劉凱 呂璐

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)字化技術(shù)在人們的學(xué)習(xí)、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(shù)躍上一個新的臺階，各國數(shù)字化技術(shù)也因此迅速發(fā)展起來。由此帶來的小型數(shù)字化建設(shè)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(shù)對校園地理信息系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行詳細(xì)全面的研究，加快我國校園數(shù)字化的建設(shè)進(jìn)程。

關(guān)鍵詞：WebGIS；校園；地理信息系統(tǒng)；數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)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(shù)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(kuò)大，通過Internet實現(xiàn)Web和空間數(shù)據(jù)的結(jié)合已經(jīng)成為很多人所期望的結(jié)果。近年來，隨著數(shù)字化技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)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(yīng)運而生，并逐漸應(yīng)用于多個領(lǐng)域。現(xiàn)代校園地理信息系統(tǒng)的設(shè)立能夠方便人們對校園地理信息的查詢，通過網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)校園二維、三圍的在線可視化，輕松找到目標(biāo)點，并且學(xué)生家長還能通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)對學(xué)校的信息查詢，增加對學(xué)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(shù)，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和WWW技術(shù)結(jié)合，用于擴(kuò)展地理信息系統(tǒng)功能的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。采用現(xiàn)代化的WebGIS技術(shù)，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。基于WebGIS的地理信息系統(tǒng)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于多個領(lǐng)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(shè)計目標(biāo)

基于WebGIS的校園地理信息系統(tǒng)建設(shè)的目標(biāo)在于通過網(wǎng)絡(luò)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(guān)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(xué)校的所有建筑物和道路等標(biāo)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(shè)的一個環(huán)節(jié)，它的建設(shè)完成能夠與其它信息化、數(shù)字化建設(shè)實現(xiàn)無縫對接，使學(xué)校的信息化、數(shù)字化水平進(jìn)一步提高，提升學(xué)校的現(xiàn)代化水平，增強(qiáng)辦學(xué)實力，改善和提升學(xué)校外部形象。

3關(guān)鍵技術(shù)簡介

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

⑴數(shù)據(jù)產(chǎn)生技術(shù)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(zhǔn)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(jì)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(gòu)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(zhǔn)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(shè)計為三層架構(gòu)，即地理信息表示層、應(yīng)用服務(wù)器層和地理數(shù)據(jù)庫服務(wù)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(dá)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(wù)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(yīng)用程序的跨瀏覽器、跨平臺。

應(yīng)用服務(wù)器層是整個系統(tǒng)的核心，實現(xiàn)該系統(tǒng)的所有業(yè)務(wù)邏輯功能，具體實現(xiàn)MVC中的Model和Controller。該層主要關(guān)注業(yè)務(wù)規(guī)則的制定、業(yè)務(wù)流程的實現(xiàn)等與業(yè)務(wù)需求有關(guān)的系統(tǒng)設(shè)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(wù)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(wù)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(wù)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(guān)系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（如SQL Server）進(jìn)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(wù)、數(shù)據(jù)安全等機(jī)制。

⑶ArcGIS Server的配置。ArcGIS Server將地理數(shù)據(jù)以服務(wù)的形式發(fā)布，供上層應(yīng)用訪問。服務(wù)的發(fā)布如果配置不正確將導(dǎo)致上層應(yīng)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(wù)管理器。

4系統(tǒng)實現(xiàn)

⑴本文采用Internet技術(shù)、GIS技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)對地理信息系統(tǒng)進(jìn)行具體實現(xiàn)，其中使用到數(shù)據(jù)產(chǎn)生技術(shù)、基于Silverlight的GIS應(yīng)用程序接口設(shè)計以及ArcGIS Server的配置等幾項關(guān)鍵技術(shù)。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(jìn)行采集和處理，最后由專業(yè)人員對數(shù)據(jù)進(jìn)行矢量化，做好輸入系統(tǒng)的最好準(zhǔn)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(shù)、基于Silverlight的GIS應(yīng)用程序接口設(shè)計以及ArcGIS Server的配置等，結(jié)合使用，實現(xiàn)校園地理信息系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)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(shù)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(shù)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(chǔ)電子地圖，然后技術(shù)人才利用數(shù)據(jù)導(dǎo)入技術(shù)將CAD格式地圖數(shù)據(jù)導(dǎo)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(guān)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(jìn)行管理。②使用矢量工具文件對校園地圖的航空影像進(jìn)行檢查，對錯誤的地方進(jìn)行矯正。③進(jìn)過以上兩步，WebGIS系統(tǒng)的基礎(chǔ)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(shù)、GIS技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)實現(xiàn)WebGIS系統(tǒng)。④將設(shè)計好的WebGIS系統(tǒng)進(jìn)行布置并且放到Windows系統(tǒng)中，最終采用IIS進(jìn)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(jìn)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(chǔ)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(biāo)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(shè)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(jié)語

基于WebGIS的校園地理系統(tǒng)是校園建設(shè)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(shù)發(fā)展過程中的一個重要應(yīng)用。本文采用Internet技術(shù)、GIS技術(shù)以及數(shù)據(jù)庫技術(shù)對WebGIS系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計與實現(xiàn)，對其中數(shù)據(jù)產(chǎn)生技術(shù)、基于Silverlight的GIS應(yīng)用程序接口設(shè)計以及ArcGIS Server的配置等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)分析，希望能夠?qū)σ院蟾鲗W(xué)校進(jìn)行校園地理信息系統(tǒng)設(shè)計有一定的指導(dǎo)作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]呂寧.基于WebGIS的網(wǎng)絡(luò)地圖服務(wù)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].中國地質(zhì)大學(xué)，2006.

[2]賀圓圓,張穎.WebGIS的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].石家莊鐵路職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2008（01）.

[3]陳磊,朱巖,裴國英,寇唯,王耿峰.主要WebGIS平臺的選擇[J].測繪通報，2007（05）.