(完整版)数字校园系统的设计与实现本科毕业论文

种传统管理模式的不足之处主要表现:规划管理信息资料从整体上说不够完整、不够准确、不够规范;整个规划管理过程高度抽象，不直观生动，费时费力;面对大量的信息，由于操作人员的不同，对规划管理信息的管理和操作不统一、不规范:信息加工的时间周期长，获得最终成果数量少、质量不高。因此要实现高校信息的完全现代化管理，在规划管理中应实现对图形与文档资料的统一管理。

为了方便地输入信息快捷地提取数据，并且能够进行多信息源支持下辅助决策与模拟，该系统应具有控制管理功能，输入、输出功能，空间分析功能以及决策支持功能。 3.1.1 数据的采集和输入功能

主要包括校园空间数据的采集和属性数据的采集。空间数据的采集可以利用现有的( 1: 500) 大比例尺地形图、航测遥感图像等, 利用数字化仪或扫描仪进行数字化, 经过屏幕编辑后取得校园的图形数据, 或者通过实地调查、数字测图的方式来获取现势图形数据; 属性数据一般是通过对各级教学管理部门进行调研得到, 也可以统一数据格式, 由各部门自行录入, 最后由系统汇总。数据的采集和输入是生成CGIS 数据库的基础, 工作量大, 应充分利用各种渠道来生产和更新。 3.1.2 数据的检查、编辑和转换功能

主要是指校园的地理信息系统图形、数据的检查、编辑和修改, 提供不同格式数据之间的转换。如: 对校园地形图进行编辑修补、实现对地形图的漫游、缩放、刷新等、对数据格式进行检查、不同类型的数据文件的转入与转出。

3.1.3 数据的存储与管理

GIS的数据分为栅格数据和矢量数据两大类。数据的存储，即是把这些数据以某种形式记录在计算机的内部或外部存储器上，目的是使计算机

能够灵活、高效、快速地访问并处理这些数据，关键就在于如何建立纪录的逻辑顺序以确定存储的地址。一般而言，GIS系统都采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它分为若干层，整张地图正是所有层的叠加结果。这样用户操作时就只涉及到一些特定的层，而不是整幅地图，因而系统能对用户的要求做出迅速反应。

GIS的数据管理包括图形库管理和属性库管理。根据图形数据的几何特点，可将其分为点数据、线数据、面数据三种类型。图形数据的一个重要特点是它含有拓扑关系，这是地理实体之间的重要空间关系。图形数据和属性数据之间的连接方式目前有:专题属性数据作为图形数据的悬挂体、用串项指针指向属性数据、属性数据与图形数据采用统一的结构、图形数据与属性数据自成体系。

3.1.4 空间查询以及空间分析、统计操作功能

GIS 之所以在处理空间信息的性能上强于其他信息系统, 就在于它具有很强的空间查询和空间分析能力[4,5]。CGIS 实现了由属性查询图形, 如: 查询楼层数高于五层的教学用建筑物、查询学院各部门的位置及属性、查询各种体育教学设施的位置及属性等; 由图形查询属性, 在地形图上点击某一图形, 则显示与该图形对应的各种属性, 如: 教学建筑物信息、教室信息、学生宿舍信息、实验室信息等; 空间分析主要有: 缓冲区分析、最短路径分析、包含分析、相交分析等矢量分析。CGIS 还提供了对某一专题进行统计分析的操作, 例如: 教室座位数、教室的类型、实验室分布、教学面积统计、教师学历统计分析。 3.1.5 数据的输出与表达功能

将校园地理信息系统分析或查询检索结果表达为用户所需要的地图、图表、图形和图像。实现专题图、直观图制作以及图形、文本的打印和输出功能。

3.2 数据库技术

地理信息系统所需的数据量大，种类烦杂，数据组织是否合理将直接影响到系统性能，所以数据组织是系统设计的关键。系统的数据可分为两种:与地理位置相关的空间数据和和与空间位置无关的属性数据。空间数据展示实物的地理位置信息，属性数据记录实物的具体属性。在进行数据库设计时，通过数据分层、图层管理、属性编码和空间索引设计，建立空间数据库，然后进行属性数据库设计，最后建立空间数据库与属性数据库的连接关系。为了更生动形象地展示校园的实际情形，在本系统属性数据中引入文字说明及影像数据。文字说明用以详尽介绍各种教学及科研设施。

数据库的组织和管理是信息系统的基础，直接影响工作效率和用户的使用。良好的数据库性能为后面的系统开发搭建了良好的数据基础。系统数据库设计主要包括空间数据库和属性数据库两部分，组织流程，如图2所示：

图2：组织流程图

3.2.1 空间数据采集与内容

空间数据获取是地理信息系统建设首先要进行的任务，它可以有多种实现方式包括数据转换、遥感数据处理以及数字测量等等，其中己有地图的数字化录入，是目前被广泛采用的手段，也是最耗费人力资源的工作。在GIS中，录入的内容包括空间信息和非空间信息，前者是录入的主体。

在GIS 中，空间数据主要包括： 1）空间实体的位置

空间坐标即在某一个已知坐标系中的几何坐标，他可以标识地理现象在自然界或某个地图区域的空间位置，如经纬度、平面直角坐标、极坐标等。

要对空间实体的位置进行描述，就必须对其进行抽象表示。一般来说，

在三维分析空间，根据分析问题的尺度，我们把自然界中的物体抽象为点、线、面三种；在三维分析空间，则区分为点、线、面、体四种。

2）空间实体的关系

实体空间的关系通常包括：( 度量关系，如两个实体之间距离的远近：( 延伸关系（或方位关系），定义了两个实体之间的方位；( 拓扑关系，定义了两个实体之间的关联、邻接、包含关系。

3）空间实体的非几何属性

一般简称属性，是指与地理实体相关联的地理变量或地理意义。属性分为定性和定量两种：定性数据包括名称、类型、特性等，如地貌类型、土地利用类型、行政区划等；定量数据包括数量、级别等，如土地面积、道路长度、人口数量、高程等。非几何属性一般经过抽象、概括，通过分类、量算、统计得到。地理信息系统中的分析、检索大部分都是通过对属性的操作运算实现的，因此，属性数据的分类系统、量算指标、准确性对系统功能的实现有较大的影响。

4）空间实体的时间特征

指现象或空间实体随时间的变化。空间实体的位置数据和属性数据相对于时间来说，常常呈相互独立的变化，即自爱不同的时间，空间位置不变，但是属性特征可能已经发生变化，或者相反。 3.2.2 属性数据采集与内容

实用的地理信息系统除具有准确纤细的图形数据外，还应该具有详尽丰富的属性数据，才能为管理决策部门提供足够的信息。系统建设过程中，为提高工作效率，在图形数据采集整理的同时还应采集图形数据对应的属性数据并建立数据库，通过对学校基建科、教务处、水电暖服务中心、网络中心、维修科等管理部门的实际工作进行调研，建立不同数据表结构，使属性数据表结构的建立尽量满足实际需求。