【摘 要】數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)是GIS技術(shù)在校園空間的綜合應(yīng)用，是高校進(jìn)行教學(xué)管理、決策和提供生活服務(wù)的先進(jìn)工具。本文從當(dāng)前數(shù)字校園的需求出發(fā)，首先介紹了高校校園GIS 發(fā)展的必要性，然后以山東協(xié)和學(xué)院遙墻校區(qū)為例介紹了數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)的方案設(shè)計(jì)，研究了數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)的構(gòu)建思路、設(shè)計(jì)目標(biāo)以及系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，最后對(duì)高校數(shù)字校園系統(tǒng)GIS應(yīng)用進(jìn)行了展望。

【關(guān)鍵詞】數(shù)字校園；GIS；ArcGIS Engine；數(shù)據(jù)庫(kù)

【Abstract】The digital campus digital campus geographic information system is comprehensive application of GIS in campus space.Its also an innovative tool for the scientific teaching，decision and providing life service in universities.Its set out for the requirement of digital campus，where the necessity of development is first introduced.Its introduced of the design of the digital campus geographic information system which is based on Shandong Xiehe University.Its studied for the establish of digital campus geographic information system，design goals and the realization of the system.At last，there is an expectation for the GIS in universities.

【Key words】Digital campus；GIS；ArcGIS Engine；Database

數(shù)字校園已經(jīng)成為當(dāng)今建設(shè)校園系統(tǒng)的重要部分[1]。數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)是建設(shè)數(shù)字校園內(nèi)容的核心內(nèi)容之一，它主要是利用GIS的地理空間信息服務(wù)和數(shù)據(jù)管理技術(shù)服務(wù)，將學(xué)校的各種地理信息資源進(jìn)行深度的數(shù)據(jù)細(xì)化與整合，最終為校園進(jìn)行科學(xué)管理、決策和提供生活服務(wù)提供數(shù)據(jù)支撐。山東協(xié)和學(xué)院位于山東省濟(jì)南市，國(guó)家教育部批準(zhǔn)的普通本科高校，也是山東財(cái)政支持的本科“特色名?！苯ㄔO(shè)單位。近幾年來(lái)，學(xué)校發(fā)展迅速，現(xiàn)在有郭店和遙墻兩個(gè)校區(qū)，為了更高效地進(jìn)行校園規(guī)劃以及設(shè)施管理，建設(shè)數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)是十分有必要的。

本文以當(dāng)前數(shù)字校園建設(shè)的現(xiàn)實(shí)需求為出發(fā)點(diǎn)，總結(jié)了當(dāng)前關(guān)于數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)的建設(shè)方法，研究了構(gòu)建數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)的構(gòu)建思路、系統(tǒng)的構(gòu)建目標(biāo)、系統(tǒng)的建設(shè)內(nèi)容，針對(duì)山東協(xié)和學(xué)院遙墻校區(qū)設(shè)計(jì)了其數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)，為建設(shè)符合當(dāng)前的數(shù)字校園發(fā)展的校園基礎(chǔ)地理信息系統(tǒng)提供了一種新的借鑒模式。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)思路

數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)應(yīng)具備基本的GIS功能。為了能高效、快捷地開(kāi)發(fā)出山東協(xié)和學(xué)院數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)，系統(tǒng)采用ArcGIS Engine組件技術(shù)，在Microsoft Visual Studio 2010.NET開(kāi)發(fā)平臺(tái)下采用C#編程語(yǔ)言對(duì) ArcGIS10.2 平臺(tái)的基本控件AO（Arc Objects）基礎(chǔ)函數(shù)進(jìn)行集成和二次開(kāi)發(fā)，最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)能夠獨(dú)立運(yùn)行的應(yīng)用程序。

2 系統(tǒng)建設(shè)

2.1 系統(tǒng)功能

根據(jù)系統(tǒng)需求，基于ArcGIS Engine開(kāi)發(fā)的數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)的基本功能主要包含以下方面：

