基于MapX組件式校園地理信息系統研究

姜 雪

[摘要]首先校園地理信息系統(CGIS)的產生發展和研究現狀,并較詳細地闡述開發校園地理信息系統的目的意義和功能實現。然后從實用的角度探討校園地理信息系統集成組件開發的不同設計方式和若干關鍵技術。在此基礎上,介紹基于VB語言和MapX控件集成校園地理信息系統(CGIS)的設計和實現。

[關鍵詞]地理信息系統(GIS)面向對象MapX組件技術

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

一、地理信息系統概念

地理信息系統(Geographic Information System,簡稱為GIS),是由計算機軟硬件和不同方法組成的能夠對海量的空間信息進行采集、存儲、處理、分析、更新和顯示的計算機應用系統。它是由地圖制圖學、地理學、測量學、遙感學與計算機技術相結合產生的邊緣性學科。

作為一種主要處理地理空間數據的系統,地理信息系統(GIS)除了具有普通數據庫(CDBS)的研究內容外,主要還包括關于空間數據的輸入、存儲、檢索以及空間運算、空間分析等方面的研究內容。與傳統意義上的信息系統相比,地理信息系統的優勢在于:它不僅能夠存儲、分析和表達現實世界中的各類對象的屬性信息,而且能處理、表達事物之間地理空間分布狀況的空間關系,從空間和屬性兩個方面對現實世界進行綜合、分析、管理,以方便地獲取信息,滿足應用和研究的需要,并將結果以圖形或數字等多種手段直觀的表達出來。

可見,地理信息系統以其混合數據結構和獨特的地理空間分析功能而獨樹一幟,可以將地理信息系統理解為: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大地圖分析功能的ActiveX控件產品,由于它是一種基于Windows操作系統的標準控件,因而能支持絕大多數標準的可視化開發環境,如Visual C++、Visual Basic、Delphi、Power Builder等。編程人員在開發過程中可以選用自己最熟悉的開發語言,輕松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,脫離Maplnfo的軟件平臺運行。利用MapX,能夠簡單快速地在企業應用中嵌入地圖功能,增強企業應用的空間查詢和空間分析能力,實現企業應用的增值。MapX采用基于MapInfo Professional的相同的地圖化技術,可以實現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,實現這些功能是非常容易的。因此,MapX非常適合中小型的GIS應用開發。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.數據綁定;

5.圖層控制;

6.生成和編輯地圖對象;

7.簡單的地理數據、屬性查詢;

8.支持柵格地圖圖像;

9.自動和動態注釋;

10.提供強大的遠程數據庫連接。

三、校園地理信息系統的發展現狀

“數字地球”、“數字城市”是近幾年來地球空間信息科學研究的熱境。隨著世界各國校園信息化建設的發展,“數字校園”的概念也相應出現。從廣義上講,數字校園是以網絡為基礎,利用先進的信息化手段和工具,實現從環境(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、服務、辦公等)的全部數字化。在傳統校園的基礎上構建一個數字空間以拓展現實校園的時間和空間維度,從而提升傳統校園管理的效率,擴展傳統校園管理的功能,最終實現教育過程的全面信息化。達到提高教學質量、科研和管理水平的目的。

隨著信息可視化(Information Visualization)技術和GIS技術的發展及廣泛應用,出現了另一種數字校園的理念,即在現實校園的基礎上構建可視化的虛擬校園。這是一種基于地理坐標系建立的關于校園的空間信息模型,通過信息網絡將現實校園的各種信息收集、整理、歸納、存儲、分析和優化,進而對校園的各種資源、生態環境、社會環境、教學環境等方面的實體和現象進行模擬、仿真、表現、分析和深入認識網。現在許多高等院校都建立了自己的校園地理信息系統,將GIS技術與傳統的管理信息系統相結合,利用GIS提供的空間管理和空間分析功能去解決常規管理方法難以解決的許多問題。但是建設數字校園是一項復雜而龐大的工程,它一方面需要學校內部多方面相互配合,理順學校的內部管理機制;另一方面,建設過程應統籌規劃、分期進行。因此,校園地理信息系統應該首先規劃出分類管理模塊和功能模塊,然后逐一實現每個模塊的功能,同時還要考慮各個模塊間的相互關系和信息交互,實現系統化管理。目前,國內許多高等學校已經建成或在建各種類型、復雜程度不一的基于GIS技術的校園信息系統,如清華大學、中國地質大學、中科院研究生院、成都理工大學等。

