基于MO的内蒙古师范大学校园数字化

1、本科毕业论文基于MO的内蒙古师范大学校园地理信息系统设计于实现院系名称：地理科学学院专业名称：地理信息系统年 级：07GIS学生姓名：马敏指导教师：秦福莹 2010年5月3日目录前言 4第一章 地理信息系统（GIS）51.1 GIS及其发展51.1.1 GIS概念及功能概述.51.1.2 GIS发展历程61.2 组件式地理信息系统（Components GIS，ComGIS）61.2.1 ComGIS的基本概念61.2.2 ComGIS开发方法6第二章 MapObject24组件模型结构71.1 什么是MapObjects71.2 MapObjects的结构71.3 MapObjects的特点

2、81.4 MapObjects的功能9第三章 多媒体技术101.1 多媒体技术概述101.2 多媒体技术的应用10第四章 多媒体技术与GIS二次开发技术相结合11第五章 系统设计详述11一、系统设计流程及各模块功能111.1 系统子模块一111.1.1 校园GIS地理信息数据库的构建1111.2 系统功能121.2 系统子模块二131.3 实例应用新生入学及游客指南141.4 结论14 致谢15 参考文献15基于MO的内蒙古师范大学校园地理信息系统设计于实现马敏内蒙古师范大学地理科学学院 呼和浩特 010022摘要：以Visual Basic为平台，嵌入Map Objects组件，以内蒙古师范

3、大学为例对校园地理信息系统进行了设计与开发，实现了校园地理信息系统的漫游、查询、介绍等功能，并且将GIS技术与多媒体技术相结合，使得CGIS更加真实具体、形象直观。以期GIS在校园数字化建设中发挥更大的作用。关键词：GIS；Visual Basic；MapObjects；多媒体技术Design and Implementation of Campus GIS about Inner Mongoulia Normal University Based on MOCollege of geography of inner mongolia normal university 010022Abstr

4、act:This article takes Visual Basic as a platform,insert Map Objects components,take Inner Mongoulia Normal University as an example,to carry on the design and the implementation for the campus geographical information system,and realized campus geographic information system roaming,inquiry, introdu

5、ctions and the functions alike,further more，GIS technologies can be combined with multimedia technologies ,and it makes CGIS more ture and specific， vivid and anschaulich,so that GIS can make more contributions to the digital campus.Key words:Geographical Information System; Visual Basic；MapObjects；

6、Multimedia Technologies前言随着信息时代的到来，地理信息系统正在迅速地由理论研究走向实业化和产业化，广泛的应用于众多领域，为各个部门提供了强有力的信息处理和决策支持服务。但是软件工程涉及多个学科领域，具有系统结构复杂、开发周期长、系统重用性差等问题，这些问题严重阻碍了应用型地理信息系统的开发，影响了地理信息系统的推广和产业化进程。实际应用迫切需要快速实现GIS基本功能的二次开发软件。目前，在软件开发领域，一场由日趋成熟的组件技术引发的技术革命正在悄然兴起。通过组建GIS开发方法，用户可以根据需要把实现各种功能的组件像“积木”一样搭建起来，实现地理信息系统的灵活运用和扩展。

7、这些技术在地理信息系统中的应用已经引起国内外一些著名软件厂商的重视，他们先后推出了各自的空间和组件产品，其中以ESRI的MapObjects（控件）和ArcObjects（组件）、ArcEngine（控件）、Mapinfo的MapX最为著名。1GIS工程是一个系统工程，其开发周期较长，涉及多个学科领域，包含内容十分广泛。GIS软件工程具有系统复杂度大、数据在系统中具有重要的地位和系统表达方式复杂等特点，而且GIS系统的更新速度快，系统维护工作量大，易操作性要求高，因此，GIS工程开发中经常会出现经费突破预算、工程不能按期交付、软件生产效率低及软件可重用性差等问题，这些问题都严重影响了GIS工程

8、的开发效率和产品质量，必须对GIS软件工程的开发进行合理的设计、规划和组织。为了使地理信息系统达到预期目标，就必须针对地理信息学系统的特点，根据软件工程思想，采用科学开发步骤和技术，对系统建立的全过程进行控制和协调。这就要求对工程进行合理的设计，确定科学高效的开发过程和方法。GIS工程设计与开发，其主体上属于软件工程的范畴，可以通俗的理解为计算机软件系统开发和数据库工程建设，其设计和开发过程与传统的工程设计和开发过程，有诸多相似之处，同时又具有软件开发和设计的特点，最主要的是必须遵循软件工程的方法和原理。其步骤可以分为需求分析、系统设计、功能设计、系统使用和维护等，对应于软件开发活动的不同阶段