1）圖形瀏覽操作功能。實(shí)現(xiàn)圖層控制顯示，地圖全圖、放大、縮小、漫游、拉框選擇、地圖視圖與布局視圖的交互操作顯示[2]。

2）空間信息查詢功能?？稍趫D上查詢校園現(xiàn)有道路、建筑物等空間位置信息和屬性信息。也可根據(jù)目標(biāo)要素的非幾何屬性字段通過(guò) SQL語(yǔ)句進(jìn)行限定查詢并在圖上高亮顯示，或者是通過(guò)拉框選擇圖元進(jìn)行批量瀏覽查詢，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)度距離和區(qū)域面積的動(dòng)態(tài)量算顯示[3]。

3）文件管理功能。包括地圖文檔打開(kāi)、數(shù)據(jù)添加、地圖文檔導(dǎo)出、JPEG圖像文件導(dǎo)出、頁(yè)面設(shè)置及各個(gè)專題圖打印輸出等功能。

4）系統(tǒng)管理功能。包括用戶管理和數(shù)據(jù)庫(kù)備份兩個(gè)功能。其中，用戶管理功能主要是增加、刪除用戶以及修改用戶密碼等。

5）專題圖及文檔查看功能。 實(shí)現(xiàn)了對(duì)基礎(chǔ)地理信息圖、基礎(chǔ)設(shè)施專題圖、建筑物專題圖等及相應(yīng)文檔的查看。

2.2 數(shù)據(jù)來(lái)源

該數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)主要以實(shí)地考察和網(wǎng)絡(luò)獲取的地圖數(shù)據(jù)作為數(shù)據(jù)源。在Google Earth中利用BIGEMAP谷歌地圖下載器，下載山東協(xié)和學(xué)院遙墻校區(qū)衛(wèi)星地圖。以此為基礎(chǔ)，進(jìn)行實(shí)地考察，得到各個(gè)教學(xué)樓、宿舍樓、道路等的相關(guān)屬性信息。其余描述性信息主要依據(jù)學(xué)校內(nèi)部資源進(jìn)行綜合整理。

2.3 系統(tǒng)建設(shè)原則

為確保系統(tǒng)的建設(shè)成功與可持續(xù)發(fā)展，在系統(tǒng)的建設(shè)與設(shè)計(jì)技術(shù)方案時(shí)主要遵循如下的原則：

1）開(kāi)放性原則

日后為了使數(shù)據(jù)庫(kù)能夠根據(jù)實(shí)際進(jìn)行不斷更新，在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)時(shí)應(yīng)當(dāng)保證在插入數(shù)據(jù)和修改數(shù)據(jù)時(shí)，各個(gè)數(shù)據(jù)的相互關(guān)系保持不變，以利于日后數(shù)據(jù)庫(kù)的擴(kuò)展[4]。

2）先進(jìn)性原則。借鑒國(guó)內(nèi)外目前成熟的主流信息系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)，用以達(dá)到系統(tǒng)的易擴(kuò)展性和較長(zhǎng)的生命周期。系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)采用成熟、具有國(guó)內(nèi)先進(jìn)水平，并符合國(guó)際發(fā)展趨勢(shì)的技術(shù)和軟件產(chǎn)品[5]。

3）可擴(kuò)展性原則。要考慮到未來(lái)業(yè)務(wù)發(fā)展的需要，盡可能地將系統(tǒng)設(shè)計(jì)得簡(jiǎn)單明了，降低系統(tǒng)各功能模塊的耦合度，并充分考慮系統(tǒng)的兼容性。系統(tǒng)能夠支持對(duì)多種格式數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)[6]。

2.4 系統(tǒng)菜單設(shè)計(jì)

根據(jù)需求分析和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的目標(biāo)，將系統(tǒng)設(shè)計(jì)為6個(gè)功能菜單來(lái)實(shí)現(xiàn)，有文件管理菜單、地圖工具菜單、基礎(chǔ)地理信息菜單、基礎(chǔ)設(shè)施菜單、建筑物菜單、系統(tǒng)管理菜單。

2.5 系統(tǒng)建設(shè)流程

3 數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)

數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)當(dāng)緊緊圍繞學(xué)校的業(yè)務(wù)管理對(duì)象和業(yè)務(wù)管理流程，以打造學(xué)校的數(shù)據(jù)資源中心為目標(biāo)，為學(xué)校的信息化平臺(tái)和管理決策提供數(shù)據(jù)支撐和數(shù)據(jù)保障，數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容包含如下內(nèi)容：

