基于ArcGIS Server的安徽科技學院電子地圖的實現

丁念邱 薄鑫 劉欠欠 劉洋洋 張晨 張振國

摘 要：該文以安徽科技學院為例，建立了基于ArcGIS Server的校園電子地圖平臺。首先把百度衛星影像地圖作為主要的數據源，利用全球定位系統精測數據得到更新的影像，然后通過ArcGIS Deskpro 10.2矢量化影像，最后用ArcGIS Is.net 對電子地圖進行發布。

關鍵詞：電子地圖；ArcGIS；WebGIS

中圖分類號 P208 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2016）11-0136-05

Electronic Map of Anhui Science and Technology University based on Server ArcGIS

Ding Nianqiu et al.

（College of Resources and Environment，Anhui Science and Technology University，Fengyang 233100，China）

Abstract：Campus electronic map platform has been established based on Anhui Science and Technology University.Baidu satellite image map as the main data source，using GPS for precise measurement of the updated image data is obtained. Then，through ArcGIS Deskpro 10.2，the electronic map is released by ArcGIS Is. net.

Key words：Electronic map；ArcGIS；WebGIS

如今我國已慢慢步入一個全網覆蓋信息化的時代，正是這樣的一個社會環境，提高了人們對地理信息的需求量，以Web和GIS結合方式形成WebGIS所得到的信息，能夠為全球用戶服務，是地理信息系統的眾多研究學者所要研究的方向[1]。當前，WebGIS已經滲入日常生活的各個方面，從最初的面向單一專業化的對象逐漸發展成面向大眾、服務人們生活的實用性系統。隨著網絡技術、計算機技術、電子數字制圖技術的迅猛發展，又在基于WebGIS應用的背景下，產生了一種新型的電子地圖——Web電子地圖，其具有不會受地域限制、獲取信息量大、現勢性強等優點。

近些年來，國家對于教育領域極為重視，對于一些高校給予了資金和設施方面的支持，學校為了給學生提供良好的學習生活環境，便對校園進行了擴大改建，以增加學校面積，提供一些硬件設施。學校面積的擴大，首先，學校要保障學生的生命財產安全，其次，學校領導應該加大管理力度，制定出一份嚴謹的學生管理體系，實現校園的信息化管理[2]。提高校園的數字化與信息化水平，為安徽科技學院在校師生以及社會各界人士搭建了一個了解安徽科技學院平臺，對于我校校園的信息化建設WebGIS起到了非常大的作用。

萬維網電子地圖的設計從總體上仍要遵循傳統地圖設計的一般原則，但由于其實現環境、使用方式和功能上的特點，萬維網電子地圖的設計具有自身的特點和內涵。在基于WebGIS的電子地圖的開發技術方面，傳統的GIS軟件已不能完全滿足GIS應用的需求，也不符合軟件技術發展的潮流，組件式軟件技術是繼面向對象技術后發展起來的一種新的軟件工程技術，是面向對象技術的延伸。它的興起為軟件開發方法提出了一個全新的概念，已成為當今軟件技術的潮流之一。

本文以建立安徽科技學院校園電子地圖為例，對實現校園萬維網電子地圖提出了利用 ESRI的組件式開發工具 MapObjects來構建WebGIS的系統方案，結合IIS（Internet Information Service）和.Net技術，在MS Visual Studio.Net開發平臺上實現動態WebGIS應用系統。

1 緒論

世界已向信息化方向不斷地發展與進步，在這個與信息息息相關的今天，數字化校園無疑是每個高等院校高度重視的目標之一。數字化校園是高等院校當今乃至未來發展的必然趨勢，而如何科學有效地整合資源也是每個高校面臨的首要問題，其需求也愈加迫切。

1.1 研究背景 早在1993年，中國的高等教育信息化在“211工程”的推動下開始踏上了發展征途的第一步；到1995年，開始建立起用于中國教育和科研的計算機網絡，并在日后不斷地完善與發展；1998年，“985工程”的啟動，更是把信息化建設列入了重要位置；同時，如何提升中國高校數字化校園建設，從更深層次里推動我國高校的改革，探索并開發出能適應當代及未來信息化社會發展要求的高校人才培養模式和管理模式也成為各高校面臨的一個重大課題[1]。

