摘 要：隨著我國(guó)科教興國(guó)戰(zhàn)略的不斷推進(jìn)，現(xiàn)代化校園建設(shè)越來(lái)越深入無(wú)論從教學(xué)硬件還是軟件商都有了較大提升。現(xiàn)代化校園面積大，建筑多，并且地上地下還鋪設(shè)有多種管線、網(wǎng)絡(luò)，傳統(tǒng)的校園設(shè)計(jì)和規(guī)劃管理已經(jīng)不能滿(mǎn)足要求，WEBGIS的使用能夠有效改變這種狀況、本文以上述問(wèn)題為出發(fā)點(diǎn)，對(duì)基于WEBGIS地理信息系統(tǒng)對(duì)校園的數(shù)字化設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)研究。

關(guān)鍵詞：WEBGIS；數(shù)字化校園；設(shè)計(jì)；實(shí)現(xiàn)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP393.18

我國(guó)現(xiàn)代化校園建設(shè)越來(lái)越快，傳統(tǒng)的校園設(shè)計(jì)與規(guī)劃管理模式已經(jīng)不能適應(yīng)這種情況，而WEBGIS地理信息系統(tǒng)可以將電子地圖通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行發(fā)布和實(shí)施，只要擁有一臺(tái)能夠?yàn)g覽互聯(lián)網(wǎng)的電腦，用戶(hù)就可以輕松訪問(wèn)已經(jīng)存儲(chǔ)在服務(wù)器上的電子資源。為了能夠更好的進(jìn)行現(xiàn)代化校園建設(shè)，本文將針對(duì)普通意義上的、基本上任何學(xué)校都會(huì)有的校園基礎(chǔ)設(shè)施管理建立一個(gè)完整的WEBGIS系統(tǒng)。

1 WEBGIS系統(tǒng)需求分析

需求分析即對(duì)系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的功能進(jìn)行全面分析。校園內(nèi)WEBGIS系統(tǒng)的建設(shè)需要擁有以下幾個(gè)方面的功能：

完整記錄校園管道信息，并進(jìn)行有效管理。WEBGIS系統(tǒng)要能夠?qū)π@內(nèi)部的供水管道、排污管道、天然氣管道以及電力系統(tǒng)管道等進(jìn)行完整的記錄，并可以隨時(shí)進(jìn)行查詢(xún)、編輯以及設(shè)計(jì)；另外，系統(tǒng)還必須能夠快速實(shí)現(xiàn)管道故障點(diǎn)查詢(xún)、井蓋定位等功能，并且在具體使用要求下能夠提供最佳、最短路徑。

完善記錄路燈校園內(nèi)路燈信息，并進(jìn)行有效管理。完整記錄校園內(nèi)部所有路燈的基本信息并反映在WEBGIS系統(tǒng)內(nèi)部，能夠提供快速、便捷的查詢(xún)、統(tǒng)計(jì)工作；根據(jù)記錄信息，安排設(shè)計(jì)路燈的檢查、維修，并及時(shí)更改存儲(chǔ)信息。

消防信息管理。消防信息管理師WEBGIS系統(tǒng)的一大功能，對(duì)于保證校園安全具有重要作用。WEBGIS系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)對(duì)消防信息的全面存儲(chǔ)，提供校園內(nèi)部消防設(shè)施、通道以及各種供電設(shè)備、供水設(shè)備、設(shè)備開(kāi)關(guān)的地理位置信息；其次，對(duì)所有消防設(shè)施的檢修進(jìn)行跟蹤記錄，提供方便的查詢(xún)服務(wù)。

建筑信息管理。這是WEBGIS系統(tǒng)最基本的功能，它必須能夠提供校園內(nèi)部各種建筑物比如食堂、教學(xué)樓、實(shí)驗(yàn)樓、圖書(shū)館、宿舍樓、超市以及校園的各種道路、橋梁設(shè)施的電子地圖記錄和查詢(xún)服務(wù)。

