胡旭松基于WEBGIS的数字化校园设计与实现文档格式.doc
- 文档编号:1452911
- 上传时间:2023-04-30
- 格式:DOC
- 页数:85
- 大小:2.90MB
胡旭松基于WEBGIS的数字化校园设计与实现文档格式.doc
《胡旭松基于WEBGIS的数字化校园设计与实现文档格式.doc》由会员分享,可在线阅读,更多相关《胡旭松基于WEBGIS的数字化校园设计与实现文档格式.doc(85页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
Keywords:
GIS,WebGIS,Digitalcampus,ArcGISServer
目录
第一章 绪论 1
1.1 数字化校园概要 1
1.2 课题的背景和意义 2
1.3 国内外发展现状 4
1.3.1 GIS发展现状 4
1.3.2 WebGIS发展现状 4
1.4 本人的主要工作 5
1.5 论文的组织结构 6
第二章 相关背景技术知识 7
2.1 WebGIS实现技术 7
2.1.1 基于服务器端的WebGIS策略 7
2.1.2 基于客户端的WebGIS策略 7
2.1.3 客户端服务器混合策略 8
2.2 平台软件ArcGISServer9.3介绍 9
2.2.1 GISServer 10
2.2.2 WebServer 11
2.2.3 客户端 11
2.2.4 GIS桌面应用 11
2.3 本章小结 11
第三章 数字化校园系统分析与总体设计 12
3.1 数字化校园系统需求分析 12
3.1.1 数字化校园建设原则 12
3.1.2 数字化校园建设内容 13
3.2 基于WebGIS的数字化校园系统总体设计 14
3.2.1 基于WebGIS的数字化校园系统总体设计 14
3.2.2 基于WebGIS的数字化校园系统网络结构设计 14
3.3 系统的应用支撑平台设计 14
3.3.1 系统应用平台设计需求 16
3.3.2 系统应用平台设计目标 16
3.4 系统框架设计 18
3.4.1 系统整体IT架构设计 18
3.4.2 基于WebGIS的数字化校园地理信息系统模型 19
3.5 基于WebGIS的数字化校园地理信息系统功能设计 19
3.5.1 地图浏览功能 22
3.5.1.1 地图放大、缩小功能 22
3.5.1.2 地图漫游功能 22
3.5.1.3 鹰眼地图功能 23
3.5.1.4 全图显示功能 23
3.5.2 电子地图控制功能 23
3.5.2.1 图层控制功能 23
3.5.2.2 空间数据更新功能 24
3.5.3 综合信息查询功能 25
3.5.3.1 信息查看功能 25
3.5.3.2 信息查询、定位功能 25
3.5.4 其它实现功能 25
3.5.4.1 距离测量功能 25
3.5.4.2 地图打印功能 26
3.5.4.3 面积测量功能 26
3.5.4.4 资源配送功能 26
3.5.4.5 最短路径查询功能 26
3.6 本章小结 26
第四章 系统空间数据库设计 27
4.1 空间数据的采集和整理 27
4.1.1 空间数据的采集 27
4.1.2 空间数据的整理 28
4.2 空间数据库的设计与建立 30
4.2.1 空间数据库的设计 30
4.2.2 空间数据库的建立 32
4.2.2.1 基础数据的表结构 34
4.2.2.2 专题数据的表结构 37
4.2.2.3 辅助数据的表结构 38
4.3 本章小结 39
第五章 系统实现以及关键理论研究 40
5.1 系统的框架实现 40
5.1.1 客户层实现 40
5.1.2 Web层的实现 40
5.1.3 WebGIS应用服务层的实现 40
5.1.4 数据层的实现 41
5.2 系统的部分GIS功能实现 41
5.2.1 地图放大、缩小功能实现 41
5.2.2 电子地图控制功能实现 42
5.2.3 信息查看功能实现 43
5.2.4 信息查询、定位功能实现 44
5.2.5 面积测量功能实现 45
5.2.6 资源配送的实现 45
