空間數(shù)據(jù)庫畢業(yè)論文

.51/51摘要本文介紹了一個基于GIS的空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設計與建立，主要包括空間數(shù)據(jù)庫的設計和空間數(shù)據(jù)庫的建立兩個局部。在研究校園建立空間數(shù)據(jù)庫根底上，提出其設計和建立的程序和方法，并選擇MapInfo作為根底平臺，建立了科技學院空間數(shù)據(jù)庫，為學院數(shù)字校園建立奠定了根底?？萍紝W院的空間數(shù)據(jù)庫的建立，可以提供空間及屬性數(shù)據(jù)查詢，不但可以從數(shù)量上統(tǒng)計出科技學院的各種數(shù)據(jù)資料，更能從圖上了解到學校各建筑物的分布狀況。通過對科技學院空間數(shù)據(jù)庫的查詢，可以了解各主要建筑物的名稱、類型、面積、位置，而且還可以清楚地了解各建筑物的主要功能、圖片、、人員編制及主管部門等信息。關鍵詞空間數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)查詢設計建立AbstractThisarticleintroducedaSpatialdatabasesystemBasedonGISwhichdesignedandestablishmented,thesystemMainIncludingSpatialdatabase’sDesignedandSpatialdatabase’sestablishmented.ThenecessityandtheurgencyofconstructionofspatialdatabaseindigitalcampuswerestudiedanditsprocedureandtechniquewereputforwardaswellFinally,thespatialdatabaseofHeiLongjiangTechnologyCollegewasconstituted.ThespatialdatabaseofHeiLongjiangTechnologyCollegewasestablishmented,whichcanProvideinquiriesonSpaceandAttributedata,notonlyitcanStatisticsVariousdateInformationofHeiLongjiangTechnologyCollegefromVolume,andyoucanrealizethateveryschoolbuildingsdistribution.ThroughinquiriesonthespatialdatabaseofHeiLongjiangTechnologyCollege,youcanrealizeeveryimportantbuildingsaboutname,type,area,location,andyoucanrealizeeverybulidings’informationclearlyaboutMainfunction,photo,phone,StaffPreparationandChargeDepartments.Keywordsspatialdatabasedatainquirydesignestablishment摘要 IAbstract II第1章緒論 51.1論文研究目的及意義 51.2研究背景 61.3空間數(shù)據(jù)庫概述 7空間數(shù)據(jù)庫的概念 7空間數(shù)據(jù)庫的研究與開展 71.4校園空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開展現(xiàn)狀 81.5學校簡介 10第2章科技學院空間數(shù)據(jù)庫的設計 122.1系統(tǒng)需求分析 122.2校園空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構 132.3校園空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)設計 16數(shù)據(jù)類別 16數(shù)據(jù)采集方式及處理 16第3章科技學院空間數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn) 193.1系統(tǒng)開發(fā)方式的選擇 193.2開發(fā)語言及書局庫的選擇 193.3資料收集和整理 203.4數(shù)據(jù)輸入與處理 223.5空間信息查詢與檢索 23根據(jù)地物的空間位置查詢其屬性 23根據(jù)地物的屬性查詢其空間位置 23條件查詢 24結論 25致 26參考文獻 27附錄1 29附錄2 36第1章緒論1.1論文研究目的及意義校園空間數(shù)據(jù)庫就是按照地理坐標整理并構造一個信息模型，描述出校園每一點的全部信息，按地理位置組織、存儲起來，并提供有效、方便和直觀的檢索手段和顯示手段，使每一個人都可以快速、準確、充分和完整地了解及利用各方面的信息，以滿足不同用戶的需要，以便于為教學和社會效勞。由此可見，數(shù)字與信息時代的知識經(jīng)濟、信息高速公路一起作為促進未來社會文明與進步的因素，其重要性不言而喻。研究科技學院地理信息空間數(shù)據(jù)庫，是描述出校園規(guī)劃利用情況的所有空間地理信息，按一定的方式存儲起來，以便提供有效、方便和直觀的檢索手段和顯示手段，使每一個人都可以快速、準確、充分和完整地了解及利用各方面的信息，以便為將來校園土地利用規(guī)劃做借鑒，以便實現(xiàn)校園的可持續(xù)利用開展，并實現(xiàn)“數(shù)字校園〞。校園空間數(shù)據(jù)庫的設計與建立，可從根本上改變目前無序的人工管理狀態(tài)，節(jié)省大量的人力、物力；為管理、設計、決策快速準確地提供各種所需的圖文、聲像并茂的資料。將其應用于學校后勤管理部門，可以提高學校后勤管理的水平；將其搭乘上校園網(wǎng)絡的快車，可以提高管理和決策的透明度，同時也將擴大其應用圍；將其應用至校務管理部門，可以有效的提高校務管理水平。建立校園空間數(shù)據(jù)庫的意義歸納起來主要有以下幾個方面：(1)可以成功地用數(shù)字產(chǎn)品全面地反映校園地理信息的現(xiàn)狀，包括各類建筑物的空間位置、分布及其相互關系。由于系統(tǒng)的空間信息和屬性信息都實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理，可以生成用戶所需的各種數(shù)字化信息。(2)在校園空間數(shù)據(jù)庫的建立方面做進一步的開發(fā)與研究?？梢詾槌鞘袛?shù)字化做一些實驗性工作。(3)有利于校園資源的更加經(jīng)濟有效的利用。將校園的地理位置信息與學生的選課信息相結合，可以進展各種統(tǒng)計分析和空間分析，實現(xiàn)了教室資源的優(yōu)化配置。(4)有利于學生信息的有序化管理。將學生檔案信息與地理信息相結合，可快速、準確地進展學生信息的檢索查詢和定位。(5)有利于校園各種建筑物的有序化管理?？煽焖?、準確地進展各類建筑物的檢索查詢和定位，為管理和設計規(guī)劃提供準確而詳細的數(shù)據(jù)，這種檢索和查詢是雙向的，既可以根據(jù)圖形查屬性，又可以根據(jù)屬性顯示相應的圖形。(6)由于使用了計算機管理，管理信息便于傳輸，適合一次建立，多家共享。使用網(wǎng)絡分析工具來優(yōu)化資源調(diào)配，作各種應急處理，提高了決策的科學性。建立數(shù)字化校園，是現(xiàn)階段社會上關注的問題。國家越來越重視教育，百姓越來越關注教育，我們學校當然也要朝著這個方向開展，通過對地理信息的錄入，反映學校的現(xiàn)實問題，能夠讓學校有一個更好的開展。1.2研究背景科技學院是一所普通本科院校，學校于2002完成從雞西到的整體搬遷，現(xiàn)坐落在美麗的松花江畔，由于校園是重新建立的，在校園規(guī)劃與建立布局上無疑還存在著一些缺乏，校園的空間數(shù)據(jù)庫的建立對校園建立起著非常重要的作用。校園空間數(shù)據(jù)庫的建立意義在于通過對校園地理信息的整理，來對校園的規(guī)劃開展起到借鑒和存儲作用，通過研究本校來進展資源的整合，使科技學院朝著安康的方向開展，為學生提供一個良好的學習環(huán)境，為教師提供一個良好的教學環(huán)境，使學校朝著和諧的方向開展。隨著“數(shù)字地球〞概念的提出，引出了一系列數(shù)字化建立的概念，如數(shù)字城市、數(shù)字社區(qū)、數(shù)字校園等。數(shù)字校園是以網(wǎng)絡為根底，利用先進的信息化手段和工具，實現(xiàn)從環(huán)境(包括設備、教室等)、資源(如圖書、講義、課件、信息等)、到活動(包括教、學、管理、效勞、辦公等)的全部數(shù)字化[1-4]。在數(shù)字校園的建立中，其中校園環(huán)境的數(shù)字化是一個非常重要的方面，而在數(shù)字校園GIS的構建過程中的核心容就是如何建立其空間數(shù)據(jù)庫。為此，本文以科技學院為例，探討數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫建立的方法。