基于ArcGIS Engine的校园地理信息系统研究与实现
基于Arc GIS Engine 的GIS 开发的系统设计与实现
0 引言目前，地理信息系统已广泛地应用于众多领域，为各个相关行业提供了高效的空间信息处理能力和强大的决策支持服务。
为满足需求，GIS 开发人员需要具有构建领域专用且易于使用的应用软件的能力，软件需将广泛应用的GIS 技术与友好用户的经验结合起来。
这些软件如果从头开始构建，将是一项繁冗的开发工作，会很耗费时间，并且成本不菲。
现阶段，组件技术已经广泛的被引人到GIS 软件的设计与开发中，使得高效便捷的开发应用型地理信息系统成为现实。
国内外著名的GIS 厂商都相继推出了他们的Gls 组件，其中以ESRI 公司的组件产品Arcobjects 最为著名。
ArcGIS Engine 是一组打包的核心Arcobjects 组件，相比ArcobjectS 降低了开发难度，也大大提高了GIS 应用程序的开发效率。
因此，本文主要以ArcGIs Engin 。
为研究对象，剖析其系统开发方法，并作出最终的开发实例。
1 ArcGIS Engine 开发简介ArcGIS 是一组集成家庭式的GIS 软件产品，可在单项工程、工作组以及企业级项目中用于发布完善的、可升级的GIS 系统。
它是基于一个可共享的GIS组件一Arc ohjects 的公用库来构建的。
Arcobjects 是基于Microsoft COM 技术所构建的一系列COM 组件产品，不是为最终用户而是专门为开发人员提供的二次开发软件，通过Arcobjects ，用户可以非常方便地开发出功能强大的GIS应用系统。
但它不是一个独立的应用产品，不能脱离ArcGIS 平台，只有在购买ArcGIS 产品后，才能利用其提供的组件对象进行应用开发。
ArcGIs Engine是一组完备的并且打包的嵌人式GIS 组件库和工具库，开发人员可用来创建新的或扩展已有的桌面应用程序。
使用ArcGIS Engine ，开发人员可以将GIS 功能嵌入到已有的应用软件中，或嵌人到商业生产应用软件中，还可以创建集中式自定义应用软件，并将其发送给机构内的多个用户。
基于ArcGIS的地理信息系统设计与实现
基于ArcGIS的地理信息系统设计与实现地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）是一种基于地理位置信息管理、分析和可视化的技术系统。
ArcGIS是由Esri（环球信息参考系统公司）开发的一套用于地理数据处理和分析的软件平台。
本文将介绍基于ArcGIS的地理信息系统的设计与实现。
一、引言地理信息系统（GIS）是一种集地理空间数据获取、存储、处理、管理、分析、可视化于一体的技术系统。
GIS 在城市规划、资源管理、环境保护、农业等领域都有广泛的应用。
而ArcGIS作为目前最主流的GIS软件平台，可以帮助用户进行各种地理数据的处理和分析，为决策提供科学依据。
二、地理信息系统设计与实现的基本步骤1.需求分析：首先需要明确地理信息系统的设计目标和用户需求。
这包括确定系统的功能模块、数据来源、数据需求、空间分析方法等。
2.数据采集与处理：地理信息系统的基础是地理空间数据，包括矢量数据和栅格数据。
数据的采集可以通过GPS测量、遥感影像解译、数据库导入等方式进行。
采集到的数据需要进行处理，包括数据清洗、数据转换等，以满足系统需求。
3.数据库设计：GIS系统需要建立相应的地理数据库，用于存储和管理地理空间数据。
数据库设计需要考虑数据模型、数据结构、数据表等方面，以保证数据的有效性和一致性。
4.系统架构设计：地理信息系统的架构设计是指确定系统的模块组成、模块之间的关系、数据流程等。
常用的架构设计包括单一服务器架构、分布式架构等。
5.系统开发与编程：使用ArcGIS平台进行系统开发与编程，包括界面设计、数据处理、空间分析等功能的实现。
开发过程需要使用ArcGIS自身的API和开发工具，如ArcObjects、ArcPy等。
6.系统测试与优化：完成系统开发后，需要进行系统测试，包括功能测试、性能测试、稳定性测试等。
