基于ArcEngine的校园地理信息系统的设计与实现.pdf

第3 1 卷 第3 期 江西理工大学学报 v 1 3 1 N 3 2 0 1 0年 6月 J O U R N A L O F J I A N G X I U N I V E R S I T Y O F S C I E N C E A N D T E C H N O L O G Y J u n 2 0 1 0 文章编号 1 0 0 7 1 2 2 9 2 0 1 0 0 3 0 0 2 8 0 3 基于 A r c E n g i n e 的校园地理信息系统的设计与实现 张世 良 宁德师范学院 福建 宁德 3 5 2 1 0 0 摘要 针对校园管理的信息化 科学化和可视化 在介绍系统的开发工具与平台的基础上 研究 了校园系统数据模型的设计方法 并以宁德学院为例 建立了基于A r c E n g i n e 的校园地理信息系 统 详细阐述了系统的设计与实现方法 为数字校园建设提供了有益的探索 关键词 G I S A r c E n g i n e 数字校园 中图分类号 P 2 2 8 4 文献标识码 A De s i g n a n d I mp l e me n t a t i o n o f Ca mp u s Ge o g r a p h i c I n f o r ma t i o n S y s t e m Ba s e d o n Ar c En g i ne ZHANG S h i l i a n g N i n g d e I n s t i tu t e o f T e a c h e r s N i n g d e 3 5 2 1 0 0 C h i n a Ab s t r a c t F o r t h e i n f o r ma t i o n i z a t i o n s c i e n t i fi c a n d v i s u a l i z a t i o n i n c a mp u s ma n a g e me n t t h e p a p e r s t u d i e s t h e d e s i g n me tho d o f d a t a mo d e l o f c a mp u s g e o g r a p h i c i n f o r ma t i o n s y s t e m o n the b a s i s o f t h e t o o l s a n d p l a t f o rm o f the d e v e l o p me n t o f the c a mp u s i n f o r ma t i o n As a n e x a mp l e o f N i n g d e c o l l e g e c a mp u s g e o gra p h i c i n f o r ma t i o n s y s t e m i s e s t a b l i s h e d b a s e d o n Ar c En g i n e a n d t h e me t h o d o f d e s i g n an d d e v e l o p me n t i s p r o p o s e d i n d e t a i l S O a s t o p r o v i d e a u s e f u l e x p l o r a t i o n f o r t h e c o n s t r u c t i o n o f t h e d i g i t a l c a mp u s Ke y wo r d s GI S Ar c En g i n e d i g i t a l c a mp u s 随着科学技术的发展 地理信息系统 G I S 的应 用 日 趋广泛 不但在资源和环境管理与规划中成功 应用 而且成为设施管理和工程建设的重要工具 同 时还进入物流配送 商业选址 以及大型的企业管理 领域中 地理信息也正逐渐应用于校园信息 日常管 理当中 因此为加快校园信息化步伐 提高工作效 率 强化信息管理 有必要建立校园地理信息系统 C G I S 