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1 背景
1.1 GIS的发展背景
地理信息系统(Geographic Information Systems，简称GIS)是指在计算机软、硬件支持下，对现实客观世界的各类与地理信息有关的资源及描述这些资源特性的属性数据进行采集、储存、管理、运算、分析、查询、统计等功能的技术系统。它将地理对象的空间位置和相关属性有机结合，从地理空间和属性数据方面对现实资源对象进行查询、检索、统计和分析，并将结果以形象、直观的形式表达出来，为维护、分析、决策提供重要的支持平台。地理信息系统在资源调查、评价、管理和监测，在城市的管理、规划和市政工程、行政管理与空间决策、灾害的评估与预测、地籍管理及土地利用，在交通、农业、公安等诸多领域得到了广泛的应用。
1.2 校园基础设施管理系统与GIS的集成
本文针对传统校园基础设施管理系统的不足，设计了一个原型系统。本系统采用GIS技术，对高校基础设施进行管理。GIS系统中提供了查询功能，你可以根据指定的查询条件查询出要维修的基础设施，这些要维修的基础设施会高亮显示在校园地图上，你可以清楚的知道该基础设施的位置以及周围有哪些基础设施，并且通过基础设施特有的属性来进行地图横切面展示，了解维修的困难度并且制定一套可行方案。这都是其他管理系统不具备的优势。
2 系统设计
2.1 系统总体框架
系统总体框架可分为三层：数据库层、中间件层和应用层。数据库层主要是涉及到系统数据的存储和管理，在这一层中，现在成熟的产品有文件系统、Sql Server、Oracle等，这些工具可以通过中间件层中访问和操作数据。中间件层主要是ESRI公司提供的一些访问数据的工具以及便于GIS系统开发的组件，典型的有：ArcEngine组件、ArcObject组件、ArcSDE等。应用层涉及到具体的系统应用，包括地图操作、地图编辑和地图查询等。
采用以上三层架构，系统可以通过C/S模式实现，并且在B/S模式下扩展。具体框架如图1所示。
2.2 系统功能结构
作为一个GIS系统，应该具备一下基础功能：地图放大、缩小、漫游、导入、输出、处理功能，而地图处理中又分为地图编辑和查询。地图编辑中涉及到点、线、面编辑，以及地图的保存和还原。
地图查询涉及到属性查询、空间查询、标注查询和提示查询。属性查询是根据地图的属性数据查询该地图对象所在的地理位置并对该位置作醒目标志；空间查询是根据地图的空间数据查询该地图对象所拥有的属性数据信息及可以根据选择属性信息定位地图空间位置；标注查询是根据地图放大或缩小的比例尺的大小决定是否在地图上显示某些简单但重要的属性信息或者用户选择是否显示地图标注信息；提示查询是根据鼠标在地图上的移动位置定位到该位置的地图对象并用弹出框显示该地图对象对应的标注信息。
本原型系统有以下功能：地图显示；地图编辑和地图查询查询。地图显示包括地图放大、地图缩小、地图漫游、地图输出、地图保存、地图导入、地图前视图、地图后视图；地图编辑包括点编辑、线编辑和面编辑；地图查询包括属性查询、空间查询、标注查询和提示查询。系统功能结构如图2所示。
图2系统功能结构
2.3数据库设计
GIS系统不同于一般的管理系统，一般的管理系统只有属性数据，但GIS系统中不仅包含属性数据，还包括空间数据。
空间数据不同于属性数据。空间数据要素可以分为点、线、面三种。点要素又包含单点和多点，线要素又包含直线、折线和曲线，面要素又包含圆、矩形、多边形和曲边形。所以需要根据系统的需要来选择不同的地图要素。校园地图不大，所以将主干道路设计为面要素，对于小路则为线要素，还有诸如吉建筑物、水域、运动场所都为面要素，而诸如雕塑、路灯等为点要素。为了区分处理，将不同的地图要素进行分层，这样便于地图管理和展示。
数据分层的原则为：
（1）同一类数据放在同层；
（2）关系相互密切的数据尽可能放在同层；
（3）用户使用频率高的放在主要层，否则放在次要层；
（4）某些为显示绘图或控制地名注记位置的辅助点、线、面的数据，应放在辅助层。
（5）对于管线信息，将按不同的专业管线进行分层，如分成给水、排水、燃气、电力、通讯等。
本系统最初设计包含以下图层：
