【正文】 致 謝 ....................................................... 錯誤 !未定義書簽。無論是合并的還是 新建的校區(qū)，大都不在一處，各成體系，給高校的規(guī)劃與管理工作帶來許多不便與困難，傳統(tǒng)的手工規(guī)劃與管理模式已遠遠不能滿足高校發(fā)展的需要 [2]，所以校園的合理規(guī)劃與有效的管理越來越引起社會及高校領(lǐng)導(dǎo)的重視，數(shù)字校園系統(tǒng)就應(yīng)運而生。 數(shù)字校園系統(tǒng)的開發(fā)，不僅在輔助領(lǐng)導(dǎo)決策、提高管理效率等方面顯示出傳統(tǒng)管理模式所不能比擬的優(yōu)點，同時也為在校生和校園的來訪者提供了及時、準(zhǔn)確的信息。目前學(xué)校已發(fā)展成為一所以水利電力為特色，工科為主干，理、工、農(nóng)、社、管、文等多學(xué)科協(xié)調(diào)發(fā)展的大學(xué)。由于新校區(qū)建設(shè)進度和實驗設(shè)施不完善 ,還無法滿足學(xué)生正常的學(xué)習(xí)要求 ,學(xué)校采取了回老校區(qū) —— 花園校區(qū)學(xué)習(xí) 的方法 .為了使同學(xué)們更快的適用花園校區(qū)環(huán)境 ,更好的進入學(xué)習(xí)狀態(tài) , 也為加快校園信息化步伐，提高工作效率，強化學(xué)校管理，因而建立一個結(jié)合地理空間位置和信息管理于一體的數(shù)字校園系統(tǒng)對提高華北水利水電學(xué)的信息化水平起到非常積極的促進作用。為校園管理、規(guī)劃、決策等快速、準(zhǔn)確地提供各種所需的圖片、圖像、文字并茂的現(xiàn)勢性信息，使校園信息的分析更為全面。由于數(shù)字校園的空間信息和屬性信息都實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理，可以為用戶提供所需的各種信息，同時可按各種條件生成和輸出各種圖表和報表。 將學(xué)生檔案信息與地理信息相結(jié)合，可快速、準(zhǔn)確地進行 學(xué)生信息的查詢和定位。 有利于建筑物的維護、動態(tài)修測和更新，從而提高管理水平和工作效率。而且 , 以地理空間數(shù)據(jù)為基礎(chǔ) , 以地理信息系統(tǒng)中的空間分析方法為基礎(chǔ)還可以開發(fā)各種應(yīng)用模塊 , 為校園發(fā)展規(guī)劃、資源優(yōu)化配置、突發(fā)事件的處理等提供決策分析方面的支持。同傳統(tǒng)的 GIS 相比較，它具有多方面的特點，包括 :無縫集成、跨語言使用、易于推廣、開發(fā)簡捷、使用方便、成本低、可視化界面設(shè)計以及 Inter 應(yīng)用等。 GIS組件的代表作應(yīng)首推 ArcGIS Engine,它是 由全球最大的 GIS廠商 ESRI(美國環(huán)境研究所 )最新 GIS軟件 ArcObject的一個面向開發(fā)的新產(chǎn)品。它提供了表、查詢、窗體、報表、頁、宏、模塊 7種用來建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的對象；提供了多種向?qū)А⑸善?、模板，把?shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢、界面設(shè)計、報表生成等操作規(guī)范化；為建立功能完善的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) 提供了方便，也使得普通用戶不必編寫代碼，就可以完成大部分?jǐn)?shù)據(jù)管理的任務(wù)。同時，這種基于面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方式，使得開發(fā)應(yīng)用程序更為簡便。它把地理位置和相關(guān)屬性數(shù)據(jù)有機地結(jié)合起來，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的相互查詢和可視化輸出，從而滿足城市建設(shè)、規(guī)劃、施工管理等對空間信息需求的要求 。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 5 頁 共 46 頁 論文主要研究內(nèi)容 本 文針對華北水利水電學(xué)院的實際情況 ,在 GIS 技術(shù)的支持下 ,提出了數(shù)字校園建設(shè)的具體思路。并實現(xiàn)“基 于 ArcGIS Engine技術(shù)的華北水利水電學(xué)院數(shù)字校園”， 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、規(guī)劃決策以及科學(xué)管理提供可靠依據(jù)。 （ 3） 3D模型數(shù)據(jù) ,通過實地采集獲取每個建筑物的形狀和大致高度 ,再利用 3dmax軟件制作模 型，用來逼真的表示建筑物的精細結(jié)構(gòu)和材質(zhì)特征 . （ 4）統(tǒng)計數(shù)據(jù)，通過對各院系信息的收集。 