【正文】 ........................................... 30 IV 1 1 緒論 校園地理信息研究目的和意義 地理信息系統(tǒng)實在計算機硬件和軟件支持下，運用地理信息科學和系統(tǒng)工程理論，科學管理和綜合分析各種地理數(shù)據(jù)，提供管理、模擬、決策、規(guī)劃、預測和預報等任務所需要的各種地理信息的技術(shù)系統(tǒng)?！睌?shù)字城市 是“數(shù)字地球 技術(shù)在特定領(lǐng)域的具體應用，“數(shù)字校園 是“數(shù)字城市”建設的一個微觀領(lǐng)域的具體應用 ,“ 數(shù)字校園”是各個大學期望建立的校務處理和輔助決策平臺。針對校園管理的信息化、科學化和可視化 , 本文在分析現(xiàn)有校園信息管理特點的基礎(chǔ)上 , 研究了校園地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的設計方法 , 并以安徽大學為例 , 建立了基于ArcGIS 的校園地理信息系統(tǒng) , 詳細闡明地理信息系統(tǒng)應用于校園信息綜合管理的必要性，可能性和解決方案。 地理信息系統(tǒng)是地理科學與信息科學交叉的一門學科，在課題研究中，最深的體會是它利用以計算機應用為核心的信息技術(shù)，為地理學的研究提供了一種新的 思路和手段。高等院校作為高新技術(shù)的集中地 , 有必要在校園地理信息系統(tǒng)的建設方面做進一步的開發(fā)與研究 , 為城市數(shù)字化做一些基礎(chǔ)性及實驗性的工作。 “數(shù)字化校園系統(tǒng)”是信息技術(shù)運用于 教育改革過程所形成的最新研究成果。 美國最早進行數(shù)字化校園探索與實踐。該網(wǎng)站目前提供以下服務 :建立瑞士高校使用信息技術(shù)教學的項目方案數(shù)據(jù)庫 (可按學校檢索、查詢等 )。其中規(guī)劃的主要內(nèi)容包括收集、提取、更新廈門大學基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫 (4D 產(chǎn)品 )，實現(xiàn)廈門大學校區(qū)的三維可視化漫游、檢索和動態(tài)管理。采用關(guān)系數(shù)據(jù)庫 SQL和 相結(jié)合的技術(shù)統(tǒng)一管理空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，確?？臻g和非空間數(shù) 據(jù)的一體化存儲，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲、管理、查詢、檢索及數(shù)據(jù)的深層次挖 4 掘問題，為前端 GIS 應用功能的開發(fā)提供強有力的支持。(2)面向應用的定義。 校園地理信息系統(tǒng) (Campus Geographic Information system ， CGIS)是城市地理信息系統(tǒng) (UGIS)的一個分支，具有城市地理信息系統(tǒng)的特點和功能，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的專題要素，為校園的發(fā)展預測、規(guī)劃決策以及科學管理提供可靠依據(jù)。 ArcGIS Desktop由三個用戶桌面組件組成，即： ArcMap、ArcCatalog、 ArcToolbox。隨著組件技術(shù) (COM、 JavaBean)的問世給 GIS帶來了巨 大的生機，導致了組件式 GIS(ComGIS)的誕生。組件之間的聯(lián)系則由可視化的通用開發(fā)語言如 VB、 VC實現(xiàn)，從而實現(xiàn)了系統(tǒng)組件之間的高效、無縫集成。用戶可以根據(jù)實際需要選擇所需控件，最大限度地降低了用戶的經(jīng)濟負擔。分散管理模式主要是對規(guī)劃管理信息以圖紙和文檔 資料的方式分別進行分類歸檔整理，信息之間的內(nèi)在聯(lián)系主要靠規(guī)劃管理人員人工加以描述。 