人類已進入信息時代，在新世紀里，信息化的浪潮一浪高過一浪。一個地區(qū)信息化的程度已經(jīng)成為衡量其社會經(jīng)濟開展水平和文明興旺程度的標志。數(shù)字地球是指一個以地球坐標為依據(jù)的、具有分辨率的海量數(shù)據(jù)和多維顯示的虛擬系統(tǒng)。于是，世界各國紛紛制定計劃，力圖搶占信息社會的制高點。近幾年來，“數(shù)字地球〞、“數(shù)字城市〞、“數(shù)字小區(qū)〞已成為地球空間信息科學研究的熱點，特別是“數(shù)字城市〞的建立，因其規(guī)模適中，可操作性強，經(jīng)濟效益可觀，得到了迅速開展。數(shù)字城市〔DigitalCity〕即指城市信息化，具體是通過建立空間根底信息平臺、多媒體信息網(wǎng)絡平臺和地理信息平臺，整合城市全部的信息資源，實現(xiàn)城市社會經(jīng)濟等的信息化。1.3空間數(shù)據(jù)庫概述空間數(shù)據(jù)庫的概念空間數(shù)據(jù)庫，也稱為地理數(shù)據(jù)庫[5]，是某一區(qū)域關于一定地理要素特征的數(shù)據(jù)集合。與一般數(shù)據(jù)庫相比，空間數(shù)據(jù)庫具有以下特點：①數(shù)據(jù)量特別大，地理系統(tǒng)是一個復雜的綜合體，要用數(shù)據(jù)來描述各種地理要素，尤其是要素的空間位置，其數(shù)據(jù)量往往很大；②從數(shù)據(jù)容上看，空間數(shù)據(jù)庫中不僅有屬性數(shù)據(jù)(與一般數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)性質相似)，還有大量的空間數(shù)據(jù)，即描述地理要素空間分布位置的數(shù)據(jù)，并且這兩種數(shù)據(jù)之間有不可分割的聯(lián)系；③數(shù)據(jù)的抽象性，空間數(shù)據(jù)描述的是現(xiàn)實世界中的地物和地貌特征，非常復雜，必須經(jīng)過抽象處理；④多尺度和時空性，不同的觀察尺度具有不同的比例尺和精度，同一地物在不同情況下就會有形態(tài)差異，空間數(shù)據(jù)還具有時空性，空間數(shù)據(jù)庫中有同一時間不同空間的數(shù)據(jù)，也有同一空間不同時間序列的數(shù)據(jù)。空間數(shù)據(jù)是GIS組成的核心容，是GIS的操作對象，采集空間數(shù)據(jù)、建立空間數(shù)據(jù)庫是GIS建立中最重要、最根底的工作。在數(shù)字校園建立中，采集空間數(shù)據(jù)、建立空間數(shù)據(jù)庫，就是在一定的硬件和軟件平臺的支撐下，將校園圍的相關地理數(shù)據(jù)源轉換成GIS可以承受和處理的數(shù)字形式，并將這些數(shù)據(jù)用空間數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)來統(tǒng)一進展存儲、管理。空間數(shù)據(jù)庫的研究與開展在GIS研究中，GIS根底軟件平臺是衡量一個國家GIS研究開展和軟件水平的主要標準。因此，開展GIS軟件產(chǎn)業(yè)首先要開展GIS根底軟件。地理信息系統(tǒng)根底軟件的組成可以分兩大局部：一是核心局部，一是外圍局部。核心局部包括對空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進展組織、存儲、編輯、計算、分析、表示和傳輸?shù)墓δ苘浖蛻媚Ｐ徒涌谔幚碥浖?。通常，GIS系統(tǒng)的根底局部是空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫，它們分別存放空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，在GIS系統(tǒng)中兩庫合一，統(tǒng)稱空間數(shù)據(jù)庫。外圍設備，主要是數(shù)據(jù)獲取、制圖出版軟件。空間數(shù)據(jù)庫作為GIS根底軟件的核心，存儲、管理所有地理數(shù)據(jù)，是GIS數(shù)據(jù)流向的起點和終點，提供了包括空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)維護、空間數(shù)據(jù)查詢和空間分析等效勞功能?？臻g數(shù)據(jù)庫的設計與實現(xiàn)，直接關系到整個GIS系統(tǒng)的功能與效率。目前，在空間數(shù)據(jù)管理方面，各個GIS廠家逐步從使用文件系統(tǒng)存儲管理空間數(shù)據(jù)向使用數(shù)據(jù)庫管理方向開展，并提出了眾多解決方案。一種是GIS軟件商自行開發(fā)的面向對象數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，如LaserScan公司的GAD，或在關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)根底上開發(fā)空間數(shù)據(jù)管理模塊，如ERSI公司的SDE。另一種方法，是數(shù)據(jù)庫軟件商直接在其關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)之上擴展空間數(shù)據(jù)管理功能，如Oracle，Informix等軟件的可選模塊都已具有管理空間數(shù)據(jù)(點、線、面等)的能力。也有利用現(xiàn)有關系數(shù)據(jù)庫，自行開發(fā)出具有空間數(shù)據(jù)管理功能的GIS系統(tǒng)，如測繪的GeoStar。1.4校園空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開展現(xiàn)狀隨著世界各國校園信息化建立的開展，“數(shù)字校園〞的概念也相應出現(xiàn)?！皵?shù)字校園〞的歷史要追溯到上個世紀，1990年由美國克萊蒙特大學教授凱尼斯格林(KennethGreen)發(fā)起并主持的一項大型科研項目“信息化校園計劃〞(TheCampusComputingProject)，被認為是數(shù)字化校園概念的最早出現(xiàn)，在實踐的過程中，數(shù)字校園的理念得到了逐步完善和擴大。從廣義上講，數(shù)字校園是以網(wǎng)絡為根底，利用先進的信息化手段和工具，實現(xiàn)從環(huán)境、資源到活動的全部數(shù)字化。在傳統(tǒng)校園信息的根底上構建一個數(shù)字空間以拓展現(xiàn)實校園的時間和空間維度，從而提升傳統(tǒng)校園的效率，擴展傳統(tǒng)校園的功能，最終實現(xiàn)教育過程的全面信息化。到達提高教學質量、科研和管理水平的目的。[6]目前，大局部學校的信息管理是MIS模式，主要是對文本、數(shù)據(jù)資料的管理，在規(guī)劃管理工作上那么根本上是采用傳統(tǒng)的分散管理模式。分散管理模式主要是對規(guī)劃管理信息以圖紙和文檔資料的方式分別進展分類歸檔整理，信息之間的在聯(lián)系主要靠規(guī)劃管理人員人工加以描述。這種傳統(tǒng)管理模式的缺乏之處主要表現(xiàn)：規(guī)劃管理信息資料從整體上說不夠完整、不夠準確、不夠規(guī)；整個規(guī)劃管理過程高度抽象，不直觀生動，費時費力；面對大量的信息，由于操作人員的不同，對規(guī)劃管理信息的管理和操作不統(tǒng)一、不規(guī)；信息加工的時間周期長，獲得最終成果數(shù)量少、質量不高。因此要實現(xiàn)高校信息的完全現(xiàn)代化管理，在規(guī)劃管理中應實現(xiàn)對圖形與文檔資料的統(tǒng)一管理?；贕IS技術的規(guī)劃管理工具就是利用計算機技術把各種專題數(shù)據(jù)與直觀生動的地圖結合起來，各種數(shù)據(jù)的聯(lián)系由軟件系統(tǒng)來自動實現(xiàn)。這種工具不僅具有對空間數(shù)據(jù)與專題數(shù)據(jù)的管理和查詢分析能力，還能實現(xiàn)支持輔助決策，可以獲得有利用價值的綜合成果。因此基于GIS的規(guī)劃管理工具可以摒棄傳統(tǒng)的分散式規(guī)劃管理模式的缺乏，提高校園規(guī)劃管理的成效。目前對于地理信息系統(tǒng)應用于校園規(guī)劃與管理的研究主要有以幾方面：①地理信息系統(tǒng)理論在校園地形圖管理中的應用，通過對GIS與CAD兩者管理校園地形圖的優(yōu)缺點進展比擬，探討如何利用GIS進展空間數(shù)據(jù)的分層組織與數(shù)據(jù)庫結構設計，力求使地形圖上的冗余數(shù)據(jù)得到控制，適應各種空間操作。②利用GIS技術對校園進展專項管理，如房屋房產(chǎn)管理、校園道路管理、測量資料的管理、校園規(guī)劃的管理等，它們都為高校各種專項管理提供現(xiàn)勢性位置數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)，并為其校區(qū)擴建、管網(wǎng)線等的維修提供全面的效勞。