山西农业大学校园地理信息系统构建

马 琪 张家宁 白晋华 杨三红 荆耀东

(1.山西农业大学林学院 山西 晋中 030801；2.山西农业大学资源环境学院 山西 晋中 030801)

山西农业大学校园地理信息系统构建

马 琪1张家宁1白晋华1杨三红1荆耀东2

(1.山西农业大学林学院 山西 晋中 030801；2.山西农业大学资源环境学院 山西 晋中 030801)

地理信息系统具有对各类空间数据的采集、处理、管理和分析的能力，在城市、林业、农业、交通、军事和医疗等领域中有着广泛的应用，对提高数据处理、管理和决策支持方面起着不可替代的作用。构建校园地理信息系统可以为用户提供各种校园信息的查询、检索和必要的空间分析、统计以及按不同用户要求输出相应的专题要素，为校园的发展规划、辅助决策以及科学管理提供可靠依据，同时可以提升大众对高校的全面了解，提升高校的影响力。本文以山西农业大学校园为研究对象，基于supermapobjects将现有的二维地理空间数据引入地理信息系统中，通过对数据的采集、编辑与处理构建山西农业大学地理信息系统，实现系统对校园各类空间数据的查询和检索等功能。

山西农业大学；校园地理信息系统；supermap

地理信息系统是一种综合的数据管理系统，它能够应用于科学调查，资源管理，发展规划，财产管理，城市交通网的规划、校园管理等各个方面，并逐步走进人们的日常生活当中，其中校园地理信息系统是城市地理信息系统的一个缩影，具有城市地理信息系统的特点和功能，它可以为用户提供各种校园信息的查询、检索和必要的空间分析、统计操作以及按不同用户要求输出相应的专题要素，为校园的发展预测、规划决策以及科学管理提供可靠依据[1]。该系统已成为现代信息技术的重要组成部分，它的发展经历了四个阶段，分别是初始发展阶段，发展巩固阶段，推广应用阶段和蓬勃发展阶段[2]。初始发展阶段，1963年加拿大建立了世界上第一个GIS系统，同时诞生了世界上最大的地理信息系统软件平台的供应商ESRI. 20世纪70年代时是地理信息系统的发展巩固时期，此时，信息数据的采集、处理、存储在很大程度上都有了提高。80年代就进入了推广应用阶段，GIS则取得了突破性的进展，朝着信息共享和多功能的方向发展，应用领域也不断扩大，并在世界范围内得以全面推广。90年代以来，GIS深入到各行各业，进入了大发展时期，在这个时期，美国率先将其运用到校园的管理中，建立起校园虚拟网络，实现了校园管理，科研等，促进了校园地理信息系统的发展与进步[3]。随着世界各国校园信息化建设的发展，“数字校园”的概念也相应出现。所谓数字校园，就是以高度发达的计算机网络为核心技术，以信息和知识资源的共享为手段，强调合作，分享，传承的精神，是网络化、数字化、智能化有机结合的新型教育、学习和研究的教育环境。

与国外的发展相比，我国地理信息系统的发展则相对比较缓慢，我国政府在1993年提出211高校工程，标志着我国也开始建立虚拟校园，目前许多高校已经成功构建校园的地理信息系统，实现了校园的智能化管理，清华同方的“数字校园”、上海交大的校园地理信息系统、陕西师范大学校园管理信息系统，他们的实践结果告诉我们，数字校园有极好的开发前景，该系统会成为校园新的信息源，任何与校园有关的信息都将给定位，并与空间数据联系起来，提供相应的二三维图像给其家长和学生构建一个身临其境的立体化感知环境，展示其校园风采，起到自我宣传的作用[4]。因此在信息化的今天，建立起一个三维立体校园浏览平台，可以从根本上改变校园大部分信息的人工管理状态，而且用户也可以通过此平台图文并茂的查询校园信息，以提高我校的知名度与认可度势在必行。本文便以山西农业大学校园为研究对象，对获取的数据进行矢量化处理，最终实现山西农业大学校园地理信息系统的构建。