9、。在开发过程中，每个阶段都必须遵照相应的规范进行，以保障整个系统的成功开发和运行。2由于独立开发难度大，单纯的二次开发过于受GIS工具提供的编程语言的限制，因此，结合GIS工具软件与当今可视化开发语言的集成二次开发方式也就成为GIS应用开发的主流。它的优点是既可以充分利用GIS工具软件完备的空间数据库管理、分析功能，又可以利用其它面向对象可视化开发语言具有的高效、方便等编程优点，集二者之所长，不仅能大大提高应用系统的开发效率，而且使用可视化软件开发工具开发出来的应用程序具有更好的外观效果，更强大的数据库功能，可靠性高，易于移植，便于维护，尤其是利用GIS组件进行集成开发，更能体现出这些优势。3

10、随着信息技术的日新月异，以地理信息的收集、分析、处理、输出等功能为主的GIS技术在城市建设、规划、环境资源利用、综台平衡、协调发展和决策支持等方面发挥很大的作用。校园地理信息系统（Campus Geographic Information System，CGIS)是城市地理信息系统(UGIS)的一个缩影，具有城市地理信息系统的特点和功能，它用图形、图像数字信息来表现校园各种空间及属性要素，为用户提供各种校园信息的查询、检索和必要的空问分析、统计操作及按不同用户要求输出相应的专题要素，为校园的发展预测、规划决策以及科学管理提供可靠依据。高等院校作为高新技术的集中地，有必要在校园地理信息系统的建设

11、方面做进一步的开发与研究，为城市数字化做一些基础性及实验性的工作。本文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，并实现漫游的功能，在此基础上将GIS技术与多媒体技术和WEBGIS相结合，使得校园地理信息系统更加完美无缺，而且又引人入胜。4第一章 地理信息系统（GIS）1.1 GIS及其发展1.1.1 GIS概念及功能概述物质世界中的任何事物都被牢牢地打上了时空的烙印。人们的生产和生活中百分之八十以上的信息和地理空间位置有关。地理信息系统（ Geographic Information System, 简称 GIS ）作为获取、整理、分析和管理地理

12、空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。由于信息技术的发展，数字时代的来临，理论上来说，GIS可以运用于现阶段任何行业。从技术和应用的角度， GIS 是解决空间问题的工具、方法和技术；从学科的角度， GIS 是在地理学、地图学、测量学和计算机科学等学科基础上发展起来的一门学科，具有独立的学科体系； 从功能上， GIS 具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能；从系统学的角度， GIS 具有一定结构和功能，是一个完整的系统。简而言之， GIS 是一个基于数据库管理系统（ DBMS ）的分析和管理空间对象的信息系统，以地理空间数据为操作对象是地理信

13、息系统与其它信息系统的根本区别。1.1.2 GIS发展历程GIS即地理信息系统（Geographic Information System），经过了40年的发展，到今天已经逐渐成为一门相当成熟的技术，并且得到了极广泛的应用。尤其是近些年，GIS更以其强大的地理信息空间分析功能，在GPS及路径优化中发挥着越来越重要的作用。地理信息系统是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。简单的说，地理信息系统就是综合处理和分析地理空间数据的一种技术系统。51.2 组件式地理信息系统（Comp

14、onents GIS，ComGIS）1.2.1 ComGIS的基本概念地理信息系统已经越来越广泛地应用于社会生产、生活的各个方面。其软件模式也经历了功能模块、包式软件，核心式软件直至当今的组件式。而组件式地理信息系统因其具有可以与其他系统进行高效无缝连接、方便集成、开发成本低、可扩展性好等优点，已经成为地理信息系统发展的主流方向，极大地推动了地理信息系统向大众化和社会化方向的发展。组件式GIS就是面向对象思想和ActiveX控件在地理信息系统中的应用在软件的具体开发过程中，在可视化开发环境(如Visual Basic、Delphi、C#等)中将能够实现不同功能的控件联系起来，不同的控件之间可以