屬性數(shù)據(jù)一般是通過對各級教學管理部門進行調(diào)研得到 , 也可以統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式 , 由各部門自行錄入 , 最后由系統(tǒng)匯總。 GIS的數(shù)據(jù)管理包括圖形庫管理和屬性庫管理。 CGIS 還提供了對某一專題進行統(tǒng)計分析的操作 , 例如 : 教室座位數(shù)、教室的類型、實驗室分布、教學面積統(tǒng)計、教師學歷統(tǒng)計分析。文字說明用以詳盡介紹各種教學及科研設施。 2）空間實體的關(guān)系 實體空間的關(guān)系通常包括： ( 度量關(guān)系，如兩個實體之間距離的遠近： ( 延伸關(guān)系（或方位關(guān)系），定義了兩個實體之間的方位； ( 拓撲關(guān)系，定義了兩個實體之間的關(guān)聯(lián) 、鄰接、包含關(guān)系。系統(tǒng)建設過程中，為提高工作效率，在圖形數(shù)據(jù)采集整理的同時還應采集圖形數(shù)據(jù)對應的屬性數(shù)據(jù)并建立數(shù)據(jù)庫，通過對學校基建科、教務處、水電暖服務中心、網(wǎng)絡中心、維修科等管理部門的實際工作進行調(diào)研，建立不同數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)，使屬性數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)的建立 盡量滿足實際需求。將數(shù)據(jù)庫物理存儲、數(shù)據(jù)訪問層分開， 層與層之間藕合度盡量降低，以實現(xiàn)下層的改變不影響上層的設計和實現(xiàn)，從而不造成對上層應用系統(tǒng)的影響。 本數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)是以校園平面圖為基礎(chǔ)，將校園的建筑 物、綠地、道路等具備不同屬性的地物進行分類，具體分類如下： 主要地點：主樓、圖書館、基礎(chǔ)教學樓、實驗室等；后勤服務設施，包括食堂、面包坊、校網(wǎng)管理中心等；運動場所，包括體育館、足球場、籃球場、網(wǎng)球場等； 其他建筑：商業(yè)街的各種商業(yè)設施、包括超市、文具店、文印中心等；學生空間數(shù)據(jù)庫 屬性數(shù)據(jù)庫 ArcGIS SQL 地圖數(shù)據(jù) 屬性數(shù)據(jù) 地圖控制 數(shù)據(jù)庫管理 數(shù)據(jù)查詢 空間分析 文字、圖片、地圖 13 宿舍樓，包括研究生和本科生宿舍樓數(shù)棟； 綜合管線：包括地下網(wǎng)線管道、上下水管道、污水管道、通訊管道等。數(shù)據(jù)包括空間數(shù)據(jù)（圖件資料）和屬性數(shù)據(jù)（即與空間數(shù)據(jù)相關(guān)的說明信息）。 ⑶ 當對圖像進行放大地圖數(shù)據(jù)加工時，在放大到一定程度時，圖像的目標邊界會發(fā)生階梯效應。由于矢量圖形的易操作性，矢量圖形在很多行業(yè)都得到了廣泛的應用。 圖層顯示控制：組成地圖的所有圖層以樹狀列表的形式展現(xiàn)在地圖上，用戶可以根據(jù)需要選中哪些是需要顯示的哪些是不需要顯示的 來實現(xiàn)圖層顯示控制功能。刪除圖層的同時其索引也 同時刪除。為實現(xiàn)最佳 效果，地圖放大若干杯后不再放大。隨后電子地圖全圖顯示在地圖顯示窗口。當用戶選擇該功能時，鼠標狀態(tài)變?yōu)槭中?，用戶將鼠標移動到? 測距離的兩地物其中一點，單擊左鍵然后再用鼠標單擊另一地物，則在二地物間出現(xiàn)一距離線，二地物距離將出現(xiàn)在顯示窗口上。查詢完畢，將鼠標拖出電子地圖，鼠標狀態(tài)還原。否則什么也不顯示。 軟件裝載 時在屏幕中央顯示啟動界面，顯示安徽大學的校訓、?；占靶滦^(qū)相關(guān)的圖片信息等。 