5.2.7 最短路径查询功能实现 47
5.2.8 设置障碍点的实现 48
5.3 系统关键理论研究 50
5.3.1 网络分析 50
5.3.1.1 关于TransportationNetwork 50
5.3.1.2 关于UtilityNetwork 54
5.3.2 SDE在数据库中的存储结构研究 55
5.3.3 分布式Geodatabase的数据分发和复制 57
5.3.3.1 Geodatabase和Replication 57
5.3.3.2 数据的复制 58
5.3.3.3 同步 59
5.3.3.4 分布式数据库复制的步骤 59
5.3.4 SQL语言对空间数据库的操作 60
5.3.4.1 用ST_Geometry表达式创建表 61
5.3.4.2 SQL创建空间索引 61
5.3.4.3 用ST_Geometry表达式向表中插入一个地理要素 61
5.3.4.4 用ST_Geometry表达式对表进行查询 62
5.3.4.5 使用空间类型提高ArcGIS的功能性能 62
5.4 本章小结 63
第六章 系统测试 64
6.1 系统的测试环境和方法 64
6.1.1 测试环境 64
6.1.2 测试方法 65
6.2 系统功能测试 65
6.2.1 WebGIS服务器和Web服务器的服务测试 65
6.2.2 地图浏览功能测试 66
6.2.3 电子地图控制功能测试 66
6.2.4 空间信息查询功能测试 66
6.2.5 资源配送功能测试 67
6.2.6 最短路径查询功能测试 67
6.2.7 系统的运行情况测试 67
6.3 本章小结 68
第七章 总结与展望 69
第八章 致谢 71
第一章绪论
地理信息系统(GeographicalInformationsystem,GIS)的主要目标是广泛收集、大量储存、高效管理、综合分析和直观显示各种地理空间信息数据[1]。
它是在现代计算机软硬件和互联网的支持下,以特定的格式支持输入/输出、存储、显示以及进行地理空间信息综合查询、空间网络分析、辅助决策的有效工具。
GIS以信息化、数字化的形式反映人类生活的地球空间地理信息和各种各样变化的空间数据以及描述这些空间数据所具有的特征和属性,并采用模型化的方法来模拟地理空间对象的行为特征[2]。
1.1数字化校园概要
计算机信息技术和高等教育事业的高速发展,越来越多的高等院校都开始进行各自数字化校园的建设。
1992年克莱蒙特大学肯斯.格力(KenethGenne)教授发起并主持的一项大型科研项目“信息化校园”(TheCampusofComputingproject),第一次提出了数字化校园的概念。
数字化校园是以互联网络为基础,利用先进的信息化方法和软、硬件工具,实现从资源(如公文、图书、讲义、课件等)、学校环境(包括实验室、设备、教室等)到活动(包括教、学、管理、服务、办公等)的全面数字化。
后来,在1998年l月31日,美国前副总统在美国加利福尼亚科学中心发表了题目为“数字化地球:
21世纪我们认识地球的方式”的演讲,又第一次提出“数字地球”这个概念,从此全世界开始接受数字化这个概念,进而引出了“数字城市”等各种数字化概念。
数字化校园具有以下五个数字化的典型特征:
数字化的管理方法和工作环境、数字化的生活环境、数字化的教学资源、数字化的网络环境、数字化的教育学习环境[3]。
数字化校园建设的实质是:
学校和教育管理部门通过信息化方法,对校园内的各种信息资源数据进行有效集成、快速整合和充分利用,达到对日常校务管理过程和教育、教学的优化、统一协调,实现教学过程与学习过程的全面优化,为学校的老师和同学创造一个良好的教学、学习及生活环境。
从而达到提高学校管理水平、科学研究水平和教学质量的目的[4]。
在学校的传统基础设施上建设一个数字化的空间,以扩展校园的空间和时间维度,提高高等院校的工作效率,拓展传统的学校功能,最终实现高等院校的全面信息化和数字化。
1.2课题的背景和意义
