基于WebGIS的校園電子地圖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

基于WebGIS的校園電子地圖的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)摘要：隨著GIS系統(tǒng)應(yīng)用的普及，校園電子地圖也逐漸得到關(guān)注。以某高校為例，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了具有動(dòng)態(tài)地圖操作〔如放大、縮小、瀏覽〕功能的萬(wàn)維網(wǎng)校園電子地圖。校園電子地圖的開(kāi)發(fā)中主要使用的是ArcGIS技術(shù)?；贏rcGIS技術(shù)開(kāi)發(fā)的校園WebGIS系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)校園空間信息發(fā)布與效勞的根底平臺(tái)。關(guān)鍵詞：地理信息系統(tǒng)；校園電子地圖；ArcGIS引言“數(shù)字校園〞的歷史要追溯到上個(gè)世紀(jì)，1990年由美國(guó)克萊蒙特大學(xué)教授凱尼斯·格林〔KennethGreen〕發(fā)起并主持的一項(xiàng)大型科研工程“信息化校園方案〞〔thecampuscomputingpro-ject〕，被認(rèn)為是數(shù)字化校園概念的最早出現(xiàn)。為了快速、準(zhǔn)確獲取校園的地理信息，以及為校園的管理、規(guī)劃、設(shè)計(jì)提供準(zhǔn)確而詳細(xì)的數(shù)據(jù)，作為校園數(shù)字化的一個(gè)重要組成，校園電子地圖應(yīng)運(yùn)而生：它是以互聯(lián)網(wǎng)作為傳播介質(zhì)的一種新型數(shù)字地圖，能為用戶提供在空間上連續(xù)的信息描述，提供空間信息的查詢、檢索等功能。近幾年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的開(kāi)展以及國(guó)家對(duì)高等教育投入的逐年增加，尤其是隨著高校的擴(kuò)招和合并，高校規(guī)模越來(lái)越大，從原來(lái)的一處辦學(xué)，單一辦學(xué)，開(kāi)展到多處辦學(xué)，建立分校，聯(lián)合辦學(xué)等。我國(guó)高等學(xué)校校園面積大、建筑物多、設(shè)備多，功能齊全，地上、地下的管網(wǎng)、供電和通信線路交叉分布，這些信息用常規(guī)的管理方法難以實(shí)現(xiàn)有效的管理。高等院校的校園電子地圖建設(shè)越來(lái)越受到重視。本文以某高校為例，設(shè)計(jì)和繪制出具有簡(jiǎn)單瀏覽功能的校園電子地圖。實(shí)現(xiàn)的根本功能如下：〔1〕地圖的平移功能：圖幅大的地圖不能在一屏上全部顯示，因此要求提供地圖的上、下、左、右平移功能，這樣就可以將一幅地圖全部瀏覽到?！?〕地圖的放大和縮小功能：僅提供平移功能是不夠的，需要觀察地圖局部的詳細(xì)情況或需要從整體上觀察一幅地圖時(shí)，要實(shí)現(xiàn)電子地圖的放大和縮小。1校園電子地圖的開(kāi)發(fā)環(huán)境開(kāi)發(fā)中選用ArcGIS9.2為系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)，采用ArcIMS作為與ArcGIS9.2配套的用戶開(kāi)發(fā)工具。在系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn)上，利用ESRI的開(kāi)發(fā)工具ArcGIS來(lái)構(gòu)建WebGIS的系統(tǒng)方案。在ArcGIS開(kāi)發(fā)環(huán)境下，進(jìn)行電子地圖的規(guī)劃編輯，創(chuàng)立適合在ArcIMS中進(jìn)行發(fā)布的文件。最后使用互聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)發(fā)布系統(tǒng)ArcIMS進(jìn)行校園電子地圖發(fā)布。