一、研究区域概况

山西农业大学位于晋商故里山西省晋中市太谷县，是山西省的一所农业大学，学校创建于1907年，是一所有百余年历史文化传承的著名学府，历经铭贤学堂、铭贤农工专科学校、铭贤学院、山西农学院等时期，1979年更名为山西农业大学，被列为全国重点高校，但是由于校园所处地理位置偏僻，给学术交流，招生等都带来了极大的不便，校园地理信息系统的建立和使用可以提高校园对外的知名度，给学校的各项工作都带来很大方便，可为学校创造可观的社会效益。

二、研究目标及系统功能

(一)研究目标

随着网络与计算机技术的快速发展，仅靠以往常规的方式来宣传校园文化是不够的，这样一来构建校园地理信息系统的目的也就突显出来了，它既可以更好的宣传山西农业大学的风貌与校园文化，给学生与老师参观学习提供方便。对于不熟悉校园的用户来说，它也可以提供给在校新生及其他对校园设施不熟悉的人员使用，利用该系统能迅速、准确地掌握校园建筑信息及分布提供便利，而对于熟悉校园的用户来说，它也可以提供空间信息与非空间信息相结合的数据分析和显示功能[5]。若将三维校园挂到网上，可以让更多的人了解山西农业大学的概况，以此来扩大学校在社会上的影响力[6]。

(二)系统功能

(1)展示功能：对校园各个场景的展示，能够完成基础的放大缩小等功能，全方位多角度来展示校园的风貌，包括教学楼，办公楼，学生公寓，食堂等各类建筑物的空间位置与空间分布的相互联系[7]。

(2)检索功能：对各类建筑物进行检索，实现属性互查功能，属性信息与建筑物有关，主要有名称，建设日期，楼层分布等，还增加了学校组织机构体系属性的查询，可以查询到具体办公位置以及联系方式。

(3)属性互查：通过属性中的关键词查询具体的图形要素，即输入所要查询的目的地关键字词，便可查询到图像，随之知道其所在位置，或者点击图像位置，便可查询到该位置的具体信息。

三、研究方法

(一)数据的获取及处理

1、数据获取

数据获取包括属性数据与空间数据的获取，空间数据是指用来表示空间实体的位置、形状、大小及其分布特征诸多方面信息的数据，它可以用来描述来自现实世界的目标，它具有定位、定性、时间和空间关系等特性。属性数据分为两类，一类是学校的组织机构的资料，另一类是建筑物属性，对于学校组织机构，主要采集各组织机构的名称，地址，电话，网址，邮件，等[8]。对于建筑物属性，主要采集建筑物的名称，建筑物的建设年份，层数，高度，用途，图片等；

本研究中的空间数据是通过室外实地测量并结合设计图纸来获取，而属性数据则是通过查阅校史资料以及通过小组人员实际调查获取。

2、数据处理

对数据进行矢量化处理，首先在超图中新建一个“农大”数据源，将农大影像添加到数据源中，新建面数集(建筑物)，用来存储建筑物矢量后的面，新建面数集(道路)，用来存储道路矢量后的面。其次根据农大影像描绘出建筑物和道路的面，绘完建筑物后，将建筑物属性输入到属性数据集中，绘完道路的面后，超图中的“对象”下的“面提取中心线”方法可以将道路转换成线数据集。

四、校园地理信息系统的构建

(一)界面设计

1、设计界面

每个界面应包含标签、文本框、图例控件、地图控件、工作空间控件、菜单栏、工具条、图像控件等。

2、数据源的打开功能

单击菜单栏的“数据源”，实现数据源的打开和在地图上的显示，并通过superlegend控件控制数据集的显示，涉及代码如下：

PrivateSubsuperMap1_GeometrySelected(ByvalnSelectedGeometryCountAslong) ’建立地图窗口与工作空间的联系，用于显示数据

