(shù)據(jù)文件的轉(zhuǎn)入與轉(zhuǎn)出。這樣用戶操作時(shí)就只涉及到一些特定的層，而不是整幅地圖，因而系統(tǒng)能對(duì)用戶的要求做出迅速反應(yīng)。圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)之間的連接方式目前有 :專題屬性數(shù)據(jù)作為圖形數(shù)據(jù)的懸掛體、用串項(xiàng)指針指向?qū)傩詳?shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)采用統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)、圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)自成體系。 空間分析主要有 : 緩沖區(qū)分析、最短路徑分析、包含分析、相交分析等矢量分析。 數(shù)據(jù)庫技術(shù) 地理信息系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)量大，種類煩雜，數(shù)據(jù)組織是否合理將直接影響到系統(tǒng)性能，所以數(shù)據(jù)組織是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。為了更生動(dòng)形象地展示校園的實(shí)際情形，在本系統(tǒng)屬性數(shù)據(jù)中引入文字說明及影像數(shù)據(jù)。系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)主要包括空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫兩部分，組織流程，如圖 2所示： 圖 2：組織流程圖 空間數(shù)據(jù)采集與內(nèi)容 柵格圖像矢量化 屬性數(shù)據(jù)采集 空間數(shù)據(jù)加工與編輯 屬性數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)入庫 地形數(shù)據(jù)庫 地形文件 屬性數(shù)據(jù)表 空間索引文件 10 空間數(shù)據(jù)獲取是地理信息 系統(tǒng)建設(shè)首先要進(jìn)行的任務(wù)，它可以有多種實(shí)現(xiàn)方式包括數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換、遙感數(shù)據(jù)處理以及數(shù)字測(cè)量等等，其中己有地圖的數(shù)字化錄入，是目前被廣泛采用的手段，也是最耗費(fèi)人力資源的工作。一般來說，在三維分析空間，根據(jù)分析問題 的尺度，我們把自然界中的物體抽象為點(diǎn)、線、面三種；在三維分析空間，則區(qū)分為點(diǎn)、線、面、體四種。非幾何屬性一般經(jīng)過抽象、概括，通過分類、量算、統(tǒng)計(jì)得到。 屬性數(shù)據(jù)采集與內(nèi)容 實(shí)用的地理信息系統(tǒng)除具有準(zhǔn)確纖細(xì)的圖形數(shù)據(jù)外，還應(yīng)該具有詳盡豐富的屬 性數(shù)據(jù)，才能為管理決策部門提供足夠的信息。在 GIS 數(shù)據(jù)管理中 ，拓?fù)潢P(guān)系可以定義以下內(nèi)容 : 1. 區(qū)域，如果多邊形數(shù)據(jù) DIME 數(shù)據(jù)模型，每個(gè)多邊形可以用一組封閉的線來表示，而不需要記錄封閉線上的所有點(diǎn)，避免兩次記錄相鄰多邊形的公共邊界，這樣減少了數(shù)據(jù)冗余。 2）分層設(shè)計(jì)原則 基于地理數(shù)據(jù)的復(fù)雜性、功能實(shí)現(xiàn)的多樣性，并且為了使數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)清晰，便于設(shè)計(jì)開發(fā)和維護(hù)管理，對(duì)數(shù)據(jù)采取分層管理的方式，并要求數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)和存儲(chǔ)策略改變不對(duì)應(yīng)用造成重要影響，存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)具有易維護(hù)、易擴(kuò)充的特性。 