劉凱 呂璐

摘要：隨著科學技術的不斷發(fā)展，數(shù)字化技術在人們的學習、生活、工作中出現(xiàn)的頻率越來越多，數(shù)字化已經(jīng)成為一種發(fā)展趨勢。尤其是數(shù)字化地球的出現(xiàn)使得數(shù)字化技術躍上一個新的臺階，各國數(shù)字化技術也因此迅速發(fā)展起來。由此帶來的小型數(shù)字化建設越來越多，校園數(shù)字化就是一個非常典型的例子。本文將基于WebGIS技術對校園地理信息系統(tǒng)建設進行詳細全面的研究，加快我國校園數(shù)字化的建設進程。

關鍵詞：WebGIS；校園；地理信息系統(tǒng)；數(shù)字化網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)WebGIS是傳統(tǒng)GIS的必然發(fā)展趨勢。隨著互聯(lián)網(wǎng)、信息高速公路等Internet技術的不斷發(fā)展和人們對于地理空間數(shù)據(jù)需求的不斷擴大，通過Internet實現(xiàn)Web和空間數(shù)據(jù)的結合已經(jīng)成為很多人所期望的結果。近年來，隨著數(shù)字化技術和網(wǎng)絡技術的不斷發(fā)展，這一發(fā)展趨勢最終成為現(xiàn)實，WebGIS在今天應運而生，并逐漸應用于多個領域。現(xiàn)代校園地理信息系統(tǒng)的設立能夠方便人們對校園地理信息的查詢，通過網(wǎng)絡，實現(xiàn)校園二維、三圍的在線可視化，輕松找到目標點，并且學生家長還能通過網(wǎng)絡實現(xiàn)對學校的信息查詢，增加對學校的了解。

1WebGIS概述

WebGIS通俗的講就是出現(xiàn)在Web上的GIS系統(tǒng)，是運用現(xiàn)代技術，將互聯(lián)網(wǎng)技術和WWW技術結合，用于擴展地理信息系統(tǒng)功能的網(wǎng)絡技術。采用現(xiàn)代化的WebGIS技術，人們可以在互聯(lián)網(wǎng)上發(fā)布一些地區(qū)的空間數(shù)據(jù)和電子地圖等，同時也能通過互聯(lián)網(wǎng)去查詢其他地區(qū)的空間數(shù)據(jù)，滿足個人的某些需求?；赪ebGIS的地理信息系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應用于多個領域，用于空間數(shù)據(jù)的檢索與分析。

2校園地理信息系統(tǒng)設計目標

基于WebGIS的校園地理信息系統(tǒng)建設的目標在于通過網(wǎng)絡實現(xiàn)對校園地理信息的查詢、瀏覽、定位以及控制等功能。另外，通過對地理信息系統(tǒng)的控制和數(shù)據(jù)分析，幫助相關管理人員提供決策依據(jù)和幫助?；赪ebGIS的校園地理信息系統(tǒng)以整個校園為對象建立大比例尺數(shù)字地圖，通過空間數(shù)據(jù)處理將其放置在互聯(lián)網(wǎng)上。此地理信息系統(tǒng)的核心是數(shù)字地圖，將學校的所有建筑物和道路等標記在圖上，比如宿舍、實驗室等，為管理人員的管理提供更多手段。

校園地理信息系統(tǒng)是校園信息化、數(shù)字化建設的一個環(huán)節(jié)，它的建設完成能夠與其它信息化、數(shù)字化建設實現(xiàn)無縫對接，使學校的信息化、數(shù)字化水平進一步提高，提升學校的現(xiàn)代化水平，增強辦學實力，改善和提升學校外部形象。

3關鍵技術簡介

基于WebGIS的校園地理信息系統(tǒng)在開發(fā)建設過程中采用的技術主要由Internet技術、GIS技術以及數(shù)據(jù)庫技術。其中關鍵技術有數(shù)據(jù)產(chǎn)生技術、基于Silverlight的GIS應用程序接口設計以及ArcGIS Server的配置。

⑴數(shù)據(jù)產(chǎn)生技術包括數(shù)據(jù)的采集、數(shù)據(jù)的矢量化以及數(shù)據(jù)的入庫等。地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集，是指將非數(shù)字化形式的各種信息通過某種方法數(shù)字化，并經(jīng)過編輯處理，變?yōu)橄到y(tǒng)可以存儲管理和分析的形式。