15、通过接口通讯，这样就大大降低了基于组件的GIS应用的开发难度，提高了开发效率，并且可以实现无缝集成。6Active控件是建立在COM标准上的独立的软件元件，ActiveX家族中的一个特定产品，提供给用户应用接口，发送相应的事件，开发者则可以截取这些事件，执行相应的功能。Active控件开发端和使用端是完全独立的，可以用各种语言来开发，又可以用于不同的语言、不同的开发平台、不同的系统环境中。一个或者多个ActiveX控件会保存在一个动态链接库中，但它是一种特殊的动态链接库，其扩展名为OCX。71.2.2 ComGIS开发方法组件式GIS（ComGIS）开发方法就是把GIS的功能模块划分为多个控件

16、，每个控件完成不同的功能，各个GIS控件之间以及GIS控件与其它非GIS控件之间，通过可视化的软件开发工具根据需要把实现各种功能的“积木”搭建起来，实现地理信息系统的各种功能以及应用系统。在这种新的软件开发方式下，软件公司以开发组件为主要业务，提供规格化的组件。系统集成商则汇总组件，组合成能完成不同功能的组件，将自己的核心技术组件化。正是这两种分工的泾渭分明，将软件工业化逐渐推向成功。8第二章 MapObject24组件模型结构1.1 什么是MapObjectsMapObjects是ESRI公司提供的一组供应用开发人员使用的制图与GIS功能组件，它由一个OLE控件和一系列可编程OLE对象组成。

17、利用MapObjects，开发人员可以在应用程序中添加制图和GIS功能。它不是为最终用户而是为专业开发人员提供的。MapObjects是一个OLE控件，它可以用于大量开发框架中，包括流行的像Visual C+、Visual Basic、Delphi、Microsoft Access、Visual Foxpro等之类的程序设计环境，因此开发人员可以在自己熟悉的开发环境中利用MapObjects开发GIS应用。1.2 MapObjects的结构MapObjects是建立在微软的对象链接和嵌入（OLE）2.0基础之上的，OLE是当今得到最广泛支持的面向目标的软件集成技术。用户像用砖块盖房子一样利用O

18、LE组件开发和集成Windows应用程序。一个OLE控件是一个可以重复使用的软件组件。OLE控件可以将许多其它OLE对象包装在一个包里。这个包可以反映某些特定的功能，如统计和多媒体等，并可以在直接嵌入支持OLE的应用中。OLE对象具有特征和方法，可以通过对他们的编程来控制对象的外观、行为以及相互作用。MapObjects是一个提供制图与GIS功能的OLE控件，它包含了超过45个可编程OLE对象。MapObjects地图控件可以直接插入到许多标准开发环境的工具集中，可以通过属性页操作地图。这些属性也是在诸如VC之类的开发环境中建立的，或者通过其它程序化，相关对象来控制地图。这些对象为应用开发人员

19、提供了有力的制图与GIS功能支持。图一1.3 MapObjects的特点MapObjects允许定制利用制图和GIS组件的应用程序，它的特点包括：（1）广泛的数据格式支持支持Arcinfo Coverage、RSRI Shape Files、ArcSDE图层；支持AutoCAD2000 的DXF、DWG格式数据；支持适量产品格式（VPF）数据；支持大量的栅格格式；支持影像目录（Image Catalog）管理；Image Catalog是由许多带空间参考的影像文件组成的存储结构，我们可以把Image Catalog当做一个影像图层使用。Image Catalog包括许多Titled影像，主要用

20、于显示较大地理区域的影像信息。（2）支持ODBC和ADO访问数据库表格数据源（3）支持扩展的图形数据及操作（4）支持投影当一个shape文件、Arcinfo Coverage或者SDE Layer作为一个MapLayer被添加到MapObjects中的时候，一些有关它们如何被投影的详细信息也会被保存下来。对于shape文件和ArcInfoCoverages来说，这个信息被保存到磁盘上的一个投影文件（.prj）里。对于SDE Layers来说，这个信息被保存在层定义表里。Shapefiles使用的投影文件仅仅是可被MapObjects进行写操作的投影元数据格式，而coverages所使用的投影文

21、件必须由ArcInfo产生。（5）增强的GPS功能MapObjects2.4支持对点、线和多边形目标对象的追踪。新的方法和属性使得管理和追踪GPS动态目标比以前容易得多。 （6）空间分析功能 （7）支持数据库版本管理 Mapobjects2.X支持ArcSDE8.1的版本管理，允许根据许可权限，连接ArcSDE空间数据库版本树中的任一指定版本。1.4 MapObjects的功能（1）能符号化显示一幅全要素地图，支持自定义符号 MapObjects自带了一些符号，同时为满足具体用户的需求，提供了自定义符号的开发接口，着极大的拓展了开发人员的开发空间，也提升了MapObjects的应用尺度。（2）

