新生导航系统工程开发开发设计书.doc

信息学部新生导航系统开发任务书一. 开发目的刚刚进入大学的大一新生，人生地不熟，往往并不能迅速准确的找到报到处、宿舍等地理信息。因此我们需要开发一套新生导航系统，来帮助新生答疑解惑，及时了解学校基本信息，提供其切实可行的便利与帮助。二. 需求分析1. 功能需求新生导航系统的总目标是利用地理信息系统技术，数据库技术，提供基于电子地图的地图操作服务，多种方式显示服务，路径导航服务，多种信息查询服务，空间分析服务，帮助学生及时获得准确、精细的信息。根据可行性研究的结果和用户的需求，可以将本系统划分为：（1） 地图显示模块，下分漫游，放大，缩小，按比例尺显示，图层控制功能； （2） 地图查询模块，下分学生信息查询,空间实体查询，属性查询，地图索引功能，最短路径查询；（3）空间分析模块，下分叠置分析，缓冲区分析。2. 数据要求（1）武汉大学信息学部底图，用于进行跟踪数字化；（2）数字化生成的shape文件中的道路应构造拓扑关系，用于最短路径查询；（3）学生信息数据库，用于存放学生基本的信息。三. 总体设计1. 功能划分与结构设计本系统主要分为以下几个子模块：登陆窗体模块，主窗体模块，空间显示模块，查询模块，空间分析模块等。每个大的模块下有划分为几个小的功能模块。详见下图：新生导航系统主窗体登入窗体其他空间分析空间显示空间显示距 离 量 算缓 冲 区 分 析空 间 索 引 查 询最 短 路 径 查 询空间实体属性查询空 间 实 体 查 询学 生 信 息 查 询图 层 控 制按比例尺寸显示放大 、缩小 、漫游（1）登陆窗体模块在登陆窗口中用户需要输入用户名和密码，如果正确，,将进入新生导航系统的主窗体。（2）空间显示模块具有地图基本的放大,缩小,漫游等功能，同时建立图层管理器，用户可以根据需要决定哪些图层显示，哪些图层不显示。另外设置一定比例尺标准，小于此比例尺则注记不显示。（3）查询模块查询模块是本系统最重要的一个模块，用户通过该模块可以查找校园的空间实体及其属性，查询学生信息；并且在输入起始点和终止点后，系统可以自动寻找最优路径，并进行导航。其中学生信息查询支持模糊查询功能。为了便于迅速查找各空间实体，生成空间索引树。（4）空间分析模块主要进行一些简单的空间分析，缓冲区分析。（5）主窗体模块登陆窗口进入后系统总的界面。2. 数据库设计（1）数据组成1)学生基本信息2)各食堂,宿舍,教学楼及其他空间地物(不含道路)信息3)道路信息,含拓朴关系4)系统用户的用户名和密码以及操作权限（2）数据库设计原则1）图形实体采用分层原则，组织方式为层目标2）空间实体与空间实体属性放在一起组织存放，每个空间实体添加id号和名称属性项3）对空间数据进行分类分级,统一采用五位编码方案,前两位表示空间数据的类别,后三位表示该空间数据在所属类别中的编码.用五位的编码作为该空间数据唯一的标志符,便于对数据进行存储,处理,查询,分析.4）学生信息，其各属性如图所示 （3）图形数据和属性数据的关联。主要有两种方式： 1）空间数据和属性数据存放在一起 2）空间数据和属性数据单独存放，两者通过关键字相连.四. 详细设计及编码实现 （1）登陆窗体模块设计及实现用户在输入帐号和密码并点击确定后，系统会对存储在数据库中的帐号和密码，进行匹配。匹配成功则进入主窗体，否则进行错误提示。系统设计时基于安全性考虑，用户在输入密码时均以“*”显示。（2）空间显示模块设计及实现 1）放大，缩小，漫游功能缩小功能支持拉框缩小，点击缩小，每次缩小的倍数为1.8；放大功能支持回退，即左键拉框放大后，点击右键则可回退到放大前的大小，支持至少20次回退。具体实现：当利用鼠标左键拉框放大时，将此前的矩形存放到矩形数组中，回退时则逆序依次从矩形数组中矩形。放大功能的代码主要如下：If Toolbar1.Buttons(1).Value = 1 Then 选择的是放大操作,If Button = vbLeftButton Then 选择的是左键，则执行拉进行框放大 Set Rectangle(cnt) = Map1.Extent 保存放大前的图幅矩形 cnt = cnt + 1 次数加一 Set Map1.Extent = Map1.TrackRectangle ElseIf Button = vbRightButton Then 如果选择的是右键,则恢复到上次放大前的图幅 If cnt 0 Then 之前进行过放大操作 Map1.Extent = Rectangle(cnt - 1) 恢复放大前的矩形 cnt = cnt - 1 次数减一 End If Exit SubEnd If2）图层控制直接利用控件Legend关联Map控件。