【正文】 模塊 .............................................. 25 專題地圖制作模塊 .............................................. 26 統(tǒng)計圖制作模塊 ................................................ 27 三維模型展示模塊 .............................................. 28 數據更新模塊 .................................................. 28 本章小結 ........................................................... 29 5 結論與展望 ............................................................... 30 論文的研究成果 ..................................................... 30 論文的不足及進一步工作展望 ......................................... 31 致 謝 ....................................................... 錯誤 !未定義書簽。數字校園作為“數字城市 ” 的一個縮影 , 具有“數字城市 ” 的基本特點和功能 ,其建設工作對于我國高等教育的現代化建設具有重要意義 [1]。系統(tǒng)不僅具有普通電子地圖所具有的功能，同時具有統(tǒng)計分析、專題圖制作、查詢操作、三維模型展示 華北水利水電學院畢業(yè)設計 II 等功能。 數字校園是利用計算機技術、網絡技術、通訊技術對學校與教學、科研、管理和生活服務有關的所有信息資源進行全面的數字化 :并用科學規(guī)范的管理對這些信息資源進行整合和集成，以構成統(tǒng)一的用戶管理、統(tǒng)一的資源管理和統(tǒng)一的權限控制 。 近幾年來 ,學校發(fā)展比較迅速 , 在校生人數不斷增長 。 通過數字化校園管理信息系統(tǒng)的建立，可以有效地提高學校管理的現代化水平，提高基層管理工作效率和準確性，實現辦公自動化的科學管理，有利于多種數據的統(tǒng)一和共享，可以為學校領導和各級基層管理部門及時、準確、詳細、可靠地掌握有關校園內各種教學、行政和管理的地理空間資源信息和數據提供有力的技術保障 [3]。 (4)可以使校園資源的得到高效利用 。目前 , 許多高校都已經將 GIS應用到校園里 , 不僅方便了對校園 各種信息的管理 , 同時為校園的發(fā)展預測、規(guī)劃決策等方面都提供了可靠的依據 [5]。該產品基于ArcObject構建 ,并提供跨平臺的組件技術框 架用于構建 ArcGIS。 系統(tǒng)開發(fā)要解決的問題 本系統(tǒng)設計主要解決的問題有以下幾個方面 : （ 1）初步建立校園圖形庫，實現圖形數據的統(tǒng)一綜合管理； （ 2）實現圖像、文本與地圖的動態(tài)連接以及圖形數據和屬性數據互查功能； （ 3）實現空間分析，最短路徑的查詢； （ 4）實現統(tǒng)計報表和統(tǒng)計專題圖的顯示和輸出功能 。 本論文研究的主要內容有四個方面 : (l）敘述研究背景及數字校園研究的意義及其用到的相關技術 。 數據的預處理 數據的預處理工作主要包括配準 。 通過數據預處理后，將矢量化好分好層的圖層導入到 CAD 軟件中，利用 ArcGIS 自帶的 Arctoolbox 工具箱里的 conversion tools—toCAD—Export to CAD，將 shape 文件轉化成CAD 文件（如圖 24），為下一步的 3dmax 建模作準備。 校園內建筑物的側面紋理是用數碼相機到實地拍攝而獲得的，所拍攝到的原始圖像并不能完全符合要求，比如圖像傾斜、被其它的景物如樹木遮擋等，同時，考慮 到在 ArcScence中顯示三維場景時，亮度通常低于實際照片亮度，因此，需要將紋理圖片的亮度調高。 3ds符號庫建立的步驟： ① 對于某建筑物圖層更改其符號屬性（ Symbol Selector），然后再點擊屬性 。由于考慮到數據量大的問題，本次設計將學校分多個場景顯示，如圖 212 和圖 213 所示： 圖 212 :校園教學樓區(qū)三維場景圖 圖 213 :學校大門三維場景圖 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 13 頁 共 46 頁 本章小結 本章通過三維模型建立流程的深入研究和分析 ,提出了三維模型的最終實現，要經過三個步驟，數據的采集、 3D 模型的構建、模型的符號化等。它的優(yōu)點是既可以充分利用 GIS 工具軟件對空間數據庫的管理、分析功能，又可以利用其它可視化開發(fā)語言具有的高效、方便等優(yōu)點，集二者之所長，不僅能大大提高應用確定系統(tǒng)設計目標 系統(tǒng)硬件 、 軟件的選擇 數據資料的采集： 校園平面規(guī)劃圖 校園建筑物 CAD 底圖 建筑物紋理相片等 平面圖的配準及分圖層矢量化 建筑物三維模型構建及貼圖，制作3ds 符號庫 建立地理圖形庫以及實現屬性數據的關聯 數據的處理及分析， ArcGIS Egine 進行二次開發(fā) 華北水利水電學院數字校園系統(tǒng) 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 15 頁 共 46 頁 系統(tǒng)的開發(fā)效率，而且使用可視化軟件開發(fā)工具開發(fā)出來的應用程序具有更好的外觀效果，更強大的數據庫功能，而且可靠性好、易于移植、便于維護 [11]。