【正文】 模塊 .............................................. 25 專題地圖制作模塊 .............................................. 26 統(tǒng)計(jì)圖制作模塊 ................................................ 27 三維模型展示模塊 .............................................. 28 數(shù)據(jù)更新模塊 .................................................. 28 本章小結(jié) ........................................................... 29 5 結(jié)論與展望 ............................................................... 30 論文的研究成果 ..................................................... 30 論文的不足及進(jìn)一步工作展望 ......................................... 31 致 謝 ....................................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。數(shù)字校園作為“數(shù)字城市 ” 的一個(gè)縮影 , 具有“數(shù)字城市 ” 的基本特點(diǎn)和功能 ,其建設(shè)工作對(duì)于我國(guó)高等教育的現(xiàn)代化建設(shè)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(shí)具有統(tǒng)計(jì)分析、專題圖制作、查詢操作、三維模型展示 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) II 等功能。 數(shù)字校園是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、通訊技術(shù)對(duì)學(xué)校與教學(xué)、科研、管理和生活服務(wù)有關(guān)的所有信息資源進(jìn)行全面的數(shù)字化 :并用科學(xué)規(guī)范的管理對(duì)這些信息資源進(jìn)行整合和集成，以構(gòu)成統(tǒng)一的用戶管理、統(tǒng)一的資源管理和統(tǒng)一的權(quán)限控制 。 近幾年來(lái) ,學(xué)校發(fā)展比較迅速 , 在校生人數(shù)不斷增長(zhǎng) 。 通過(guò)數(shù)字化校園管理信息系統(tǒng)的建立，可以有效地提高學(xué)校管理的現(xiàn)代化水平，提高基層管理工作效率和準(zhǔn)確性，實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化的科學(xué)管理，有利于多種數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和共享，可以為學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)和各級(jí)基層管理部門及時(shí)、準(zhǔn)確、詳細(xì)、可靠地掌握有關(guān)校園內(nèi)各種教學(xué)、行政和管理的地理空間資源信息和數(shù)據(jù)提供有力的技術(shù)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(jīng)將 GIS應(yīng)用到校園里 , 不僅方便了對(duì)校園 各種信息的管理 , 同時(shí)為校園的發(fā)展預(yù)測(cè)、規(guī)劃決策等方面都提供了可靠的依據(jù) [5]。該產(chǎn)品基于ArcObject構(gòu)建 ,并提供跨平臺(tái)的組件技術(shù)框 架用于構(gòu)建 ArcGIS。 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)要解決的問(wèn)題 本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要解決的問(wèn)題有以下幾個(gè)方面 : （ 1）初步建立校園圖形庫(kù)，實(shí)現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)的統(tǒng)一綜合管理； （ 2）實(shí)現(xiàn)圖像、文本與地圖的動(dòng)態(tài)連接以及圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)互查功能； （ 3）實(shí)現(xiàn)空間分析，最短路徑的查詢； （ 4）實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)報(bào)表和統(tǒng)計(jì)專題圖的顯示和輸出功能 。 本論文研究的主要內(nèi)容有四個(gè)方面 : (l）敘述研究背景及數(shù)字校園研究的意義及其用到的相關(guān)技術(shù) 。 數(shù)據(jù)的預(yù)處理 數(shù)據(jù)的預(yù)處理工作主要包括配準(zhǔn) 。 通過(guò)數(shù)據(jù)預(yù)處理后，將矢量化好分好層的圖層導(dǎo)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(zhuǎn)化成CAD 文件（如圖 24），為下一步的 3dmax 建模作準(zhǔn)備。 校園內(nèi)建筑物的側(cè)面紋理是用數(shù)碼相機(jī)到實(shí)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(shù)木遮擋等，同時(shí)，考慮 到在 ArcScence中顯示三維場(chǎng)景時(shí)，亮度通常低于實(shí)際照片亮度，因此，需要將紋理圖片的亮度調(diào)高。 3ds符號(hào)庫(kù)建立的步驟： ① 對(duì)于某建筑物圖層更改其符號(hào)屬性（ Symbol Selector），然后再點(diǎn)擊屬性 。