管道井蓋信息管理。校園管道井蓋的基本信息包括井蓋位置、井蓋大小等，WEBGIS系統(tǒng)需要對(duì)這些信息進(jìn)行全面記錄，能夠在需要時(shí)提供方便快捷查詢(xún)、分析及統(tǒng)計(jì)服務(wù)；其次，對(duì)于井蓋的損壞、缺失以及檢修等情況進(jìn)行完整記錄，以便查詢(xún)、跟蹤、統(tǒng)計(jì)。

環(huán)衛(wèi)信息管理。環(huán)衛(wèi)信息包括校園內(nèi)部綠化、垃圾處理設(shè)施、校園美化裝飾物品等的分布于管理信息，WEBGIS系統(tǒng)需要對(duì)這些物品的地圖信息進(jìn)行完整記錄，能夠提供方便、快捷的查詢(xún)、分析與統(tǒng)計(jì)。尤其對(duì)于校園綠化要進(jìn)行完整完善的記錄，并且對(duì)損壞與維修進(jìn)行跟蹤，分析與統(tǒng)計(jì)。

土地信息管理。校園數(shù)字化建設(shè)要求WEMGIS系統(tǒng)能夠?qū)π@內(nèi)新增的基礎(chǔ)設(shè)施合適的放置地點(diǎn)進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)并記錄。在校園添加新的基礎(chǔ)設(shè)施時(shí)，管理人員可以借助WEBGIS地理信息系統(tǒng)中校園面積使用數(shù)據(jù)以及各個(gè)基礎(chǔ)設(shè)施之間的關(guān)系數(shù)據(jù)進(jìn)行空間統(tǒng)計(jì)分析，并且借助計(jì)算如何才能使校園面積使用達(dá)到資源利用效益最大化的結(jié)果，為校園管理人員提供決策支持，此時(shí)WEBGIS起到了DSS（Decision Support System）的作用。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 WEBGIS系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。WEBGIS系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并使用采用B/S結(jié)構(gòu)（Browser/Server）方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的三層結(jié)構(gòu)分別為用戶(hù)表示層、應(yīng)用邏輯層和數(shù)據(jù)層。系統(tǒng)具體架構(gòu)如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)圖

用戶(hù)層為瀏覽器，此層負(fù)責(zé)系統(tǒng)與用戶(hù)的交互。應(yīng)用邏輯層也是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵層，主要負(fù)責(zé)接受用戶(hù)請(qǐng)求并對(duì)其進(jìn)行處理，將用戶(hù)請(qǐng)求的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)層帶回存至服務(wù)器。數(shù)據(jù)層有空間與屬性?xún)煞N數(shù)據(jù)，負(fù)責(zé)響應(yīng)應(yīng)用邏輯層的數(shù)據(jù)請(qǐng)求。

2.2 數(shù)據(jù)分層。數(shù)據(jù)分層就是指將校園內(nèi)部所有實(shí)體按照某種特征抽象為WEBGIS系統(tǒng)中的某種圖層，將格式相同的實(shí)體都存儲(chǔ)在統(tǒng)一圖層。根據(jù)校園內(nèi)部實(shí)體特征可將這些分為點(diǎn)狀、線狀及面狀數(shù)據(jù)三種圖層。

點(diǎn)狀數(shù)據(jù)：學(xué)校內(nèi)的井蓋、消防、路燈以及環(huán)衛(wèi)等具有點(diǎn)狀定位特征或者能夠表現(xiàn)宏觀特性的實(shí)體。

線狀數(shù)據(jù)：具備線性特征或者能夠抽象為具有線狀特征的實(shí)體可以分到線狀數(shù)據(jù)圖層。在學(xué)校內(nèi)部主要包括一些供電、供水管道和一些交通道路等。

面狀數(shù)據(jù)：只面積較大，具有一定空間覆蓋特橫的實(shí)體。校內(nèi)主要包括大的建筑、綠化的草地等。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)的分析與建立。數(shù)據(jù)層包含兩個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，分別為空間數(shù)據(jù)庫(kù)與屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中，校園內(nèi)的各個(gè)地理實(shí)體要按照數(shù)據(jù)分層以點(diǎn)、線、面狀數(shù)據(jù)的形式存儲(chǔ)，設(shè)計(jì)時(shí)要遵循直觀形象易于理解的原則。