21世紀的教育必須要跟上時代的步伐，在適應信息化社會需求的情況下不斷的向前推進。也正如此，西方發達國家尤其重視對高校的數字化校園建設，積極采取行之有效的措施加速發展校園的數字化建設，推動教育體制的改革。近年來，我國也把教育信息化放到了首要位置，大力開展以信息技術為主的科學教育活動，在發展信息化建設的前提下加速推進教育現代化發展進程。為了解決數字校園建設過程出現的數據冗余現象和信息孤島問題，以期望達成信息系統規劃和部署的統一性和實現數據的全面共享成為每個高校正在努力建設的目標之一。

然而，數字校園雖然在不斷發展，但是信息的冗余和孤島現象依舊存在。現階段，由于不同業務部門信息化發展的程度不同，應用信息化技術水平也存在差異，加上各系統處于開發初期階段，標準和規范尚不具有統一性，使用的技術手段、開發平臺、和數據庫也各不相同，造成系統相對獨立，又因為缺乏統一認證和授權的方式和訪問入口的多樣化，導致在用戶權限管理上的混亂，難以認證，“數據資源孤島”現象在其過程中也日漸突出[2]。如今，數字校園地圖正在以“信息”為中心逐漸轉化為以“用戶”為中心，怎樣解決好數據的集中、共享和同步等問題，提高服務質量，是各個高校數字化校園建設規劃中的重點也是難點。

1.2 數字校園簡介 數字校園事實上就是以校園網為基礎建立起來的虛擬校園，它必須依托現實校園而存在，數字校園是現實校園的縮影，但是又區別于現實校園。它是通過利用先進的信息科技作為載體，在時間觀念上和空間觀念上實現對現實校園技術上的延伸和擴展，也可以說是將被數字化后校園所形成的數字空間以現實校園為背景融入現實生活中，成為師生日常生活的一部分。虛擬大學概念是針對傳統大學而言的，是數字校園一個可以進行遠程教育的功能部分，可以實現數字校園對外進行交流并提供相應的服務，滿足社會市場的需求。簡而言之的說就是將現實校園數字化后對其社會功能實現一定程度上的延伸。這種延伸不只是單純的將傳統校園活動以數字化形式照搬到網絡上去，它真正的作用是對這一過程重新進行科學有效地整理并設計來構造校園活動，提高學校的工作質量以及老師和學生日常生活和學習質量。

1.3 研究目的與意義

1.3.1 研究目的 數字校園是一個相對來說比較理想的高素質人才培養環境，信息管理的方式更加的數字化和科學化，溝通交流的方式也高度的信息化。數字校園是對學校各個方面所有信息資源如教研、管理，后勤等，通過計算機信息化技術和網絡通訊技術進行全面數字化整合，并科學有效地利用整合的數字化資源，以達成對用戶管理、資源管理、和用戶權限統一的控制和規劃[3]。數字校園可以利用先進的信息技術等手段，可以比較輕松地實現校園內所有活動的全部過程，對提高教研、管理、后勤等方面起到了難以估量的作用。

高校數字化校園是一個基于Internet/Internet的校園綜合管理系統，業務完整、技術先進并能高效穩定的運行。它充分融合了現代化設計理念，以先進信息化技術實現信息標準的統一化和技術與業務流程的規范化。數字化校園地圖建設是在新技術體系的框架下，將硬件、應用和數據進行集中式整合，把信息管理功能放到核心位置，利用統一的身份認證和功能完善的安全保障機制，在公共數據交換中心和統一的信息門戶的平臺下，整合并集成校園內所有應用管理系統，來達成各系統間的有機聯系、信息共享的目的，實現對學校教學、科研、生活等方面活動進行有效管理的全過程。

本研究以安徽科技學院為例，利用ArcGIS Server技術，綜合考慮安徽科技學院建筑布局等各方面的數據資料。將收集的數據資料按照統一信息標準、業務規范及組織管理的基本原則，科學性、有效性的整合在一起，服務于以數據庫為基礎的校園綜合系統。在校園綜合系統的平臺上利用數據的共享性，提高教學服務和管理等方面的工作效率。

