【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據，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系統(tǒng)?！睌底殖鞘?是“數字地球 技術在特定領域的具體應用，“數字校園 是“數字城市”建設的一個微觀領域的具體應用 ,“ 數字校園”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 , 本文在分析現有校園信息管理特點的基礎上 , 研究了校園地理信息系統(tǒng)數據模型的設計方法 , 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，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 , 為城市數字化做一些基礎性及實驗性的工作。 “數字化校園系統(tǒng)”是信息技術運用于 教育改革過程所形成的最新研究成果。 美國最早進行數字化校園探索與實踐。該網站目前提供以下服務 :建立瑞士高校使用信息技術教學的項目方案數據庫 (可按學校檢索、查詢等 )。其中規(guī)劃的主要內容包括收集、提取、更新廈門大學基礎地理信息數據庫 (4D 產品 )，實現廈門大學校區(qū)的三維可視化漫游、檢索和動態(tài)管理。采用關系數據庫 SQL和 相結合的技術統(tǒng)一管理空間數據和屬性數據，確保空間和非空間數 據的一體化存儲，實現數據的存儲、管理、查詢、檢索及數據的深層次挖 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、 圖像數字信息來表現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。 ArcGIS Desktop由三個用戶桌面組件組成，即： ArcMap、ArcCatalog、 ArcToolbox。隨著組件技術 (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。組件之間的聯系則由可視化的通用開發(fā)語言如 VB、 VC實現，從而實現了系統(tǒng)組件之間的高效、無縫集成。用戶可以根據實際需要選擇所需控件，最大限度地降低了用戶的經濟負擔。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，信息之間的內在聯系主要靠規(guī)劃管理人員人工加以描述。 屬性數據一般是通過對各級教學管理部門進行調研得到 , 也可以統(tǒng)一數據格式 , 由各部門自行錄入 , 最后由系統(tǒng)匯總。 GIS的數據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、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）空間實體的關系 實體空間的關系通常包括： ( 度量關系，如兩個實體之間距離的遠近： ( 延伸關系（或方位關系），定義了兩個實體之間的方位； ( 拓撲關系，定義了兩個實體之間的關聯 、鄰接、包含關系。系統(tǒng)建設過程中，為提高工作效率，在圖形數據采集整理的同時還應采集圖形數據對應的屬性數據并建立數據庫，通過對學校基建科、教務處、水電暖服務中心、網絡中心、維修科等管理部門的實際工作進行調研，建立不同數據表結構，使屬性數據表結構的建立 盡量滿足實際需求。將數據庫物理存儲、數據訪問層分開， 層與層之間藕合度盡量降低，以實現下層的改變不影響上層的設計和實現，從而不造成對上層應用系統(tǒng)的影響。 本數字校園地理信息系統(tǒng)是以校園平面圖為基礎，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、基礎教學樓、實驗室等；后勤服務設施，包括食堂、面包坊、校網管理中心等；運動場所，包括體育館、足球場、籃球場、網球場等； 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；學生空間數據庫 屬性數據庫 ArcGIS SQL 地圖數據 屬性數據 地圖控制 數據庫管理 數據查詢 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棟； 綜合管線：包括地下網線管道、上下水管道、污水管道、通訊管道等。數據包括空間數據（圖件資料）和屬性數據（即與空間數據相關的說明信息）。 ⑶ 當對圖像進行放大地圖數據加工時，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在地圖上，用戶可以根據需要選中哪些是需要顯示的哪些是不需要顯示的 來實現圖層顯示控制功能。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，則在二地物間出現一距離線，二地物距離將出現在顯示窗口上。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、校徽及新校區(qū)相關的圖片信息等。 系統(tǒng)信息查詢功能的實現 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部，了解有關更加詳細的信息。 // 取得網絡分析參數 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。 根據圖層的下拉框中被選定圖層為依據在數據庫中查找要顯示的圖層。 測試結果： 顯示正確，能完成預期功能，如圖 9所示。 測試結果： 可以順利完成所有功能，達到預期的結果。 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。 測試結果：可以正常進入頁面，地圖加載完整且能清晰顯示。 // 設置網絡分析路徑參數 NAServerRouteParams routeParams = solverParams as NAServerRouteParams。 具體實現代碼如下： DoMapFind 函數 //查詢提交函數，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 系統(tǒng)操作功能的實現 系統(tǒng)放大、縮小的功能實現 地圖放大、縮小功能的實現，主要是可根據用戶需要，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，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用戶。此功能只提供給特定授權用戶操作，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 將紙質地圖用特定的掃描儀將其掃描成柵格數據的圖象后，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。 數據的矢量化處理 系統(tǒng)數據矢量化方法 將柵格地圖矢量化是該系統(tǒng)設計的前提和基礎，只有完成校園地圖數據矢量化，才能實現校園地理信息系統(tǒng)的一切功能。 表 1：空間數據的分層 圖層代碼 圖層內容 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）結構合理原則 合理的數據結構，能最大限度地減少數據冗余，保持數據的完整性、一致性，是數據庫設計最重要的部分。 在圖形數字化完成后，對于大多數地圖需要建立拓撲，以正確判別地物之間的拓撲關系。屬性分為定性和定量兩種：定性數據包括名稱、類型、特性等，如地貌類型、土地利用類型、行政區(qū)劃等；定量數據包括數量、級別等，如土地面積、道路長度、人口數量、高程等。良好的數據庫性能為后面的系統(tǒng)開發(fā)搭建了良好的數據基礎 。實現專題圖、直觀圖制作以及圖形、文本的打印和輸出功能。圖形數據的一個重要特點是它含有拓撲關系，這是地理實體之間的重要空間關系。 數據的檢查、編輯和轉換功能 主要是指校園的地理信息系統(tǒng)圖形、數據的檢查、編輯和修改 , 提供不同格式數據之間的轉換。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)，它既是一個面向對象的編輯器，又是一個 6 數據表生成器。 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，對學校數據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。(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據信息的通用技術。 綜上所述，可以看出我國的校園信息化建設 己經邁出了可喜的步伐，正在朝著廣泛、深入的方向發(fā)展。有關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。數字化校園系統(tǒng)就是要實現信息數字化、管理自動化、服務智能化、校園虛擬化、資源最大化。目前，數字化校園建設已經納入高等學校建設的重要議 程，并作為一項基礎性、長期性和經常性的工作，建立了相應