建设电子科技大学清水河校区数字化校园的目的是为建立统一的、开放的、先进的、安全的、人性化的、承载综合应用的数字化校园系统,实现“网上办公、网上教学、网上管理、网上服务”全面网络化的目标,对整个教学工作、科学研究、生活管理等各个方面提供高效的计算机信息化、人工智能化管理,为全校老师、同学、职工提供便捷、信息全面互享的服务;
实现学校各种信息整合和资源的配置优化,提高学校的管理水平,使电子科技大学信息化建设达到国内一流高校水平[5]。
最近几年来,电子科技大学的发展可以用日新月异来形容,电子科技大学是教育部直属的国家“211工程”和“985工程”的重点高校,是一所以电子信息科学为核心,涵盖理工、管理和人文等学科的综合大学。
现有教职工3000余人,学生29000余人。
主校区设有电子工程、通信工程、计算机等16个学院以及软件学院、网络教育学院和职业技术学院。
此外还有其他三个校区学院,分别是在成都九里堤校区的继续教育学院、成都高新西区校区的成都学院和中山市校区的中山学院。
随着电子科技大学办学发展的需要,学校在新校区的建设中也提出了建设一所高标准、高技术的数字校园的目标。
电子科技大学清水河校区面积规模为3081亩,计划安排全日制学生50000余人及教职工5000余人。
在筹建清水河校区的同时,电子科技大学特别提出了同步建设清水河校区数字化校园的规划,旨在将清水河校区建设为数字化、人性化、高品质的学习、工作和生活环境,并将学校信息化建设提升到国内一流水平[6]。
清水河校区数字化校园将为实现将电子科技大学建设成“在电子信息领域具有世界先进水平的一流大学”的战略目标打下坚实的基础,提供跨越式发展的平台。
电子科技大学清水河校区数字化校园旨在充分利用现代成熟的信息技术和信息化实践经验,结合高校特点,采用总体规划、分布实施策略,在全校范围逐步实现科研设计、教学管理、数据资源的信息化,全面提高教学、科研和管理水平,适应高校的信息发展战略,把电子科技大学建设成一个统一的、先进的、开放的、安全的、人性化的数字化校园,使电子科技大学信息化应用达到国内一流高校的先进水平。
在过去的校园信息化建设过程中,学校各个部门基本以开发管理信息系统为主,这样的话就导致了下面两个问题的出现:
第一、最早时各个部门的管理信息系统基本是单机版,虽然实现了工作由手工到计算机信息化的飞跃,但是很多系统在设计时都没有考虑到和校园其它部门的系统进行信息共享,这样便造成了信息冗余的问题,并且各部门间要实现信息共享会比较困难,形成了很多的信息孤立点。
第二个问题是:
传统的管理信息系统对于时间和地理空间数据根本无法处理,这样使得这些系统受到了极大的局限,而GIS系统作为一个专门用于收集、储存、管理、分析和表达地球空间数据信息的系统,把每一个要素的地理位置及其相关属性信息有机的结合起来,根据实际需要精确、真实的反馈给用户[7]。
采用万维网地理信息系统技术,能更高效率、更加直接、更加全面地管理空间数据及相应的属性信息。
它相对于单一的基于属性数据库的管理信息系统来说具有更加直观、信息容量更加巨大的优点,它还能更加有效地提高校园的管理水平[8]。
所以,建设这样一个系统对电子科技大学清水河校区的发展具有非常重大、深远的意义。
WebGIS技术为电子科技大学清水河校区实现全面动态管理和规划提供了一个有效的、现代化的办法。
基于公用GIS平台与数字化校园基础支撑平台可以规划数字化校园面向数字管理、数字经营和数字生活的各种应用系统。
GIS平台在该系统中的位置和作用如图1-1所示。
图1-1GIS平台在数字化校园中的作用
1.3国内外发展现状
1.3.1GIS发展现状
GIS技术是20世纪60年代中期提出并开始发展的。
当时,该技术的提出是为了解决地球环境问题。
1963年加拿大科学家Gonlinmson第一个提出地理信息系统(GIS)这一专用术语,并在加拿大建立起世界上第一个GIS系统(加拿大地理信息系统CGIS),用于加拿大自然资源的管理和规划;
随后,美国一所著名大学又开发出了一套比较完整的GIS软件:
SYSMAP。
这便是GIS技术的起步[9]。
