论文部分内容阅读
摘要：本论文将GIS技术与传统的管理信息系统相结合，开发了校园地理信息系统，对校园各种信息以GIS手段形象直观的管理起来。以组件MapX的应用研究为背景，结合面向对象的可视化编程工具，对应用MapX组件开发电子地图的视图设计、属性数据的管理等问题进行了实践，完成了系统的空间数据采集、管理、存储等功能。
关键词：地理信息系统校园MapX
长期以来，有关学校的管理信息系统只注重于系统属性数据的输入、分析和管理，如教室位置的分布、学生所在公寓位置等等，几乎撇开了有关的地理信息。这对于全面分析系统信息，尤其是有关地理位置的信息是远远不够的。
而GIS是一种能同时处理属性与空间信息，并实现对空间信息的可视化管理的新兴信息处理系统。将地理信息系统与校园管理信息系统结合起来组建校园地理信息系统将彻底改变传统的校园信息的管理模式，实现对校园的可视化管理，增加系统的空间分析管理能力，大幅度提高学校的办公自动化水平。
系统可以在VC++、VB、Delphi等软件开发环境下结合组件式GIS软件MapX或MO进行开发，该系统是在Delphi环境下结合MapX4.5开发的。
1 校园地理信息系统概述。校园地理信息系统(CampusGeographic Information System，以下简称CGIS)是城市地理信息系统的一个缩影，具有城市地理信息系统的特点和功能。它用图形、图像数字信息来表现校园各种空间及属性要素，为用户提供各种校园信息的查询、检索和必要的空间分析、统计操作以及按不同用户要求输出相应的专题要素，为校园的发展预测、规划决策以及科学管理提供可靠依据。该系统将成为校园新的信息源，任何与校园有关的信息都将给定位，并与空间数据联系起来。用户将可以图文并茂的查询校园信息，而且获得最为直接的效果。数字校园系统有很大的集成度，用户可以随时获得所需的信息，就如同置身于校园中一般。它的建立和使用可以提高校园对外的知名度，给学校的各项工作都带来了很大方便，可为学校创造可观的社会效益。
2 系统概要设计。
2.1 系统功能模块的划分。按系统需求分析，本系统将划分为普通浏览功能，地图管理功能，文档、图片、影音文件管理，空间分析，其他等功能模块。其功能模块图如图1所示。
2.1.1 地图浏览。
地图缩小：能对地图进行一定比例的缩小，地图的浏览功能实现对地图的缩小有利于了解所查询物体在整个校园中的位置。
地图放大：放大地图功能可以让物体以用户可以接受的比例大小显示在屏幕中央。
地图漫游：支持用户鼠标拖放地图，可以让用户在不缩小地图的情况下拖动浏览全图。
查询：提供选择工具，用户可以选择物体进行查询，也可以在查询窗口输入想查询的信息进行查询，并将查询结果在地图显示。
2.1.2 地图管理。
图层增加删除：用户可以对需要显示的图层进行设置，以便查找。如需要在地图上找到信息楼，则可以删除其他图层，只显示教学楼层，并及时反映在地图上。
地图属性的设置；可以设置图层是否可见，是否可以编辑，是否加标注等。如设置教学楼层不可编辑，则在查询信息时该层上的所有物体将不能被作为选择查询。
2.1.3 空间分析。
地理信息系统的应用不仅仅是在静态数据查询、检索方面，与其他信息系统比较，其优势是其强大的空间分析功能。空间分析功能是建立在空间数据拓扑关系基础之上、在系统操作运算功能支持下来实现的。具体包括缓冲区分析、邻域分析、空间叠加分析、网络分析。
2.1.4 其他功能。
直线距离测量：实现对地图上两物体间最短距离的测量。
折线距离测量：可以完成对地图上两物体间按折线方式的测量，如从第一教学楼沿某条道路到第二教学楼有多远。
最短路径查询：实现自动导航即不在地图上定位起点和目标点，系统将按最短路径算法得到起点和目标点间存在的最佳路径，并在地图上显示。
2.2 数据的组织方式。由于系统不仅需要进行信息查询，还要在地图上进行数据的分析，所以除了要存放各类信息的属性数据库外，还需要存放地图数据的空间数据库。本系统中数据库将需要由空间数据库和属性数据库两部分共同来完成相应的功能。它们的结构关系如图2所示：