③各種GIS平臺軟件在校園地理信息系統(tǒng)設計與實現(xiàn)中的應用：目前研制校園地理信息系統(tǒng)的單位大局部采用的平臺是MapInfo，其系統(tǒng)的開發(fā)與集是基于MapInfo的環(huán)境實現(xiàn)的；另外基于ActiveX技術的GIS平臺也成為組件對象模型研究的方向。④WebGIS的應用：利用GIS技術設計基于萬維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(WebGIS)的電子導航系統(tǒng)應用于校園的規(guī)劃管理中，其應用不僅實現(xiàn)了校園導航路線的輸出，也增添了對校園地理圖形和空間數(shù)據(jù)管理的假設干功能；此外校園房屋管理信息系統(tǒng)利用WebGIS技術也實現(xiàn)了校園房產(chǎn)信息的網(wǎng)上發(fā)布。⑤對校園地理信息系統(tǒng)的結構、功能、開發(fā)、實現(xiàn)與組織的各種模式進展了探討，如實現(xiàn)學生信息與其宿舍地理位置等圖上信息關聯(lián)的管理：對校園圖、樓、樓層與房間為對象進展校園信息管理等。⑥研究基于GIS的校園管理系統(tǒng)中參加多媒體屬性，使用戶得以實現(xiàn)圖像、聲音、文本、影像等多形式對校園信息的查詢與管理。⑦研究如何實現(xiàn)校園三維立體模型：利用測繪建模系統(tǒng)(IMAGIS-CyberCity)建立校園三維立體可視景觀。[7]1.5學校簡介科技學院始建于1947年，現(xiàn)地處北國冰城市的松花江畔。在半個多世紀的辦學歷程中，學校秉承“厚德博學、強吾興邦〞的校訓，鑄就了“求真、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新〞的校風，為全國各地培養(yǎng)各級各類人才4萬余名。近幾年，學校堅持開展是硬道理，搶抓國家加快開展高等教育的有利時機，用兩年半的時間，在一片廢墟上崛起了一個“規(guī)劃科學化、功能現(xiàn)代化、信息網(wǎng)絡化、后勤社會化、園林生態(tài)化〞的校園，圓了幾代科院人建立新校區(qū)、沖擊碩士點的兩個夢，實現(xiàn)了辦學規(guī)模、辦學層次、辦學空間和辦學領域的跨越式開展，形成了一校兩地〔哈、雞〕多校區(qū)的辦學格局。全日制在校學生20000余人，固定資產(chǎn)14億元。初步建成了以工為主，理、工、管相結合，經(jīng)、文、法相協(xié)調(diào)的大學?，F(xiàn)有專任教師1200余人，其中：教授、副教授400人，博士100人，研究生導師100人。學校開設38個本科專業(yè)，21個?？茖I(yè)。其中，4個省級重點專業(yè)，8個省級學科梯隊，2個一級學科碩士學位點，16個二級學科碩士點。學校下設資源與環(huán)境工程學院等17教學機構，平安工程研究所等23個科研機構。學校堅持科技強校，本著“以作為求地位、以效勞求支持、以奉獻求開展〞的思想，強化煤炭開采、加工、轉化與利用等優(yōu)勢學科專業(yè)特色，建成采礦工程、礦物加工與利用工程兩個省級重點學科，建立了礦業(yè)工程省級重點實驗室，成立了省干凈煤技術研究中心、國家煤礦平安培訓中心和評價中心、平安工程技術學院、省干凈能源工程技術研究中心、省級高新技術園區(qū)、省煤礦機械產(chǎn)品質量監(jiān)視檢驗站等。幾年來，承當國家出色青年科學基金項目、國家重點根底研究開展規(guī)劃項目〔973計劃〕、國家高技術研究開展項目〔863計劃〕、國防科工委計劃項目等科技含量高、技術難度大的高水平科研項目以及省重大攻關項目160余項，共有30余項科技成果獲國家科學技術進步獎、省部級科學技術進步獎等獎項。學校每年為煤炭行業(yè)“對口單招、定向培養(yǎng)〞400余名科技人才，還與國家和省煤礦平安監(jiān)察局、省勞動廳等聯(lián)合舉辦煤礦礦長、非煤礦山礦長培訓班，先后有3000余名礦長受到平安知識培訓并獲得了上崗資格。學校出版了《科技學院學報》、《煤礦機械》和《煤炭技術》等刊物。

第2章科技學院空間數(shù)據(jù)庫的設計2.1系統(tǒng)需求分析校園在空間上是一個區(qū)域，其包含的信息大多具有空間屬性。GIS是管理空間信息最有效的工具，在數(shù)字校園中引入GIS將使校園教學、行政、科研、生活等等相關的信息與空間位置建立嚴密的聯(lián)系，從而為人們提供最為直觀的，深層次的信息交互，可從根本上改變目前管理狀態(tài)，節(jié)省大量的人力、物力，為管理、設計、決策快速準確地提供各種所需的圖文、聲像并茂的資料。因此GIS在數(shù)字校園框架中有其不可替代的位置。目前相當大一局部高校的信息管理還停留在MIS模式，主要是對文本、數(shù)據(jù)資料的管理，在規(guī)劃管理工作上那么根本上是采用傳統(tǒng)的分散管理模式。分散管理模式主要是對規(guī)劃管理信息以圖紙和文檔資料的方式分別進展分類歸檔整理，信息之間的在聯(lián)系主要靠規(guī)劃管理人員人工加以描述。這種傳統(tǒng)管理模式的缺乏之處主要表現(xiàn)：規(guī)劃管理信息資料從整體上說不夠完整、不夠準確、不夠規(guī)；整個規(guī)劃管理過程高度抽象，不直觀生動，費時費力；面對大量的信息，由于操作人員的不同，對規(guī)劃管理信息的管理和操作不統(tǒng)一、不規(guī)；信息加工的時間周期長，獲得最終成果數(shù)量少、質量不高。因此要實現(xiàn)高校信息的完全現(xiàn)代化管理，在規(guī)劃管理中應實現(xiàn)對圖形與文檔資料的統(tǒng)一管理。校園空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)與一般的管理信息系統(tǒng)相比，具有以下特征：(1)校園空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)在分析處理問題中使用了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，并通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將兩者聯(lián)系在一起共同管理、分析和應用，從而提供了認識地理信息的一種新的思維方法；而管理信息系統(tǒng)那么只有屬性數(shù)據(jù)庫的管理，即使存儲了圖形，也往往以文件形式等機械形式存儲，不能進展有關空間數(shù)據(jù)的操作，如空間查詢、檢索、相鄰分析等，更無法進展復雜的空間分析；(2)校園空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)強調(diào)空間信息的查詢和空間分析，通過利用合理的空間索引實現(xiàn)高效的空間查詢，通過利用空間解析式模型來分析空間數(shù)據(jù)，其成功應用依賴于空間分析模型的研究與設計；(3)校園空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)量大，信息載體具有多樣性，豐富了校園的管理模式，為數(shù)字校園的建立奠定了堅實的數(shù)據(jù)根底?；谛@空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的上述特征，根據(jù)目前學校已有的管理信息系統(tǒng)，結合地理信息系統(tǒng)空間處理的功能，該系統(tǒng)能夠對學校區(qū)域、房屋(如教學樓、體育館、禮堂、辦公樓、學生宿舍樓等)各層房間的分布，各個房間用途、負責人、等信息進展管理。它具有樓圖、樓層房間圖的瀏覽、錄入、編輯、查詢、打印輸出，以及相關統(tǒng)計報表功能。另外，空間信息可以與非空間信息(人事、課程、學生等)無縫地結合起來，使系統(tǒng)成為一個和諧的整體。基于GIS技術的規(guī)劃管理工具不僅具有對空間數(shù)據(jù)與專題數(shù)據(jù)的管理和查詢分析能力，還能實現(xiàn)支持輔助決策，可以獲得有利用價值的綜合成果。因此基于GIS的規(guī)劃管理工具可以擯棄傳統(tǒng)的分散式規(guī)劃管理模式的缺乏，提高校園規(guī)劃管理的成效。根據(jù)簡單實用、符合用戶需求、融合了校園MIS功能的校園GIS系統(tǒng)，依據(jù)常用的GIS軟件的特征，綜合校園GIS數(shù)據(jù)特征及用戶要求對數(shù)據(jù)結構的要求，得出〔如圖2.1〕對系統(tǒng)實現(xiàn)方法的研究思路。[8-11]2.2校園空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構由于本系統(tǒng)模型主要供學校管理使用參考，對于需要修改、編輯、處理和分析大量和復雜空間數(shù)據(jù)的后臺應用，為了提高運行效率，將充分應用比擬成熟的Client/Server結構，實現(xiàn)日常辦公中所需的空間與非空間數(shù)據(jù)的修改、編輯、查詢、檢索、分析(含空間分析)和統(tǒng)計功能，以滿足日常辦公應用。數(shù)據(jù)存儲及分析處理由效勞器端完成，客戶端只顯示處理結果，這樣可以減少網(wǎng)絡數(shù)據(jù)流量，降低對客戶機的配置要求。