20世纪70、80年代以后,伴随着计算机软硬件设备的高速发展,促使GIS技术向着专业应用的方向发展。
随后,计算机网络技术又使地理信息数据的传输效率得到了非常大的提高,很多经济发达国家在那时都建设了许多面向专业应用的GIS系统,这些系统在城市建设规划和自然资源有效管理等方面展示了他们非常特别的作用。
上世纪末期,GIS系统渐渐成为高层专业人员辅助决策的工具,并开始转向更加复杂的实际应用,这一发展极大的促进了地理信息产业的形成。
市场上也出现了一些具有代表性的软件如ESRI公司的ArcGIS、MapInfo、国内的SurperMAP等。
如今,经过近半个世纪的发展,GIS技术己经成为一门涵盖地理测绘学、计算机科学与技术、地球环境科学的综合性学科[10]。
1.3.2WebGIS发展现状
20世纪末,GIS技术进入了一个快速发展的时期。
GIS已经在非常多的部门和领域得到了应用,出现了一大批从事地理信息系统学科的企业,他们开发出了很多较好的GIS软件,如:
VIEWGIS、MAPGIS、GEOSTAR、CITYSTAR、SURPERMAP等[9]。
全球GIS爱好者对GIS技术开发和研究主要集中在空间数据关系模型、GIS的决策支持、地理信息展示、人工智能控制和专家系统的引入等方面,讨论的更多是如何利用地理信息系统获取更大的经济效益,拓展GIS的应用范围,提升开发水平等问题。
但是Web技术的出现和迅猛发展,人们对GIS又开始提出了更高的要求,要求具有提供基于互联网的联机事物处理能力的GIS系统的出现,。
通过Web客户端满足用户对空间数据处理、分析的需求,为其提供空间数据浏览、查询和分析功能成为GIS发展的必然趋势。
在此情况下,基于Web技术的地理信息系统(WebGIS)随之诞生,这一技术的出现标志着GIS技术的发展进入了一个全面崭新的阶段[11]。
目前来说,虽然WebGIS技术发展很快,但是总的说来还处于初级阶段。
它还是面临着分布式数据操作难以实现、数据共享困难并不易解决、数据继承困难、缺乏网络内容交互等几个巨大的挑战,亟待我们解决。
但是,WebGIS有着其无与伦比的重要性和它所提供的巨大商业机会,全球各大GIS企业都在推出他们的WebGIS产品[12]。
现在,世界范围内有很多的网站可以为用户提供交互访问远程GIS服务的能力,Internet和GIS都是正在高速发展的技术,这使得GIS软件开发人员能够设计出专业的应用,或者使之接近专业人员甚至普及至大众。
一些著名的商业GIS软件。
ESRI公司的ArcView和Arc/Info,就是通过运行自己的GIS服务,使用户可以通过特定的服务为自己的需求定做GIS功能,这想必也是基于Web的GIS系统的一条发展之路。
1.4本人的主要工作
电子科技大学计算机学院信息安全实验室“清水河校区数字化校园地理信息系统”项目组长。
个人职责:
(1)项目管理:
主要是对项目的进度、项目相关文档和对项目参与人员所负责的各个功能模块完成情况的监督。
(2)项目的理论研究与分析:
主要是对项目的可行性进行分析,并且对系统中所涉及的理论知识、技术难点和关键算法等进行研究
(3)项目设计:
负载编写项目的需求分析、概要设计、详细设计、系统测试报告等。
(4)项目实现:
个人负责项目功能模块中的综合信息查询模块和网络分析模块的代码实现;
整合其它项目组成员的模块实现代码,集成为一个系统。
(5)其它工作:
在数据库的设计与实现中,所有的空间数据都以.shp格式存储在ORACLE10g数据库中。
数据来源于电子科技大学清水河校园建设的CAD图纸。
其中涉及到了大量的数据格式转换问题,比如从CAD图纸到.shp文件的转换,空间坐标系的调整,建筑物的空间坐标校正,空间信息的录入、补充,管线和道路的空间分析等大量而繁琐的工作。
在不断解决各种问题中,我和项目组的成员不断学习、积累,付出了大量的时间与努力,也获得了许多宝贵的经验
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 胡旭松 基于 WEBGIS 数字化 校园 设计 实现