根据测试结果对系统进行优化，提高系统的稳定性和性能。
7.系统部署与应用：将已经开发、测试、优化完毕的GIS系统部署在实际应用环境中，并进行用户培训和技术支持。
基于ArcGIS Engine的校园地理信息系统研究与实现——以昆明理工大学呈贡校区为例
规 则三角网） 。 从 １ ５ ０ 区 用地 现 状地 形 图 中提 取 出 ：０ 校 测 量点 ， 用 测量 点数 据的高 程信 息 ， 利 在 Ａｒ Ｇ Ｓ 台 下 ， 用测 量点 创建 了用 地现 ｃ Ｉ平 使 状 地 形 表 面 模 型 （ Ｎ） ＴＩ ＴＩ 。 Ｎ用 不 规 则 三 角 网 表 达 地 形 表 面 ， 角 形 的 网 点 存 储 ｚ值 三 （ 程值 ） 高 。 ②生成等 高线 。 利 用 用 地 现 状 地 形 表 面模 型 即 可 生 成 等高 线 ， 高 距 为 １ 。 等 ｍ ③ 在ＴＩ Ｎ上 叠 加 建 筑 物 高 度 。 在Ａｒ ＧＩ 台下 ， 已 创建 的ＴＩ ｃ Ｓ平 对 Ｎ分 别 叠加 居 民地 和 校 园单 体 建 筑 的 建 筑 高 度 ， 从而 得 到 了叠 加 居 民地 的 地 形 表 面 模 型 和 叠加 校 园 单 体 建 筑 的 地 形 表 面 模 型 ， 照 按 不 同 的 高 程 段 用 不 同 的颜 色 显 示 ， 示 了 展 校 园不 同 时 期 的 三 维 地 形景 观 ， 图 ｌ 图 ５ 结语 如 和 ２ 示。 所 本 文 以 昆 明理 工 大 学 贡 校 区 进 行 探 讨 （） ３ 三维 分 析 。 了以Ａ ｃ Ｉ ｎ ｉｅ 件技 术 的地理 信息 系 ｒＧ Ｓ Ｅ ｇｎ组
参考文 献
［］顾 留碗 ， 平 建 ， 海 荣 ． 于 Ｇ Ｓ 术 １ 郑 张 基 Ｉ技 的 滁 州 学 院 管 理 系统 ［］ 滁 州 学 院 学 Ｊ． 报 ，０ ９ １ ． ２ ０ （） 【］赵 俊 兰 ， 仲 科 ． 于 组 件 式 的 数 字 校 ２ 冯 基 园信 息 管 理 系 统 的 建 立 ［】 测 绘 通 报 ， Ｊ． ２ ０ （） ０ ７６ ． ［】朱庆 ， 晓 明 ， 叶 廷 ， ． 种 高 效 的 ３ 李 张 等 一
基于ARCGIS的数字校园系统的设计与实现
基于ARCGIS的数字校园系统的设计与实现3张王菲, 唐建蓉, 周靖斐, 巴晓娟(西南林学院资源学院,650022,云南省昆明市) 摘要:介绍了采用Arc GIS Desktop软件与3DSMAX建立的数字校园系统的设计思想及其具体实现.文章给出系统设计的原则,建立数字校园系统的主要流程及其关键技术.关键词:数字校园;ARCGIS;设计;实现中图分类号:P208 文献标识码:A 文章编号:100125337(2008)0120114203 自“数字地球”提出以来,数字城市、数字流域和数字校园等概念相继涌现.作为数字城市的一部分,数字校园系统是应用三维可视化技术和虚拟现实等技术,以直观的三维地形地物代替了传统的抽象的二维地图符号,使校园地理空间信息在电脑中立体化显示,用户可以随时获得所需的信息,可以图文并茂地进行校园信息的查询.通过该系统可以更加真实的反映校园的面貌,使用户具有身临其境的感觉.目前,国内很多高校都已建立了相应的校园管理信息系统,在对学校信息管理等方面发挥了一定的作用,但是随着GIS技术和高校管理要求的发展,二维的校园管理信息系统无法进行校园空间位置的管理,无法真实再现校园全景,无法进行空间查询的等弊端日渐暴露出来,因此,建立数字校园已经势在必行.1 数字校园系统设计1.1 系统设计原则[1]为使系统的设计标准化,减少数据冗余,提高工作效率,系统设计必须遵循以下一些基本原则.(1) 功能分解:功能分解是非常朴素、普通的思想,也是非常容易遗忘的思想.软件领域以外的很多实践和经验,都证明了分工、分解是处理复杂系统的基本前提.(2) 代码重用:面向对象的基本初衷是代码重用.把代码重用作为设计原则,设计人员设计过程中代码重用,其效果会大大高于没有可操作性的面向对象原则.