各客戶機可通過校園網(wǎng)實現(xiàn)對GIS效勞器訪問，校外用戶可通過Internet獲得數(shù)據(jù)，從而實現(xiàn)信息共享。不同用戶享有不同的訪問權限，只有設計人員及管理人員具有修改權限，從而實現(xiàn)體系的平安訪問機制。如圖2.2所示。系統(tǒng)囊括了校園中心校區(qū)的根本地形地貌情況及規(guī)劃成果，包括了地形圖信息、現(xiàn)狀校園地理信息、各種規(guī)劃專題圖等圖形信息，并掛接了相應的屬性信息，如各種建筑物的屬性信息、土地利用分區(qū)的屬性信息、道路等情況屬性信息等。根據(jù)信息系統(tǒng)建立的一般原理和校園的實際情況，該系統(tǒng)的設計流程如圖2.3所示。圖2.1校園空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)研究思路圖2.2校園空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結構圖2.3系統(tǒng)設計流程圖2.3校園空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)設計數(shù)據(jù)類別校園數(shù)據(jù)的獲取主要是通過校管理部門收集的現(xiàn)狀及規(guī)劃數(shù)據(jù)以及對現(xiàn)狀資料調(diào)查的相關信息而得，按數(shù)據(jù)的類型分：主要分為空間數(shù)據(jù)(主要指圖形信息、圖像信息)和非空間數(shù)據(jù)(包括統(tǒng)計表信息、文本信息等)。1．空間數(shù)據(jù)圖形數(shù)據(jù)：校區(qū)圖、建筑平面圖、道路圖、水系圖、規(guī)劃系列圖等。圖像數(shù)據(jù)：航測像片、校園建筑物像片。2．非空間數(shù)據(jù)統(tǒng)計表數(shù)據(jù)：建筑物使用類型、用地等級、規(guī)劃道路等級、規(guī)劃建筑物類型等。文字數(shù)據(jù)：建筑物情況、用地規(guī)劃說明、規(guī)劃文本書、系統(tǒng)說明等。數(shù)據(jù)采集方式及處理1．數(shù)據(jù)采集方式本系統(tǒng)數(shù)據(jù)根據(jù)不同類型，采用了不同的采集方式：一般照片采用數(shù)碼相機直接輸入，利用數(shù)碼相機拍攝校園建筑物和校園景觀等圖像資料；地圖那么采用掃描屏幕數(shù)字化方式，通過實地調(diào)查修改后，利用繪圖軟件進展數(shù)字化，建立數(shù)據(jù)圖形文件；統(tǒng)計報表及文字資料那么用鍵盤錄入，地圖數(shù)據(jù)還可以用掃描設備掃描進去。2．數(shù)據(jù)處理要點(1)圖形數(shù)據(jù)輸入圖形數(shù)據(jù)輸入是將地圖數(shù)字化，這是GIS中數(shù)據(jù)處理和分析的開場。這種輸入主要是把地圖矢量化。矢量化圖形與柵格圖形的根本區(qū)別在于：柵格圖形，只是簡單地存儲整個圖形的點陣信息；而矢量化圖形是將點、線、面及說明這些圖素的顏色、大小、方向等信息存儲圖形。本系統(tǒng)圖形資料采用的是科技學院校園規(guī)劃系列圖，因此可以先把現(xiàn)狀地形圖掃描進計算機，存成TIFF格式，然后利用繪圖軟件，通過把TIFF格式的圖像文件導入繪圖軟件中作為底圖，然后在底圖上重繪生成數(shù)字化圖形文件并存成DXF格式，最后在MapInfo里根據(jù)不同的層轉成MapInfo的點、線、面文件格式，生成不同的專題圖層。另外由于系統(tǒng)的規(guī)劃圖件為AutoCAD軟件所做，且為DWG格式，為了防止在數(shù)據(jù)轉換時圖形信息的喪失，因此在數(shù)據(jù)格式轉化之前要進展預處理，需要在AutoCAD的圖形編輯環(huán)境下對各圖層的點、線、面進展加工，例如對閉合多邊形線條的連接、對線段斷開的處理、對圖層的分類等，其中圖層的分類在數(shù)據(jù)導出時比擬重要，因為每一圖層代表一類專題信息，只有對原圖的圖層進展了明確的分類才能按要求導出，才能保證專題圖層要素的完整。(2)屬性數(shù)據(jù)錄入屬性數(shù)據(jù)的輸入，首先要定義屬性數(shù)據(jù)的結構，由于GIS的地物類型復雜，屬性特征多種多樣，描述它們的屬性項及值域也不一樣，因此屬性數(shù)據(jù)錄入有兩種方法，其一是用戶需自定義數(shù)據(jù)結構，然后利用數(shù)據(jù)庫軟件建立起屬性數(shù)據(jù)。其二是在圖形編輯環(huán)境下輸入屬性數(shù)據(jù)，這種方法直觀，可以隨時對所關心圖元的屬性結構和屬性進展修改，并且查找方便。本系統(tǒng)在建立過程中采用的是根本屬性數(shù)據(jù)信息同步輸入：首先對各要素圖層考慮其各自的屬性特征，在MapInfo中建立其屬性數(shù)據(jù)庫結構(如建筑物圖層，其屬性數(shù)據(jù)庫結構可以包含有建筑物結構、建筑物層數(shù)、建筑用途分類、建筑物編號、建筑物名稱、建筑年代等字段)，其次在完成好拓撲關系的圖層中分別對每個圖形單元(如每一個單獨地物、每一個水體、每一段道路等)進展屬性賦值。(3)對圖形數(shù)據(jù)建立拓撲關系圖元間具有拓撲關系，這是GIS與機助制圖或者CAD制圖的一個重要區(qū)別，也是GIS進展空間分析的根底。所謂圖元的拓撲關系，在地圖上最直觀的反映就是不同的要素被定義成了一個整體，不再是CAD中的幾根線條，并在其中的要素中填充了不同的顏色，不同的要素有包容、重疊等拓撲關系。建立拓撲關系后，計算機就可以識別不同的面狀圖元要素代表不同建筑物，我們對這個面狀圖元可以定義它的屬性結構，比方：面積、建筑年代、用途、建筑層數(shù)等，還可以進展疊加、緩沖區(qū)計算等空間分析運算。[12]模型系統(tǒng)圖形拓撲的建立首先要在空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的編輯模塊下對轉化過來的數(shù)據(jù)進展修改、編輯，然后在相應模塊下利用相關命令完成。(4)圖形數(shù)據(jù)分層分層是為了便于對圖形的管理。每個文件是一個“要素層〞，要素可分點要素、線要素及面要素。各種要素對應相應線型、符號、顏色等。本系統(tǒng)對于各種專題圖件都根據(jù)實現(xiàn)情況進展了分層，例如：中心校區(qū)邊界圖層(線要素)、道路中心線圖層(線要素)、道路圖層(面要素)、水體圖層(面要素)、建筑物圖層(面要素)等。這些圖形的分層在AutoCAD繪圖環(huán)境下數(shù)字化時已經(jīng)建立(或已經(jīng)存在)，因此在將數(shù)據(jù)轉入空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)中時就可以很方便地按層進展輸出了。按圖層輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)過編輯及修改建立了拓撲關系后也就可以得到各種要素的圖形數(shù)據(jù)分層類型。(5)數(shù)據(jù)匹配數(shù)據(jù)匹配是將已輸入計算機的圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進展關聯(lián)，只有進展了匹配，才可進展各種一般性查詢和空間查詢、分析。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匹配采用在空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)環(huán)境下的編輯模塊下進展逐個圖元屬性匹配，因此屬性數(shù)據(jù)隨著圖層拓撲關系的建立，圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)己經(jīng)自動進展了關聯(lián)，可以進展一般性的查詢與分析了；而數(shù)據(jù)庫容的擴大那么采用了空間數(shù)據(jù)庫與系統(tǒng)通過標識碼進展數(shù)據(jù)掛接。