本研究利用组件式开发模式开发了校园地 理信息系统 以实现对学校地理信息及其他相关信 息的管理与查询 并实现可视化的功能 从而服务 于校园的规划建设与管理 1 开发工具与开发 平台 校园地理信息系统集图形 图像数字信息于一 身来表示校园各种空间和属性要素 为用户提供了 各种校园信息的查询 检索和必要的空间分析 统 计操作以及相应的专题要素输出 为校园的发展预 测 规划决策以及科学管理提供了可靠的依据 本研 究 以宁德学院为例 以 M i c r o s o ft V i s u al S t u d i o 2 0 0 5 为系统开发平 台 采用 C 语言和 A r c E n g i n e 开发组 件 探讨了校园地理信息系统的构建 并在此基础 上设计出宁德师范学院校园地理信息系统 实现了 校园地理信息系统的基本功能翻 收稿 日期 2 0 1 0 一 O 1 2 5 基金项 目 福建省自然科学基金资助项目 2 0 0 9 J 0 1 2 9 4 宁德师范学院资助项 目 2 0 0 8 Y 0 0 作者简介 张世 良 1 9 7 3一 男 讲师 第 3 1 卷第3 期 张世rk 5 A r c E n g i n e 的校园地理信息系统的设计与实现 2 9 2 系统数据库设计 对于一个 良好 的 GI S管理系统 必须有一个 数 据库的支持 目前大多数 G I S系统通常采用空间数 据库和属性数据库并存来管理空间数据和属性数 据 系统采用 G e o D a t a b a s e 来统一管理空 间数据和 属性数据 G e o D a t a b a s e 是 A r c I n f o 9 3 新版本引入的 一 种全新的空 间数据模型 实际上是建立在 D B MS 之上的统一的 智能化的空间数据库 G e o D a t a b a s e 使用了面向对象的方法 使得要素可以有 自己的行 为和屙l生 并且要素类具有继承J生 多态性和封装 性 这样 以更加符合 自 然的行为和人的思维方式 去组织数据 更精确地模拟真实世界 以校园建筑物数据为例 根据 目前学校 已有 的 和在建 的基础实施 结合地理信息系统空间数据抽 象分层功能 校园建筑物基础地理数据可划分为教 学建筑包括院办公楼 各系办公楼等 辅助教学建 筑包括实验楼 图书馆 体育场地等 公共建筑包括 学生活动中心 校医院 食堂等 公寓包括大学生公 寓 教师公寓等以及其他用途类建筑物 系统中主 要的空间数据有校园植 被和楼栋层 图 其 中最为重 要的是楼栋图层 以直观 真实的方式显示各楼栋 的外观以及空间分布 其 中校园球场 以要素类 F e a t u r e C l a s s 的形式存储在 G e o D a t a b a s e中 要素 类型为 M u h ip a t c h 其它数据则是由G r o u p L a y e r 存 储 在 G e o D a t a b a s e中 相 关 的 P o i n t P o l y l i n e以及 P o l y g o n 等类型的要素类来综合表现 根据 G I S 数据 分层存放的要求 各种专题信息分层存放并使用不 同的颜色显示输出 完全可以在空间数据库中加上 这些字段也就是对这些属性绑定在空间数据上统 一 管理 这也是其他一些 G I S系统采用的一个数据 库模式 3系统功能设计 3 1 系统的设计原则 本系统的开发 目 标是基于A r c E n g i n e 以一种简 单易行的方法 开发出一个实用性较强的地理信息 系统 可 以在学校这种面积不 是特别 大 但是人 口 流动相对较为频繁的校园 能方便地根据不同的需 求获取和查询相关的各种信息 为外来人员和新生 提供一个信息查询的平台 本系统设计与开发时的 原则是系统的实用性 健壮性 可视性 安全性 可 靠性 经济性 可扩充性 模块化 易于非专业人员 操作性等 3 2 地 图矢置化分层 系统在矢量化的时候 图层的分层内容主要取 决于矢量化图的使用目的和使用的范围 鉴于本次 矢量化图主要是用于校园地理信息系统的开发 因 此 在这里主要分为 7 个群组图层 各个图层内容 如表 1 所示 表 1 矢量化 图层分层说明 群组图层名 图层内容 备注 