空間數(shù)據(jù)的來源方式主要可以通過以下幾種途徑：

地圖：各種類型的地圖是GIS最主要的數(shù)據(jù)源，因為地圖是地理數(shù)據(jù)的傳統(tǒng)描述形式。我國大多數(shù)的GIS系統(tǒng)其圖形數(shù)據(jù)大部分都來自地圖。

遙感影像數(shù)據(jù)：遙感影象是GIS中一個極其重要的信息源。通過遙感影象可以快速、準確地獲得大面積的、綜合的各種專題信息，航天遙感影象還可以取得周期性的資料，這些都為GIS提供了豐富的信息。

統(tǒng)計數(shù)據(jù)：國民經(jīng)濟的各種統(tǒng)計數(shù)據(jù)常常也是GIS的數(shù)據(jù)源。如人口數(shù)量、人口構成、國民生產(chǎn)總值等等。

實測數(shù)據(jù)：各種實測數(shù)據(jù)特別是一些GPS點位數(shù)據(jù)、地籍測量數(shù)據(jù)常常是GIS 的一個很準確和很現(xiàn)勢的資料。

將通過上述方法獲取的源數(shù)據(jù)，通過專業(yè)軟件（如：AutoCAD）的加工，可以將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為GIS可以接受的數(shù)據(jù)格式。

⑵基于Silverlight的WebGIS地理信息系統(tǒng)在邏輯上設計為三層架構，即地理信息表示層、應用服務器層和地理數(shù)據(jù)庫服務器層。

地理信息表示層是該系統(tǒng)的用戶交互界面，是各種多媒體地理信息的表達平臺，實現(xiàn)MVC中的View模塊。該層由XAML描述交互操作的功能界面，僅用于顯示地理信息和接收用戶操作信息，并不實現(xiàn)任何業(yè)務邏輯和數(shù)據(jù)庫操作?；赟ilverlight的WebGIS使用安裝了Silverlight插件的瀏覽器加載表示層，利用XAML（eXtensible Application Markup Language）實現(xiàn)了用戶界面（UI）和后臺代碼（Code Behind）的分離，并實現(xiàn)了應用程序的跨瀏覽器、跨平臺。

應用服務器層是整個系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)該系統(tǒng)的所有業(yè)務邏輯功能，具體實現(xiàn)MVC中的Model和Controller。該層主要關注業(yè)務規(guī)則的制定、業(yè)務流程的實現(xiàn)等與業(yè)務需求有關的系統(tǒng)設計，通過接收地理信息表示層的用戶交互信息，實時調(diào)用業(yè)務邏輯組件和數(shù)據(jù)庫引擎組件連接地理數(shù)據(jù)庫服務器層，完成地理信息的檢索、查詢及發(fā)布等功能。

地理數(shù)據(jù)庫服務器層主要完成多源、多尺度數(shù)字地圖、數(shù)字正射影像、專題信息等地理空間數(shù)據(jù)的存儲和管理。該層由地圖數(shù)據(jù)庫、專題數(shù)據(jù)庫和遙感影像數(shù)據(jù)庫組成，通過文件和大型關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（如SQL Server）進行一體化存儲和管理，并提供數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)存檔、數(shù)據(jù)服務、數(shù)據(jù)安全等機制。

⑶ArcGIS Server的配置。ArcGIS Server將地理數(shù)據(jù)以服務的形式發(fā)布，供上層應用訪問。服務的發(fā)布如果配置不正確將導致上層應用無法讀取地理信息數(shù)據(jù)。

ArcGIS Server根據(jù)平臺語言劃分為.Net和Java兩個版本，由于Silverlight是基于.Net平臺的組件，所以需要安裝.Net版本ArcGIS Server。安裝過程中需要新建SOM用戶作為安全訪問控制用戶，使用此用戶可以登錄ArcGIS Server Manager和REST服務管理器。

4系統(tǒng)實現(xiàn)

