王敏，張博雅，楊永國(guó)

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇徐州 221008； 2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，江蘇徐州 221008)

基于SuperMap的校園導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王敏1?，張博雅2，楊永國(guó)1

(1.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)資源與地球科學(xué)學(xué)院，江蘇徐州 221008； 2.中國(guó)礦業(yè)大學(xué)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院，江蘇徐州 221008)

以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)南湖校區(qū)校園建設(shè)現(xiàn)狀圖為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，利用Visual Studio 2005 VB.NET開發(fā)語言實(shí)現(xiàn)基于SuperMap的校園導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅可以提供基本地圖導(dǎo)航功能，而且還能夠完成具備人性化的信息查詢、路徑分析選擇、三維地圖可視化導(dǎo)航、網(wǎng)絡(luò)校園導(dǎo)航等功能，具備一定專業(yè)化的地圖輸出前的編輯功能和地圖輸出功能，能為外界人士及校友提供了解學(xué)校的平臺(tái)，為學(xué)校日后建立科學(xué)、智能、網(wǎng)絡(luò)一體化的綜合校園管理體系奠定了基礎(chǔ)。

SuperMap；中國(guó)礦業(yè)大學(xué)；三維導(dǎo)航；校園導(dǎo)航系統(tǒng)

當(dāng)前，GIS的應(yīng)用已滲透于社會(huì)的各個(gè)領(lǐng)域，從傳統(tǒng)的自然資源管理、土地規(guī)劃等領(lǐng)域擴(kuò)展到交通、軍事、商業(yè)等廣泛領(lǐng)域。數(shù)字校園系統(tǒng)是應(yīng)用三維可視化技術(shù)和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)，使用戶可以隨時(shí)獲得所需的校園空間信息和服務(wù)信息，可以圖文并茂地進(jìn)行校園信息的查詢。將GIS技術(shù)、可視化技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)應(yīng)用于校園環(huán)境導(dǎo)航系統(tǒng)中可以實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)更新、存儲(chǔ)校園的地理信息，如新建設(shè)的體育場(chǎng)館等，將校園的地理環(huán)境信息及時(shí)準(zhǔn)確地提供給用戶，同時(shí)也是實(shí)現(xiàn)數(shù)字校園的一個(gè)標(biāo)志。在中國(guó)礦業(yè)大學(xué)百年校慶之際，建設(shè)中國(guó)礦業(yè)大學(xué)校園導(dǎo)航系統(tǒng)為參加百年校慶的校友及社會(huì)各界人士提供一個(gè)虛擬平臺(tái)是非常有意義的。

1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與數(shù)據(jù)管理

1.1 設(shè)計(jì)思想

本文選擇了北京超圖地理信息技術(shù)有限公司研發(fā)的全組件GIS開發(fā)平臺(tái)SuperMap，采用單機(jī)結(jié)構(gòu)和B/S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)，創(chuàng)建了基層信息層和功能實(shí)現(xiàn)層；在單機(jī)結(jié)構(gòu)中，包含了二維平面和三維立體兩個(gè)主菜單，直接改變視圖的樣式，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)管理、信息查詢、路經(jīng)查詢、三維顯示、校慶專題等功能。數(shù)據(jù)管理模塊包括管理員登錄和地圖編輯，管理員用密碼登錄后，能對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、編輯和保存。信息查詢能幫助用戶熟悉校園各類建筑設(shè)施的位置及信息，滿足用戶的查詢需求。路經(jīng)查詢能為用戶提供逼真的路徑導(dǎo)航，方便快捷；三維校園瀏覽，可使用戶從不同方位瀏覽虛擬校園，給用戶一種身臨其境的感受，能更加形象地預(yù)覽到美麗的校園；校慶專欄涵蓋了中國(guó)礦業(yè)大學(xué)一百年輝煌卓越的發(fā)展史，顯示了校慶期間的主要活動(dòng)和時(shí)間安排。在B/S結(jié)構(gòu)中，實(shí)現(xiàn)了基本的地圖操作和信息查詢功能。