3 3 功能模块设计 针对系统的设计原则 系统整体的功能结构设 计如图 1 所示 图 1 系统的功能图 1 文件管 理模块 主要实现对地 图文件 的管 理 包括对文件的打开 保存 关闭及对图形的输出 功能 系统可根据工程需要提供多种形式的数据输 出 打印输出 存盘输出 图形裁剪输出图形或专题 图 并可添加比例尺 指北针等在制版中输出 都可 取得对所需图形资料的最佳可视效果输出 以便于 3 0 江西理工大学学报 2 0 1 0年 6月 作规划设计与分析工作 2 视图控制模块 运用 A E的控件可实现对地 图上的任意一个建筑物实现地图的放大 缩小 漫 游 全屏显示和选定操作等功能 并实现鹰眼图与 主窗口的互动查询以及通过鼠标点击属性数据实 现相应图层的闪烁并定位于此图层的功能 3 常用功能模块 实现 G I S化管理功能 包括 图层控制 图层编辑 测量功能 坐标定位与查询功 能 运用 A E的控件和对象实现 G I S的功能 如图层 加载 图层卸载 图层控制 属性显示 选择等 使用 者可以任意地对任何图层进行浏览并寻找 自己感 兴趣的信息 并且可以通过矩形选择 任意多边形 选择等选择手段 寻找自己感兴趣的区域 并具有 距离 面积计算功能 其 中查询包括两部分 鹰 眼图 与主窗口的互动查询以及通过鼠标点击实现的属 性查询 利用 G I S建立图形方式查询 包括点击查 询 任意区域查询 特定区域查询 数据查询具有属 性查询 简单查询 复合查询 模糊查询和缓冲区查 询等多种查询方式 具体查询有 建筑物的具体 位置和相关建筑的详细布局 并提供鸟瞰图和图例 以取得对所需图形资料的最佳可视效果 数据的 查询与检索 提供空间信息和属性数据的查询功 能 并将抽象晦涩的地理位置信息用色彩鲜明 直 观明了的图像和表格形式显示出来以供用户方便 应用 4 空间分析模块 具有缓冲区分析 三维分 析 栅格分析和空间查询功能 如在缓冲区分析设 置界面中 可使用选择工具设置源图层 在 目标图 层中 可输入目标图层的名称 在缓冲区半径中可 设置缓冲区的半径 点击执行分析 可按要求进行 缓冲区的分析 三维分析主要有获取 T I N高程值 坡度值 等高线 最佳路径辅助选择等功能 此外还 提供空间 属性互查 通过相关属性信息定位空间 地形要素 通过选择地形要素查询其相关属性数 据 对于属性 的互查 用户通过在地 图上选择某些 图型 可以查看其属性 还可以根据已知的一部分 属性数据可以闪烁定位到满足这些属性数据的图 层 也就是设施定位功能 通过系统提供了统计分 析数据 为学校相关部 门提供决策支持 有利于学 校整体的建设与发展 4 系统实现 系统的主窗口如图 2 所示 系统采用 T o o l b a r C o n t r o l T O C C o n t r o l P a g e L a y o u t C o n t r o l 和 M a p C o n t r o l 等 G I S 控件来为应用程序提供用户界面 为了提高 程序执行效率 在窗口缩放时采取禁止数据重绘直 到缩放操作完成后再进行重绘的方法 系统主要 由下拉菜单 工具栏 地图窗口 属性窗口 工作空 间管理窗 口及鹰眼窗 口等组成 系统提供 了空间数 据和属性数据的管理 显示 查询 分析 更新和信 息共享等功能 可满足校园规划和管理的基本需 求 基本上实现了校园管理的科学化 网络化和智 能化 图 2 系统的主 窗口 5 结束语 系统的完成有利于对校园信息的管理 对校园 规划 管理部门都有一定的决策帮助 数字校园是 现代高校发展的必然趋势 校园地理信息系统是一 种能同时处理校园属性信息与空间信息 并实现对 空间信息的可视化管理的新兴信息处理系统 基于 A r c E n g in e 的校园地理信息系统开发 充分利用了 A r c G I S 强大的地图功能 不仅缩短了开发周期 降 低了开发成本 而且所开发的系统具有可靠性好 便于维护等优点 可以大大提高各类信息管理的能 力和效率 在数字校园的建设奠定了基础 参考文献 1 刘光 地理信息系统二次开发教程组件篇 M 北京 清华大学 出版社 2 0 0 3 2 刘铁英 宋雨 边小范 等 基于组件式 G I S 技术的数字校园 模型研究 河北