1）數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)。基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界空間現(xiàn)狀的數(shù)字化描述，是地理信息系統(tǒng)的核心，它是整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)資源[7]。

2）數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)專題數(shù)據(jù)庫(kù)。專題數(shù)據(jù)主要包括基礎(chǔ)設(shè)施、建筑物等專題的地圖文檔。

3）專題文檔數(shù)據(jù)庫(kù)，指對(duì)各個(gè)專題地圖文檔的介紹和說(shuō)明。

4）系統(tǒng)管理員數(shù)據(jù)庫(kù)。只有在系統(tǒng)管理員數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的用戶才能進(jìn)入數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)，可在此數(shù)據(jù)庫(kù)中添加用戶、刪除用戶及修改用戶密碼等。

4 數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

4.1 開(kāi)發(fā)平臺(tái)選擇

結(jié)合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要求、設(shè)計(jì)特點(diǎn)和設(shè)計(jì)目標(biāo)，本系統(tǒng)選用采用Microsoft Visio Studio2010平臺(tái)（C#）語(yǔ)言和ESRI公司的ArcGIS Engine產(chǎn)品進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)。

4.2 數(shù)據(jù)處理

對(duì)應(yīng)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)，數(shù)據(jù)處理主要包括以下幾個(gè)方面：

1）基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)。首先啟動(dòng)軟件BIGEMAP谷歌地圖下載器，找到山東協(xié)和學(xué)院遙墻校區(qū)截圖。然后通過(guò)實(shí)地考察，得到各個(gè)教學(xué)樓、宿舍樓、道路的相關(guān)屬性信息。最后在ArcGIS10.2加載得到的衛(wèi)星圖，修改坐標(biāo)系、空間配準(zhǔn)等一系列操作，將得到的地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)矢量化，并添加屬性信息。

2）專題數(shù)據(jù)。利用基礎(chǔ)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的內(nèi)容和劃分的專題菜單，制作各個(gè)專題圖。例如，校園道路專題圖，將以校園邊界數(shù)據(jù)為主的基礎(chǔ)地理信息作為基礎(chǔ)圖層，然后加載道路圖層，最后選擇合適的符號(hào)進(jìn)行渲染。為了方便以后對(duì)地圖進(jìn)行打印輸出，在頁(yè)面視圖下，添加地圖標(biāo)題、圖例、比例尺、指北針等信息。

3）專題文檔數(shù)據(jù)。對(duì)專題圖進(jìn)行文字性的描述，介紹專題圖的數(shù)據(jù)及一些其他的基本情況。

4）系統(tǒng)管理員數(shù)據(jù)。有管理權(quán)限才可以進(jìn)入此系統(tǒng)，該系統(tǒng)預(yù)設(shè)兩個(gè)賬戶，根據(jù)以后實(shí)際使用情況，再增加其他管理員賬號(hào)。

4.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

經(jīng)過(guò)編寫代碼，實(shí)現(xiàn)了山東協(xié)和學(xué)院數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)。主界面如圖2所示。

5 結(jié)語(yǔ)

數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)是數(shù)字校園系統(tǒng)的基礎(chǔ)，是數(shù)字校園系統(tǒng)的一部分。它的建立是學(xué)校各項(xiàng)資源管理信息圖示化、分析功能空間化的前提。在數(shù)字校園系統(tǒng)中應(yīng)用GIS 技術(shù)可以大大提高各類信息管理的能力和效率。隨著我國(guó)高校改革的深入進(jìn)行，如高校合并、后勤社會(huì)化，高校招生規(guī)模的擴(kuò)大等，這些因素對(duì)高校校園管理提出了更高的要求，這將加速高校校園GIS的發(fā)展[8]。因此，應(yīng)用GIS 技術(shù)要比單純的基于屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的管理信息系統(tǒng)有著更直觀、信息容量更大的優(yōu)點(diǎn)。隨著認(rèn)識(shí)的改革和注重程度的加深，相信不久適合各個(gè)高校的、靈活方便的、功能強(qiáng)大的校園管理GIS 系統(tǒng)軟件能很快地發(fā)展建設(shè)起來(lái)。

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[責(zé)任編輯：田吉捷]