四、校園地理信息系統研究的目的和意義

高等院校作為積極推廣、使用高新技術的集中地,理應要求學校管理者掌握的信息現勢性強,內容豐富準確,而且能進行快速查尋和綜合分析,為學校的發展預測、規劃決策以及科學管理提供可靠的依據。有鑒于此,開發基于GIS技術的校園管理信息系統是很有必要的。

校園地理信息系統(CGIS)的建立和應用,可從根本上改變目前無序的人工管理狀態,節省大量的人力、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CGIS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CGIS搭乘上校園網絡的快車,可以提高管理和決策的透明度,同時也將擴大CGIS的應用范圍;將CGIS應用校務管理部門,可以有效的提高校務管理水平。

基于GIS的校園管理信息系統以電子地圖的形式為平臺,將學校的各種信息直觀、形象地展現在人們的面前,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、統計操作以及按不同用戶要求輸出地圖、平面圖、專題圖或統計表、分析圖、文字說明等。高校校園地理信息系統的開發研究,是適應當前信息社會中對高校信息化管理的要求,也是建設“數字校園”,“校園辦公自動化”的初期工作。

建立校園地理信息系統的意義歸納起來主要有以下幾個方面:

1.有利于用電子數字產品全面地反映校園地理信息的現狀,包括各類建筑物、管線的空間位置、分布及其相互關系。由于系統的空間信息和屬性信息都實現了數據庫管理,可以生成用戶所需的各種數字化產品,同時可按各種條件生成和輸出各種圖表和報表。

2.有利于校園各種建筑物的有序化管理。可快速、準確地進行各類建筑物的檢索查詢和定位,為管理和設計規劃提供準確而詳細的數據,這種檢索和查詢是雙向的,既可以根據圖形查屬性,又可以根據屬性顯示相應的圖形。

3.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、準確地進行學生信息的檢索查詢和定位。

4.有利于校園資源的更加經濟有效的利用。如將校園的地理位置信息與學生的選課信息相結合,可以進行各種統計分析和空間分析,實現教室資源的優化配置。

5.有利于建筑物、管網信息的維護、動態監測和更新,從而提高管理水平。

6.由于使用了計算機管理,使管理信息便于傳輸,適合一家建設,多家共享。使用網絡分析工具來優化資源調配,作各種應急處理,提高了決策的科學性。

7.在校園地理信息系統的建設方面做進一步的開發與研究。可以為城市數字化做一些基礎牲及實驗性的工作。

五、校園地理信息系統研究的主要功能

校園地理信息系統將校園內的圖形、屬性結合在一起,加以空間分析功能,在可視環境下解決與校園空間信息有關的信息查詢、信息發布、空間規劃、信息管理等實際問題。一般來說,校園地理信息系統應具有如下功能:

1.分層顯示綜合校園地圖或專題校園地圖。它能向用戶提供校園地形圖、現狀圖、規劃圖等方面的信息,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)對圖上校園實體進行查詢(由表查圖);利用信息工具查詢路線距離、區域面積等基本幾何信息;同時可直接查詢圖上對象的相關屬性(由圖查表)。

3.統計功能。系統可按屬性表的相關屬性進行統計,并能以直方圖、餅圖、密度圖等專題圖的形式輸出。

4.將學生信息與地圖相結合,實現學生信息和其宿舍地理位置等圖上信息的互查及維護,從而改善學生檔案信息的管理,實現學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系。對多媒體屬性可進行制作、編輯、查詢顯示、維護等操作。

6.實現緩沖區分析和最短路徑查詢等空間分析功能。為校園的規劃設計提供一定的輔助分析功能。

數字校園是建設信息化高校管理的必然趨勢,引入GIS技術的數字校園系統將成為校園新的信息源。它的特點就在于將地理信息系統應用于校園,將校園基礎信息與地理信息系統相結合。它可以將校園內的平面圖、圖形、多媒體信息(如圖像、聲音、文本等)和屬性資料有機結合起來進行綜合管理。通過系統可對校園內地理信息的各種要素進行匯總、統計和分析,也可以在屏幕上進行不同格式的地圖輸出。

總之,實現校園的全面數字化是一項復雜而龐大的工程,它一方面需要學校內部多方面相互配合,理順學校的內部管理機制;另一方面,建設過程應統籌規劃、分期進行。因此,校園地理信息系統應該首先規劃出分類管理模塊和功能模塊,然后逐一實現每個模塊的功能,同時還要考慮各個模塊間的相互關系和信息交互,實現系統化管理。在這方面更深入的理論和實踐研究,地理信息系統工作者可謂任重而道遠!

參考文獻:

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