⑴本文采用Internet技術、GIS技術以及數(shù)據(jù)庫技術對地理信息系統(tǒng)進行具體實現(xiàn)，其中使用到數(shù)據(jù)產(chǎn)生技術、基于Silverlight的GIS應用程序接口設計以及ArcGIS Server的配置等幾項關鍵技術。首先確定組件式開發(fā)方法和OO（面向?qū)ο箝_發(fā)方法）是實現(xiàn)該系統(tǒng)的基本方法；其次，安排人員對校園的具體地理信息進行采集和處理，最后由專業(yè)人員對數(shù)據(jù)進行矢量化，做好輸入系統(tǒng)的最好準備；再次，確定在空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)管理上采用Sql2000數(shù)據(jù)庫；最后，數(shù)據(jù)產(chǎn)生技術、基于Silverlight的GIS應用程序接口設計以及ArcGIS Server的配置等，結合使用，實現(xiàn)校園地理信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡實現(xiàn)，讓用戶通過互聯(lián)網(wǎng)能夠看到校園內(nèi)全部的地理信息，并且實現(xiàn)實時查詢功能。

⑵具體技術路線的實施可以根據(jù)該系統(tǒng)要實現(xiàn)的功能模塊來分析。該校園地理信息系統(tǒng)的功能模塊主要包括基本操作模塊，地名查詢模塊，道路分析模塊，2D、3D地圖模塊。

具體實現(xiàn)技術路線：①由信息采集人員到校園采集地理信息數(shù)據(jù)，并且將采集的基本數(shù)據(jù)利用CAD繪圖軟件繪制成為最基礎電子地圖，然后技術人才利用數(shù)據(jù)導入技術將CAD格式地圖數(shù)據(jù)導入到MAPGIS系統(tǒng)中，并且根據(jù)系統(tǒng)要求，修改數(shù)據(jù)屬性。利用修改過屬性的數(shù)據(jù)實現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)的連接，關鍵字為數(shù)據(jù)屬性。利用Sql2000數(shù)據(jù)庫對屬性數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)進行管理。②使用矢量工具文件對校園地圖的航空影像進行檢查，對錯誤的地方進行矯正。③進過以上兩步，WebGIS系統(tǒng)的基礎工作已經(jīng)完成，接下來就要開始其實現(xiàn)過程。利用Internet技術、GIS技術以及數(shù)據(jù)庫技術實現(xiàn)WebGIS系統(tǒng)。④將設計好的WebGIS系統(tǒng)進行布置并且放到Windows系統(tǒng)中，最終采用IIS進行發(fā)布。通過以上四步，就將基于WebGIS的校園地理信息系統(tǒng)全部實現(xiàn)，此時通過互聯(lián)網(wǎng)就能實現(xiàn)對校園地理信息的訪問、查詢和控制等。

⑶根據(jù)地理信息系統(tǒng)要實現(xiàn)的具體功能模塊，我們對該系統(tǒng)的模塊功能進行簡單介紹。

①基本操作模塊。這是校園地理信息系統(tǒng)的基礎模塊，主要實現(xiàn)用戶在查看地圖時的一些基本操作，比如拖動、放大、縮小、測距、漫游以及計算面積等功能。②地名查詢模塊。校園地名查詢功能主要是方便用戶對校園地點的定位和了解。用戶如果對電子地圖的某個地點不熟悉，通過鼠標左鍵單擊就能看到屏幕上出現(xiàn)該地點的具體名稱和基本功能。如果用戶想知道某一特點地點的位置，只要在查詢窗口輸入該地點名稱，電子地圖就會自動定位，并顯示具體位置。③道路分析。根據(jù)用戶查詢的地點，現(xiàn)實客戶現(xiàn)在所在地點到查詢地點的最短路徑。④2D地圖，3D地圖。不同緯度的地圖設計是為了實現(xiàn)更好的查詢，通過二維和三維的轉(zhuǎn)換，可以滿足不同用戶的不同需要，更加具有實用性。

5結語

基于WebGIS的校園地理系統(tǒng)是校園建設的重要部分之一，方便了對空間數(shù)據(jù)的查詢和利用，同時該系統(tǒng)也是數(shù)字化技術發(fā)展過程中的一個重要應用。本文采用Internet技術、GIS技術以及數(shù)據(jù)庫技術對WebGIS系統(tǒng)進行了設計與實現(xiàn)，對其中數(shù)據(jù)產(chǎn)生技術、基于Silverlight的GIS應用程序接口設計以及ArcGIS Server的配置等關鍵技術進行了詳細分析，希望能夠?qū)σ院蟾鲗W校進行校園地理信息系統(tǒng)設計有一定的指導作用。

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