第3章科技學院空間數(shù)據(jù)庫的實現(xiàn)3.1系統(tǒng)開發(fā)方式的選擇集成二次開發(fā)是指利用GIS工具軟件(如MapInfo，ArcView等)實現(xiàn)GIS的根本功能，以通用編程軟件尤其是面向對象的可視化開發(fā)工具(如VisualC++，Delphi，VisualBasic，PowerBuilder等)為開發(fā)平臺，充分發(fā)揮GIS工具軟件在空間數(shù)據(jù)處理上的優(yōu)勢及可視化開發(fā)工具在應用程序開發(fā)上的強大功能，進展二者的集成二次開發(fā)。它分為二種方式：一是采用OLEAutomation對象連接嵌入自動化)技術或利用DDE(動態(tài)數(shù)據(jù)交換)技術，用軟件開發(fā)工具開發(fā)前臺可執(zhí)行應用程序，以OLE自動化方式或DDE方式啟動GIS工具軟件在后臺運行，實現(xiàn)應用程序中的地理信息系統(tǒng)功能；二是利用GIS工具軟件生產(chǎn)廠家提供的建立在OCX技術根底上的GIS功能組件，在Delphi，VisualC++等編程工具編制的應用程序中直接將GIS功能嵌入其中。[13-16]集成二次開發(fā)既可以充分利用可視化軟件開發(fā)工具的高效方便的編程功能，又可以充分利用地理信息系統(tǒng)工具軟件完備的空間數(shù)據(jù)可視化分析處理功能，集二者之所長，不僅能大大提高應用系統(tǒng)的開發(fā)效率，而且使用面向對象的可視化軟件開發(fā)工具開發(fā)出來的應用程序具有良好的外觀、完善的功能，且可靠性好、便于維護。尤其是使用OCX技術利用GIS功能組件進展集成開發(fā)更能表現(xiàn)出這些優(yōu)勢。如前所述，集成二次開發(fā)是較好的一種開發(fā)方式。開發(fā)人員可以編寫強大的專業(yè)地理信息系統(tǒng)，而且可以利用高級語言，充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，任意定制界面風格。3.2開發(fā)語言及數(shù)據(jù)庫的選擇系統(tǒng)可以在VB，Delphi，VC++等軟件開發(fā)環(huán)境下結合組件式GIS軟件進展開發(fā)，我們所設計的科技學院校園空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，應用到了MapInfo軟件。MapInfo是公司向用戶提供的具有強圖分析功能的產(chǎn)品，是一種基于Windows操作系統(tǒng)的標準控件，支持絕大多數(shù)標準的可視化開發(fā)環(huán)境，如VisualBasic，Delphi，VisualC++、PowerBuilder等。利用MapInfo能較為方便地將地圖處理功能嵌入到應用程序中，并且可以編譯成*.exe文件，能夠簡單快速地在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中嵌入地圖化功能，增強系統(tǒng)的空間查詢和空間分析能力。雖然MapInfo是一個面向中小型用戶的桌面地理信息系統(tǒng)，但是MapInfo不僅僅是一個地圖顯示器，通過MapInfo，可以分析和可視化屬性數(shù)據(jù)，創(chuàng)立與編輯地圖特征以及地圖化的顯示結果。系統(tǒng)通過MapInfo訪問MapInfo表，管理空間數(shù)據(jù)，進展空間查詢和空間分析。將各種相關的屬性數(shù)據(jù)存儲在Access表中，在開發(fā)環(huán)境下通過DAO(DataAccessObjects)與Access表相連，用SQL語句訪問表中的數(shù)據(jù)來管理學生的各種信息。[17-18]3.3資料收集和整理在資料的收集過程中，要注意數(shù)據(jù)的可用性和完備性，收集所有相關的數(shù)據(jù)，并進展整理。從數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)源來看，主要有地形圖、遙感圖像、統(tǒng)計資料、文本資料等。在科技學院數(shù)字校園空間數(shù)據(jù)庫的建立中，收集了以下圖件資料：圖3.1校園地形圖(1)科技學院校園地形圖，校園的整個地形情況及其地理位置，主要包括校園周圍的主要街道、建筑物，校園的建筑物、道路、操場、綠地、水域、高程等。如圖3.1所示。(2)校園建筑物分布平面圖，主要包括辦公樓、教學樓、試驗樓、圖書館、校醫(yī)院、食堂、學生宿舍、家屬樓等。如圖3.2所示。圖3.2校園建筑物分布圖(3)校園近期總體規(guī)劃圖，主要包括綠化情況、建筑物的改造與擴建、道路的規(guī)劃、教學區(qū)、家屬區(qū)、娛樂區(qū)的規(guī)劃分布。(4)辦公樓平面分布圖，主要包括黨委、行政各辦公室，如組織圖3.3學校圖書館部、宣傳部、人事處、財務處、教務處、科研處、校園規(guī)劃辦公室等辦公管理部門的位置。(5)教學實驗樓平面分布圖，主要包括各系部及其下屬的各教研室的位置、學生上課教室、院屬實驗、科研中心、各系實驗室、計算機室、多媒體教學室的位置等。(6)圖書館平面分布圖，包括館長室、書庫、借書處、查詢處、電腦檢索處、各閱覽處、網(wǎng)上查閱處、復印部等等。如圖3.3所示。(7)生活后勤效勞區(qū)平面圖，如學生食堂、學生宿舍、學生浴室、學生文體活動場區(qū)?！踩鐖D3.4所示〕除以上圖形庫外，還可根據(jù)需要建立一些更加詳細的圖形庫，如：校園道路交通圖，校園綠化景觀等等。在“數(shù)字校園〞項目中，屬性數(shù)據(jù)也是十分龐雜的，屬性數(shù)據(jù)的采集主要包括建筑物信息數(shù)據(jù)、人事檔案數(shù)據(jù)，人文統(tǒng)計數(shù)據(jù)等的收集和調(diào)查：①建筑物資料庫，包括樓房編號、樓房性質、樓層數(shù)、建筑結構、建筑面積、使用面積、建修年代等等；②教職工信息庫，包括編號、、性別、籍貫、出生年月、學歷、專業(yè)、職務、職稱、所在部門、工資、家庭住址、等等；③學生學籍管理信息庫，包括專業(yè)、學號、、性別、籍貫、出生年月、所在班級、各科成績、所在宿舍、在校時間、離校時間等等；④教學課程安排，包括課程編號、課程名稱、授課教師、授課地點、授課時間、是否多媒體教室等等；⑤校園統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫，包括校園占地總面積、建筑物占地總面積、綠化面積、教職工人數(shù)、學生人數(shù)等等；⑥試驗設備管理庫，包括設備編號、設備名稱、所屬部門、購置日期、價格、使用情況等等。對收集到的圖件資料，進展分類，并按時間順序從舊到新排列，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)輸入和處理；對屬性數(shù)據(jù)資料，現(xiàn)成的數(shù)據(jù)不是很充分，不能滿足建立空間數(shù)據(jù)庫的要求，需要實地調(diào)查，補充屬性數(shù)據(jù)。圖3.4學生宿舍3.4數(shù)據(jù)輸入與處理圖形數(shù)據(jù)采集中的關鍵問題是圖形數(shù)據(jù)的分層組織，在圖形數(shù)據(jù)分層時，要考慮到以下原那么：同一圖層具有同樣的特性，即數(shù)據(jù)有一樣的屬性信息；比例尺的一致性；具有同樣的使用目的和方式，不同部門的數(shù)據(jù)通常應該放入不同的層，便于維護；即使是同一類型的數(shù)據(jù)，有時其屬性特征也不一樣，也應該分層存儲。在以上原那么的知道下，將圖形數(shù)據(jù)分為以下8個圖層：①教學樓層；②行政設施層；③學生宿舍層；④教工宿舍層；⑤食堂；⑥道路層；⑦綠地層；⑧其它設施層。圖層設計完成后，按圖層進展地圖數(shù)字化。通常進展地圖數(shù)字化有兩種方式：跟蹤數(shù)字化和掃描數(shù)字化。在科技學院數(shù)字校園空間數(shù)據(jù)庫的建立中，采用掃描數(shù)字化方法，在軟件的支持下，首先對掃描圖形進展配準，通過圖像配準，將掃描子圖塊拼接在一起，然后按圖層對圖形要素進展屏幕跟蹤數(shù)字化。在進展圖形數(shù)據(jù)采集建立了相應的圖層后，系統(tǒng)自動為每個圖層，建立一個初始屬性表，并自動建立了幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的連接。屬性數(shù)據(jù)采集中，要重新定義屬性表的結構，主要是添加屬性項，輸入字段名稱、字段的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)長度等容，從而確定圖層對應屬性表的結構。然后將所收集到的相關屬性數(shù)據(jù)通過鍵盤逐個輸入相關數(shù)據(jù)，最終建立屬性數(shù)據(jù)庫。例如對于教學樓，設計的屬性項有房屋編號、房屋性質、房屋層數(shù)、房屋結構、建筑面積、使用面積、建修年代、教室總數(shù)等這些屬性數(shù)據(jù)。對于教室來說是教室性質(即是否多媒體教室等)、教室面積、教室座位數(shù)、教室課程安排等這些屬性數(shù)據(jù)。3.5空間信息查詢與檢索登陸系統(tǒng)〔如圖3.5所示〕后即可查詢相關學校信息。根據(jù)地物的空間位置查詢其屬性用工具可以查詢某一地物的屬性信息，單擊要查詢的地理事物，系統(tǒng)會自動彈出相應對話框，該主題的有關屬性將以表格形式列于窗口中，可以重復查詢多處地物的屬性。如圖3.6所示。根據(jù)地物的屬性查詢其空間位置利用地物的屬性信息，可在地圖上找出其位置，然后進一步獲取該區(qū)域更多的信息，可利用工具按鈕來進展。如從科技學院地物分布圖上查找圖書館，找到的目標，將以高亮度顯示(黃色亮條為圖書館)，地圖自動調(diào)整，使該特征在視圖中心顯示。條件查詢對于較復雜的查詢?nèi)蝿?，可以使用條件查詢的方法。例如：在科技學院分布圖上，找出建筑面積大于或等于1000㎡，而且是除學生宿舍意外的建筑物，需要輸入查詢條件進展查詢。所有滿足條件的查詢?nèi)菀渣S色顯示在視圖中，圖中的黃色亮點就是滿足限定條件的建筑物。圖3.5登陸界面圖3.6屬性查詢