2校園電子地圖的設(shè)計(jì)建設(shè)數(shù)字校園系統(tǒng)，確定運(yùn)行環(huán)境之后，系統(tǒng)必須要有相關(guān)的地圖及屬性數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)準(zhǔn)備與整理占用大局部時(shí)間和資源。所以，校園地理信息數(shù)據(jù)至關(guān)重要。2.1原始數(shù)據(jù)準(zhǔn)備為了將現(xiàn)有的校園地圖轉(zhuǎn)變?yōu)榭蛇M(jìn)行查詢、分析、統(tǒng)計(jì)的電子信息，必須進(jìn)行校園地圖的矢量化。因?yàn)槭噶繄D形中每個(gè)目標(biāo)均為單個(gè)矢量單位〔點(diǎn)、線、面〕或多個(gè)矢量單位的結(jié)合體?；谶@樣的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，我們可以很方便地在地圖上編輯各個(gè)地物、將地物歸類，以及求解各地物之間的空間關(guān)系，并有利于地圖的瀏覽、輸出。獲取矢量化地圖通常有以下幾種途徑：〔1〕從地圖銷售商處購(gòu)置GIS軟件所支持的矢量化電子地圖〔如ArcView的Shape文件、ArcInfo的Coverage、AutoCAD的DXF/DWG格式等〕；〔2〕使用特殊的數(shù)字化掃描儀將紙質(zhì)地圖圖紙內(nèi)容自動(dòng)數(shù)字化，這樣掃描和矢量化同時(shí)進(jìn)行，掃描的結(jié)果就能以矢量化的格式存盤?！?〕利用軟件直接繪制與錄入空間數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)。由于校園地圖數(shù)據(jù)量不是很大，而且校園規(guī)劃平面圖也有和實(shí)際地理信息不一致的地方，因此采用第三種方式，即使用AutoCAD和ArcGIS軟件自身的數(shù)字化功能，根據(jù)已經(jīng)做好的學(xué)校草圖直接繪制。因?yàn)锳utoCAD具有完善的圖形繪制和編輯功能、用戶界面良好，所以先使用AutoCAD進(jìn)行數(shù)據(jù)的直接繪制，在Auto-CAD中進(jìn)行不同圖層的分層，再用ArcGIS軟件將保存好的dwg格式數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化生成.shp、.shx、.dbf文件和多層標(biāo)注層。本文的數(shù)據(jù)來(lái)源就是用AutoCAD繪制的.dwg格式文件。2.2數(shù)據(jù)分層一個(gè)主題在地圖上就表現(xiàn)為一個(gè)圖層，圖層是屬性一致的地理實(shí)體或者特征相同的地理因子在空間分布上的集合，把視圖分為不同主題〔圖層〕，便于用戶對(duì)視圖進(jìn)行查詢、修改、添加和刪除等操作。地圖分層技術(shù)不僅可以將復(fù)雜的地圖簡(jiǎn)單化，簡(jiǎn)化了系統(tǒng)模型和處理過(guò)程，而且以單一的圖層作為處理單位，也使系統(tǒng)具有很大的靈活性。在已經(jīng)完成制作電子地圖所需的原始數(shù)據(jù)的采集工作并繪制出電子地圖的草圖的根底上，本系統(tǒng)的原始數(shù)據(jù)采用的就是已經(jīng)繪制好的草圖。在對(duì)校園內(nèi)建筑物、道路等不同類別校園信息進(jìn)行認(rèn)真分析后，將校園信息提煉為幾類：教學(xué)樓、后勤保障、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館、綠地層、道路層、圖書館、辦公樓、宿舍、大禮堂、人行道、墻。因此圖層劃分為辦公樓、道路、后勤、教學(xué)樓、禮堂、綠地、墻、人行道、宿舍、圖書館和運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地等11個(gè)。經(jīng)過(guò)這樣的圖層劃分，用戶可以根據(jù)關(guān)心的重點(diǎn)不同決定哪些圖層予以顯示并進(jìn)行專門的操作，更加方便了實(shí)際的管理。2.3dwg格式地圖數(shù)據(jù)到shp格式地圖數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換在ArcCatalog中，可以發(fā)現(xiàn)一個(gè)CAD文件會(huì)有兩種形式：一種是白色圖標(biāo)的CADDrawingfile，另一種是藍(lán)色圖標(biāo)的CADfeaturedataset。