3）注记依比例尺显示为了不让图面显得过于臃肿，设置一定的比例尺，当大于此比例尺时，注记才能显示具体实现：添加比例尺控件Scalebar，获取当前的比例尺，当大于此比例尺时，利用renderer方法显示各空间实体的名称。主要代码如下：注记，以1：5300为分界线决定是否标记Private Sub renderer()Dim i As IntegerIf Val(strscale) 5300 Then For i = 0 To Map1.Layers.count - 1 Set Map1.Layers(i).renderer = Nothing NextExit SubEnd IfIf Val(strscale) 5300 Then For i = 0 To Map1.Layers.count - 1 Set Map1.Layers(i).renderer = New LabelRenderer Map1.Layers(i).renderer.Field = 名称 NextEnd IfEnd Sub（3）查询模块的设计及实现1）学生信息查询两种查询模式：精确查询，模糊查询用户首先选定要查找的字段，然后输入查找的信息，程序搜索数据库中的学生信息表，在datagrid控件中显示所查找到的信息。另外当用户单击某行数据时，map控件地图上的该学生所对应的寝室会闪烁显示。具体实现：使用adodc关联数据库，然后根据sql语句存放查询到的记录集，再将DataGrid和adodc进行关联。主要代码如下：选择的是精确查询If Option2.Value = True ThenAdodc1.RecordSource = select * from 学生信息 where & str1 & like & str2 & Debug.Print Adodc1.RecordSourceSet DataGrid1.DataSource = Adodc1Adodc1.Refresh 数据源更新End If选择的是模糊查询If Option1.Value = True ThenAdodc1.RecordSource = select * from 学生信息 where & str1 & like % & str2 & %Debug.Print Adodc1.RecordSourceAdodc1.Refresh 数据源更新Set DataGrid1.DataSource = Adodc1学生对应宿舍楼的闪烁显示包含空间地物查询中，此处暂且不提2）空间实体查询用户首先选择所查找的空间实体所属的类别，选择类别后，属于此类的所有空间实体会在组合框中自动列出，用户选择点击确定后，所查的空间地物会在图上闪烁显示。并且当所选的地物的中心位于图框之外时，将其移至中心显示。具体实现：用户选择类别后，查找相应的shape文件，将空间实体的名字依次添加到组合框中。用户选择某个空间实体后，会遍历所属的shape文件，查找到相应的实体，并将其闪烁显示。主要代码如下：Dim recs As mapobjects2.RecordsetSet recs = Map1.Layers(Combo2.Text).Records 打开相应空间实体类型的记录集Do While Not recs.EOF If recs.Fields(名称) Like Combo3.Text Then 如果匹配，则闪烁三次 如果该地物在地图之外,则一直图的中心加以显示 Dim polygon As mapobjects2.polygon Set polygon = recs.Fields(shape).Value Dim pt As New mapobjects2.Point Set pt = polygon.Extent.Center If Not Map1.Extent.IsPointIn(pt) Then Map1.CenterAt pt.x, pt.y End If Map1.FlashShape recs.Fields(shape).Value, 3 Exit Sub End If recs.MoveNextLoop3）空间物体属性查询用户在map上点击鼠标后，选择某控件实体，弹出属性窗体列出该空间实体的属性，所属的图层，空间实体类型，以及位置坐标。