5）圖文一體原則 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)要考慮圖文一體的存儲(chǔ)設(shè)計(jì)，使空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)有機(jī)地統(tǒng)一存儲(chǔ)，利用 SQL 對(duì)空間與非空間數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一管理，使空間數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)真正的一體化集成。以一定的原則分層是分層的首要要求，具體如下： ⑴ 因?yàn)閳D層數(shù)據(jù)不斷需要更新，所以為方便可以將變換頻繁的數(shù)據(jù)進(jìn)行分離出來； ⑵ 為達(dá)到數(shù)據(jù)量的均衡，要盡可能考慮到數(shù)據(jù)量的大??； ⑶ 將數(shù)據(jù)冗余度降低到最低。 停車場(chǎng)：學(xué)校所有的停車區(qū)域； 道路層：包括校內(nèi)各大路、小路； 綠地層：校內(nèi)所有綠化面積 ,包括草地、樹木等； 湖泊層：包括校內(nèi)所有大小湖泊； 邊界層：包 括校內(nèi)區(qū)域間的邊界和校內(nèi)與校外區(qū)域間的邊界。 數(shù)據(jù)的獲取 數(shù)據(jù)庫是信息系統(tǒng)的核心，是實(shí)現(xiàn)土地利用和管理信息化的關(guān)鍵。柵格圖像，也稱光柵圖像，是指在空間和亮度上都已經(jīng)離散化了的圖像。 ⑵ 對(duì)柵格圖像的操作必須是以某個(gè)區(qū)域具有相同像素點(diǎn)的所有點(diǎn)同時(shí)共同發(fā)生某操作，而無法對(duì)我們需要的僅僅某區(qū)域內(nèi)的某點(diǎn)、某線或文字符號(hào)的屬性 15 信息進(jìn)行修改、刪除、復(fù)制或移動(dòng)等操作，這對(duì)我們?cè)谔幚韴D像數(shù)據(jù)過程中造成很多不便。這對(duì)我們對(duì)圖像數(shù) 據(jù)的操作造成很大不便。如 AutoCAD、 ARC/INFO、 Corel Draw、 GeoStar 等軟件都是應(yīng)用于矢量圖形的。 ⑶ 將紙質(zhì)地圖用掃描儀掃描成柵格數(shù)據(jù)的 圖像存入計(jì)算機(jī)后，應(yīng)用特殊的數(shù)字化軟件，直接將該柵格數(shù)據(jù)的圖像轉(zhuǎn)化為矢量格式的圖像，并對(duì)其根據(jù)需要進(jìn)行手工修改。 圖 4：功能結(jié)構(gòu)圖 地圖控制功能 地圖圖層索引（ 地圖導(dǎo)航）：地圖的所有圖層以樹狀列表的形式展現(xiàn)在地圖上，用戶可以更全面地了解整個(gè)地圖的概況，用戶還可以根據(jù)需要在地圖上選擇目標(biāo)區(qū)域?yàn)楫?dāng)前顯示的地圖區(qū)域。用戶可通過輸入需要導(dǎo)入的文件名或者瀏覽功能選擇要導(dǎo)入的地圖圖層文件，系統(tǒng)暫只支持 ArcView 生成的 shapefile 文件，不能導(dǎo)入其他文件。用戶選擇安徽大學(xué)數(shù)字校園系統(tǒng) 電子地圖控制 電子地圖輸出 電子地圖顯示 信息查詢 在線幫助 距離測(cè)量查詢 地理定位 地理對(duì)象距離查詢 詢 對(duì)象查詢 地理信息查詢 打印地圖 對(duì)象查詢 圖層索引 對(duì)象查詢 地圖顯示 對(duì)象查詢 地圖鷹眼 對(duì)象查詢 圖層移動(dòng) 對(duì)象查詢 圖層刪除 對(duì)象查詢 地圖縮放 對(duì)象查詢 圖層添加 對(duì)象查詢 圖層顯示控制 圖層編輯 對(duì)象查詢 地圖數(shù)據(jù)更新 屬性查詢 對(duì)象查詢 最近目標(biāo)查詢 對(duì)象查詢 動(dòng)態(tài)顯示 17 某一圖層，再選擇此功能，彈出身份驗(yàn)證窗口，用戶通過身份驗(yàn)證后該功能激活。用戶選擇某一圖層后編輯，上傳時(shí)驗(yàn)證用戶身份。