校園建筑物三維模型的建立 校園的建筑物 (主要是樓房 )在二維電子地圖中表現(xiàn)為面狀對象，只能反映樓房底面分布的平面坐標(biāo)信息，并沒有建筑物高度和其外結(jié)構(gòu)的三維數(shù)據(jù)，因此，要對這些數(shù)量龐大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的地物進行建模非 常困難。這時我們可以通過相對坐標(biāo)創(chuàng)建點的方式進行建模，展現(xiàn)三維場景中的相對位置關(guān)系，而不考慮實際地理坐標(biāo)。因此，將建筑物分為重點建模的建筑物和非重點建模的建筑物 :需要重點建模的建筑物指比較有標(biāo)志性且造型較為特殊的建筑物，如綜合實驗樓、圖書館、講堂群、文體活動中心等，如下圖26；對于這些采用 3dmax 軟件詳細建模 :其他形狀較為規(guī)則的建筑物則直接通過在 3dmax軟件里將導(dǎo)入的 CAD 二維平面數(shù)據(jù)拉伸貼圖創(chuàng)建而成。 在校園三維地物建模過程中 ,紋理是建模中的重要環(huán)節(jié)之一 ,它將直接關(guān)系到所建模型的視覺效果和逼真程 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 10 頁 共 46 頁 度。 紋理應(yīng)用于三維空間對象建模，可以大大提高三維可視化的逼真度，增加用戶進行實時漫游時的真實感和沉浸 感（如圖 29和 210）。于是通過將導(dǎo)出好的模型，在 style manage中制作自己的符號庫，制作時可以直接調(diào)用里面的符號，發(fā)現(xiàn)效果還是比較理想的，最重要的是場景加載速度有了一定的提高。 ④ 將建立好的模型保存為 .style格式 ,并定義 Category名稱為 dsz. ⑤ 點擊 More Symbols在彈出的下級菜單中，選擇 Add，將 ，最終結(jié)果顯示如下圖 211： 圖 211: 建立好的名稱為 dsz的符號庫 由于三維符號具有易讀性和直觀性，對于拓展地圖的應(yīng)用領(lǐng)域具有現(xiàn)實意義。也就是可以直接使用 ArcScene 自帶的三維符號，不用花時間建立模型。 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 14 頁 共 46 頁 3 基于 ArcGIS Engine 數(shù)字 校園系統(tǒng)的建立 前面我們討論了建設(shè)數(shù)字校園的一些方法和三維場景的實現(xiàn)，這些基本內(nèi)容清楚以后，就要考數(shù)字校園的具體實現(xiàn)。通過分析，我們建立的數(shù)字校園流程見圖 31： 圖 31 ：華北水利水電學(xué)院數(shù)字校園系統(tǒng)制作流程 系統(tǒng)開發(fā)平臺設(shè)計 結(jié)合 GIS 工具軟件與當(dāng)今可視化開發(fā)語言的集成二次開發(fā)方式是現(xiàn)在 GIS 應(yīng)用開發(fā)的主流。選擇功能完備、價格便宜的 GIS 平臺，減 少軟件投資。地圖要素的查詢和標(biāo)注以及專題圖制作和統(tǒng)計分析等最基本的地圖操作功能 ,用戶可以不用代碼直接調(diào)用其自帶的模塊來實現(xiàn)這些功能 . 系統(tǒng)開發(fā)語言 選擇高效的 ，它完全支持 ActiveX 控件的應(yīng)用，對數(shù)據(jù)庫的支持也非常完備，提供完全可視化的、面向?qū)ο蟮木幊汰h(huán)境，有利于提高系統(tǒng)的開發(fā)效率，加快系統(tǒng)的開發(fā)進度 。 系 統(tǒng) 開 發(fā) 平 臺 設(shè) 計 GIS 開發(fā)平臺 ArcGIS Engine 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) Microsoft Access 2020 操作系統(tǒng) Windows 2020 及 以上版本 開發(fā)語言 Microsoft Visual basic 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 16 頁 共 46 頁 數(shù)據(jù)庫平臺 由于本系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)量不是太多，為實現(xiàn)各院系的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的查詢 ,將這些與空間數(shù)據(jù)無關(guān)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)存儲在 Access 表中，在 環(huán)境下通過 ADO 與 Access 表相連，用SQL 語句等方式直接訪問表中的數(shù)據(jù)來管理各種屬性信息。 