（1）点要素图层：供水井盖、供电井盖、排污井盖、有线电视井盖、通讯井盖、路灯、消防栓、灌溉喷头、垃圾桶、路由器、交换机、供电设备、供水设备、排水管道、电源开关、供水开关、网络开关、雕塑、旗帜。
（2）线要素图层：供水管。
（3）面要素图层：草地、绿化区、水域、道路(面分主干非主干)、教学楼、宿舍楼、教工楼、办公楼、图书馆、网球场、操场、篮球场、体育馆、大学生活动中心、广场、商店、食堂、医院。
通过对地图进行以上分层，目的是为了更好的管理和展示地图信息。用户对地图的所有操作都是基于图层，无论是显示、查询还是编辑。
3 系统实现
3.1 系统集成平台
在系统的开发过程中，使用Window XP、ArcGis平台，用GooleEarth、PhotoShop和ArcMap对地图进行获取、处理和制作矢量地图，采用ArcObject类库和.shp文件系统建立校园地图和校园基础设施基础数据的连接，设计地图显示、编辑和查询等的Java程序，解决了校园基础设施布局以及图形可视化等方面的难题。
3.2 数据收集
数据分为两类：空间数据和属性数据。不同的数据，收集的方法也不同。
3.2.1 空间数据收集
空间数据收集分为三个步骤：
（1） GoogleEarth软件获取校园卫星图片。使用GoogleEarth软件锁定到校园的卫星图像，固定好卫星地图显示高度，用截图工具将校园的卫星地图截为一张张图片。
（2）PhotoShop软件拼接处理校园卫星图片。将截下的一张张图片用PhtoShop软件拼接成校园地图，然后用该软件的羽化功能对拼接处的痕迹进行羽化处理。
（3）ArcMap软件制作校园电子地图。将制作的校园地图加载到ArcMap软件中，然后使用ArcMap中的工具对地图进行矢量化，其中包括地图分层、地图绘制、地图标注等等，将每个图层存储为.shp文件，然后将制作好的矢量地图存储为.mxd文件。
3.2.2 属性数据收集
属性数据收集是通过学校后勤处提供的学校基础设施部分资料，然后我们对这些资料进行分析和筛选，然后统一入库。
3.3 数据库实现
本系统的数据库是通过Shapefile文件管理的。Shapefile文件是描述空间数据的集合属性特征的非拓扑实体矢量数据结构的一种格式，包括一个主文件(*.shp)，一个索引文件(*.shx)和一个dBASE表文件(*.dbf)。该文件格式有两个保留字段：FID和ObjectID，便于区分不同图层以及同一图层中的不同信息[4]。
本原型系统电子地图图层分层如图3所示。
图3 电子地图图层结构
4结束语
GIS作为解决与空间位置相关的数据管理工具，能够为校园基础设施的规划和管理提供强有力的建设手段。因此，本项目拟以GIS和信息技术为研究手段，对校园基础设施的建设和规划进行分析，提出校园基础设施管理方案，从而设计和开发一个基于GIS的校园基础设施的管理信息系统。通过建立这样一个基于网络的共享系统，可将目前各自为政的单一管理信息系统统一起来，能够为学校各级管理部门及不同的用户群体及时提供准确信息，从而为校园的规划和建设提供辅助决策。
参考文献：
[1]孙丽，高飞，胡小华，马传松. ArcEngine插件式GIS二次开发框架的设计与实现. 测绘科学，2011，36(5)
[2]肖庆.组件GIS二次开发技术研究. 软件导刊，2008，7(11)
[3]王ben，夏洪山. 基于组件的GIS技术研究. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版)，2009，25(4)
[4]祝青，颜平平，苏忆平，邓奇兴. 基于GIS的校园地下管网信息系统研究和设计. 软件导刊，2011，10(10)
[5]杨建军. 基于GIS的数字校园信息系统的设计. 文体用品和科技学，2011
[6]白亚茹，陆鑫. 基于ArcObject组件的GIS应用软件开发.计算机工程，2009，35(14)
[7]宋关福. GIS平台软件技术发展回顾与展望. http://www.supermap.com.cn/magazine/200812/main/JD/index2.htm，2008-12
作者简介：
刘贵军，男，江西财经大学， 本科，江西财经大学麦庐园校区信息管理学院。