屬性數(shù)據(jù)庫(kù)主要對(duì)校園內(nèi)地理實(shí)體各種屬性進(jìn)行詳細(xì)記錄和存儲(chǔ)。屬性信息主要包括實(shí)體的名字、建筑時(shí)間和主要用途等，屬性主要用于客戶(hù)查詢(xún)時(shí)使用。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 地圖瀏覽模塊實(shí)現(xiàn)。地圖瀏覽模塊要實(shí)現(xiàn)地圖放大、縮小、移動(dòng)、漫游以及全圖顯示、鷹眼等功能。地圖放大、縮?。河脩?hù)通過(guò)鼠標(biāo)滾輪操作，可以實(shí)現(xiàn)電子地圖的放大與縮小。移動(dòng)、漫游：用戶(hù)按住鼠標(biāo)左鍵，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電子地圖的移動(dòng)和翻轉(zhuǎn)，能夠在不同的角度觀察地圖。全圖顯示：用戶(hù)可以看到整個(gè)地圖，對(duì)校園整體有大致了解。鷹眼：用戶(hù)在對(duì)電子地圖進(jìn)行了一些操作之后，不能預(yù)覽全圖時(shí)，可以通過(guò)鷹眼來(lái)發(fā)現(xiàn)當(dāng)前觀察地區(qū)的地圖與整個(gè)地圖的相對(duì)關(guān)系。

3.2 圖層控制模塊。通過(guò)上述涉及可知，根據(jù)校園內(nèi)部地理實(shí)體屬性，WEBGIS擁有多種圖層，并且通過(guò)點(diǎn)狀數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀數(shù)據(jù)以及面狀數(shù)據(jù)進(jìn)行全面描述并在地圖上表示。WEBGIS的圖層控制模塊能夠通過(guò)操作實(shí)現(xiàn)對(duì)不同圖層的顯示、隱藏及分層，另外還能根據(jù)實(shí)際需要對(duì)特定圖層進(jìn)行編輯，對(duì)圖層顯示、標(biāo)注等屬性進(jìn)行重新設(shè)置。

3.3 選擇、查詢(xún)和定位模塊

（1）信息查詢(xún)與選擇。用戶(hù)通過(guò)鼠標(biāo)可以點(diǎn)擊WEBGIS系統(tǒng)中的實(shí)體，對(duì)尸體信息、屬性等進(jìn)行查詢(xún)，并最終確定要尋找的具有特定信息的特定實(shí)體。（2）雙向查詢(xún)。系統(tǒng)可以提供空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)之間的雙向查詢(xún)功能。（3）區(qū)域查詢(xún)。WEBGIS系統(tǒng)用戶(hù)可以使用圓形、矩形等工具對(duì)選定一定范圍內(nèi)的地圖進(jìn)行區(qū)域查詢(xún)，系統(tǒng)能夠統(tǒng)計(jì)處該區(qū)域內(nèi)的相關(guān)屬性信息。（4）設(shè)施查詢(xún)。主要用于定位。用戶(hù)可以通過(guò)設(shè)施查詢(xún)功能尋找地圖中的特定實(shí)體，進(jìn)行具體定位。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著現(xiàn)代化校園建設(shè)的不斷深入，WEBGIS系統(tǒng)必將發(fā)揮其舉足輕重的作用，通過(guò)本文基于WEBGIS的數(shù)字化校園設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的研究，希望能夠?qū)ΜF(xiàn)代化校園建設(shè)有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]江燕.基于WEBGIS的佳木斯大學(xué)數(shù)字化校園信息系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)[D].北京郵電大學(xué)，2009.

[2]王洋.浙江工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院數(shù)字化校園地理信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)[D].電子科技大學(xué)，2013.

[3]楊延珍.WEBGIS支持下的數(shù)字校園系統(tǒng)研究[J].甘肅科技，2011（17）.

作者單位：湖北理工學(xué)院，湖北黃石 435003