2.3 系统总体设计流程。整个系统是一个功能相对完善、信息需求量大的地理信息系统。首先要确定系统的设计目标，其次要确定系统将在什么样的环境下完成实现，还有收集制作校园电子地图的资料、绘制地图、数据资料入库等，最后对整个系统进行实现，完成系统的相应功能。整个系统设计流程如图3。
3 系统功能模块的实现。
3.1 地图浏览功能的实现。地图的缩小、放大、全屏显示、居中和漫游等，都是地理信息系统最基本的功能，要实现这些功能，在MapX中需要对所有图层做同样的处理，先来看看图4所示MapX的结构模式。
Map：(组件的基本组成单元是Object(单个对象)和Collection(集合)。其中集合包括对象，是多个对象的组合。每种对象和集合负责处理地图某一方面的功能。由图4可以看出，位于顶层的是Map对象本身，其它均由Map对象继承。Layers,DataSets，Annotations是Map对象下面的三个重要的分支。其中Layer主要用于操作地图的图层，Dataset用于访问空间数据表，Annotation用于在地图上增加文本或者符号。
基于这种结构模式，MapX提供了一组基本工具，改变当前工具就能够实现地图的缩放等操作，相关的实现语句为：
Mapl.currentTool：=miZoomlnTool；
Mapd.currentTooh=miZoomOutTool：
Mapl.currentTool：=miCenterTool；
Map1.currentTool：=miPanTool；
要在地图窗口显示整个地图(即全屏显示)，可以将地图控件的Bounds属性设置为图层集合的地理范围，本模块中的全屏显示采用的语句：
Mapd.Bounds：=Mapl.Layers.Bounds；
3.2 地图管理功能的实现。图层属性控制的实现：MapX的Layers集合中有一些方法来控制集合包含哪些图层以及它们如何显示。在Delphi里，使用方法LayeredDlg可在运行时弹出图层控制对话框，LayersDlg方法显示可以让用户添加图层、删除图层、更改图层顺序和更改图层属性的对话框。如果用户单击OK按钮，在对话框中所做的更改将立即对地图生效。
3.3 查找功能的实现。在地图中搜索地理对象主要通过Find Object实现，Find Object允许输入地理对象的名称。而后MapX就会搜索并返回搜索结果。用户还可以使用参考层进行辅助搜索以进行更精确的搜索。例如用户输入查找对象名和进行相关设置后进行对象查找。
可以对地图各个图层当中的任何对象进行查询，例如第一教学楼，第四食堂，游泳池等，并可将该对象定位在地图窗口的中间高亮显示。
在MapX中可自定义工具，然后在Mapl的OnToolUsed事件中处理。
4 结论与展望。信息化数字校园是现代远程教学和网络发展的必然趋势，引入GIS技术的数字校园系统将成为校园新的信息源，任何与校园的教学、科研、管理、服务相关的信息都将被重新定位，并与地图信息建立最紧密的联系。
GIS是一门较复杂、涉及领域很广的技术，基于GIS的系统的开发需要考虑的问题也很多，包括结构模式的选择、数据库的建立、用户的需求、界面的设计，功能模块的划分以及程序代码的优化等等，都需要在今后的工作中经过认真的思考和反复的调试。
参考文献
1 周成虎，地理信息系统概要[M]，北京：中国科学技术出版社，1993
2 龚健雅，当代GIs的若干理论与技术，武汉：武汉测绘科技大学出版社，1999
3 齐锐、屈昭林等，用MAPX开发地理信息系统，北京：清华大学出版社，2003
4 吴信才等，地理信息系统原理、方法及应用，武汉：中国地质大学，1998
5 范新南、陈鹏与COM与WBB技术在地理信息系统中的应用[J]微计算机信息，2003.19(2)：75～77
