基于MapX組件式校園地理信息系統(tǒng)研究

姜 雪

[摘要]首先校園地理信息系統(tǒng)(CGIS)的產(chǎn)生發(fā)展和研究現(xiàn)狀,并較詳細(xì)地闡述開發(fā)校園地理信息系統(tǒng)的目的意義和功能實(shí)現(xiàn)。然后從實(shí)用的角度探討校園地理信息系統(tǒng)集成組件開發(fā)的不同設(shè)計(jì)方式和若干關(guān)鍵技術(shù)。在此基礎(chǔ)上,介紹基于VB語言和MapX控件集成校園地理信息系統(tǒng)(CGIS)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。

[關(guān)鍵詞]地理信息系統(tǒng)(GIS)面向?qū)ο驧apX組件技術(shù)

中圖分類號:TP3文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1110080-02

一、地理信息系統(tǒng)概念

地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System,簡稱為GIS),是由計(jì)算機(jī)軟硬件和不同方法組成的能夠?qū)Ａ康目臻g信息進(jìn)行采集、存儲、處理、分析、更新和顯示的計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)。它是由地圖制圖學(xué)、地理學(xué)、測量學(xué)、遙感學(xué)與計(jì)算機(jī)技術(shù)相結(jié)合產(chǎn)生的邊緣性學(xué)科。

作為一種主要處理地理空間數(shù)據(jù)的系統(tǒng),地理信息系統(tǒng)(GIS)除了具有普通數(shù)據(jù)庫(CDBS)的研究內(nèi)容外,主要還包括關(guān)于空間數(shù)據(jù)的輸入、存儲、檢索以及空間運(yùn)算、空間分析等方面的研究內(nèi)容。與傳統(tǒng)意義上的信息系統(tǒng)相比,地理信息系統(tǒng)的優(yōu)勢在于:它不僅能夠存儲、分析和表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界中的各類對象的屬性信息,而且能處理、表達(dá)事物之間地理空間分布狀況的空間關(guān)系,從空間和屬性兩個(gè)方面對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行綜合、分析、管理,以方便地獲取信息,滿足應(yīng)用和研究的需要,并將結(jié)果以圖形或數(shù)字等多種手段直觀的表達(dá)出來。

可見,地理信息系統(tǒng)以其混合數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和獨(dú)特的地理空間分析功能而獨(dú)樹一幟,可以將地理信息系統(tǒng)理解為:GIS=CAD+DATABASE+SPATIAL OPEA

TION。

二、控件MapX簡介

MapX是MapInfo公司向用戶提供的具有強(qiáng)大地圖分析功能的ActiveX控件產(chǎn)品,由于它是一種基于Windows操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)控件,因而能支持絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的可視化開發(fā)環(huán)境,如Visual C++、Visual Basic、Delphi、Power Builder等。編程人員在開發(fā)過程中可以選用自己最熟悉的開發(fā)語言,輕松地將地圖處理功能嵌入到應(yīng)用程序中,并且可以編譯成exe文件,脫離Maplnfo的軟件平臺運(yùn)行。利用MapX,能夠簡單快速地在企業(yè)應(yīng)用中嵌入地圖功能,增強(qiáng)企業(yè)應(yīng)用的空間查詢和空間分析能力,實(shí)現(xiàn)企業(yè)應(yīng)用的增值。MapX采用基于MapInfo Professional的相同的地圖化技術(shù),可以實(shí)現(xiàn)MapInfo Professional具有的絕大部分地圖編輯和空間分析功能。而且,MapX提供了各種工具、屬性和方法,實(shí)現(xiàn)這些功能是非常容易的。因此,MapX非常適合中小型的GIS應(yīng)用開發(fā)。MapX主要有下面這些功能:

1.MapInfo格式地圖的顯示;

2.對地圖的隨意瀏覽功能;

3.專題地圖制作;

4.數(shù)據(jù)綁定;

5.圖層控制;

6.生成和編輯地圖對象;

7.簡單的地理數(shù)據(jù)、屬性查詢;

8.支持柵格地圖圖像;

9.自動(dòng)和動(dòng)態(tài)注釋;

10.提供強(qiáng)大的遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)庫連接。

三、校園地理信息系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀

“數(shù)字地球”、“數(shù)字城市”是近幾年來地球空間信息科學(xué)研究的熱境。隨著世界各國校園信息化建設(shè)的發(fā)展,“數(shù)字校園”的概念也相應(yīng)出現(xiàn)。從廣義上講,數(shù)字校園是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ),利用先進(jìn)的信息化手段和工具,實(shí)現(xiàn)從環(huán)境(包括設(shè)備、教室等)、資源(如圖書、講義、課件、信息等)、到活動(dòng)(包括教學(xué)、管理、服務(wù)、辦公等)的全部數(shù)字化。在傳統(tǒng)校園的基礎(chǔ)上構(gòu)建一個(gè)數(shù)字空間以拓展現(xiàn)實(shí)校園的時(shí)間和空間維度,從而提升傳統(tǒng)校園管理的效率,擴(kuò)展傳統(tǒng)校園管理的功能,最終實(shí)現(xiàn)教育過程的全面信息化。達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量、科研和管理水平的目的。