(3) 减少耦合:如果将设计好的对象之间用有向箭头连在一起,很多时候会变成了一张网,看起来杂乱无章,因此在设计各个层面减少耦合是设计人员必须考虑的.图1 校园三维全景演示客户端1.2 系统模块设计整个校园三维全景显示客户端包括导航、飞行、全图、漫游、查询等功能.(1) 导航:可按用户喜欢角度(上、下、左、右)进行旋转,以达到最佳观测效果.(2) 飞行:通过飞行按钮用户可以以第一视角方式,在校园三维环境进行飞行,以鼠标移动方向为飞行方向,以鼠标左右键来调节飞行速度.(3) 全图:用户可对整个校园三维进行全图显示.(4) 漫游:可实现对整个校园三维全景的漫游功能.第34卷 第1期2008年1月 曲阜师范大学学报Journal of Quf u Normal UniversityVol.34 No.1J an.20083收稿日期:2007208224 作者简介:张王菲,女,19792,硕士;主要研究方向:三维地理信息系统.(5) 查询:用户实现对建筑属性查询.1.3 系统界面设计系统用户界面:又称人机界面,实现用户与计算机之间得通信,以控制计算机或进行用户和计算机之间得数据传送得系统部件.现在系统界面一般遵循GU I设计原则,即图形用户界面,是一种可视化的用户界面,它主要使用图形界面代替正文界面.本系统坚持图形用户界面(GU I)设计原则,界面直观,对用户透明.用户接触软件后对界面上对应的功能一目了然,不需要多少培训就可以方便使用本应用系统.在界面设计中应该保持界面的一致性,一致性既包括使用标准的控件,也指使用相同的信息表现方法,如在字体、标签风格、颜色、术语、显示错误信息等方面确保一致.系统界面如图1所示.2 数字校园系统实现的基本流程2.1 数据的收集西南林学院数字校园三维电子地图的设计与编绘是以航空影像、数字高程模型和其他数据为基础,以ARC GIS作为基础平台建立的,其数据源是多方面的,主要包括以下几个方面:(1) 以校区1∶1000地形图为基础地形数据,其它比例尺数据作为补充.(2) 校园的Ikonos影像资料.(3) 1∶10000的二维线划数据作为三维模型数据制作的基础数据.(4) 纹理资料,由数码摄像机获取的各栋建筑物不同表面的纹理以及其它纹理图像.(5) 3D模型数据,采用3DSt udio MAX系统设计的模型数据,用来逼真的表示建筑物的精细结构和材质特征.2.2 数据预处理数据的预处理工作主要包括影像数据的预处理,即影像的融合、配准等;地形图的矢量化;数字高程模型的建立,这里主要是根据等高线和特征点来生成TIN模型.具体处理工作如下:(1) 在ArcMap导入基础地形图作为底图数据,进行矢量化.(2) 影像配准:主要工作在ArcMap中完成,利用G eoreferencing(影像配准)工具条上的“add control point”(增加控制点)工具采集底图上所有方里网交点和4个角点.然后,选择该工具条上下拉菜单中的“rectify”命令,生成一个经配准了的新影像数据.(3) 等高线的处理:用Arc Toolbox工具对等高线进行抽稀、光滑等处理.(4) TIN的建立:根据处理后的等高线建立TIN,其过程为:打开“从要素生成TIN”对话框(tools→3D analysis→create/modify TIN→create TIN f rom feat ures),选择经处理的等高线图层,选择高程值作为高度源,建立TIN.效果如图2.图2 生成的TIN(5) 建筑物属性库的建立:对于不同建筑物具有各不相同属性,因此有必要建立建筑物的属性表.属性表结构如表1所示.表1字段名字段类型字段长度字段精度数据类型楼栋名称字符型160StringShape图型0Shape楼栋ID数值型88Numberic楼栋高度数值型44Numberic2.3 校园三维模型的建立校园三维模型的建立的过程包括地形表面纹理映射和正射影像覆盖、三维模型(包括建筑物模型、地形模型和地物模型)的建立、建筑物模型的纹理映射及其模型的渲染输出等.(1) 地物表面纹理映射和正射影像覆盖自动生成地形后,地形对应的纹理数据通常是该景中的正射影像数据.