6 李胜乐，MAPINFO二次开发实例，北京：电子工业出版社，2004
7 边馥苓，地理信息系统原理与方法[M]，武汉：武汉测绘科技大学出版社，1996
关键词：地理信息系统校园MapX
长期以来，有关学校的管理信息系统只注重于系统属性数据的输入、分析和管理，如教室位置的分布、学生所在公寓位置等等，几乎撇开了有关的地理信息。这对于全面分析系统信息，尤其是有关地理位置的信息是远远不够的。
而GIS是一种能同时处理属性与空间信息，并实现对空间信息的可视化管理的新兴信息处理系统。将地理信息系统与校园管理信息系统结合起来组建校园地理信息系统将彻底改变传统的校园信息的管理模式，实现对校园的可视化管理，增加系统的空间分析管理能力，大幅度提高学校的办公自动化水平。
系统可以在VC++、VB、Delphi等软件开发环境下结合组件式GIS软件MapX或MO进行开发，该系统是在Delphi环境下结合MapX4.5开发的。
1 校园地理信息系统概述。校园地理信息系统(CampusGeographic Information System，以下简称CGIS)是城市地理信息系统的一个缩影，具有城市地理信息系统的特点和功能。它用图形、图像数字信息来表现校园各种空间及属性要素，为用户提供各种校园信息的查询、检索和必要的空间分析、统计操作以及按不同用户要求输出相应的专题要素，为校园的发展预测、规划决策以及科学管理提供可靠依据。该系统将成为校园新的信息源，任何与校园有关的信息都将给定位，并与空间数据联系起来。用户将可以图文并茂的查询校园信息，而且获得最为直接的效果。数字校园系统有很大的集成度，用户可以随时获得所需的信息，就如同置身于校园中一般。它的建立和使用可以提高校园对外的知名度，给学校的各项工作都带来了很大方便，可为学校创造可观的社会效益。
2 系统概要设计。
2.1 系统功能模块的划分。按系统需求分析，本系统将划分为普通浏览功能，地图管理功能，文档、图片、影音文件管理，空间分析，其他等功能模块。其功能模块图如图1所示。
2.1.1 地图浏览。
地图缩小：能对地图进行一定比例的缩小，地图的浏览功能实现对地图的缩小有利于了解所查询物体在整个校园中的位置。
地图放大：放大地图功能可以让物体以用户可以接受的比例大小显示在屏幕中央。
地图漫游：支持用户鼠标拖放地图，可以让用户在不缩小地图的情况下拖动浏览全图。
查询：提供选择工具，用户可以选择物体进行查询，也可以在查询窗口输入想查询的信息进行查询，并将查询结果在地图显示。
2.1.2 地图管理。
图层增加删除：用户可以对需要显示的图层进行设置，以便查找。如需要在地图上找到信息楼，则可以删除其他图层，只显示教学楼层，并及时反映在地图上。
地图属性的设置；可以设置图层是否可见，是否可以编辑，是否加标注等。如设置教学楼层不可编辑，则在查询信息时该层上的所有物体将不能被作为选择查询。
2.1.3 空间分析。
地理信息系统的应用不仅仅是在静态数据查询、检索方面，与其他信息系统比较，其优势是其强大的空间分析功能。空间分析功能是建立在空间数据拓扑关系基础之上、在系统操作运算功能支持下来实现的。具体包括缓冲区分析、邻域分析、空间叠加分析、网络分析。
2.1.4 其他功能。
直线距离测量：实现对地图上两物体间最短距离的测量。
折线距离测量：可以完成对地图上两物体间按折线方式的测量，如从第一教学楼沿某条道路到第二教学楼有多远。
最短路径查询：实现自动导航即不在地图上定位起点和目标点，系统将按最短路径算法得到起点和目标点间存在的最佳路径，并在地图上显示。
2.2 数据的组织方式。由于系统不仅需要进行信息查询，还要在地图上进行数据的分析，所以除了要存放各类信息的属性数据库外，还需要存放地图数据的空间数据库。本系统中数据库将需要由空间数据库和属性数据库两部分共同来完成相应的功能。它们的结构关系如图2所示：