程亚军，男，江西财经大学， 本科，江西财经大学麦庐园校区信息管理学院。
熊云波，男，江西财经大学，讲师 。
1.1 GIS的发展背景
地理信息系统(Geographic Information Systems，简称GIS)是指在计算机软、硬件支持下，对现实客观世界的各类与地理信息有关的资源及描述这些资源特性的属性数据进行采集、储存、管理、运算、分析、查询、统计等功能的技术系统。它将地理对象的空间位置和相关属性有机结合，从地理空间和属性数据方面对现实资源对象进行查询、检索、统计和分析，并将结果以形象、直观的形式表达出来，为维护、分析、决策提供重要的支持平台。地理信息系统在资源调查、评价、管理和监测，在城市的管理、规划和市政工程、行政管理与空间决策、灾害的评估与预测、地籍管理及土地利用，在交通、农业、公安等诸多领域得到了广泛的应用。
1.2 校园基础设施管理系统与GIS的集成
本文针对传统校园基础设施管理系统的不足，设计了一个原型系统。本系统采用GIS技术，对高校基础设施进行管理。GIS系统中提供了查询功能，你可以根据指定的查询条件查询出要维修的基础设施，这些要维修的基础设施会高亮显示在校园地图上，你可以清楚的知道该基础设施的位置以及周围有哪些基础设施，并且通过基础设施特有的属性来进行地图横切面展示，了解维修的困难度并且制定一套可行方案。这都是其他管理系统不具备的优势。
2 系统设计
2.1 系统总体框架
系统总体框架可分为三层：数据库层、中间件层和应用层。数据库层主要是涉及到系统数据的存储和管理，在这一层中，现在成熟的产品有文件系统、Sql Server、Oracle等，这些工具可以通过中间件层中访问和操作数据。中间件层主要是ESRI公司提供的一些访问数据的工具以及便于GIS系统开发的组件，典型的有：ArcEngine组件、ArcObject组件、ArcSDE等。应用层涉及到具体的系统应用，包括地图操作、地图编辑和地图查询等。
采用以上三层架构，系统可以通过C/S模式实现，并且在B/S模式下扩展。具体框架如图1所示。
2.2 系统功能结构
作为一个GIS系统，应该具备一下基础功能：地图放大、缩小、漫游、导入、输出、处理功能，而地图处理中又分为地图编辑和查询。地图编辑中涉及到点、线、面编辑，以及地图的保存和还原。
地图查询涉及到属性查询、空间查询、标注查询和提示查询。属性查询是根据地图的属性数据查询该地图对象所在的地理位置并对该位置作醒目标志；空间查询是根据地图的空间数据查询该地图对象所拥有的属性数据信息及可以根据选择属性信息定位地图空间位置；标注查询是根据地图放大或缩小的比例尺的大小决定是否在地图上显示某些简单但重要的属性信息或者用户选择是否显示地图标注信息；提示查询是根据鼠标在地图上的移动位置定位到该位置的地图对象并用弹出框显示该地图对象对应的标注信息。
本原型系统有以下功能：地图显示；地图编辑和地图查询查询。地图显示包括地图放大、地图缩小、地图漫游、地图输出、地图保存、地图导入、地图前视图、地图后视图；地图编辑包括点编辑、线编辑和面编辑；地图查询包括属性查询、空间查询、标注查询和提示查询。系统功能结构如图2所示。
图2系统功能结构
2.3数据库设计
GIS系统不同于一般的管理系统，一般的管理系统只有属性数据，但GIS系统中不仅包含属性数据，还包括空间数据。
空间数据不同于属性数据。空间数据要素可以分为点、线、面三种。点要素又包含单点和多点，线要素又包含直线、折线和曲线，面要素又包含圆、矩形、多边形和曲边形。所以需要根据系统的需要来选择不同的地图要素。校园地图不大，所以将主干道路设计为面要素，对于小路则为线要素，还有诸如吉建筑物、水域、运动场所都为面要素，而诸如雕塑、路灯等为点要素。为了区分处理，将不同的地图要素进行分层，这样便于地图管理和展示。
数据分层的原则为：
（1）同一类数据放在同层；
（2）关系相互密切的数据尽可能放在同层；
（3）用户使用频率高的放在主要层，否则放在次要层；
（4）某些为显示绘图或控制地名注记位置的辅助点、线、面的数据，应放在辅助层。
（5）对于管线信息，将按不同的专业管线进行分层，如分成给水、排水、燃气、电力、通讯等。
本系统最初设计包含以下图层：