結論初步建立了科技學院空間數(shù)據(jù)庫，主要包括圖形數(shù)據(jù)及其通過關鍵字段與之連接的屬性數(shù)據(jù)，從而可實現(xiàn)相關的空間查詢和簡單的空間分析。運用此數(shù)據(jù)庫，不但可以從數(shù)量上統(tǒng)計出科技學院的各種數(shù)據(jù)資料，更能從圖上了解到學校各建筑物的分布狀況。通過對科技學院空間數(shù)據(jù)庫的查詢，可以了解各主要建筑物的名稱、類型、面積、位置，而且還可以清楚地了解各建筑物的主要功能、圖片、、人員編制及主管部門等信息。將GIS技術應用于科技學院空間數(shù)據(jù)庫建立上具有方法新、技術先進、科學等特點。無論是在根底理論方面，還是在應用研究領域，GIS以其強大的制圖、數(shù)據(jù)管理、模型預測等功能，使學校管理更加定量化和更具實用性，并可以大大節(jié)約調(diào)查時間和所消耗的人力、物力、財力，同時也必將推動GIS技術在我國校園監(jiān)測研究方面的全面應用。通過GIS技術的應用，特別是“3S〞技術集成的應用，能很好地實現(xiàn)校園區(qū)域性調(diào)查和動態(tài)監(jiān)測。但是，這是一個系統(tǒng)工程，涉及到很多部門和領域，目前還需要進一步完善。尚需擴大資料來源，完善并及時更新屬性數(shù)據(jù)；提高視圖界面質量，增強視圖效果并標準化，以便資源共享。致本文的寫作從問題的提出、資料的查閱和搜集、提綱的擬寫到最后完稿，都得到了我們專業(yè)的教師，特別是我的導師吳學偉教師和王俊杰教師的親切指導，在此謹向吳老師和王教師表示衷心的感并致以崇高的敬意!吳教師他們有著淵博的知識，嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，兢兢業(yè)業(yè)的工作精神，時時刻刻都在鞭策著我。在他們的諄諄教導和潛移默化的影響下，我在學業(yè)上取得了長足的進步，并將受益終生?？梢哉f，他們讓我懂得了“傳道、授業(yè)、解惑〞和“良師益友〞真正含義。其次感一直關心和支持我的家人!他們一直對我寄予厚望，他們的殷切期望和關愛永遠是我前進的動力!感建筑工程學院全體教師!四年的大學學習，我得到了他們無微不至的關心和幫助。感03級資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理全體同學!在學習和生活上他們給予了我誠摯的幫助!我會永遠記住他們!參考文獻12002,23(6)：429-4322真杰,方陸明,5傅志瑤,平芝.校園GIS平臺——293-2998董鵬.分布式空間信息的高效查詢與分析系統(tǒng)研究.中科院遙感所博士論文.中科院遙感所.2003,22-269過志峰.基于高效空間存取機制的地理空間數(shù)據(jù)查詢研究.中科院遙感所碩士論文.中科院遙感所.2002,12-2010黃堅.數(shù)字校園中的WebGIS應用研究,航空航天大學碩士學位論文.航空航天大學.2003,54-6511.2001,(5):61-6412舒紅,軍,杜道生,.1997,26(4):299-30616何延波,琨,柏林.水文模型空間數(shù)據(jù)庫的建立——以普定后寨河流域為例.地質.2001,1817Singh,V1P1HydrologicalSystems,Vol12WatershedModel-ing,PrenticeHall,Inc1,EnglewoodCliffs,NewJersey,1989.18GudginM.,HadleyM.,MendelsohnN.,MoreauJ.andNielsenH.F.,2003.SOAPVersion1.2Part1:MessagingFramework,W3CRecommendation.

附錄1在市基于SIG城市空間信息應用和效勞平臺的實施于白郎吳建平重點實驗室.地理信息科學、教育部、華東師大學[摘要]：空間信息網(wǎng)格(SIG)是一個有能力提供空間信息效勞并能夠根據(jù)用戶需求的方式搜集、共享、組織和處理大量分布式空間信息資源的根底。本文闡述了市城市空間信息應用與效勞體系的結構、技術和實施，基于空間信息網(wǎng)格〔SIG〕平臺是一個為城市規(guī)劃、建立與開展的城市綜合效勞平臺。在制度方面，有10類空間信息資源，包括城市規(guī)劃、土地利用、房地產(chǎn)、水系、交通、市政設施建立、環(huán)境保護、衛(wèi)生、城市綠化和根底地理信息數(shù)據(jù)。此外，空間信息處理是通過GISWeb效勞手段提供的。資源與效勞，都分布在不同的網(wǎng)絡節(jié)點上。創(chuàng)造一個儲存所有的數(shù)據(jù)的空間信息數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)。門戶發(fā)布是主要用戶界面的系統(tǒng)，在門戶上有三大功能。首先，用戶可以靠檢索結果搜索數(shù)據(jù)和獲取分布式數(shù)據(jù)。其次，一些空間加工具有開發(fā)Web應用的地理信息網(wǎng)絡效勞。例如文件格式轉換，空間協(xié)調(diào)轉移、地圖概括與空間分析等課程使用。第三，可搜尋現(xiàn)有的地理信息網(wǎng)絡效勞系統(tǒng)并且可以被注冊。自2005該系統(tǒng)已在為政府網(wǎng)高效率的工作。[關鍵詞]：空間信息網(wǎng)格(SIG)城市空間信息效勞1引言隨著信息技術和地理信息科學的開展，空間信息已廣泛應用于眾多領域。大批建立地理信息系統(tǒng)存儲和處理信息資源的巨大空間。由于這些系統(tǒng)都是孤立的，并均勻分布，因此很難被直接分享，整合資源，直接被利用。隨著空間信息應用，尤其是城市空間信息、傳統(tǒng)的技術已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有的系統(tǒng)要求。格網(wǎng)和Web效勞是可以實現(xiàn)資源共享和加工巨大分布是資源的新穎的技術,它可以提供一個有效的方法來分享、整合和利用分布在網(wǎng)上資源。他們形成一個開放、規(guī)的信息根底設施實施開掘大規(guī)模資源、獲取、分享、整合(czajkowski等，2001)。早在九十年代初，已經(jīng)開場研究網(wǎng)格技術，已經(jīng)有許多有用的工具和工具箱。例如Globus，Condor，Legion，SRB，LDAP，OOFS等(BoydD,2003)。此外，一些試驗的系統(tǒng)已經(jīng)被建立，像DataGrid,iVDGL和PPDG基于網(wǎng)格和Web效勞技術空間信息網(wǎng)格(SIG)中是先進解決當前空間信息共享與整合問題。SIG是一個根底,它有能力提供空間信息效勞，根據(jù)用戶需求的手段收集、交流,組織了大規(guī)模的加工、分布式空間信息資源。SIG的目的是效勞于需求，一按就足以應付(等，2003)。*yubailanggmail.;6;:62002年SIG項目在城市()空間信息應用與效勞系統(tǒng)已經(jīng)納入國家高技術研究和開發(fā)計劃中(863)。研究生產(chǎn)的項目：市空間信息應用與效勞體系、一個圖形平臺、自2005年年底已經(jīng)為市政府網(wǎng)建立和高效率的工作。本文闡述了市空間信息應用與效勞體系的結構、技術和實施，基于空間信息網(wǎng)格〔SIG〕平臺是一個為城市規(guī)劃、建立與開展的城市綜合效勞平臺。2建筑SIG建立了多層次的包含許多部件空間信息框架，例如：巨大的空間數(shù)據(jù)管理分發(fā)工具、空間信息分析軟件、高性能電腦設備、空間信息應用效勞和為實施空間信息互操作標準。SIG系統(tǒng)可分為三層(湯等。2004年和他等。2005年)：(1)空間信息資源，(2)統(tǒng)一管理和處理平臺，(3)空間信息應用環(huán)境。市空間信息應用與效勞體系、圖形平臺、是一個綜合效勞平臺，為政府、規(guī)劃、建立和開展的城市。如以下圖1，結構系統(tǒng)分為三層。2.1空間信息資源空間信息資源中龐大的數(shù)據(jù)來自多種空間數(shù)據(jù)獲取裝置、各種空間數(shù)據(jù)庫、計算機資源和信息效勞。而在等城市空間信息應用與效勞體系中，共有十項空間信息資源載體形式，包括城市規(guī)劃、土地利用、房地產(chǎn)、水系、交通、市政設施建立、環(huán)境保護、衛(wèi)生、城市綠化和根底地理信息數(shù)據(jù)。高分辨率航空照片,涵蓋整個地區(qū)。所有資源空間信息儲存在數(shù)據(jù)庫和地理分布在不同的數(shù)據(jù)，單一數(shù)據(jù)庫建立空間信息獲取所有的地理數(shù)據(jù)，其中描述空間信息，包括識別、地理分布、時間圍、信息發(fā)布等。2.2加工和經(jīng)營各種效勞平臺空間信息處理功能,包括文件格式轉換、協(xié)調(diào)空間轉移、制圖概括與空間分析等?？臻g信息處理效勞提供兩種方式：網(wǎng)上下載個人電腦軟件和效勞。以網(wǎng)上效勞為手段提供網(wǎng)上效勞,地理分布在不同節(jié)點。一些工具和效勞，提供管理職能的管理平臺構成了市空間信息，應用與效勞體系、管理制度能發(fā)揮得編地質數(shù)據(jù)的空間信息、限制用戶權限、審批申請一些特別的效勞。2.3空間信息應用環(huán)境空間信息應用環(huán)境，提供貿(mào)易對象應用入門、用戶界面、開發(fā)工具。這樣使指令使用方便、容易。門戶發(fā)布的主要用戶界面上的市空間信息應用與效勞體系，有三大功能。