DimobjRecordsetAssoRecordset’记录集对象

DimIAsInteger’字段索引

DimstrName(40)AsString’存储属性字段名

DimstrValue(40)AsString’存储属性字段值

DimstrMessageAsString’包含所有属性信息

SetobjRecordset=SuperMap1.selection.ToRecordset(False) ’提取所选对象的属性信息

objRecordset.MoveFirst’移到第一条记录

Fori=1ToobjRecordset.FieldCount

strName(i-1)=objRecordset.GetFieldInfo(i).name’得到属性名

strValue(i-1)=objRecordset.GetFieldValue(i) ’得到属性值

Next

strMessage=””

Fori=1ToobjRecordset.FieldCount

strMessage=strMessage&strName(i-1)&”:”&strValue(i-1)&space(5)&vbCrLf

Next

MsgBoxstrMessage

SetobjRecordset=Nothing’释放内存

EndSub

(二)系统功能的实现

1、图形的放大

将图形进行放大主要代码如下：

PrivateSubbig_click() ’放大

SuperMap1.Action=scaZoomIn

EndSub

2、图形的缩小

将图形缩小主要代码如下：

PrivateSubsmall_Click()’缩小

SuperMap1.Action=scaZoomOut

EndSub

3、自由缩放

运用鼠标进行自由缩放，主要代码如下：

PrivateSubfree_Click()’自由缩放

SuperMap1.Action=scaZoomFree

EndSub

4、漫游的实现

移动鼠标可以实现漫游，主要代码如下：

PrivateSubmanyou_Click()’漫游

SuperMap1.Action=scaPan

EndSub

5、全屏显示

对图形进行全屏显示，主要代码如下：

PrivateSuball_Click()’全屏显示

SuperMap1.ViewEntire

EndSub

6、缓冲区代码

PrivateSubCommand10_Click()

DimrgnAsNewsoGeoRegion

DimobjRecordsetAssoRecordset

SetobjRecordset=SuperMap1.selection.ToRecordset(False)

MsgBox“请选择地物！”

ExitSub

EndIf

DimobjGeoRegionAssoGeoRegion

objRecordset.MoveFirst

SetobjGeoRegion=objRecordset.GetGeometry

DimstyleAsNewsoStyle

style.PenColor=255

style.BrushColor=vbGreen

Setrgn=objGeoRegion.Buffer(10,100)

SuperMap1.TrackingLayer.ClearEvents

SuperMap1.TrackingLayer.AddEventrgn,style,””

Supermap1.Trackinglayer,Refresh

EndSub

7、设置起始点

主要代码如下

PrivateSubstart_Click()’起始点

Supermap1.Action=scaSelect

EndSub

8、设置终点

主要代码如下

PrivateSubend_Click()’终止点

Supermap1.Action=scaSelect

EndSub

9、最佳路径分析

我们想从学校的一个地方到另一个地方且要求路径最短就用到路径分析的方法。可以和标签专题图配合使用，选择起点和终点，然后进行路径分析。设计代码如下：

PrivateSubbest_Click()’最佳路径

DimobjNetAnalystAsNewsoNetworkAnalyst’网络分析对象

DimobjDVTAssoDatasetVector’网络数据集

DimobjSelectionAssoSelection’网络分析结果的选择集

DimobjFromPiontAsNewsoPoint’网络分析起点对象

DimobjToPointAsNewsoPoint’网络分析终点对象

’获得网络数据集

SetobjDVT=SuperMap1.Layers(1).Dataset

IfobjDVTIsNothingThenexitSub

’定义网络分析的起点objFromPoint.x=SuperMap1.PixelToMapX(ScaleX(x,vbTwips,vbPixels))objFromPoint.x=SuperMap1.PixelToMapX(ScaleX(x,vbTwips,vbPixels))

’定义网络分析的终点objFromPoint.x=SuperMap1.PixelToMapX(ScaleX(x,vbTwips,vbPixels))objFromPoint.x=SuperMap1.PixelToMapX(ScaleX(x,vbTwips,vbPixels))

