校园GIS查询系统是一个面向全院师生的,可以浏览全员地理信息的系统。

一、基础地理信息数据制作

  在构建信息系统之前,首先应该收集此系统的相关信息。在收集到的大量信息数据基础之上,通过加工整理制作出系统的基础地理数据。

  1.数据收集

  完整、齐全而又有效的第一手资料是建立GIS基础地理数据的前提,也是对地理信息数据地理数据进行空间分析的基础。因此,要根据实际应用的需求全面考虑数据范围、数据类型和数据格式等,全面收集有关资料,以满足基础数据的建设需求。资料收集完成后,需要根据入库要求对资料进行分析与整理,微数据加工处理做好准备。

    ①影像数据  ②矢量数据   ③坐标定位数据   ④其他相关资料

  2.数据格式与结构

  数据是GIS系统的基础,对GIS的数据设计显得尤为重要。考虑到要使用MO组件进行信息系统的开发。而MO组件只支持Shape文件、图像文件、数据表或通过ESRI的专用数据库引擎连接的专用数据表。所以这些数据全部采用最简单Shape文件格式。

    ①图形数据  ②属性数据

  3.数据处理

  根据收集到的不同的原始数据不同,需要采用不同的技术和方法对其进行处理,从而制作出所需要的地理信息数据。根据需要,对原始数据的处理主要包括对遥感影像数据进行校正、对CAD数据进行数据格式转换和处理,对矢量数据进行配准等工作。

    ①影像图校正  ②数据转换  ③矢量数据配准  ④属性信息的添加

二、GIS组件式开发

  GIS主要的开发模式有3种,即独立开发、宿主型二次开发和基于GIS组件的二次开发。

  1.组件式GIS简介

  GIS开发中的独立开发不依赖于任何GIS工具软件,从空间数据的采集、编辑到数据的处理分析及结果输出,所有的算法都有开发者独立设计,然后选用某种程序设计语言,在一定的操作系统平台上编程实现。

  GIS开发宿主型二次开发指基于GIS平台软件上进行应用系统开发

  组件式GIS就是采用了面向对象技术和组件式软件的GIS系统(包括基础平台和应用系统)。

  2.MO组件简介

  MapObjects(简称MO)是一套允许用户向应用程序中添加地图的制图软件控件集合,它使程序员能够将MapObjects与其他软件提供商提供的组件绑定,如绘图、多媒体及数据库对象。

  MapObjects包括一个OLE控件(OCX)叫做地图控件(Map control)和一组(30多个)OLE目标(Objects)。它适用于工业标准程序环境,例如,VB4.0,Delpi2.0,PowerBulider,MS Access等。

  MapObjects不适用于最终用户,它是为程序开发者设计的。程序开发者可利用MapObjects开发应用程序,并把这些程序提供给下一级用户使用。

    (1)MO的组成

      ①数据访问对象:存取地图数据库的一组对象

      ②地图显示对象:用来显示电子地图及符号化地图要素的一组控件(Map, Legend,ScaleBar)和对象

      ③几何对象:点、线、面等用来与图层要素进行互操作的对象

      ④投影对象:为地图或图层定义坐标系统,以及进行投影变换的一组对象

      ⑤地址匹配对象:对美国街道的数据,可快速定位

      ⑥实用对象:包含一个特殊字符串对象Strings

    (2)MO的功能与特点

      主要功能:①显示一张包含多个图层的地图(道路、河流、边界)。

      ②放大、缩小、漫游

      ③生成几何图形,如点、线、圆,多边形。

      ④为图层中的要素添加要素

      ⑤识别地图上被选中的要素(点线面)

      ⑥通过线、矩形、多边形,圆来选择要素。

      ⑦选取据某参照物一定距离范围内的要素

      ⑧通过SQL语句来选择要素

      ⑨对选择的要素进行统计

      ⑩查询与更新被选择的要素的属性数据

       此外,还有制作专题地图、根据字段的值标注图层要素、显示从航片或卫星图片上获取的图像、动态显示实时或时间系列数据、通过输入地址在地图上定位、将数据投影到不同的坐标系下等。

    (3)MO支持的数据源

      MapObjects支持Shape文件、图像文件、数据表或通过ESRI的专用数据库引擎连接的专用数据表。

      Shape文件是地图数据的矢量格式,图像文件指栅格图形或航空及卫星的畸变图像的纠正照片,数据表是可用ODBC驱动加载的任意表格式的数据表文件。专用数据库是网络上通过ESRI专用数据库引擎连接的空间数据库服务器上的数据

      Shape文件适用于中小型地图数据。而大型数据(省级、国家级海量数据),需要使用专用数据库。

      用MapObjects编写的软件是可伸缩的。开始时可使用Shape文件,当用户需要与大型数据库连接时,仅需修改打开数据源的几行代码,就可以实现到专用数据库数据源的迁移。