隨著信息可視化(Information Visualization)技術(shù)和GIS技術(shù)的發(fā)展及廣泛應(yīng)用,出現(xiàn)了另一種數(shù)字校園的理念,即在現(xiàn)實(shí)校園的基礎(chǔ)上構(gòu)建可視化的虛擬校園。這是一種基于地理坐標(biāo)系建立的關(guān)于校園的空間信息模型,通過信息網(wǎng)絡(luò)將現(xiàn)實(shí)校園的各種信息收集、整理、歸納、存儲、分析和優(yōu)化,進(jìn)而對校園的各種資源、生態(tài)環(huán)境、社會環(huán)境、教學(xué)環(huán)境等方面的實(shí)體和現(xiàn)象進(jìn)行模擬、仿真、表現(xiàn)、分析和深入認(rèn)識網(wǎng)?，F(xiàn)在許多高等院校都建立了自己的校園地理信息系統(tǒng),將GIS技術(shù)與傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)相結(jié)合,利用GIS提供的空間管理和空間分析功能去解決常規(guī)管理方法難以解決的許多問題。但是建設(shè)數(shù)字校園是一項(xiàng)復(fù)雜而龐大的工程,它一方面需要學(xué)校內(nèi)部多方面相互配合,理順學(xué)校的內(nèi)部管理機(jī)制;另一方面,建設(shè)過程應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃、分期進(jìn)行。因此,校園地理信息系統(tǒng)應(yīng)該首先規(guī)劃出分類管理模塊和功能模塊,然后逐一實(shí)現(xiàn)每個(gè)模塊的功能,同時(shí)還要考慮各個(gè)模塊間的相互關(guān)系和信息交互,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化管理。目前,國內(nèi)許多高等學(xué)校已經(jīng)建成或在建各種類型、復(fù)雜程度不一的基于GIS技術(shù)的校園信息系統(tǒng),如清華大學(xué)、中國地質(zhì)大學(xué)、中科院研究生院、成都理工大學(xué)等。

四、校園地理信息系統(tǒng)研究的目的和意義

高等院校作為積極推廣、使用高新技術(shù)的集中地,理應(yīng)要求學(xué)校管理者掌握的信息現(xiàn)勢性強(qiáng),內(nèi)容豐富準(zhǔn)確,而且能進(jìn)行快速查尋和綜合分析,為學(xué)校的發(fā)展預(yù)測、規(guī)劃決策以及科學(xué)管理提供可靠的依據(jù)。有鑒于此,開發(fā)基于GIS技術(shù)的校園管理信息系統(tǒng)是很有必要的。

校園地理信息系統(tǒng)(CGIS)的建立和應(yīng)用,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(shè)計(jì)、決策快速準(zhǔn)確地提供各種所需的圖、文、聲、像并茂的資料。將CGIS應(yīng)用于學(xué)校后勤管理部門,可以提高學(xué)校后勤管理的水平;將CGIS搭乘上校園網(wǎng)絡(luò)的快車,可以提高管理和決策的透明度,同時(shí)也將擴(kuò)大CGIS的應(yīng)用范圍;將CGIS應(yīng)用校務(wù)管理部門,可以有效的提高校務(wù)管理水平。

基于GIS的校園管理信息系統(tǒng)以電子地圖的形式為平臺,將學(xué)校的各種信息直觀、形象地展現(xiàn)在人們的面前,可以為用戶提供各種校園信息的雙向查詢、檢索和必要的空間分析、統(tǒng)計(jì)操作以及按不同用戶要求輸出地圖、平面圖、專題圖或統(tǒng)計(jì)表、分析圖、文字說明等。高校校園地理信息系統(tǒng)的開發(fā)研究,是適應(yīng)當(dāng)前信息社會中對高校信息化管理的要求,也是建設(shè)“數(shù)字校園”,“校園辦公自動(dòng)化”的初期工作。

建立校園地理信息系統(tǒng)的意義歸納起來主要有以下幾個(gè)方面:

1.有利于用電子數(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、管線的空間位置、分布及其相互關(guān)系。由于系統(tǒng)的空間信息和屬性信息都實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理,可以生成用戶所需的各種數(shù)字化產(chǎn)品,同時(shí)可按各種條件生成和輸出各種圖表和報(bào)表。

2.有利于校園各種建筑物的有序化管理?？煽焖佟?zhǔn)確地進(jìn)行各類建筑物的檢索查詢和定位,為管理和設(shè)計(jì)規(guī)劃提供準(zhǔn)確而詳細(xì)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(yīng)的圖形。

3.有利于學(xué)生信息的有序化管理。將學(xué)生檔案信息與地理信息相結(jié)合,可快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行學(xué)生信息的檢索查詢和定位。