1.3.2 研究意義 安徽科技學院是一所辦學歷史悠久、文化底蘊深厚、多學科協調發展的省屬本科院校。然而，在當今這個信息化時代的社會中，任何一所院校的發展都離不開數字化校園的構建。只有在數字校園地圖建設不斷完善的過程中，高校的發展才越俱活力。因此，構建數字校園地圖對推動安徽科技學院今后發展將產生深遠影響。

范國渠在高校數字化校園研究過程中曾指出：應用是數字化校園地圖建設的最終目的。安徽科技學院想要在今后的發展中不斷提高教學服務質量，首先考慮到的就是如何科學合理地應用數字化校園地圖。完善的數字化校園地圖可以實現功能的全面整合，包括科研、教學、后勤管理等。通過對這些功能的整合，可以有效提高日常工作效率與質量，學生也可以通過平臺獲取老師共享的教學資源來分析問題和解決問題，提高自身的能力與素質。

數字化校園地圖的構建是數字化校園的體現，對學校的發展建設和人才培養提供有力的支撐。安徽科技學院數字校園地圖能在日后發展中不斷完善，在一定程度上表現了學校形象和地位和學校整體辦學水平的提升。安徽科技學院應該根據自身發展的需求，在這個信息化發展的潮流中獨樹一幟，順流而下，力求以先進的信息科學技術來構建屬于自己的數字校園地圖系統，不斷完善數字化校園建設，進一步加快高校信息化建設的步伐，提高自身發展潛力。這是高校走在信息化前沿的一個有力的舉措，途中充滿著機遇和挑戰。

數字校園是時代發展下的產物，數字校園地圖建設是數字化校園建設的前提之一。做好數字校園地圖的建設，加快數字化校園的發展是教育改革所作出的必然選擇。安徽科技學院應順應信息化教育改革的路線，加強對理論與技術人才的培養，努力為全社會提供各種方向的專業化人才。

1.4 國內外研究進展及前景 社會中不少領域發生了深層次的變革，引發的緣由主要是信息技術的飛速發展，而數字化校園就是高校管理領域深層次變革的主要標志。從全球范圍內來看，西方發達國家數字化校園的建設相對比較完善。中國高校因起步較晚，與西方發達國家還有些差距，但也取得了不錯的成就。

1.4.1 國外研究進展 曾在20世紀90年代末期，“數字地球”的概念率先出現在美國總統戈爾的The Digital Earth：Understanding our planet in the 21st Century的報告中，2a后，在“The Campus Communicating Project”研究的課題中，由美國克萊蒙特大學凱尼斯·格林教授提出了數字校園的概念。在此之后，數字化概念作為一個新時代的名詞得到了全世界人們的廣泛認可與接受，并在日后的發展中，有了更深刻的認識。當今，高校和研究所數字化建設已經滲入到日常生活的方方面面，如科研工作，教學活動和辦公系統乃至師生生活的方方面面，并且發揮著重要作用，取得了卓越的成效。美國的虛擬大學發展也非常迅速，可以說在世界的每一個地方都可以被輕松訪問到[9]。總的而言，歐美發達國家建設的數字化校園一般都呈現出以下幾個特征：（1）利用多種不同的系統進行整合形成一個集成系統平臺工具；（2）使用統一的賬戶信息進行管理與服務；（3）在多種web應用中使用統一綜合性門戶網站形式；（4）提供比較成熟的、相對穩定的具有自動化、流程化、協同化軟件管理系統來替代傳統的教學模式；

1.4.2 國內研究進展 國內高等院校開始著手數字化校園建設的時期相對較遲，約20世紀90年代才開始大規模建設，這相比歐美發達國家而言，要整整遲了10～20a。現階段，數字化校園被廣泛應用到高校的教學、科研、管理等各個方面。