（1）点要素图层：供水井盖、供电井盖、排污井盖、有线电视井盖、通讯井盖、路灯、消防栓、灌溉喷头、垃圾桶、路由器、交换机、供电设备、供水设备、排水管道、电源开关、供水开关、网络开关、雕塑、旗帜。
（2）线要素图层：供水管。
（3）面要素图层：草地、绿化区、水域、道路(面分主干非主干)、教学楼、宿舍楼、教工楼、办公楼、图书馆、网球场、操场、篮球场、体育馆、大学生活动中心、广场、商店、食堂、医院。
通过对地图进行以上分层，目的是为了更好的管理和展示地图信息。用户对地图的所有操作都是基于图层，无论是显示、查询还是编辑。
3 系统实现
3.1 系统集成平台
在系统的开发过程中，使用Window XP、ArcGis平台，用GooleEarth、PhotoShop和ArcMap对地图进行获取、处理和制作矢量地图，采用ArcObject类库和.shp文件系统建立校园地图和校园基础设施基础数据的连接，设计地图显示、编辑和查询等的Java程序，解决了校园基础设施布局以及图形可视化等方面的难题。
3.2 数据收集
数据分为两类：空间数据和属性数据。不同的数据，收集的方法也不同。
3.2.1 空间数据收集
空间数据收集分为三个步骤：
（1） GoogleEarth软件获取校园卫星图片。使用GoogleEarth软件锁定到校园的卫星图像，固定好卫星地图显示高度，用截图工具将校园的卫星地图截为一张张图片。
（2）PhotoShop软件拼接处理校园卫星图片。将截下的一张张图片用PhtoShop软件拼接成校园地图，然后用该软件的羽化功能对拼接处的痕迹进行羽化处理。
（3）ArcMap软件制作校园电子地图。将制作的校园地图加载到ArcMap软件中，然后使用ArcMap中的工具对地图进行矢量化，其中包括地图分层、地图绘制、地图标注等等，将每个图层存储为.shp文件，然后将制作好的矢量地图存储为.mxd文件。
3.2.2 属性数据收集
属性数据收集是通过学校后勤处提供的学校基础设施部分资料，然后我们对这些资料进行分析和筛选，然后统一入库。
3.3 数据库实现
本系统的数据库是通过Shapefile文件管理的。Shapefile文件是描述空间数据的集合属性特征的非拓扑实体矢量数据结构的一种格式，包括一个主文件(*.shp)，一个索引文件(*.shx)和一个dBASE表文件(*.dbf)。该文件格式有两个保留字段：FID和ObjectID，便于区分不同图层以及同一图层中的不同信息[4]。
本原型系统电子地图图层分层如图3所示。
图3 电子地图图层结构
4结束语
GIS作为解决与空间位置相关的数据管理工具，能够为校园基础设施的规划和管理提供强有力的建设手段。因此，本项目拟以GIS和信息技术为研究手段，对校园基础设施的建设和规划进行分析，提出校园基础设施管理方案，从而设计和开发一个基于GIS的校园基础设施的管理信息系统。通过建立这样一个基于网络的共享系统，可将目前各自为政的单一管理信息系统统一起来，能够为学校各级管理部门及不同的用户群体及时提供准确信息，从而为校园的规划和建设提供辅助决策。
参考文献：
[1]孙丽，高飞，胡小华，马传松. ArcEngine插件式GIS二次开发框架的设计与实现. 测绘科学，2011，36(5)
[2]肖庆.组件GIS二次开发技术研究. 软件导刊，2008，7(11)
[3]王ben，夏洪山. 基于组件的GIS技术研究. 哈尔滨商业大学学报(自然科学版)，2009，25(4)
[4]祝青，颜平平，苏忆平，邓奇兴. 基于GIS的校园地下管网信息系统研究和设计. 软件导刊，2011，10(10)
[5]杨建军. 基于GIS的数字校园信息系统的设计. 文体用品和科技学，2011
[6]白亚茹，陆鑫. 基于ArcObject组件的GIS应用软件开发.计算机工程，2009，35(14)
[7]宋关福. GIS平台软件技术发展回顾与展望. http://www.supermap.com.cn/magazine/200812/main/JD/index2.htm，2008-12
作者简介：
刘贵军，男，江西财经大学， 本科，江西财经大学麦庐园校区信息管理学院。
程亚军，男，江西财经大学， 本科，江西财经大学麦庐园校区信息管理学院。
熊云波，男，江西财经大学，讲师 。