基于SuperMap的校園導航系統的設計與實現

王敏，張博雅，楊永國

(1.中國礦業(yè)大學資源與地球科學學院，江蘇徐州 221008； 2.中國礦業(yè)大學應用技術學院，江蘇徐州 221008)

基于SuperMap的校園導航系統的設計與實現

王敏1?，張博雅2，楊永國1

(1.中國礦業(yè)大學資源與地球科學學院，江蘇徐州 221008； 2.中國礦業(yè)大學應用技術學院，江蘇徐州 221008)

以中國礦業(yè)大學南湖校區(qū)校園建設現狀圖為基礎數據，利用Visual Studio 2005 VB.NET開發(fā)語言實現基于SuperMap的校園導航系統。該系統不僅可以提供基本地圖導航功能，而且還能夠完成具備人性化的信息查詢、路徑分析選擇、三維地圖可視化導航、網絡校園導航等功能，具備一定專業(yè)化的地圖輸出前的編輯功能和地圖輸出功能，能為外界人士及校友提供了解學校的平臺，為學校日后建立科學、智能、網絡一體化的綜合校園管理體系奠定了基礎。

SuperMap；中國礦業(yè)大學；三維導航；校園導航系統

當前，GIS的應用已滲透于社會的各個領域，從傳統的自然資源管理、土地規(guī)劃等領域擴展到交通、軍事、商業(yè)等廣泛領域。數字校園系統是應用三維可視化技術和虛擬現實等技術，使用戶可以隨時獲得所需的校園空間信息和服務信息，可以圖文并茂地進行校園信息的查詢。將GIS技術、可視化技術和數據庫技術應用于校園環(huán)境導航系統中可以實時動態(tài)更新、存儲校園的地理信息，如新建設的體育場館等，將校園的地理環(huán)境信息及時準確地提供給用戶，同時也是實現數字校園的一個標志。在中國礦業(yè)大學百年校慶之際，建設中國礦業(yè)大學校園導航系統為參加百年校慶的校友及社會各界人士提供一個虛擬平臺是非常有意義的。

1 系統設計與數據管理

1.1 設計思想

本文選擇了北京超圖地理信息技術有限公司研發(fā)的全組件GIS開發(fā)平臺SuperMap，采用單機結構和B/S結構的應用體系結構，創(chuàng)建了基層信息層和功能實現層；在單機結構中，包含了二維平面和三維立體兩個主菜單，直接改變視圖的樣式，實現了數據管理、信息查詢、路經查詢、三維顯示、校慶專題等功能。數據管理模塊包括管理員登錄和地圖編輯，管理員用密碼登錄后，能對地圖數據進行修改、編輯和保存。信息查詢能幫助用戶熟悉校園各類建筑設施的位置及信息，滿足用戶的查詢需求。路經查詢能為用戶提供逼真的路徑導航，方便快捷；三維校園瀏覽，可使用戶從不同方位瀏覽虛擬校園，給用戶一種身臨其境的感受，能更加形象地預覽到美麗的校園；校慶專欄涵蓋了中國礦業(yè)大學一百年輝煌卓越的發(fā)展史，顯示了校慶期間的主要活動和時間安排。在B/S結構中，實現了基本的地圖操作和信息查詢功能。

1.2 數據管理

數據庫是系統工作的血液，是一個系統的重要組成部分。GIS數據庫包括空間數據庫和屬性數據庫，它們又包括不同類型的分庫。本系統是以中國礦業(yè)大學南湖校區(qū)2005年1∶1 000規(guī)劃平面圖為基礎數據源并對校園進行實地調查得到校園建設現狀圖，結合全站儀進行特殊點的采集，實現底圖的校準，減少時效性誤差，然后利用CAD軟件實現圖層的劃分與修飾，最后導入SuperMap DeskPro2008中，建立平面數據集、三維數據集和網絡分析數據集等；同時為各種控件、圖層建立了規(guī)范形象的圖標庫和符號庫。在建立圖層和模型后進行屬性數據的統一鍵盤輸入，通過SuperMap Objects 2008提供的空間數據引擎SDX將海量空間數據和屬性數據統一存放到SDB格式數據庫中進行存儲和管理；紋理數據庫是用Photoshop處理的高清數碼相機照片建立。數據處理和GIS查詢統計的編程采用Visual Studio 2005 VB.NET開發(fā)語言。在VB.NET開發(fā)中，把SuperMap Objects作為COM組件使用，并將其嵌入應用程序，通過調用對象方法和設置其屬性來實現系統各種功能。在 B/S結構中，本系統采用了SuperMap iServer java技術來實現。

1.3 系統功能設計

(1)地圖操作功能

地圖顯示是地理信息系統的基本模塊。在本系統中，設計了各種地圖符號，使圖形簡潔而形象。在地圖操作功能模塊中，可以快速顯示礦大校園地圖，實現地圖放大、縮小、全圖顯示；二維平面圖和三維場景的切換顯示；選擇、距離量算、面積量算功能；模糊查詢的實現，使地圖操作更加人性化。

圖1 系統總體模塊結構圖

(2)信息查詢功能

本系統中，信息查詢是一個最主要的功能，主要實現了區(qū)域位置查詢、服務信息查詢、最近設施查詢、路經查詢。此項功能幫助用戶熟悉校園各類建筑設施的位置及信息，特別是最優(yōu)路徑查詢，根據用戶提供的若干個位置點和選擇的交通工具方式，分析連接各點的最優(yōu)路徑，在地圖上高亮顯示，并且能進行路徑導航顯示。