这时,需要对获取的正射影像上的杂物进行处理,同时为了保证图形的美观,我们可以在遵守空间尺度和实际景观真实性的原则下,对影像进行相应的处理.这个工作主要是在PhotoShop环境下完成.将影像数据导入计算机内储存,用Pho2 to Shop软件进行处理,将校园航空相片进行调色,增强图象显示效果,以TIF格式存储.(2) 三维模型的建立:校园三维模型主要分为建筑模型、地形模型、地物模型三类,而每一种又可以分为简单规则模型和特殊模型.a.单规则模型的建立:对于像横切面是矩形的规则的建筑,无须另外建模,可以留待ArcScene中以矩形要素经过拉伸(ext rusion)而形成.对于树、电511第1期 张王菲,等:基于ARCGIS的数字校园系统的设计与实现 话亭、灯等点状要素,选用ESRI提供的样式库中的样式就可以满足要求.b.特色建筑物模型的建立:由于虚拟环境中的许多建筑物样式在Arc GIS样式库中不能找到,所以应另外建模.我们借助3DS MAX软件来完成这一建模功能.这里以特色建筑物为例介绍校园三维模型建立的方法.在3DS MAX软件中根据实地勘测数据建立需要建模房屋的长宽高;将房屋模型底面中心位置位于3DS MAX的X Y平面中心(x,y,z:0,0,0)位置,然后将建筑物方向严格按照实地统一方向,即3DS MA X的x轴方向为东西方向,y轴方向为南北方向,y正方向为南,负方向为北建模.模型建立中要抓住建筑的主体轮廓,至少门窗必须有实物贴图,用以增强整体感觉;最后将建成的3.MAX模型转换为可以被ArcGIS样式库识别的数据格式(3. 3DS),实现将模型导入ArcMap和ArcScene中.(3) 建筑物模型的纹理映射:建立模型之后的工作就是给模型赋予材质和贴图,材质是用来定义一个模型表面的特征的.在虚拟三维空间中,材质是用于模拟表面的反射特性,与真实生活中对象反射光线的特性是相区别的.建筑物模型的纹理映射即对立体模型进行贴图.利用贴图不仅可以不用增加模型的复杂程度就可突出表现对象细节,并且可以创建反射,折射,凹凸,镂空等多种效果.这里我们运用修改工具中的UVW贴图坐标.对于材质中的二维贴图,物体就必须具有贴图坐标,该坐标就是确定二维的贴图以何种方式映射在物体上,它不同于场景中的XYZ坐标系,而是使用的UW或UVW坐标系.(4) 模型的渲染输出:将3D模型渲染输出后校园建筑模型就基本制成了,然后即输出图像.因为本次设计以ArcGIS为基础平台,输出时要将建成的3.MAX模型要转换为可以被ArcGIS样式库识别的数据格式(3.3DS),以便自行建立样式库及把模型导入ArcMap和ArcScene中.在模型输出时,必须携带模型自身所用到的材质,否则在Arc GIS中无法显示材质贴图效果.渲染后的校园建筑模型如图3.图3 电教楼渲染输出后模型3 结束语三维数字校园系统具有一般校园管理信息系统无法比拟的优点,所建立的数字校园系统将给用户展示一个更加真实的校园,可为学校相关部门人员对学校的布局以及学校的资源进行可视化浏览提供可视化的分析和决策环境,同时可作为学校对外宣传的一个窗口.同时采用Arc GIS Desktop系列软件与3DSMA X建立的数字校园系统,从实践的过程来看,由于Arc GIS Desktop9.0增加了使用三维符号的支持,允许用3D符号来代表GIS要素,ArcS2 cene和Arc Globe都支持新3D符号使得我们可以从标准符号选择对话框中选择各种各样的类型,从而使我们数字校园系统显得更加容易操作.在虚拟现实技术日益发展的今天,用这种方法来设计虚拟数字校园无疑是一种有价值的新尝试.参考文献:[1]陈竹安,张立亭,王静.三维校园地理信息系统的设计与实现[J].安庆师范学院学报,2006,(2):76278.[2]刘美春.武汉市电子地图的编制与设计[J].地理空间信息,2005,(1):1262129.[3]金宝轩.三维城市模型的构造方法与可视化研究[D].昆明理工大学,2002.[4]张颖,关祥宏,睢海刚.基于数码城市GIS的交互式数字校园景观模型[J].