21世紀初期，數字校園建設開始逐漸被高校所重視，尤其是上海、北京等大城市。在高校發展建設的推動下，數字校園的整體建設大達到了一個全新的發展階段。從教育信息化管理方面來看，如具有協同自動化性質的辦公系統、綜合考察并審核員工績效的電子信息系統、對財務收費嚴格監控的信息管理系統以及人力資源地圖等各種信息化應用系統在我國得到了廣泛的開展與實施，在高校信息管理化發展中起到關鍵性作用。三維虛擬數字校園的建設也有著長足的進步，香港中文大學三維虛擬校園模擬系統的出臺在一定程度上提高了校園的知名度和整體形象，達到了良好地宣傳效果，同時在國際服務方面也起到了提升作用。

近年來，各大高校尤其是“985”和“211”等高校，在對數字化校園不斷深入之后，開始紛紛設計屬于自己的高校綜合性服務平臺，把服務學生這一特色放在了中心位置，實現科學整合并重組跨部門的繁瑣流程，建立校園一站式綜合服務中心，不僅方便了學生，也提高了工作效率。此外，一些其他的綜合服務系統也在不斷的衍生、建設并服務于社會，如北京中醫大學、天津師范大學等也都建立了集人事、科研、教務、辦公的一站式服務平臺，極大了方便了校園生活，提高了生活質量。從上述發展的動向不難得出結論，我國數字化校園建設開始從以前的大范圍推廣實現普及逐漸想著向綜合服務為中心的方向大步邁進。這一趨勢表現出以下幾個特征：（1）變管理為服務，棄業務為核心，加強以服務為核心；（2）從之前的分割式服務轉變成以人為本的“一站式”服務；（3）從單一部門的“信息孤島”逐步過渡到跨部門之間的“信息協同”；（4）從單一業務部門的流程電子化發展成為多部門的流程再造；（5）從單一的提高管理效率轉變成提高教學和科研能力。在建設數字校園的綜合服務平臺的過程中，高校正在逐步從管理型組織轉變成為了服務型組織。

1.4.3 前景展望 如今的社會是一個信息化飛速發展的社會，學校作為時代的主要載體不斷地推動社會與個體的發展。在這個信息化爆炸的背景下，“智慧型”校園的建設，無形地推動我國高校以信息化為主體的教育進程，被視為推進教育信息化發展的重要組成部分。最高端形態的數字校園就是功能完善、運行穩定的“智慧型”校園，是每個高校數字化校園建設的理想追求。而數字校園地圖的建設正是作為一股強有力的動力源泉不斷推動“智慧型”校園的發展，是當今國內各大高等院校都始終追求的發展目標之一。數字校園地圖的實現，提高了高校的教學質量，作為一個強有力的系統平臺為高校的教學走向現代化發揮著重要作用，同時也解決了長久以來困擾高校的信息不易整合等問題，在各大院校都受到了廣泛的歡迎。不斷的發展與完善，努力實現數字校園綜合管理系統平臺，在當前乃至未來都是非常有發展前景的。

2 校園地圖內容規劃

2.1 主要內容 數字校園地圖的建設對推動校園數字化發展具有重要作用，構建和完善數字校園地圖是當下每所高校正在努力奮斗的目標之一。在數字校園地圖的建設過程中對整體規劃統籌和理清構建思路是十分重要的。

2.2 研究方法

2.2.1 文獻研究法 通過對搜集整理出來的文獻進行深入研究，結合自己的問題所在，找出適合自己的理論作為依據繼續自己的研究創作。簡而言之，就是借鑒他人的成果服務于自己所研究的課題或是項目等，是一種相對簡單且常用的研究方法。

2.2.2 實踐研究法 實踐出真知。它是一種通過實踐的方式來獲取新的結論，并用于指導自己的研究。首先它需要對實際現象提出問題，通過實踐在不斷地探索發現中修正問題并解決問題，得出新的理論。

2.2.3 經驗總結法 經驗總結法是歸納分析法的一種，使用的比較廣泛。它是對現實現象進行分析、總結并歸納，把對現象的分析上升為理論層次。但它必須站在客觀事實的基礎上，在定性分析的過程中結合定量分析的理論，歸納出一條規律性的結論。

3 校園數字地圖實現

3.1 構建校園地圖 電子地圖主要功能是：讓用戶了解該界面上其它信息的空間位置或關系，同時需要遵循以下原則：內容的科學性；界面的直觀性；地圖的美觀性；使用的方便性[3]。