4.有利于校園資源的更加經(jīng)濟(jì)有效的利用。如將校園的地理位置信息與學(xué)生的選課信息相結(jié)合,可以進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)分析和空間分析,實(shí)現(xiàn)教室資源的優(yōu)化配置。

5.有利于建筑物、管網(wǎng)信息的維護(hù)、動(dòng)態(tài)監(jiān)測和更新,從而提高管理水平。

6.由于使用了計(jì)算機(jī)管理,使管理信息便于傳輸,適合一家建設(shè),多家共享。使用網(wǎng)絡(luò)分析工具來優(yōu)化資源調(diào)配,作各種應(yīng)急處理,提高了決策的科學(xué)性。

7.在校園地理信息系統(tǒng)的建設(shè)方面做進(jìn)一步的開發(fā)與研究?？梢詾槌鞘袛?shù)字化做一些基礎(chǔ)牲及實(shí)驗(yàn)性的工作。

五、校園地理信息系統(tǒng)研究的主要功能

校園地理信息系統(tǒng)將校園內(nèi)的圖形、屬性結(jié)合在一起,加以空間分析功能,在可視環(huán)境下解決與校園空間信息有關(guān)的信息查詢、信息發(fā)布、空間規(guī)劃、信息管理等實(shí)際問題。一般來說,校園地理信息系統(tǒng)應(yīng)具有如下功能:

1.分層顯示綜合校園地圖或?qū)ｎ}校園地圖。它能向用戶提供校園地形圖、現(xiàn)狀圖、規(guī)劃圖等方面的信息,并能夠輸出不同類型的地圖。

2.查詢功能。利用屬性表的相關(guān)屬性(如房屋名稱、建筑面積、使用面積、主要用途等)對圖上校園實(shí)體進(jìn)行查詢(由表查圖);利用信息工具查詢路線距離、區(qū)域面積等基本幾何信息;同時(shí)可直接查詢圖上對象的相關(guān)屬性(由圖查表)。

3.統(tǒng)計(jì)功能。系統(tǒng)可按屬性表的相關(guān)屬性進(jìn)行統(tǒng)計(jì),并能以直方圖、餅圖、密度圖等專題圖的形式輸出。

4.將學(xué)生信息與地圖相結(jié)合,實(shí)現(xiàn)學(xué)生信息和其宿舍地理位置等圖上信息的互查及維護(hù),從而改善學(xué)生檔案信息的管理,實(shí)現(xiàn)學(xué)生檔案信息的地理定位。

5.加入多媒體屬性,使用戶可以通過圖象、聲音、文本、影象等各種多媒體來更清楚、全面地了解地圖上地形、地物的地理位置及相互關(guān)系。對多媒體屬性可進(jìn)行制作、編輯、查詢顯示、維護(hù)等操作。

6.實(shí)現(xiàn)緩沖區(qū)分析和最短路徑查詢等空間分析功能。為校園的規(guī)劃設(shè)計(jì)提供一定的輔助分析功能。

數(shù)字校園是建設(shè)信息化高校管理的必然趨勢,引入GIS技術(shù)的數(shù)字校園系統(tǒng)將成為校園新的信息源。它的特點(diǎn)就在于將地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于校園,將校園基礎(chǔ)信息與地理信息系統(tǒng)相結(jié)合。它可以將校園內(nèi)的平面圖、圖形、多媒體信息(如圖像、聲音、文本等)和屬性資料有機(jī)結(jié)合起來進(jìn)行綜合管理。通過系統(tǒng)可對校園內(nèi)地理信息的各種要素進(jìn)行匯總、統(tǒng)計(jì)和分析,也可以在屏幕上進(jìn)行不同格式的地圖輸出。

總之,實(shí)現(xiàn)校園的全面數(shù)字化是一項(xiàng)復(fù)雜而龐大的工程,它一方面需要學(xué)校內(nèi)部多方面相互配合,理順學(xué)校的內(nèi)部管理機(jī)制;另一方面,建設(shè)過程應(yīng)統(tǒng)籌規(guī)劃、分期進(jìn)行。因此,校園地理信息系統(tǒng)應(yīng)該首先規(guī)劃出分類管理模塊和功能模塊,然后逐一實(shí)現(xiàn)每個(gè)模塊的功能,同時(shí)還要考慮各個(gè)模塊間的相互關(guān)系和信息交互,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化管理。在這方面更深入的理論和實(shí)踐研究,地理信息系統(tǒng)工作者可謂任重而道遠(yuǎn)!

參考文獻(xiàn):

[1]龔健雅,地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ),北京:科學(xué)出版社,2003.

[2]萬劍華、曲國慶、王心眾、丁寧,地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)教程,東營:石油大學(xué)出版社,2001.

[3]齊銳、屈韶琳、陽琳赟,用MapX開發(fā)地理信息系統(tǒng),北京:清華大學(xué)出版社,2003.

[4]曹漢清,校園地理信息系統(tǒng)的研究及實(shí)現(xiàn),江蘇理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2000.

[5]馮艷芬,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園地理信息系統(tǒng)的研制,華南農(nóng)業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文,2002.