由于考慮到數(shù)據(jù)量大的問(wèn)題，本次設(shè)計(jì)將學(xué)校分多個(gè)場(chǎng)景顯示，如圖 212 和圖 213 所示： 圖 212 :校園教學(xué)樓區(qū)三維場(chǎng)景圖 圖 213 :學(xué)校大門三維場(chǎng)景圖 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 共 46 頁(yè) 本章小結(jié) 本章通過(guò)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(shí)現(xiàn)，要經(jīng)過(guò)三個(gè)步驟，數(shù)據(jù)的采集、 3D 模型的構(gòu)建、模型的符號(hào)化等。它的優(yōu)點(diǎn)是既可以充分利用 GIS 工具軟件對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的管理、分析功能，又可以利用其它可視化開(kāi)發(fā)語(yǔ)言具有的高效、方便等優(yōu)點(diǎn)，集二者之所長(zhǎng)，不僅能大大提高應(yīng)用確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo) 系統(tǒng)硬件 、 軟件的選擇 數(shù)據(jù)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(zhǔn)及分圖層矢量化 建筑物三維模型構(gòu)建及貼圖，制作3ds 符號(hào)庫(kù) 建立地理圖形庫(kù)以及實(shí)現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián) 數(shù)據(jù)的處理及分析， ArcGIS Egine 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā) 華北水利水電學(xué)院數(shù)字校園系統(tǒng) 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 15 頁(yè) 共 46 頁(yè) 系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率，而且使用可視化軟件開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)出來(lái)的應(yīng)用程序具有更好的外觀效果，更強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫(kù)功能，而且可靠性好、易于移植、便于維護(hù) [11]。另外，用它能夠開(kāi)發(fā)出一流的用戶界面，使系統(tǒng)易于使用。 數(shù)據(jù)的來(lái)源比較廣泛，數(shù)據(jù)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(xué)院校園規(guī)劃圖。圖像數(shù)據(jù)主要指柵格類型的數(shù)據(jù)，數(shù)碼相機(jī)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(shù)碼相機(jī)采集，由于數(shù)碼相機(jī)采集的圖片數(shù)據(jù)量大，將采集的相片統(tǒng)一在圖像處理軟件photoshop中大小進(jìn)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(zhǔn)備 . 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 18 頁(yè) 共 46 頁(yè) 屬性數(shù)據(jù) 由于 GIS 的地物類型復(fù)雜，屬性特征多種多樣，描述它們的屬性項(xiàng)及值域也不相同，因此屬性數(shù)據(jù) 錄入有兩種方法，其一是用戶需自定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，然后利用數(shù)據(jù)庫(kù)軟件建立起屬性數(shù)據(jù)。 字段 字段長(zhǎng)度 數(shù)據(jù)類型 說(shuō) 明 shape 16 文本 空間實(shí)體特征 ID 8 數(shù)字 建筑物編號(hào) 名稱 50 文本 建筑物名稱 高度 8 數(shù)字 建筑物高度 圖片信息 16 文本 建筑物圖片名稱 ,實(shí)現(xiàn)查詢 文本信息 16 文本 建筑物文本介紹名稱，實(shí)現(xiàn)查詢 表 31：建筑物屬性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表 另外屬性庫(kù)還包括統(tǒng)計(jì)表信息、人文統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，如 : 統(tǒng)計(jì)表信息 :以表格或圖形的形式表達(dá)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)信息，如各學(xué)院學(xué)生人數(shù)、教職工人數(shù)、本科專業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等 . 如下圖 34，用 Acess 數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。 VB具有界面友好、易學(xué)易用的特點(diǎn)，而且容易實(shí)現(xiàn)與外部數(shù)據(jù)庫(kù)的聯(lián)接。 圖 42 ：華北水利水電學(xué)院數(shù)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(kù)和工具庫(kù) , 開(kāi)發(fā)人員可用來(lái)創(chuàng)建新的或擴(kuò)展已有的桌面應(yīng)用程序。 查找 :選中工具 ，在地圖下方會(huì)出現(xiàn)查詢信息的相關(guān)按鈕，只要在復(fù)合框中選擇所要查找的空間實(shí)體信息，則在地圖上就會(huì)以黃顏色顯示出查找的結(jié)果。 ArcGIS Engine提供了 IDentifyDialog對(duì)象 ,在 MapLayer和 Table的記錄集之間產(chǎn)生關(guān)聯(lián) [16]。 