首先,用戶可以搜索緣預演和掌握數(shù)據(jù)。其次,一些空間加工,開發(fā)Web應用地理信息網(wǎng)絡效勞提供者使用，有的空間處理工具可以從搜索和下載。第三,已成立登記中心。地理信息網(wǎng)絡效勞系統(tǒng)，可在現(xiàn)有搜尋根底上，讓用戶注冊，也可以利用地理空間信息網(wǎng)絡效勞，形成新的加工工具。3技術3.1XML和GML的技術XML是擴展標記語言的簡稱，是一種W3C認可的標準文件標識。XML的描述了一類稱為XML文檔的數(shù)據(jù)對象，并局部描述該計算機程序的行為過程。XML是應用SGML的形式限制或輪廓，標準廣義標記語言。XML文件是由稱為實體的存儲單位，其中含有unparsed數(shù)據(jù)。解析數(shù)據(jù)由字符，編碼標示說明文件的存儲布局和邏輯結構。XML技術提供了一種機制來限制儲存布局和邏輯結構。地理標記語言(GML)是一個以XML的編碼為運輸和儲存的地理信息，包括地理特征的幾何和性能。GML的對象提供了多種類型的描述，包括地理特點，參照坐標系統(tǒng),幾何，拓撲，時間，矢量單位和廣義的價值。GML的目的也是在一個廣域網(wǎng)絡中為數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲，從更廣的建立標準W3C的互聯(lián)網(wǎng)、GML的地理信息是用來表達的方式,可以隨時在網(wǎng)上共享。另外,提供一套共同GML的地理造型物體使互用獨立研制應用。GML的一個重要特點就是繼承自XML的規(guī)格,把空間和非空間容重新組織。3.2Web效勞與GISWeb效勞Web效勞提供一種新的分布式計算。Web效勞包括電腦網(wǎng)絡、效勞器、手持裝置、綱領、應用和網(wǎng)絡設備。這個網(wǎng)絡根據(jù)用戶需要的形式，可以發(fā)揮分布式計算的最正確匹配裝置，并及時提供資料。Web效勞是一種在網(wǎng)上自我描述的模塊化應用查閱。它暴露了XML的接口,可以通過注冊所在地、注冊Web效勞，使用XML信息溝通等效勞，包括與地理信息網(wǎng)絡效勞相結合的新技術和地理信息Web效勞。通過地理Web效勞提供的資源和地理空間信息處理功能，使用者可以用因特網(wǎng)和萬維網(wǎng)的革命化、地理空間數(shù)據(jù)應用的根本途徑。地理信息網(wǎng)絡效勞的開展，是一個悠久的傳統(tǒng)技術，利用新的計算機可以改善的空間數(shù)據(jù)管理方式。目前的效勞標準，包括網(wǎng)絡地圖制圖效勞(WMS)、網(wǎng)上效勞專題報道(世界糧食首腦會議)及網(wǎng)上效勞實施細那么。3.3SOAP在分布式Web效勞環(huán)境中，SOAP是一個輕量級的結構信息交換協(xié)議，它以一個可擴展的XML技術界定短信架構平臺，可以提供一個信息交換構建。各種根本協(xié)議：如HTTP協(xié)議、文件傳輸、傳輸?shù)?。SOAP界定兩種信息，包括請求和響應，允許效勞請求者請求允許遠程程序和效勞提供商回應這些要求。一個SOAP消息分為兩個局部，一個XML的頭和有效載荷，運輸層之間相差，但依舊是XML的載荷。建立的GIS平臺有三個主要的問題必須解決；(1)如何分享和獲得分布式空間的信息資源；(2)如何提供空間的信息處理在網(wǎng)上的效勞；(3)如何作為系統(tǒng)的主要的用戶界面建立入口。4執(zhí)行4.1分享和獲得分布式空間的信息資源圖2中說明的是市分享和獲得分布式空間的資源工作的程序空間的信息應用和效勞系統(tǒng)。首先，在地球的資源中建立一個數(shù)據(jù)庫使用所有分布式空間。那有多類型空間信息資源的描述信息，包括容介紹，數(shù)據(jù)描述，地理發(fā)行，圍，出版的信息，提供者信息并且訪問的制約描述容，質量和獲取方法?？臻g信息資源的提供者記錄，把地理數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫，使用二類型數(shù)據(jù)的編輯工具，包括基于客戶機/效勞器的個人計算機軟件和基于Browser/Server網(wǎng)的應用。其次,用戶有條件地搜尋地理信息和發(fā)現(xiàn)他們空間信息資源的主要數(shù)據(jù)。地理數(shù)據(jù)詢問系統(tǒng)根據(jù)構成門站點部份的網(wǎng)被開發(fā)出來。用戶能定做多個詢問情況和執(zhí)行查尋過程，在新網(wǎng)頁中記錄所有結果，并且查看各個記錄細節(jié)。第三，用戶可以添加空間信息資源的地圖冊并在瀏覽器中預覽。以瀏覽器為根底的空間數(shù)據(jù)的開發(fā)JavaApplet是用來展示空間分布與分布。在網(wǎng)上，空間數(shù)據(jù)是從不同的地方輸入門戶的效勞器。把效勞器的空間數(shù)據(jù)轉換為GML的載體并展示給大家。最后，用戶可以打印或下載地圖數(shù)據(jù)的授權交換格式，如GML和ESRI中的共享文件。4.2空間信息處理效勞在實施城市空間信息應用與效勞體系中，地理信息Web效勞的主要任務是向分布式空間信息處理并提供效勞。單一地理Web效勞由兩局部組成：地理信息效勞器和Web效勞包裝。前者是核心功能模塊的地理Web效勞和能力的空間信息過程；后者是用來建構網(wǎng)頁的標準框架和流通效勞。地理Web效勞的開發(fā),主要有兩個步驟：開發(fā)GIS地理信息效勞器和包裝Web效勞。首先,GIS地理信息效勞器中各功能模塊依靠興旺的效勞功能提供。它們以從根本經(jīng)營制度出發(fā)、同時利用地理成分可為一些興旺國家開發(fā)軟件,如MapObjects的，MapX等。相關組件對象技術，例如組件/DCOM的，CORBA技術等，應當改良。此外，模塊接口必須接觸到可援引的編程語言，用Web效勞包裝。其次，在Web效勞包裝，效勞引用，開發(fā)應用地理信息效勞器，以解析請求和響應SOAP消息，并出示了Web效勞描述語言(WSDL格式)的效勞。申請開辦的網(wǎng)上效勞，提供效勞超過集裝箱效勞網(wǎng)絡。開展地理Web效勞可以插話樣本點格化地圖為例。反距離加權插值是一種常見的空間信息處理功能。它采用線性加權組合電池價值觀一套樣本點。首先，VisualBasic地理信息效勞器和MapObjects的開發(fā)，這是一種地理組成的ESRI開發(fā)。Idw.dll載的功能和getidwfile接口。抽樣點矢量數(shù)據(jù)可以插成網(wǎng)格多邊形數(shù)據(jù)引用getidwfile功能。其次，Java程序語言是用來包裝的地理Web效勞。效勞應用程序是用JAVA語言編碼的，主要功能是在idwinterpolateservice階層中，實施Shapefile的采樣點的ESRI地理上載到Web效勞作為SOAP消息請求并儲存在被效勞器解析后的idwinterpolateservice階層中。Java密碼解析請求扣押SOAP消息如下：privateAttachmentPart[]getMessageAttachments()throwsAxisFault{MessagereqMsg=MessageContext.getCurrentContext().getRequestMessage();AttachmentsmessageAttachments=reqMsg.getAttachmentsImpl();if(messageAttachments==null){returnnull;}intattachmentCount=messageAttachments.getAttachmentCount();AttachmentPart[]attachments=newAttachmentPart[attachmentCount];Iteratorit=messageAttachments.getAttachments().iterator();intcount=0;while(it.hasNext()){attachments[count++]=(AttachmentPart)it.next();}returnattachments;}通過Java外鄉(xiāng)接口(JNI),可連接到idwinterpolateservice和idw.dllgetidwfile功能。于是檔案熟語為連接SOAP消息并運往客戶。三是通過為軸心Web效勞部署集裝箱效勞，部署Web效勞的軸，一個名叫Web效勞器部署描述檔案需要提供一種機制之間建立映射，名稱及實施Web效勞。wsdd文件的描述如下：<servicename="IDWInterpolate"provider="java:RPC"><parametername="className"value="IDWInterpolateService"/><parametername="allowedMethods"value="*"/></service></deployment>系統(tǒng)中用Java，學位評插地理Web效勞部署在阿帕奇軸，阿帕奇軸會自動生成Web效勞描述語言的效勞，這項效勞可以在網(wǎng)上引用。4.3建立入門門戶的主要功能市空間信息應用與效勞體系列。在市的門戶主要功能是空間信息應用與效勞體系：(1)在門戶，政府提供應用戶，包括數(shù)據(jù)提供、效勞提供商和最終用戶登記制度。