’进行最佳路径的分析，并将结果显示setobjSelection=objNetAnalyst.FindPathEx(objDVT,objFromPoint,objToPoint,objToPoint,100,True)

IfobjSelectionIsNothingThen

MsgBox”分析失败！”，vbInformation

ExitSub

Else

SuperMap1.Selection.RemoveAll

SetSuperMap1.Selection=objSelection

EndIf

SuperMap1.Refresh

SetobjNetAnalyst=Nothing

SetobjDvt=Nothing

SetobjFromPoint=Nothing

SetobjToPoint=Nothing

EndSub

10、图查属性和属性查图的实现

我们在地图上任选一处地物都会显示该地物的属性，并且按照用户的需要查找他想获得的地物，代码如下：

图查属性：

PrivateSubshuxing_Click()’属性查询，选一个点查属性，图查属性

SuperMap1.Action=scaSelection

EndSub

属性查图：

输入一个地物名可以查询该地物的各个属性，主要代码如下：

PrivateSubfinddian_Click()’地点查询

DimnameAsstring

Name=InputBox(“请输入您要查找的地名”)

DimobjDtVectorAssoDataSource’数据源

DimobjDtVectorAssoDatasetVector’矢量数据集

DimobjRecordsetAssoRecordset’记录集

DimobjSelectionAssoSelection’选择集

’取矢量数据表：取其中面数据集“World”进行查询SetobjDs=SupermapWorkspace1.Datasources.Itm(“MyDataSource”)

IfobjDsIsNothingThenExitSub

SetobjDtVector=objDs.Datasets(“New_Region”)

IfobjDtVectorIsNothingThen

MsgBox“打开数据集错误”,vbInformation

ExitSub

EndIf

’使用SQL过滤条件安从数据集中查询出记录集，SQL条件的WHERE子句部分从编辑框中获取。

SetobjRecordset=objDtVector.Query(name,True)

IfobjRecordsetIsNothingThen

ExitSub

Else

五、结论

校园地理信息系统服务于高校的规划和建设，它将为高校的发展做出很大的贡献，本次研究是构建山西农业大学的校园地理信息系统，以校园的地图影像数据为对象，通过调查，测量，计算机操作等方法实现了数据的打开、创建、编辑，将数据显示为地图，编辑、保存地图、地图输出、空间查询和分析等功能，本文则以此次研究的目的，过程，以及最后的结果展开论述，从整体上对山西农业大学地理信息系统构建进行了论述，阐述了该系统的功能，能产生的效益,以及具体的操作步骤。同时，本研究也存在不足之处，由于时间和各方面的原因，只对系统进行了初步的设计，没有开发出完整的校园地理信息系统来，并且在校园信息可视化的操作过程中，没有充分的数据资料支持，不能进行实际有效的查询和空间分析，还有就是没有实现校园地理信息系统的动态可视化。

[1]陈志坤. 校园地理信息系统的构建[A].钦州学院学报 2008 46-48

[2]傅晓珊. 地理信息系统的发展现状及趋势[A]安徽工程科技学院学报 2010 89-91

[3]程敏.数字化校园管理系统的研究与开发实现[D]上海.华东师范大学，2007

[4]刘翔禹.基于SuperMap平台的数字校园三维可视化研究[D]东华理工大学 2015 10-11

[5]陆世安，方传海，代科.三维校园地理信息系统分析与实现[A]城市建设理论研究(电子版)2012(28) 1-2

[6]刘翔禹.基于SuperMap平台的数字校园三维可视化研究[D]东华理工大学 2015 12-13

[7]李长春等.三维激光扫描在建筑物模型构建中的研究与实现[J].河南理工大学学报，2008 193-199

[8]张明鑫，米文宝，魏海平.数字校园的构建及其关键技术研究[J]资源环境与发展，2007 45-48

马琪(1995-)，女，汉族，山西省临汾市人，大学本科，山西农业大学。

杨三红(1978-)，男， 汉族，山西省临汾市人，讲师，从事景观生态学和地理信息系统向的教学与科研。

山西省普通高等学校大学生创新创业项目