系統(tǒng)信息查詢功能的實現(xiàn) 如果用戶希望查看某個建筑物的一些屬性信息，比如：建筑物實物圖、建筑物名稱、用途等，還可 以通過介紹詳情的鏈接進入建筑物內(nèi)部，了解有關(guān)更加詳細的信息。 // 取得網(wǎng)絡分析參數(shù) 22 string[] naLayers = (ayer。 6 系統(tǒng)的測試 系統(tǒng)的測試環(huán)境和功能測試 系統(tǒng)的測試平臺 操作系統(tǒng)： Windows7 系統(tǒng)的功能測試 服務器的測試 測試目的：服務器能否正常被訪問。 地圖無極縮放功能測試 測試目的： 在地圖上顯示縮放標尺，用戶可以通過鼠標中央滾軸或者點擊縮放標尺實現(xiàn)對地圖的放大和縮小功能。 3) 以當前點為中心顯示地圖。 測試目的： 測試方法： 輸入 鷹眼窗口的紅色矩形框區(qū)域和電子地圖顯示區(qū)域同步。 地圖圖層的顯示控制功能測試 測試目的： 在地圖上通過圖層管理器控制并顯示地圖圖層信息，用戶可以通過圖層管理器自定義圖層的顯示和關(guān)閉，從而可以滿足用戶的不同需求。 3) 用戶選擇的圖層。 圖 10：顯示控制功能 地理對象定位功能測試 測試目的： 根據(jù)地物的名稱，將對象地位在電子地圖上，即從屬性查圖形。 根據(jù)圖層的下拉框中被選定圖層為依據(jù)在數(shù)據(jù)庫中查找要顯示的圖層。 測試結(jié)果： 顯示正確，能完成預期功能，如圖 9所示。 測試結(jié)果： 可以順利完成所有功能，達到預期的結(jié)果。 測試方法： 輸入： 當前地圖中心點和電子地圖顯示的當前比例。 測試結(jié)果：可以正常進入頁面，地圖加載完整且能清晰顯示。 // 設置網(wǎng)絡分析路徑參數(shù) NAServerRouteParams routeParams = solverParams as NAServerRouteParams。 具體實現(xiàn)代碼如下： DoMapFind 函數(shù) //查詢提交函數(shù)，用于查詢和緩沖分析提交 function DoMapFind () { if ( = “請輸入名稱形” ) //查詢的名稱 str sURL = stringin？ 。 圖 5：界面圖 5 系統(tǒng)的具體實現(xiàn) 系統(tǒng)操作功能的實現(xiàn) 系統(tǒng)放大、縮小的功能實現(xiàn) 地圖放大、縮小功能的實現(xiàn)，主要是可根據(jù)用戶需要，將當前需要詳細了解的部分區(qū)域顯示范圍進行調(diào)整，具體操作用戶對準某個需要查看的區(qū)域使用鼠標左鍵單擊放大或縮小按鈕就可以 實現(xiàn)，按住鼠標左鍵拖動地圖可顯示之前隱藏的區(qū)域，如圖 6所示。 系統(tǒng)的界面設計 用戶界面設計的最基本目標是要具有可使用性。 地理對象信息瀏覽：用戶通過信息窗口（一個獨立的窗口）瀏覽地理對象的詳細信息。 地理對象索引：通過選擇地理對象索引，顯示所有該類型的地理對象，再定位某一具體地理對象。 輸出到打印機：打印當前電子地圖。 地圖漫游：提供移動電子地圖的功能。此功能只提供給特定授權(quán)用戶。此功能只提供給特定授權(quán)用戶操作，用戶選擇此功能彈出身份驗證窗口，用戶通過身份驗證后該功能激活。 ⑵ 將紙質(zhì)地圖用特定的掃描儀將其掃描成柵格數(shù)據(jù)的圖象后，保存在計算機中，再用矢量化軟件對其進行手工矢量化，對個別圖根據(jù)需要用手工畫出，然后再將矢量化的圖保存下來，特點是操作簡單但是工作量大而且繁瑣。當對圖像進行縮小顯示時，圖像信息也會發(fā)生失真。 數(shù)據(jù)的矢量化處理 系統(tǒng)數(shù)據(jù)矢量化方法 將柵格地圖矢量化是該系統(tǒng)設計的前提和基礎(chǔ)，只有完成校園地圖數(shù)據(jù)矢量化，才能實現(xiàn)校園地理信息系統(tǒng)的一切功能。 