實(shí)現(xiàn)路徑查詢，必須建立網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集（ work dataset）： 首先在 ArcCatalog中建立個(gè)人數(shù)據(jù)庫(kù)（ Personal GeodataBase） ,以方便個(gè)人數(shù)據(jù)的管理，接下來(lái)在個(gè)人 數(shù)據(jù)庫(kù)中建立一個(gè)特征數(shù)據(jù)集即（ Feature Dataset） ,以方便管理各個(gè)不同的圖層， 再將在 Arcmap中根據(jù)要求矢量化好的道路和興趣點(diǎn)要素層，導(dǎo)入到要素集中，最后根據(jù)提示新建道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)集。該模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)各院系學(xué)生人數(shù)、教職工人數(shù)、精品課程數(shù)和本科專業(yè)等多種數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。另一方面，還要能夠保存歷史數(shù)據(jù)，以便在必要時(shí)恢復(fù)過(guò)去任一時(shí)刻的全部或部分?jǐn)?shù)據(jù)。在功能實(shí)現(xiàn)部分，本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了查詢、專題圖制作、統(tǒng)計(jì)分析、三維模型展示和數(shù)據(jù)更新功能。如圖 413 和 414 所示： 圖 413 :實(shí)驗(yàn)樓三維模型展示圖 圖 414 :講堂群三維模型展示圖 數(shù)據(jù)更新模塊 系統(tǒng)的生命力依賴于數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，這要求建立完善的數(shù)據(jù)更新模塊和手段。例如 , 統(tǒng)計(jì)目前各院系學(xué)生招生人數(shù)，確定好近幾年重點(diǎn)培養(yǎng)專業(yè)，以及對(duì)某些專業(yè)的照顧，并根據(jù)教職工人員流動(dòng)情況 , 人才引進(jìn)情況 ,合理的規(guī)劃該學(xué)院重點(diǎn)發(fā)展方向。 最短路徑查詢模塊 最短路徑問(wèn)題是 地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)分析中最基本、最關(guān)鍵的問(wèn)題，在交通網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的分析、交通運(yùn)輸線路的選擇、通訊線路的建造與維護(hù)、運(yùn)輸貨流的最小成本分析、城市公共交通網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃等，都有直接應(yīng)用的價(jià)值 [17]。后者的查詢方式是通過(guò)輸入一定的屬性條件，控 件利用 SQL 查詢語(yǔ)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(jié)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(gè)小角落，點(diǎn)擊一下這個(gè)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(duì)軟件的接口界面進(jìn)行了比較詳細(xì)的設(shè)計(jì)，華北水利水電學(xué)院花園校區(qū)數(shù)字校 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 22 頁(yè) 共 46 頁(yè) 園信息系統(tǒng)主界面如圖 42 所示。 通過(guò)結(jié)合自己專業(yè)的特點(diǎn)，以及華北水利水電學(xué)院花園校區(qū)實(shí)際情況，將系統(tǒng)設(shè)計(jì)大致為 8 個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，有地圖操作、地圖排版、數(shù)據(jù)查詢、路徑查詢、專題圖制作、統(tǒng)計(jì)分析、三維模型展示、數(shù)據(jù)更新等幾個(gè)部分，如圖 34 所示： 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 20 頁(yè) 共 46 頁(yè) 圖層保存圖層添加圖層打開(kāi)屬性查圖圖查屬性查詢數(shù)據(jù)刪除數(shù)據(jù)編輯數(shù)據(jù)修改數(shù)據(jù)更新地圖平移地圖漫游地圖縮小地圖放大統(tǒng)計(jì)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(xué)院數(shù)字校園系統(tǒng)屬性數(shù)據(jù)管理地圖顯示地圖控制屬性查詢 圖 34：華北水利水電學(xué)院數(shù)字校園系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)圖 本章 小結(jié) 本章的主要內(nèi)容是基于 ArcGIS Engine 數(shù)字校園系統(tǒng)的建立，在分析合理選用開(kāi)發(fā)平臺(tái)、開(kāi)發(fā)方式、開(kāi)發(fā)語(yǔ)言和數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，以華北水利水電學(xué)院的數(shù)字校園建設(shè)為例，探討了基于 AE 的數(shù)字校園數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的建立 :空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，并給出了系統(tǒng)開(kāi)發(fā)組織結(jié)構(gòu)圖和系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的基本功能 . 華北水利水電學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 21 頁(yè)