铁道观察,2005,(1):68271.Design and R ealization of Digital C ampus B ased on ARCGIS Z H A N G W an g2f ei, TA N G J i an2ron g, Z HOU J i n g2f ei, B A X i ao2j uan(College of Resource,Sout hwest Forestry University,650022,Kunming,Yunnan,PRC)Abstract:This paper present s a met hod to design and realize Digital Camp us.At t he same time,it gives t he design p rinciples and key techniques of digital camp us.K ey w ords:digital camp us;A RCGIS;design;realization611 曲阜师范大学学报(自然科学版) 2008年。
基于ArcGISEngine的地理信息系统二次开发原理和方法_金靖
测绘与空间地理信息
GEOMATICS ＆ SPATIAL INFORMATION TECHNOLOGY
Vol． 35，No． 3 Mar． ，2012
基于 ArcGIS Engine 的地理信息系统 二次开发原理和方法
Байду номын сангаас金靖
（ 湖北省鄂州市勘测院，湖北 鄂州 436000）
第3 期
金 靖： 基于 ArcGIS Engine 的地理信息系统二次开发原理和方法
47
开发的原理和 方 法，以 期 为 相 关 地 理 信 息 系 统 的 开 发 和 建设提供参考。
1 COM 原理
COM（ Component Object Model，组件对象模型） 是一 种以组件为发 布 单 元 的 对 象 模 型，它 可 作 为 一 种 跨 平 台 的客户服务器系统开发技术，具有开放的体系结构，它不 仅定义了组件 程 序 之 间 进 行 交 互 的 标 准，并 且 也 提 供 了 组件程序运行所需的环境［7］。COM 提供了编写组件的一 种标准方法，只要遵循 COM 标准的组件就可以组合起来 以形成应用程序。COM 接口是一组逻辑上相互关联的操 作，这些操作定 义 了 某 种 行 为，即 这 组 操 作 的 规 范，而 非 特定的实现，实 质 是 接 口 代 表 了 接 口 调 用 者 和 实 现 者 之 间的一种约定，当两个应用程序通信时，一个应用程序初 始化二者之 间 的 关 系，这 个 应 用 程 序 被 称 为 COM 客 户 机，或 COM 控制器，而另一个应用程序被称为 COM 服务 器，COM 客户机访问由 COM 服务器提供的服务［9 － 11］。
3 ArcGIS Engine 开发实例
基于ArcGIS Engine的三维地理信息系统开发及应用
基于ArcGIS Engine的三维地理信息系统开发及应用作者：刘阳娜来源：《电脑知识与技术》2018年第03期摘要：在可视化技术、空间技术、计算机图形技术等不断发展过程中，逐渐地转变原有的二维地理信息系统，变为三维地理信息系统。
现阶段，地理信息系统领域中，三维地理信息系统已经成为一个新的发展趋势，不过迄今为止，仍然只是在部分实验性原型系统中实现了部分的三维地理信息系统功能，并未广泛推广，而该项技术的广泛推广对于地理信息系统发展来说，意义重大，因此，该文在ArcGIS Engine基础上，分析了三维地理信息系统的开发及应用。
关键词：ArcGIS Engine；三维地理信息系统；开发；应用中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）03-0005-02相比于二维地图，三维显示地形地物时，不仅利于人们直观的观看，且会给人们营造出身临其境的感觉，还能将人们利用地图的各种需求得到充分满足。