華北水利水電學(xué)院花園校區(qū)數(shù)據(jù)的獲取主要是通過校 內(nèi)管理部門收集的現(xiàn)狀及規(guī)劃數(shù)據(jù)以及對現(xiàn)狀資料調(diào)查的相關(guān)信息而得，按數(shù)據(jù)的類型 :主要分為空間數(shù)據(jù) (主要指圖形信息、圖像信息 )和非空間數(shù)據(jù) (包括統(tǒng)計表信息、文本信息等 )。空間數(shù)據(jù)使用 GIS軟件來管理，屬性數(shù)據(jù)使用數(shù)據(jù)庫軟件來管理，通過空間實體的唯一標(biāo)識 (ID號 )實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬 性數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián) [12]（如圖 33所示）。便于數(shù)字化及數(shù)字化的后續(xù)處理工作。每一層實體都包括幾何特征和屬性特征。其中圖形數(shù)據(jù)庫中包括矢量地理底圖庫，涉及點、線、面等多種類型的文件。 本系統(tǒng)中屬性數(shù)據(jù)庫包括兩類屬性表。下面以建筑物為例闡述其屬性庫結(jié)構(gòu)及數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，其他基本相似，在此不再一一描述。由于數(shù)字校園包含的內(nèi)容較多，工作量很大，建設(shè)過程中需要許多部門相互配合，所以不可能在短時間內(nèi)全部完成。 系統(tǒng)的軟件設(shè)計采用 作為可視化編程工具，結(jié)合 ArcGIS Engine 進行開發(fā)。 用戶界面 用戶是圖形軟件系統(tǒng)的最終使用者，作為人機交互的界面環(huán)境，需要考慮人們的操作習(xí)慣和接受能力，使應(yīng)用程序在視覺感受、概念語義上易于理解，易于操作，無二義性。系統(tǒng)主要由主菜單欄區(qū)、電子地圖主顯示區(qū)、鷹眼地圖顯示區(qū)、圖層控制區(qū)、工具欄區(qū)、狀態(tài)欄區(qū)六部分組成。 圖 43： ArcGIS Engine 自帶工具條 其主要內(nèi)容具體如下 : 放大 : 選中工具 可以實現(xiàn)地圖無限制的放大，或者用戶可以對自己感興趣的區(qū)域用框選的方式進行放大。 屬性 :選中工具 ，點擊地圖上感興趣的點，然后會跳出一個小窗口，上面顯示這個點的所有信息。另外，可以根據(jù)需要制作各種不同類型的地圖，如教學(xué)樓分布圖、學(xué)生宿舍分布圖以及校園規(guī)劃平面圖的制作等，便于以后作規(guī)劃設(shè)計與分析工作。并將查詢后的地物名稱顯示在列表框中 ,當(dāng)雙擊地物名稱后 ,將彈出關(guān)于此地物的圖片信息和文本信息 . （ 1） 圖查屬性： 通過在地圖上單擊地物要素 ,彈出包含該地物屬性信息的對話框 ,此功能可以直觀、靈活、方便地完成各類地圖圖元的查詢。 具體實現(xiàn)思路是 : 1） 參照屬性表表 31，設(shè)計建筑物的屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu) ,其中圖片和文本信息分別存儲已經(jīng) 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 25 頁 共 46 頁 建立好的 .Jpg 和 .Txt 格式的文件名稱 。在數(shù)字校園中 根據(jù)學(xué)生宿舍的分布情況 ,找到建設(shè)食堂的最佳位置 (資源分配 ) ,或由給定一點 ,找到至另一點的最佳路徑等（如下圖47）所示。專題地圖包括范圍值、點密度、柱狀圖、等級符號 、餅圖和獨立值六種形式。 這個模塊主要是對與空間實體無關(guān)的屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析，即各院系學(xué)生人數(shù)、本科專業(yè)以及其他屬性信息的統(tǒng)計分析，它與一般數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的采集、處理、查詢等的實現(xiàn)方式一樣，主要采用 VB+Acess 二者集 成實現(xiàn)。這樣可以為學(xué)校樹立良好的形象，提高校園的知名度，宣傳校園文化，讓使用者足不出戶就可瀏覽校園風(fēng)光和相關(guān)介紹信息，體驗身臨其境的感受。一方面， 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 29 頁 共 46 頁 要通過數(shù)據(jù)更新不斷獲得實時數(shù)據(jù)，并對數(shù)據(jù)庫進行更新維護 。 ArcGIS Engine（簡稱 AE）的強大之處是封裝了很多功能模塊，用戶可以直接調(diào)用這些模塊實現(xiàn)所需功能。 新建教學(xué)樓 屬性數(shù)據(jù) 添加 數(shù)據(jù)更新窗口 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計 第 30 頁 共 46 頁 5 結(jié)論與展望 論文的研究成果 本課題以華北水利水電學(xué)院花園校區(qū)為研究對象，從數(shù)字校園利用的關(guān)鍵技術(shù)、建筑物三維模型的建立、數(shù)據(jù)庫的建立等幾個方面著手，初步