對(duì)這地圖不斷放大，電子地圖的內(nèi)容越來越豐富。用戶若想要移動(dòng)電子地圖，則可左鍵單擊“漫游”按鈕，然后將鼠標(biāo)移動(dòng)到地圖上，那么鼠標(biāo)的箭頭圖標(biāo)將變成手狀模樣，按住鼠標(biāo)左鍵不動(dòng)，移動(dòng)鼠標(biāo)，則可以看到地圖按鼠標(biāo)拖動(dòng)的方向移動(dòng)，地圖移動(dòng)的時(shí)候圖層和比例尺保持不變。用戶選擇全圖顯示的功能后，該功能激活。 信息查詢 屬性信息查詢：系統(tǒng)提供此功能供用戶查詢特定地物的屬性信息。 距離測(cè)量：用戶應(yīng)用該功能可以測(cè)試出任意兩地物間的距離，包括直線距離和折線距離。當(dāng)用戶選擇地理對(duì)象索引功能后，該功能激活。 地理對(duì)象查詢：用戶若已知某一地理對(duì)象的名稱，要查詢?cè)摰乩韺?duì)象的信息，則選擇地理對(duì)象查詢功能，點(diǎn)擊地理對(duì)象查詢，彈出一文本對(duì)話框，在該對(duì)話框中輸入該地理對(duì)象的名稱，點(diǎn)擊查詢按鈕， 該地物信息將顯示在地圖顯示窗口上。用戶通過鼠標(biāo)在查詢結(jié)果窗口中選擇一個(gè)地名，如果信息窗口已經(jīng)打開，則在信息窗口中顯示這個(gè)地理對(duì)象的詳細(xì)信息 。若鼠標(biāo)停留點(diǎn)有某些適合顯示的地理對(duì)象，則在鼠標(biāo)處出現(xiàn)一個(gè)小方框，顯示該地理對(duì)象。良好的用戶界面可以在一定程度上幫助對(duì)于計(jì)算機(jī)不太熟悉的用戶更方便地使用它來處理有關(guān)業(yè)務(wù)和加工數(shù)據(jù)信 息。 數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)的用戶界面分系統(tǒng)啟動(dòng)界面，系統(tǒng)主功能界面以及查詢結(jié)果顯示界面三部分。 圖 6：地圖縮放功能 具體實(shí)現(xiàn)代碼 (1) 調(diào)用函數(shù) DoCOD javascript: (‘ zoomIN’ ) 20 (2) 函數(shù) DoCOD 具體處理 fuc DoCOD (strCOD) { GetMap ()。 } 系統(tǒng)控制功能的實(shí)現(xiàn) 數(shù)字地圖的當(dāng)前所有圖層列表是通過樹狀列表向用戶顯示，圖層前的單選框可供用戶操作控制該圖層在該數(shù)字地圖中的顯示與否如圖 7。 //發(fā)送服務(wù)器需要的參數(shù) if ( = =” work” ) //當(dāng)進(jìn)行結(jié)點(diǎn)查詢時(shí) = onlnfomation2。 查詢最短路徑功能的實(shí)現(xiàn) 用戶已知兩點(diǎn)地址的名稱，可根據(jù)地圖查到兩點(diǎn)間哪條路徑最短，可以用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊地圖上兩地址，就可以有兩點(diǎn)間的最短路徑顯示在地圖上， 具體代碼實(shí)現(xiàn)如下： try { // 取得網(wǎng)絡(luò)分析服務(wù) using (NAServerProxy naServer = (SERVER_NAME, ROUTE_SERVICE_NAME, null)) { if (naServer == null) throw (new (Could not find the web service.))。 ????? //對(duì)起點(diǎn)和終點(diǎn)地理編碼 LoadLocations(solverParams)。 //自定義函數(shù) } } 地圖打印功能 用戶可根據(jù)需要將地圖打印下來。 地圖漫游功能測(cè)試 測(cè)試目的： 在地圖上顯示八個(gè)方向的方向鍵及 地圖中心鍵，用戶可以通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)左鍵并拖動(dòng)來移動(dòng)地圖，用戶也可以通過點(diǎn)擊方向鍵移動(dòng)全圖或某個(gè)具體專題圖，點(diǎn)擊地圖中心鍵時(shí)將定位到地圖中心。 測(cè)試結(jié)果： 可以正確完成所