22、支持对图层的管理和操作MapObjects为用户提供了较为齐全的图层管理功能。这些图层管理方法包括图层的添加、删除以及图层压盖关系的调整等。尤其是它提供的图例控件（MO24Lengend.Lengend）为用户提供了极为方便的图层管理方法，同时可以实现设置符号的功能。（3）支持各种图形操作通过MapObjects，开发人员可以实现一些基本的图形操作，如放大、缩小和漫游等。由于MapObjects对数据库建立了索引机制，其他地图显示速度非常快，而且提供了无极缩放功能。（4）可以添加注记MapObjects为开发人员提供了多种添加地图注记的方法，通过他们可以实现注记的标注，同时可以设置注记的颜色、

23、大小、字体和位置。（5）提供各种查询功能MapObjects为开发人员提供了各种进行空间查询的方法，通过他们可以实现几何参数查询、空间定位查询、空间关系查询和SQL查询等多种形式查询。（6）提供一定的空间分析功能MapObjects提供了一定程度上的空间分析功能，通过它提供的空间分析方法可以实现一些简单的空间分析功能，例如缓冲区分析。（7）提供空间和数据库的访问功能MapObjects可以向通过ArcSDE访问存放在Oracle8i/9i、SQL2000等数据库中的空间数据，并可以把库中的数据作为一个图层在客户端进行显示。 （8）提供地图打印及输出功能在进行地图输出之前，通过MapObject

24、s用户首先可以实现地图整饰，对要输出的地图图面进行调整；同时可以对地图进行打印输出，并能把当前视口中的地图按照bmp、jpg等图像格式导出。 （9）实现GPS导航功能 MapObjects向用户提供了用于显示动态数据的动态数据操作对象，这组对象包括CmoTrackingLayer和CmoGeoEvent两个对象。通过它们，再配合几何图形操作对象，用户可以实时显示动态数据，能够显示GPS导航、车辆监控、物流分析等多种应用。9第三章 多媒体技术1.1 多媒体技术概述我们所提到多媒体技术中的媒体主要是指利用电脑把文字、图形、影象、动画、声音及视频等媒体信息都数位化，并将其整合在一定的交互式界面上，使

25、电脑具有交互展示不同媒体形态的能力。它极大的改变了人们获取信息的传统方法，符合人们在信息时代的阅读方式。多媒体技术的发展改变了计算机的使用领域，使计算机由办公室、实验室中的专用品变成了信息社会的普通工具，广泛应用于工业生产管理、学校教育、公共信息咨询、商业广告、军事指挥与训练，甚至家庭生活与娱乐等领域。多媒体介绍通常的计算机应用系统可以处理文字、数据和图形等信息，而多媒体计算机除了处理以上的信息种类以外，还可以综合处理图像、声音、动画、视频等信息，开创了计算机应用的新纪元。 1.2 多媒体技术的应用近年来，多媒体技术得到迅速发展，多媒体系统的应用更以极强的渗透力进入人类生活的各个领域，如游戏、

26、教育、档案、图书、娱乐、艺术、股票债券、金融交易、建筑设计、家庭、通讯等等。其中，运用最多最广泛也最早的就是电子游戏，千万青少年甚至成年人为之着迷，可见多媒体的威力。大商场、邮局里是电子导购触摸屏也是一例，它的出现极大地方便了人们的生活。近年来又出现了教学类多媒体产品，一对一专业级的教授，使莘莘学子受益匪浅。正因为如此，许多有眼光的企业看到了这一形式，纷纷运用其做企业宣传之用甚至运用其交互能力加入了电子商务，自助式维护，教授使用的功能，方便了客户，促进了销售，提升了企业形象，扩展了商机，在销售和形象二方面都获益。可以这样说，凡是一个有进取心的企业，都离不开这一最新的高技术产品。首先多媒体的运用