具体实现：选择属性查询后，在map上按下鼠标后，根据设置的容限差，找到相应的空间实体，判断其所属于的shape文件，并从shape文件中找到该空间实体，然后在listbox中列出各个属性。4）空间索引树基本上以图层为基本单位，各个空间实体组织在相应的图层之下，当用户点击某空间实体时，在map上该图形会闪烁显示，并且当该空间实体在Map之外时，则移至map的中心显示具体实现：根据shape文件建立各个父节点，然后依次读取各个父节对应的shape文中的各个空间实体，添加到自节点中，并且当用户单击各个空间实体时，在相应的shape文件中查找到该空间实体，闪烁显示。此处只出空间索 引树组织的代码，对响应点击闪烁和空间地物查询相似，此处就不列出了： Dim nodx As NodeDim cnt As IntegerTreeView1.Style = tvwTreelinesPlusMinusPictureText 树状外观包含全部元素建立名称为武汉大学信息学部的父节点, 选择索引为1的图像Set nodx = TreeView1.Nodes.Add(, , 3区, 武汉大学信息学部) 在信息学部父节点下建立子节点, Set nodx = TreeView1.Nodes.Add(3区, tvwChild, child31, 教学楼) cnt = 310 addlist child31, 教学楼, 名称, cnt Set nodx = TreeView1.Nodes.Add(3区, tvwChild, child33, 学生公寓) cnt = 330 addlist child33, 学生公寓, 名称, cnt Set nodx = TreeView1.Nodes.Add(3区, tvwChild, child34, 教工宿舍) cnt = 340 addlist child34, 教工宿舍, 名称, cnt Set nodx = TreeView1.Nodes.Add(3区, tvwChild, child35, 食堂) cnt = 350 addlist child35, 食堂, 名称, cnt Set nodx = TreeView1.Nodes.Add(3区, tvwChild, child36, 运动场所) cnt = 360 addlist child36, 体育场, 名称, cnt cnt = 300 addlist child36, 操场内围, 名称, cnt 5）最短路径查询本地图的起点和终点在组合框中自动列出，用户选择起点和终点后，地图自动生成最短路径，并高亮显示，同时自动弹出最短路径窗体：含有最短的距离和沿途经过的站点。然后会从起点到终点进行导航。具体实现：该功能是本系统最大的难点同时也是最大的亮点。首先道路建立好了拓扑关系，每个弧段含有前节点，后节点，长度信息。思想：1）将道路所有的所有的节点组成邻接矩阵，如果i=j则相应的weight为0，其余初始设置为99999，意为无穷大，表示两个节点没有直接通路 2）根据弧段表更新邻接矩阵，以弧段的长度作为前节点和后节点对应的weight的权值。 3）采用弗洛伊德（flyod）算法，根据该算法的结果依次记录最短路径上的各个节点，将这些节点组成直线，然后高亮显示。同时弹出最短距离及沿途所经过的各个站点的窗口。特殊处理：根据各个标志点，首先搜索离它最近的弧段，然后求出该弧段上离它最近的点，如果该弧段只有两个节点，则取其中点，将该弧段一分为二，重新更新邻接矩阵表，求最短路径。下附最短路径查询主要的源代码：Flyod算法im weight(1 To 96, 1 To 96) As DoubleDim path(1 To 96, 1 To 96) As IntegerDim k As Integer初始化For i = 1 To 96 For j = 1 To 96 weight(i, j) = array2(i, j) If i j And weight(i, j) weight(i, k) + weight(k, j) Then weight(i, j) = weight(i, k) + weight(k, j) 得到最短路径经过的结点序号 path(i, j) = path(k, j) End If Next j Next iNext k逆序存放最短路径经过的结点count = 1MinRoad(count) = jk = jDo While path(i, k) i coun