另外，用它能夠開發(fā)出一流的用戶界面，使系統(tǒng)易于使用。 數據的來源比較廣泛，數據的獲取方式也多種多樣。 本系統(tǒng)所利用的資料為華北水利水電學院校園規(guī)劃圖。圖像數據主要指柵格類型的數據，數碼相機采集的圖片，其中圖片主要包括了校園中各種建筑物及景觀等的照片集，它們均由數碼相機采集，由于數碼相機采集的圖片數據量大，將采集的相片統(tǒng)一在圖像處理軟件photoshop中大小進行統(tǒng)一 ,并放置在同一圖片目錄下存放 ,為以后的空間查詢作準備 . 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 18 頁 共 46 頁 屬性數據 由于 GIS 的地物類型復雜，屬性特征多種多樣，描述它們的屬性項及值域也不相同，因此屬性數據 錄入有兩種方法，其一是用戶需自定義數據結構，然后利用數據庫軟件建立起屬性數據。 字段 字段長度 數據類型 說 明 shape 16 文本 空間實體特征 ID 8 數字 建筑物編號 名稱 50 文本 建筑物名稱 高度 8 數字 建筑物高度 圖片信息 16 文本 建筑物圖片名稱 ,實現查詢 文本信息 16 文本 建筑物文本介紹名稱，實現查詢 表 31：建筑物屬性數據結構表 另外屬性庫還包括統(tǒng)計表信息、人文統(tǒng)計數據等，如 : 統(tǒng)計表信息 :以表格或圖形的形式表達數據的統(tǒng)計信息，如各學院學生人數、教職工人數、本科專業(yè)統(tǒng)計數據等 . 如下圖 34，用 Acess 數據庫存儲的統(tǒng)計數據。 VB具有界面友好、易學易用的特點，而且容易實現與外部數據庫的聯接。 圖 42 ：華北水利水電學院數字校園主界面 主要功能模塊介紹 地圖操作功能模塊 ArcGIS Engine 是一組完備的并且打包的嵌入式 GIS 組件庫和工具庫 , 開發(fā)人員可用來創(chuàng)建新的或擴展已有的桌面應用程序。 查找 :選中工具 ，在地圖下方會出現查詢信息的相關按鈕，只要在復合框中選擇所要查找的空間實體信息，則在地圖上就會以黃顏色顯示出查找的結果。 ArcGIS Engine提供了 IDentifyDialog對象 ,在 MapLayer和 Table的記錄集之間產生關聯 [16]。 實現路徑查詢，必須建立網絡數據集（ work dataset）： 首先在 ArcCatalog中建立個人數據庫（ Personal GeodataBase） ,以方便個人數據的管理，接下來在個人 數據庫中建立一個特征數據集即（ Feature Dataset） ,以方便管理各個不同的圖層， 再將在 Arcmap中根據要求矢量化好的道路和興趣點要素層，導入到要素集中，最后根據提示新建道路網絡數據集。該模塊可以實現對各院系學生人數、教職工人數、精品課程數和本科專業(yè)等多種數據進行統(tǒng)計。另一方面，還要能夠保存歷史數據，以便在必要時恢復過去任一時刻的全部或部分數據。在功能實現部分，本系統(tǒng)主要實現了查詢、專題圖制作、統(tǒng)計分析、三維模型展示和數據更新功能。如圖 413 和 414 所示： 圖 413 :實驗樓三維模型展示圖 圖 414 :講堂群三維模型展示圖 數據更新模塊 系統(tǒng)的生命力依賴于數據的實時性，這要求建立完善的數據更新模塊和手段。例如 , 統(tǒng)計目前各院系學生招生人數，確定好近幾年重點培養(yǎng)專業(yè)，以及對某些專業(yè)的照顧，并根據教職工人員流動情況 , 人才引進情況 ,合理的規(guī)劃該學院重點發(fā)展方向。 最短路徑查詢模塊 最短路徑問題是 地理信息系統(tǒng)網絡分析中最基本、最關鍵的問題，在交通網絡結構的分析、交通運輸線路的選擇、通訊線路的建造與維護、運輸貨流的最小成本分析、城市公共交通網絡的規(guī)劃等，都有直接應用的價值 [17]。后者的查詢方式是通過輸入一定的屬性條件，控 件利用 SQL 查詢語言從電子地圖中查詢到符合條件的地物，并在電子地圖上顯示出結果。 全圖 :選中工具 ，不管用戶把地圖放 大了多少倍，漫游到了地圖的任何一個小角落，點擊一下這個工具，馬上就可以返回到最原始的地圖狀態(tài)。如下圖 41 所示： 圖 41:系統(tǒng)登陸界面 本系統(tǒng)對軟件的接口界面進行了比較詳細的設計，華北水利水電學院花園校區(qū)數字校 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 22 頁 共 46 頁 園信息系統(tǒng)主界面如圖 42 所示。 通過結合自己專業(yè)的特點，以及華北水利水電學院花園校區(qū)實際情況，將系統(tǒng)設計大致為 8 個模塊來實現，有地圖操作、地圖排版、數據查詢、路徑查詢、專題圖制作、統(tǒng)計分析、三維模型展示、數據更新等幾個部分，如圖 34 所示： 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 20 頁 共 46 頁 圖層保存圖層添加圖層打開屬性查圖圖查屬性查詢數據刪除數據編輯數據修改數據更新地圖平移地圖漫游地圖縮小地圖放大統(tǒng)計分析 其他專題地圖地圖排版三維模型展示華北水利水電學院數字校園系統(tǒng)屬性數據管理地圖顯示地圖控制屬性查詢 圖 34：華北水利水電學院數字校園系統(tǒng)組織結構圖 本章 小結 本章的主要內容是基于 ArcGIS Engine 數字校園系統(tǒng)的建立，在分析合理選用開發(fā)平臺、開發(fā)方式、開發(fā)語言和數據庫的基礎上，以華北水利水電學院的數字校園建設為例，探討了基于 AE 的數字校園數據結構的建立 :空間數據和屬性數據，并給出了系統(tǒng)開發(fā)組織結構圖和系統(tǒng)實現的基本功能 . 華北水利水電學院畢業(yè)設計 第 21 頁