27、领域十分广泛，注定了它可在各行各业生根开花。其二，随着计算机的普及，新一代在计算机环境中成长起来的年轻人，已经习惯了这一形式，作为一个有发展眼光的企业，是不会放弃这一未来的消费主体的。其三，由于多媒体信息技术在国外已经非常普及，面对日益国际化的市场，只有跟上国际潮流。多媒体技术应用的意义在于: ·使计算机可以处理人类生活中最直接、最普遍的信息，从而使得计算机应用领域及功能得到了极大的扩展。 ·使计算机系统的人机交互界面和手段更加友好和方便，非专业人员可以方便地使用和操作计算机。 ·多媒体技术使音像技术、计算机技术和通信技术三大信息处理技术紧密地结合起来，为信息处理

28、技术发展奠定了新的基石。 多媒体技术发展已经有多年的历史了，到目前为止声音、视频、图像压缩方面的基础技术已逐步成熟，并形成了产品进入市场，现在热门的技术如模式识别、MPEG压缩技术、虚拟现实技术正在逐步走向成熟，相信不久也会进入市场。第四章 多媒体技术与GIS二次开发技术相结合 多媒体系统是把音频、视频、图形、图像、文字、数字系统和计算机系统集成在一起的一个整体，它把人的各种感官有机地组合来获取相关的信息，而且具有交互式的实时性，使传播信息和接收信息之间进行通讯交换， 而更吸引人的注意力，大大改善了人与计算机的界面，特别是三维动画效果，使用户有身临其境的感觉目前，几乎所有成熟的GIS软件的数据

29、模型都是面向图形和属性数据的，而未将其他多媒体数据作为GIS空间数据模型的一部分，对当前的多煤体GIS应用于来说，主要的思想应该是将GIS空间数据库与多媒体数据库进行外部连接，实现一种“低耦合”结构，然后在此基础上编写程序模块，实现各种功能将多媒体系统的音频、视频、图形、图像、文字、数字系统与计算机系统和GIS二次开发系统集成在一起，从而使整个开发系统丰富而又多彩，相信这也是校园数字化建设发展的一大趋势。10第五章 系统设计详述一、系统设计流程及各模块功能毕业设计模块分为两个系统子模块，系统子模块一和系统子模块二，系统子模块一是由VB+MO开发而成，系统子模块二是用多媒体技术（Photosho

30、p 7.0、Flash 5.0、Authorware 7.5）。1.1 系统子模块一1.1.1 校园GIS地理信息数据库的构建影像数据为Google Earth截图所得，对内蒙古师范大学影像图进行时量化工具是美国ESRI公司的Arcview GIS 3.3，矢量化结果为Lake、Point、Polygon、river、road，依据全国第二次土地调查城镇土地用途分类标准，内蒙古师范大学盛乐校区土地用途一级分类属于公共建设用地（分类代码40），二级分类为教育用地（分类代码为44），作者在此基础上对校园内的土地利用状况进行了三级分类，以便矢量化过程和对土地利用状况进行更加详细的叙述，建筑物441、

31、草坪442、运动场443、池塘444、未利用土地445。通过以上方法构建了内蒙古师范大学校园地理信息系统的地理信息数据库。 11.2 系统功能 基于上述设计，作者通过使用VB60提供的强大制图功能及MapObjects组件技术，实现了CGIS相关功能模块：(1)结合遥感影像图，模拟真实的校园。(2)数据管理功能，包括数据输入输出、数据转换、图形属性数据的编辑等。(3)地图基本操作功能，提供放大、缩小、漫游，查看各地物的属性，查看面状地物如楼、房间的面积。可以控制各图层的显示，查看我们关心的图层。(4)查询统计，将建筑物的属性数据与图形数据相结合进行双向查询，既能根据属性数据调用相应的图形数据，

32、动态显示相关图形，也能在校园平面图、楼层图上点击查询对象，从而调用相应属性数据，进行房屋的漫游查询，获得相关属性信息。(5)空间分析模块，可以对校园环境进行较好的设计、规划与实施，诸如校园的绿化、各类建筑、道路以及地下管道等等的最优化设计布局；计算任意两实体之间的距离，以实现距离最短或时问最短等为目标的各种优化设计等。(6)专题图输出功能，对地图打印输出等。1.2 系统子模块二系统子模块二数据是校园内相机拍摄图像，用多媒体技术，主要是Photoshop7.0和Authorware 7.5，做了校园内各地的Google Earth查询系统，如下图：1.3 实例应用新生入学及游客指南使用者可以在系统子模块二（Google Earth功能）中的新生入学查询系统