管理員在空間信息應用與效勞系統(tǒng)城市不同用戶給予相應機關。建立制度后，用戶可以利用或提供的數(shù)據(jù)和效勞。(2)建立空間數(shù)據(jù)中心，在入門，提供空間信息資源的分布。細節(jié)如何分享和掌握空間信息資源在空間分布數(shù)據(jù)中心發(fā)布已頒發(fā)第410條。(3)空間處理中心有能力提供各種效勞，處理資料的空間門戶。在空間加工中心、Web應用提供了一些地理空間信息資源的加工。每個Web應用開發(fā)的地理信息由一個或多個網(wǎng)絡效勞，分布于不同地理網(wǎng)上節(jié)點。在此同時，在入門中一些電腦軟件加工空間可以搜索并下載空間加工。用戶可以使用該軟件來處理空間信息資源，它們在擁有個人電腦離線。表一中可以看出，在空間加工中心已有15個應用系統(tǒng)和地理信息網(wǎng)上下載2套電腦軟件、劃分為4類。原行政區(qū)劃資料是地圖中Shapefile格式的ESRI和根本單位地圖是座村鎮(zhèn)。在性能數(shù)據(jù)表、這是有記錄的實地區(qū)區(qū)域名稱，磚、鄉(xiāng)鎮(zhèn)所屬。Web應用地理信息可以用來計算出各區(qū)分發(fā)中心區(qū)域。一、通過對話是把原始數(shù)據(jù)存到效勞器的網(wǎng)頁；二、申請表及解析數(shù)據(jù)參數(shù)的網(wǎng)頁；三、用戶計算參數(shù)和要求提交給效勞器；四、加工整理和應用的結果。注冊中心,Web效勞是地理局部的門戶。地理信息網(wǎng)絡效勞提供商的效勞中心,可以登記。地理信息網(wǎng)絡效勞,用戶搜索并已獲得注冊的描述。而用戶可以利用地理信息網(wǎng)絡效勞功能。5結論和未來工作空間信息網(wǎng)格(SIG)是一個嶄新的概念，即解決當前的共享與整合問題。市空間信息應用與效勞體系是SIG公司的一個綜合平臺，為市政府規(guī)劃建立與城市開展提供效勞。本文介紹了該結構技術和功能的使用。自2005年以來，該系統(tǒng)已在市政府網(wǎng)有效工作。市空間信息應用與效勞系統(tǒng)的建立和應用的可行性和有效性表示，空間信息資源的共享和一體化。SIG中空間信息應用與效勞系統(tǒng)是一個開放系統(tǒng)。在未來，有更多的空間信息資源和地理信息需要處理效勞，有需要補充的功能。大量的研究和實驗,是需要提高穩(wěn)定性和效率的根底。感我們的研究工作得到了國家高技術研究開展計劃〔863計劃〕的支持，第2002aa134020號和第2004aa131010號。附錄2ImplementingSIGbasedplatformofapplicationandserviceforcityspatialinformationinShanghaiBailangYu*,JianpingWu#KeyLab.ofGeographicInformationScience,MinistryofEducation,East3663NorthZhongshanRd.,ABSTRACTSpatialInformationGrid(SIG)isaninfrastructurethathastheabilitytoprovidetheservicesforspatialinformationaccordingtousers’needsbymeansofcollecting,sharing,organizingandprocessingthemassivedistributedspatialinformationresources.Thispaperpresentsthearchitecture,technologiesandimplementationoftheShanghaiCitySpatialInformationApplicationandServiceSystem,aSIGbasedplatform,whichisanintegratedplatformthatservesforadministration,planning,constructionanddevelopmentofthecity.IntheSystem,therearetencategoriesofspatialinformationresources,includingcityplanning,land-use,realestate,riversystem,transportation,municipalfacilityconstruction,environmentprotection,sanitation,urbanafforestationandbasicgeographicinformationdata.Inaddition,spatialinformationprocessingservicesareofferedasameansofGISWebServices.Theresourcesandservicesarealldistributedindifferentweb-basednodes.Asingledatabaseiscreatedtostorethemetadataofallthespatialinformation.AportalsiteispublishedasthemainuserinterfaceoftheSystem.Therearethreemainfunctionsintheportalsite.First,userscansearchthemetadataandconsequentlyacquirethedistributeddatabyusingthesearchingresults.Second,somespatialprocessingwebapplicationsthatdevelopedwithGISWebServices,suchasfileformatconversion,spatialcoordinatetransfer,cartographicgeneralizationandspatialanalysisetc,areofferedtouse.Third,GISWebServicescurrentlyavailableintheSystemcanbesearchedandnewonescanberegistered.TheSystemhasbeenworkingefficientlyinShanghaiGovernmentNetworksince2005.Keywords:SpatialInformationGrid(SIG),CitySpatialInformation,Service,ShanghaiINTRODUCTIONWiththedevelopmentofInformationTechnologyandGeographicInformationScience,thespatialinformationiswidelyusedinnumerousdomains.LargenumbersofGeographicInformationSystemsareestablishedtostoreandprocessenormousspatialinformationresources.Forthesesystemsarealwaysisolated,distributedandheterogeneous,itisdifficulttoshare,integrateandutilizetheresourcesdirectly.Withtheincreasingapplicationofspatialinformation，especiallycityspatialinformation,thetraditionaltechnologiesandexistingsystemscannotsatisfytherequirement.GridandWebService,noveltechnologiesthatcanimplementsharingandprocessingenormousdistributedresources,provideaneffectivemethodtoshare,integrateandutilizedistributedresourcesontheweb.Andtheyformanopenandstandardinformationinfrastructuretoimplementlarge-scaleresourcesdiscovering,accessing,sharing,andintegrating(Czajkowskietal.,2001).Sincetheearly1990s,theresearchonGridtechnologyhasalreadystarted.Therearemanyusefultoolsandtoolkitsnowavailable,e.g.Globus,Condor,Legion,SRB,LDAP,OOFSandsoon(BoydD,2003).Inaddition,sometrialsystemsareestablished,suchasDataGrid,iVDGL(.)andPPDG(.).BasedonGridandWebServicetechnologies,SpatialInformationGrid(SIG)isadv