CADfeaturedataset將CAD按要素類的幾何類型分為annotationmultipatchpointpolygon和polyline五類，annotation表示注記要素類，multipatch表示3D面要素類，point表示點(diǎn)要素類，polygon表示面要素類，polyline表示線要素類。使用的CAD數(shù)據(jù)，主要就是指使用CADfeaturedataset中的內(nèi)容。本課題中要用到的是CADfeaturedataset中的polyline要素類?？梢栽贏rcMap中進(jìn)行dwg格式地圖數(shù)據(jù)到shp格式地圖數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。2.4地圖文件建立Mxd地圖文件是ArcMap生成的工程文件，將所有的shape-file文件加載到同一個(gè)mxd文件中，能更好地看出地圖的整體效果，可以通過(guò)修改mxd文件對(duì)需要修改的shapefile文件進(jìn)行修改。地圖建立后加載shapefile數(shù)據(jù)文件，保存時(shí)生成一個(gè)mxd文件。所有圖層加載在一起，能看出整體效果，從圖中看得出因?yàn)榈貓D文件里顏色太多而顯得很亂，所以可以圖層換顏色，使地圖到達(dá)一個(gè)協(xié)調(diào)美觀的效果。地圖添加標(biāo)注后能有利于終端用戶的瀏覽，標(biāo)注是地圖的語(yǔ)言，地圖符號(hào)設(shè)計(jì)的成功與否，對(duì)地圖的表示效果起著決定性的影響。添加標(biāo)注后的地圖文件如圖1所示。3校園電子地圖的發(fā)布校園電子地圖的網(wǎng)絡(luò)發(fā)布流程圖如圖2所示。首先使用Author創(chuàng)立地圖配置文件，在發(fā)布制作的地圖到網(wǎng)站前，必須使用ArcIMS的Administrator工具創(chuàng)立一個(gè)地圖效勞〔MapService〕。一旦創(chuàng)立了地圖效勞并用Administrator啟動(dòng)效勞后，就可以設(shè)計(jì)網(wǎng)站進(jìn)行發(fā)布了。創(chuàng)立完了網(wǎng)站，可以通過(guò)瀏覽器來(lái)訪問(wèn)。翻開(kāi)瀏覽器，在瀏覽器的地址欄中輸入網(wǎng)站的URL地址，格式為：://主機(jī)名/目錄/網(wǎng)站名稱這里瀏覽時(shí)輸入://e64eec9552a145a/Website\zzulimap\viewer.htm并回車，看到網(wǎng)站的效果如圖3所示。4結(jié)語(yǔ)通過(guò)使用ArcMap對(duì).shp文件進(jìn)行編輯，在ArcIMS中進(jìn)行相關(guān)的認(rèn)證配置和調(diào)試，使用ArcIMS的Designer工具進(jìn)行web地圖的發(fā)布，最終效果如圖4所示。設(shè)計(jì)的校園電子地圖網(wǎng)站具有以下功能：〔1〕地圖的平移功能：圖幅大的地圖不能在一屏上全部顯示，因此要求提供地圖的上、下、左、右平移功能，這樣就可以將一幅地圖全部瀏覽到。〔2〕地圖的放大和縮小功能：僅提供平移功能是不夠的、需要觀察地圖局部的詳細(xì)情況或需要從整體上觀察一幅地圖時(shí)，要實(shí)現(xiàn)電子地圖的放大和縮小。〔3〕地圖圖層的控制顯示功能：通過(guò)對(duì)圖層的選擇，終端用戶可以對(duì)圖層進(jìn)行選擇性地查看。本文以建立校園電子地圖為目標(biāo)，對(duì)實(shí)現(xiàn)校園萬(wàn)維網(wǎng)電子地圖提出了應(yīng)用ArcGIS與ArcIMS進(jìn)行開(kāi)發(fā)的設(shè)計(jì)方案，結(jié)合現(xiàn)有的根底地理資料，初步實(shí)現(xiàn)了校園電子地圖的網(wǎng)上發(fā)布，根本到達(dá)了設(shè)計(jì)的預(yù)期目標(biāo)。參考文獻(xiàn)：[1]PodlasovAAgeenkoEFrntiP.Morphologicalreconstructionofsemanticlayersinmapimages［J