表 1：空間數(shù)據(jù)的分層 圖層代碼 圖層內(nèi)容 拓撲類型 主要屬性項目 BJJZ 辦公教學建筑 面 建筑物名稱、類型 JGSS 教工宿舍 面 建筑物名稱、類型 XSSS 學生宿舍 面 建筑物名稱、類型 QTJZ 其他建筑 面 建筑物名稱、類型 DL 道路 線 道路名稱、類型 GSGD 供水管道 線 編號 DLTZ 電力特征 面 編號 、類型 YDC 運動場 面 編號、類型 LVD 綠地 面 編號、面積 LUD 路燈 點 編號 建筑內(nèi)部分布圖，如主樓平面分布圖、教學樓平面分布圖、圖書館平面分布圖、校醫(yī)院平面分 布圖、科學樓平面分布圖、教工宿舍樓平面分布圖、學生宿舍 14 樓平面分布圖、學生餐廳平面分布圖等。 4）結(jié)構(gòu)合理原則 合理的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，能最大限度地減少數(shù)據(jù)冗余，保持數(shù)據(jù)的完整性、一致性，是數(shù)據(jù)庫設計最重要的部分。 在圖形數(shù)字化完成后，對于大多數(shù)地圖需要建立拓撲，以正確判別地物之間的拓撲關(guān)系。屬性分為定性和定量兩種：定性數(shù)據(jù)包括名稱、類型、特性等，如地貌類型、土地利用類型、行政區(qū)劃等；定量數(shù)據(jù)包括數(shù)量、級別等，如土地面積、道路長度、人口數(shù)量、高程等。良好的數(shù)據(jù)庫性能為后面的系統(tǒng)開發(fā)搭建了良好的數(shù)據(jù)基礎(chǔ) 。實現(xiàn)專題圖、直觀圖制作以及圖形、文本的打印和輸出功能。圖形數(shù)據(jù)的一個重要特點是它含有拓撲關(guān)系，這是地理實體之間的重要空間關(guān)系。 數(shù)據(jù)的檢查、編輯和轉(zhuǎn)換功能 主要是指校園的地理信息系統(tǒng)圖形、數(shù)據(jù)的檢查、編輯和修改 , 提供不同格式數(shù)據(jù)之間的轉(zhuǎn)換。整個規(guī)劃管理過程高度抽象，不直觀生動，費時費力 。全球范圍內(nèi)有許多軟件公司在編寫各種各樣的控件，這些第三方控件可以解決任何通用軟件編程中所遇到的問題，從簡單的命令按鈕到動態(tài)的三維統(tǒng)計圖，從多媒體播放到超文本顯示，幾乎無所不有。 ComGIS 的用戶則不必掌握專門的 GIS開發(fā)語言，只需熟悉基于 windows平臺的通用集成開發(fā)環(huán)境，以及 ComGIS 各個控件的屬性、方法和事件，就可以完成應用系統(tǒng)的開發(fā)和集成。這種組件稱為 GIS組件，各個組件之間不僅可以進行自由、靈活的重組，而且具有可視化的界面和使用方便的標準接口。 ArcMap包含一個復雜的專業(yè)制圖和編輯系統(tǒng)，它既是一個面向?qū)ο蟮木庉嬈?，又是一個 6 數(shù)據(jù)表生成器。 校園地理信息系統(tǒng)（ CGIS）可以描述為利用計算機軟硬件的支持，對學校數(shù)據(jù)和信息按地理坐標和空間位置進行收集、輸入、存儲、編輯、查詢、檢索、顯示和管理，以及對這些信息進行統(tǒng)計和分析的綜合技術(shù)。(3)工具箱定義方式。而地理信息系統(tǒng) (Geographic information system，簡稱 GIS)是一種采集、存儲、管理、分析、顯示與應用地理信息的計算機系統(tǒng)，是分析和處理海量地理數(shù)據(jù)信息的通用技術(shù)。 綜上所述，可以看出我國的校園信息化建設 己經(jīng)邁出了可喜的步伐，正在朝著廣泛、深入的方向發(fā)展。有關(guān)的出版物和文章索引 。近年來， Inter逐漸改變著美國大學校園的傳統(tǒng)工作、學習、管理和生活方式，成為大學教師、研究生、本科生和行政管理人員在教學、科研、學習、管理和日常生活中必不可少的工具，并開始成為衡量一所大學教學、科研與管理水平高低的重要標志之一。數(shù)字化校園系統(tǒng)就是要實現(xiàn)信息數(shù)字化、管理自動化、服務智能化、校園虛擬化、資源最大化。目前，數(shù)字化校園建設已經(jīng)納入高等學校建設的重要議 程，并作為一項基礎(chǔ)性、長期性和經(jīng)常性的工作，建立了相應