1.2 數(shù)據(jù)管理

數(shù)據(jù)庫(kù)是系統(tǒng)工作的血液，是一個(gè)系統(tǒng)的重要組成部分。GIS數(shù)據(jù)庫(kù)包括空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，它們又包括不同類型的分庫(kù)。本系統(tǒng)是以中國(guó)礦業(yè)大學(xué)南湖校區(qū)2005年1∶1 000規(guī)劃平面圖為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源并對(duì)校園進(jìn)行實(shí)地調(diào)查得到校園建設(shè)現(xiàn)狀圖，結(jié)合全站儀進(jìn)行特殊點(diǎn)的采集，實(shí)現(xiàn)底圖的校準(zhǔn)，減少時(shí)效性誤差，然后利用CAD軟件實(shí)現(xiàn)圖層的劃分與修飾，最后導(dǎo)入SuperMap DeskPro2008中，建立平面數(shù)據(jù)集、三維數(shù)據(jù)集和網(wǎng)絡(luò)分析數(shù)據(jù)集等；同時(shí)為各種控件、圖層建立了規(guī)范形象的圖標(biāo)庫(kù)和符號(hào)庫(kù)。在建立圖層和模型后進(jìn)行屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一鍵盤輸入，通過SuperMap Objects 2008提供的空間數(shù)據(jù)引擎SDX將海量空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)統(tǒng)一存放到SDB格式數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行存儲(chǔ)和管理；紋理數(shù)據(jù)庫(kù)是用Photoshop處理的高清數(shù)碼相機(jī)照片建立。數(shù)據(jù)處理和GIS查詢統(tǒng)計(jì)的編程采用Visual Studio 2005 VB.NET開發(fā)語言。在VB.NET開發(fā)中，把SuperMap Objects作為COM組件使用，并將其嵌入應(yīng)用程序，通過調(diào)用對(duì)象方法和設(shè)置其屬性來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)各種功能。在 B/S結(jié)構(gòu)中，本系統(tǒng)采用了SuperMap iServer java技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。

1.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

(1)地圖操作功能

地圖顯示是地理信息系統(tǒng)的基本模塊。在本系統(tǒng)中，設(shè)計(jì)了各種地圖符號(hào)，使圖形簡(jiǎn)潔而形象。在地圖操作功能模塊中，可以快速顯示礦大校園地圖，實(shí)現(xiàn)地圖放大、縮小、全圖顯示；二維平面圖和三維場(chǎng)景的切換顯示；選擇、距離量算、面積量算功能；模糊查詢的實(shí)現(xiàn)，使地圖操作更加人性化。

圖1 系統(tǒng)總體模塊結(jié)構(gòu)圖

(2)信息查詢功能

本系統(tǒng)中，信息查詢是一個(gè)最主要的功能，主要實(shí)現(xiàn)了區(qū)域位置查詢、服務(wù)信息查詢、最近設(shè)施查詢、路經(jīng)查詢。此項(xiàng)功能幫助用戶熟悉校園各類建筑設(shè)施的位置及信息，特別是最優(yōu)路徑查詢，根據(jù)用戶提供的若干個(gè)位置點(diǎn)和選擇的交通工具方式，分析連接各點(diǎn)的最優(yōu)路徑，在地圖上高亮顯示，并且能進(jìn)行路徑導(dǎo)航顯示。

(3)三維校園瀏覽

在三維場(chǎng)景中，實(shí)現(xiàn)放大、縮小、平移、環(huán)繞、繞軸旋轉(zhuǎn)及飛行等功能。在實(shí)現(xiàn)飛行中，用戶可選擇默認(rèn)的路線，或自定義飛行路線從不同角度，不同方位瀏覽虛擬校園，逼真的三維場(chǎng)景會(huì)幫助用戶更好的認(rèn)識(shí)校園。校慶主要活動(dòng)路徑導(dǎo)航實(shí)現(xiàn)在三維場(chǎng)景中顯示校慶主要活動(dòng)路徑的路線，如圖2所示。

(4)校慶專欄

校慶專欄顯示了在校慶期間的主要活動(dòng)及時(shí)間安排。在單機(jī)模式程序設(shè)計(jì)過程中，點(diǎn)擊校慶?？藛?，在彈出的子窗口中添加 ShockwaveFlashObject控件、Label控件，通過ShockwaveFlashObject控件打開“礦大遷徙路線.swf”文件動(dòng)態(tài)顯示礦大百年來的搬遷情況，Label控件顯示11次搬遷的時(shí)間和地點(diǎn)，點(diǎn)擊Label控件，彈出的子窗口中在TextBox控件顯示具體搬遷情況。在主界面中還添加了校慶倒計(jì)時(shí)鐘，以2008年10月18日為時(shí)間基點(diǎn)進(jìn)行倒計(jì)時(shí)。

主要實(shí)現(xiàn)代碼:

圖2 三維校園場(chǎng)景部分預(yù)覽圖

2 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)和特點(diǎn)

2.1 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)

(1)位置及屬性查詢的實(shí)現(xiàn):在下拉框和列表框中選擇查詢地，在地圖上高亮顯示該地點(diǎn)的空間位置及相關(guān)信息。

主要實(shí)現(xiàn)代碼:

(2)最近設(shè)施查詢:用鼠標(biāo)在地圖上任意點(diǎn)擊，或在給定點(diǎn)中選擇一點(diǎn)，設(shè)置要查詢的設(shè)施類型和查找范圍，地圖中高亮顯示查詢結(jié)果及設(shè)置范圍區(qū)域，并且顯示到達(dá)查詢點(diǎn)的最優(yōu)路徑。

點(diǎn)擊任意點(diǎn)進(jìn)行最近設(shè)施查詢的主要代碼:

操作最后顯示在緩沖區(qū)范圍內(nèi)的目標(biāo)，并顯示其最短路徑，如圖3所示。

圖3 最近設(shè)施查詢參數(shù)設(shè)置及查詢結(jié)果顯示

(3)最優(yōu)路徑分析:用鼠標(biāo)在地圖上任意點(diǎn)擊至少兩個(gè)點(diǎn)，或在給定列表框中選擇目的地，選擇交通工具，在地圖上顯示最優(yōu)路徑，并能進(jìn)行路徑導(dǎo)航顯示，這也是本系統(tǒng)的亮點(diǎn)。圖4顯示了采用步行的交通方式，從“學(xué)校北門”到“礦業(yè)學(xué)院”的最優(yōu)路徑。交通工具是通過一組單選按鈕設(shè)置的。其中“步行”交通工具單選按鈕的設(shè)置代碼:

圖4 最優(yōu)路徑分析參數(shù)設(shè)置及查詢結(jié)果顯示

2.2 系統(tǒng)主要特點(diǎn)

(1)實(shí)用性和實(shí)時(shí)性。本系統(tǒng)是在中國(guó)礦業(yè)大學(xué)百年校慶之際，利用最新的校園建設(shè)現(xiàn)狀圖為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)開發(fā)的系統(tǒng)，能夠?yàn)樾Ｓ押屯饨缛耸刻峁┮粋€(gè)更直接的了解礦大的平臺(tái)，同時(shí)管理員登陸視圖后，可以對(duì)系統(tǒng)中的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)的更新和統(tǒng)一管理，為學(xué)校在校慶期間及以后的校園管理提供便利。

(2)易操作性。系統(tǒng)涉及的技術(shù)是目前GIS的主流技術(shù)，分別采用了單機(jī)結(jié)構(gòu)和B/S結(jié)構(gòu)；在所有功能模塊中，采用圖形化和快捷化的統(tǒng)一用戶界面，簡(jiǎn)單、方便，具有直觀性，并將系統(tǒng)的各個(gè)流程有機(jī)地結(jié)合起來，提供詳細(xì)豐富的幫助文檔。

(3)人性化設(shè)計(jì)。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了用戶在校園的任意位置點(diǎn)選進(jìn)行空間查詢、分析功能；在最優(yōu)路徑分析中，增設(shè)了步行、自行車、機(jī)動(dòng)車等方式，用戶可以根據(jù)不同的情況分析最優(yōu)路徑；最近設(shè)施查詢中，查詢結(jié)果不僅高亮顯示查詢點(diǎn)和范圍緩沖區(qū)，同時(shí)還能高亮顯示用戶指定地點(diǎn)到查詢點(diǎn)的最優(yōu)路徑。

(4)可擴(kuò)充性。VB.NET應(yīng)用程序可以通過預(yù)置的接口與第三方應(yīng)用軟件產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交換，使各信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)資源達(dá)到高度共享。

3 結(jié) 語

校園導(dǎo)航系統(tǒng)的建立是校園數(shù)字化的一種表現(xiàn)。同時(shí)為學(xué)校日后建立科學(xué)、智能、網(wǎng)絡(luò)一體化的綜合校園管理體系奠定了基礎(chǔ)?！鞍倌陮W(xué)府，魅力礦大”校園導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用SuperMap Deskpro2008，實(shí)現(xiàn)了圖形數(shù)據(jù)編輯處理，其為校園導(dǎo)航系統(tǒng)提供了可有效使用的地理底圖。利用SuperMap Objects 2008全面的GIS功能，使系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了屬性數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)雙向查詢、空間分析、空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)與管理、三維瀏覽等功能。

[1]北京超圖地理信息技術(shù)有限公司.SuperMap Objects 5基礎(chǔ)培訓(xùn)教材[M].2004

[2]姜彤，張濤，程強(qiáng).基于GIS的三維數(shù)字校園系統(tǒng)[J].中國(guó)水運(yùn)，2007(11):177～178

[3]姜巍，袁永博.基于ComGIS的校園導(dǎo)航系統(tǒng)[J].地理空間科學(xué)，2006，4(5):61～63

Design and Realization of Campus Guiding System Based on SuperMap

Wang Min1，Zhang BoYa2，Yang YongGuo1
(1.College of Mineral Resource and Geological Science，China University of Mining＆Technology，Xuzhou 221008，China；2.College of Applied Technology，China University of Mining＆Technology，Xuzhou 221008，China)

Based on the South Lake Campus layout plan of China University of Mining＆Technology，SuperMapbased Campus’Guiding System is designed and realized by using Visual Studio 2005 VB.NET.The system has the functions such as map navigation、information query﹑path analysis﹑3D－map visualization and navigation﹑network campus navigation and pre－editing and printing map.It provides a platform for alumni and other people，lays the foundation for the school to establish a scientific，intelligent，network integration campus management system.

SuperMap；China University of Mining＆Technology；3D navigation；Campus′Guiding System

1672－8262(2010)05－65－04

P208

B

2010—01—16

王敏(1985—)，女，碩士研究生，從事地圖學(xué)與地理信息系統(tǒng)的研究。