3.1.1 數據來源 利用電子地圖的準確數據，通過影像處理形成的安徽科技學院遙感影像，如圖1所示：

3.1.2 數據處理 （1）將數據導入軟件中，利用GPS測定點進行配準，選擇適于本地的地圖投影，同時要控制和調整好地圖的巨大變形，形成誤差最小的配準影像，如圖2所示：

（2）數據矢量化及屬性錄入。對電子地圖進行點、線、面的矢量化，針對于校園，點圖層有路燈；線圖層有行道樹；面圖層有校區內所有的建筑物、水域、綠地、運動場和道路；我們還要把矢量化后的數據錄入，標明相應的數據屬性信息。

（3）數據更新。不需要對影像地圖中的所有數據進行更新，需要更新的對象是教學樓、公寓和部分道路。我們在更新數據時，首先要保證利用GPS設定的坐標系和配準的坐標系相同，還要用GPS進行實地測量，最后，我們要對更新的對象進行修飾和調整，形成如圖3所示的圖像。

（4）地圖優化。對地圖進行優化時，一般要遵循以下原則：（1）色種一般不超過6種，采用飽和度較低的色彩；（2）要以彰顯地圖的內容為準則對界面進行整體設計；（3）在色彩上，點、線狀符號要與面狀符號要有明顯的區分，在符號的設計上，要與各自所表示的事物在顏色與形狀上要相似。示速度，總體效果如圖4所示。

3.2 平臺搭建

3.2.1 開發軟件簡介 本次開發采用的是ESRI公司的ArcGIS IS.NET和ArcGIS Objects。ArcGIS IS.NET 是基于Microsoft.NET 技術和ArcGIS Objects組件技術，形成的新一代地理信息系統網絡開發平臺。它采用的是面向Internet 的分布式計算技術，支持跨區域、跨網絡的復雜大型網絡的應用。ArcGIS IS .NET 是由用戶界面組件、Web服務器、GIS 應用服務器、數據服務器、進程管理器等多個組件組成，可以全面滿足網絡GIS 的應用需求。

3.2.2 開發環境簡介 開發環境要求操作系統為Microsoft Windows XP（SP2 或以上） 或Microsoft Windows Server 2003 （SP2或以上）。在Microsoft Visual Studio 2008或MicrosoftVisual Studio 2010 環境就可以進行二次開發了，軟件架構如圖5所示。

3 平臺功能

此平臺是AjaxControls控件二次開發而成的，具有可以對圖形任意放縮、漫游、鷹眼、全圖顯示、測距、丈量面積等基本功能。所得到的屬性數據可以很直觀的詳細的展現給用戶，它不僅有文本型的數據（布局名稱），而且還有圖片數據。安徽科技學院校園電子地圖平臺也賦予了自己的新功能：學生可以反饋園地和瀏覽校園風景。學生反饋園地是學生如果在學習生活過程中遇到問題，他們可以及時地在相應的園地發表出來，而對于校園中的各個布局都有其相應的反饋空間，這樣老師能夠及時地了解學生反饋的問題，然后做出正確的決策。校園風景瀏覽是全方位地展示校園風景，包括局部瀏覽和全景瀏覽。

4 結語

數字校園是當下高校發展的必然趨勢，數字校園地圖的建設也正在如火如荼[4]的進行。數字校園地圖的建設雖然在信息化技術不斷發展的浪潮中下有了長足的進步，但從整體而言，還是有不少的問題需要克服。如何做到科學有效地整合信息資源，使信息不冗余，以及跨部門業務的完美銜接等，這都是地圖建設中的重點也是難點。數字校園地圖的建設推動著數字校園的發展，服務于師生，即方便了師生生活，也提高了辦學質量和工作效率。今后要努力提高數字校園地圖的建設，加快高校數字化校園的發展，推動高校的整體辦學水平，以培養出大批高素質人才，這是當代高校教學的重要任務。

參考文獻

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[3]吳麗.基于WebGIS的電子地圖的設計與實現[D].成都：電子科技大學，2006.

[4]陳旭，何寬，常強，等.基于WebGIS的開封市電子地圖系統設計與實現[J].中國科技信息，2011，（16）：94-96. （責編：張宏民）