2.3 系统总体设计流程。整个系统是一个功能相对完善、信息需求量大的地理信息系统。首先要确定系统的设计目标，其次要确定系统将在什么样的环境下完成实现，还有收集制作校园电子地图的资料、绘制地图、数据资料入库等，最后对整个系统进行实现，完成系统的相应功能。整个系统设计流程如图3。
3 系统功能模块的实现。
3.1 地图浏览功能的实现。地图的缩小、放大、全屏显示、居中和漫游等，都是地理信息系统最基本的功能，要实现这些功能，在MapX中需要对所有图层做同样的处理，先来看看图4所示MapX的结构模式。
Map：(组件的基本组成单元是Object(单个对象)和Collection(集合)。其中集合包括对象，是多个对象的组合。每种对象和集合负责处理地图某一方面的功能。由图4可以看出，位于顶层的是Map对象本身，其它均由Map对象继承。Layers,DataSets，Annotations是Map对象下面的三个重要的分支。其中Layer主要用于操作地图的图层，Dataset用于访问空间数据表，Annotation用于在地图上增加文本或者符号。
基于这种结构模式，MapX提供了一组基本工具，改变当前工具就能够实现地图的缩放等操作，相关的实现语句为：
Mapl.currentTool：=miZoomlnTool；
Mapd.currentTooh=miZoomOutTool：
Mapl.currentTool：=miCenterTool；
Map1.currentTool：=miPanTool；
要在地图窗口显示整个地图(即全屏显示)，可以将地图控件的Bounds属性设置为图层集合的地理范围，本模块中的全屏显示采用的语句：
Mapd.Bounds：=Mapl.Layers.Bounds；
3.2 地图管理功能的实现。图层属性控制的实现：MapX的Layers集合中有一些方法来控制集合包含哪些图层以及它们如何显示。在Delphi里，使用方法LayeredDlg可在运行时弹出图层控制对话框，LayersDlg方法显示可以让用户添加图层、删除图层、更改图层顺序和更改图层属性的对话框。如果用户单击OK按钮，在对话框中所做的更改将立即对地图生效。
3.3 查找功能的实现。在地图中搜索地理对象主要通过Find Object实现，Find Object允许输入地理对象的名称。而后MapX就会搜索并返回搜索结果。用户还可以使用参考层进行辅助搜索以进行更精确的搜索。例如用户输入查找对象名和进行相关设置后进行对象查找。
可以对地图各个图层当中的任何对象进行查询，例如第一教学楼，第四食堂，游泳池等，并可将该对象定位在地图窗口的中间高亮显示。
在MapX中可自定义工具，然后在Mapl的OnToolUsed事件中处理。
4 结论与展望。信息化数字校园是现代远程教学和网络发展的必然趋势，引入GIS技术的数字校园系统将成为校园新的信息源，任何与校园的教学、科研、管理、服务相关的信息都将被重新定位，并与地图信息建立最紧密的联系。
GIS是一门较复杂、涉及领域很广的技术，基于GIS的系统的开发需要考虑的问题也很多，包括结构模式的选择、数据库的建立、用户的需求、界面的设计，功能模块的划分以及程序代码的优化等等，都需要在今后的工作中经过认真的思考和反复的调试。
参考文献
1 周成虎，地理信息系统概要[M]，北京：中国科学技术出版社，1993
2 龚健雅，当代GIs的若干理论与技术，武汉：武汉测绘科技大学出版社，1999
3 齐锐、屈昭林等，用MAPX开发地理信息系统，北京：清华大学出版社，2003
4 吴信才等，地理信息系统原理、方法及应用，武汉：中国地质大学，1998
5 范新南、陈鹏与COM与WBB技术在地理信息系统中的应用[J]微计算机信息，2003.19(2)：75～77
6 李胜乐，MAPINFO二次开发实例，北京：电子工业出版社，2004
7 边馥苓，地理信息系统原理与方法[M]，武汉：武汉测绘科技大学出版社，1996