    (4)Shape文件

      Shape文件是ESRI提供的存储地理数据的矢量格式。其坐标是笛卡尔坐标。

      图层中每一个地理要求的几何形状以一组矢量坐标(X、Y)的形式存储。其属性存放在与Shape文件相连的dBASE的数据表中,并通过唯一的表示进行关联。

    (5)图像(Image)文件

      可以通过MapObjects编写应用程序来显示多种图像文件。在地图中图像多来自航空照片和卫星图像。

      图像文件依靠带有灰度值或色标的一组像元来表示各种信息,这些像元无属性链接,其坐标系统与Shape文件不同。

      在ArcView、ArcGIS中,通过对图像文件进行地理配准,可以使图像数据精确地与具有大地坐标的Shape数据集成在一起。MapObjects(或其它ESRI软件)用Word文件来配准图像。

    (6)数据表

      在基于MapObjects编写的应用程序中,通过ODBC(开放数据库链接)驱动程序,可以访问外部的数据表,它们可以是各种格式的。如:Access,SQL Server,Oracle等

    (7)空间数据引擎(SDE)

      SDE是一种高性能的空间数据数据库服务器,适用于大规模地图数据组

      通过SDE,空间数据可集中存放于空间数据库服务器上。用户的SDE应用程序可基于UNIX或Windows环境编写,SDE提供软件开发和空间数据管理能力。

  3.MO的安装与开发环境的建立

    要进行组件式GIS开发首先要安装MapObjects组件。

    ①组件安装

    ②开发环境的建立

  4.实例开发设计

    开发阶段一般有设计、编码和测试等步骤。

    开发设计主要包括功能设计和界面设计两个部分。

  5.部分编程过程简介

    ①.MAP控件的添加

    ②工具栏的添加与相关功能的实现

    ③添加目录树

  6.系统功能的实现

    主要包括以下一些功能:①地图基本功能  ②鹰眼功能  ③自动标注功能  ④查询功能  ⑤缓冲区功能  ⑥距离量算功能  ⑦专题制图与输出功能  ⑧制图输出功能  ⑨图层风格编辑功能  ⑩系统帮助

三、3D可视化实现

  3D是(Three-Dimensional)的缩写,就是三维图形。可视化(Visualization)是利用计算机图形学和图像处理技术,将数据转换为图像或图像在屏幕中显示出来,并进行交互处理的理论、方法和技术。

  1.建模软件

  使用Sketchup软件进行地物的3D建模,之后导入到ARCGIS中进行可视化以及查询分析的操作。

    ①Sketchup简介

    ②Sketchup产品特点

    ③Sketchup模型作品

  2.建模环境

  建模环境包括安装相关的软件并进行相应的设置

  3.建模过程

  建模过程主要包括在ArcGIS中选择相关的建筑,并将其平面图导出到SkectchUp中,然后在SkectchUp中依据模型的底面图进行3D建模,最后将建成的模型导出称为esri MltiPatch格式,即可在ArcMap或ArcScene中加载这些模型,

    ①导出底面图

    ②在SkectchUp中建模

    ③导出成为esri MltiPatch格式

 四、基于IMS的网络发布

  GIS技术与Internet技术相互融合形成了WebGIS。从www的任意一个节点,Internet用户可以浏览WebGIS站点中的空间数据、制作专题图,以及进行各种空间检索和空间分析,从而使GIS进入千家万户。

  1.ArcIMS简介

  ArcIMS是ESRI公司的WebGIS产品,它支持多种操作系统平台和Web服务器。通过ArcIMS可以创建地图或者服务描述文件,发布地图、数据和元数据服务,进而创建一个基于服务的网络应用。ArcIMS通过中心网络门户来发布GIS地图、数据和元数据的有效解决方案。使用ArcIMS构建的GIS网站允许任意数量的用户通过企业局域网或Internet进行访问。

  ArcIMS支持UNIX/Linux、Windows等操作系统,同时支持ASP、Java、.NET、ColdFusion等多种开发平台,也可以通过图形界面(GUI)创建基于模板的简单应用,也可以通过二次开发构建满足各种需求的复杂应用。

  2.ArcIMS环境搭建  

  在安装ArcIMS之前需要安装IIS、JDK和ServletExec。

  IIS(Internet Information Server)是Internet信息服务。其实一组Internet服务器加入一些可以在NT操作系统下运行的服务组成。Microsoft就包括了一系列用于建立管理网站、搜索引擎的程序集。Microsoft指出,由于IIS和NT服务器在许多方面是一体化的,因此可以提供更快的网页服务。

  ①安装IIS  ②安装JDK  ③配置JDK  ④安装ServletExec  ⑤安装ArcIMS  ⑥配置ArcIMS

  3.网络系统的发布

  系统的发布主要依靠ArcIMS这个工具。创建一个ArcIMS网站需要以下步骤。

    ①创建地图服务文件

    ②发布地图服务

    ③页面设计

    ④ArcIMS地图信息发布