(3)三維校園瀏覽

在三維場景中，實現放大、縮小、平移、環(huán)繞、繞軸旋轉及飛行等功能。在實現飛行中，用戶可選擇默認的路線，或自定義飛行路線從不同角度，不同方位瀏覽虛擬校園，逼真的三維場景會幫助用戶更好的認識校園。校慶主要活動路徑導航實現在三維場景中顯示校慶主要活動路徑的路線，如圖2所示。

(4)校慶專欄

校慶專欄顯示了在校慶期間的主要活動及時間安排。在單機模式程序設計過程中，點擊校慶?？藛?，在彈出的子窗口中添加 ShockwaveFlashObject控件、Label控件，通過ShockwaveFlashObject控件打開“礦大遷徙路線.swf”文件動態(tài)顯示礦大百年來的搬遷情況，Label控件顯示11次搬遷的時間和地點，點擊Label控件，彈出的子窗口中在TextBox控件顯示具體搬遷情況。在主界面中還添加了校慶倒計時鐘，以2008年10月18日為時間基點進行倒計時。

主要實現代碼:

圖2 三維校園場景部分預覽圖

2 系統的實現和特點

2.1 關鍵技術實現

(1)位置及屬性查詢的實現:在下拉框和列表框中選擇查詢地，在地圖上高亮顯示該地點的空間位置及相關信息。

主要實現代碼:

(2)最近設施查詢:用鼠標在地圖上任意點擊，或在給定點中選擇一點，設置要查詢的設施類型和查找范圍，地圖中高亮顯示查詢結果及設置范圍區(qū)域，并且顯示到達查詢點的最優(yōu)路徑。

點擊任意點進行最近設施查詢的主要代碼:

操作最后顯示在緩沖區(qū)范圍內的目標，并顯示其最短路徑，如圖3所示。

圖3 最近設施查詢參數設置及查詢結果顯示

(3)最優(yōu)路徑分析:用鼠標在地圖上任意點擊至少兩個點，或在給定列表框中選擇目的地，選擇交通工具，在地圖上顯示最優(yōu)路徑，并能進行路徑導航顯示，這也是本系統的亮點。圖4顯示了采用步行的交通方式，從“學校北門”到“礦業(yè)學院”的最優(yōu)路徑。交通工具是通過一組單選按鈕設置的。其中“步行”交通工具單選按鈕的設置代碼:

圖4 最優(yōu)路徑分析參數設置及查詢結果顯示

2.2 系統主要特點

(1)實用性和實時性。本系統是在中國礦業(yè)大學百年校慶之際，利用最新的校園建設現狀圖為基礎數據開發(fā)的系統，能夠為校友和外界人士提供一個更直接的了解礦大的平臺，同時管理員登陸視圖后，可以對系統中的空間數據和屬性數據進行實時的更新和統一管理，為學校在校慶期間及以后的校園管理提供便利。

(2)易操作性。系統涉及的技術是目前GIS的主流技術，分別采用了單機結構和B/S結構；在所有功能模塊中，采用圖形化和快捷化的統一用戶界面，簡單、方便，具有直觀性，并將系統的各個流程有機地結合起來，提供詳細豐富的幫助文檔。

(3)人性化設計。系統實現了用戶在校園的任意位置點選進行空間查詢、分析功能；在最優(yōu)路徑分析中，增設了步行、自行車、機動車等方式，用戶可以根據不同的情況分析最優(yōu)路徑；最近設施查詢中，查詢結果不僅高亮顯示查詢點和范圍緩沖區(qū)，同時還能高亮顯示用戶指定地點到查詢點的最優(yōu)路徑。

(4)可擴充性。VB.NET應用程序可以通過預置的接口與第三方應用軟件產品實現數據交換，使各信息系統的數據資源達到高度共享。

3 結 語

校園導航系統的建立是校園數字化的一種表現。同時為學校日后建立科學、智能、網絡一體化的綜合校園管理體系奠定了基礎?！鞍倌陮W府，魅力礦大”校園導航系統應用SuperMap Deskpro2008，實現了圖形數據編輯處理，其為校園導航系統提供了可有效使用的地理底圖。利用SuperMap Objects 2008全面的GIS功能，使系統實現了屬性數據與空間數據雙向查詢、空間分析、空間數據的數據庫存儲與管理、三維瀏覽等功能。

[1]北京超圖地理信息技術有限公司.SuperMap Objects 5基礎培訓教材[M].2004

[2]姜彤，張濤，程強.基于GIS的三維數字校園系統[J].中國水運，2007(11):177～178

[3]姜巍，袁永博.基于ComGIS的校園導航系統[J].地理空間科學，2006，4(5):61～63

Design and Realization of Campus Guiding System Based on SuperMap

Wang Min1，Zhang BoYa2，Yang YongGuo1
(1.College of Mineral Resource and Geological Science，China University of Mining＆Technology，Xuzhou 221008，China；2.College of Applied Technology，China University of Mining＆Technology，Xuzhou 221008，China)

Based on the South Lake Campus layout plan of China University of Mining＆Technology，SuperMapbased Campus’Guiding System is designed and realized by using Visual Studio 2005 VB.NET.The system has the functions such as map navigation、information query﹑path analysis﹑3D－map visualization and navigation﹑network campus navigation and pre－editing and printing map.It provides a platform for alumni and other people，lays the foundation for the school to establish a scientific，intelligent，network integration campus management system.

SuperMap；China University of Mining＆Technology；3D navigation；Campus′Guiding System

1672－8262(2010)05－65－04

P208

B

2010—01—16

王敏(1985—)，女，碩士研究生，從事地圖學與地理信息系統的研究。