因此，不断有公司推出三维图形显示软件，其中，典型代表之一即为GOOGLE EARTH（GOOGLE公司开发），但由于单位数据具有庞大的数据量，现有三维地理信息系统产品均存在一定的不足之处，如建模复杂、代码众多、浏览速度慢等，导致国内并未普遍的应用三维地理信息系统。
ArcGIS Engine由ESRI公司推出后，有利于将上述问题妥善的解决，由此可见，本文在ArcGIS Engine基础上研究开发三维地理信息系统的方法具有十分重要的现实意义。
1 ArcGIS Engine三维组件ArcGIS Engine属于完整GIS组件库，开发公司为美国ESRI公司，组成为一组核心ArcObject包，用于构建定制应用，不仅能够对多种应用程序接口做出有效支持，且可进行自定义独立独立信息系统应用程序的建立，拥有的高级功能众多。
在ArcGIS Engine中，所提供的应用编程接口有三种，分别为C++、COM、.NET，对于存在二次开发需求的用户，其留有的自由空间非常大，用户可按照自身需求，进行相应级别开发方式的选择，促进开发工作便利的完成。
校园地理信息系统研究
1 引言1.1 课程设计的来源地理信息系统课程设计是在完成地理信息系统的课堂教学后进行的，通过学生在课堂上所学到的知识进行课程设计1.2 课程设计目的地理信息系统课程设计的目的是加深学生对地理信息系统基本概念、基本原理的理解，提高学生的地理信息系统的理论水平和分析问题、解决问题能力以及编写实习报告的能力。
并且锻炼学生使用软件进行成图以及进行相关的分析1.3 课程设计要求利用流行GIS软件进行数据采集，存储地理数据。
建立较完整的基于GIS平台软件的一个小型地理信息系统。
1.4 课程设计应解决的主要问题应用软件描绘出长春工程学院东校区地形图并对图形进行各种处理1.5 课程设计时间与地点时间：2010年12月20日到2010年12月31日地点：长春工程学院东校区第一教学楼1241.6 地理信息系统在国内外发展状况1.6.1 在国内发展状况我国在GIS研究领域取得了一定的成绩，在国际学术界有了一定的地位。
中国GIS 的发展和取得的成就对国内众多领域的发展及有效管理都有很大贡献，同时也在GIS学术界培养了大批人才并产生了大量高质量的论文。
近年来，中国GIS协会会员数量和我国学者在国际一流GIS杂志上发表论文的数量都不断增加。
过去由于多种原因，我国学者很少在国际一流GIS杂志上发表学术论文，但近年来开始在International Journal of Geographic Information Science等国际上最权威的GIS杂志上发表学术论文。
有5名中国学者最近更成为国际最权威的GIS杂志International Journal of Geographic Information Science的编辑委员。
此外，中国GIS学者还积极参与各种国际学术交流活动，如2000年8月在北京举办的国际地理联合会（IGU）第九届International Spatial Data Handling Symposium，及今年7月将在北京举办的国际摄影测量与遥感学会（ISPRS）大会。
基于ArcEngine的地理信息系统功能研究与简易实现
测 绘 工 程
基 于 Ａｒ Ｅ ｉｅ的地 理信 息 系统功 能研 究 与简 易 实现 ｎ ｃ ｇｎ
周 海 平 （ 津市勘察院 天 津 ３ ０ １） 天 ０１ ９
摘 要： 地理 信 息 幂统 以其强 大的数 据可视化 ， 空间数 据库管理 以及 空间分 析功 能， Ｉ 区信息 化管理提 供 了强有 力的 工 。 为ｌ ｌ 本文 以 津 莱开 发 区 固 区地 理 信 息 系￣ －－ 为 研 究 背 景 ， Ｇ Ｓｆ术 在 固 区 信 息 管 理 中 的 应 用 进行 了研 究 ， ｆ －发 对 Ｉ￣ Ｌ 阐述 系统 总体 结 构 ． 能 模 块 和 数 据 库 功 设 计， 于ＡｒＧ Ｓ ｎ ｉｅ 基 ｃ Ｉ Ｅ ｇｎ 开发平 台 ， 结合 可视化 开发语 言Ｖ ｓａ Ｃ ｉ 行 集成二次开 发， ｉｕ ｌ ＃ ｔ 实现 了显 示． 查询 ， 煽辑 ４ＧＩ常 用功能 以度 三 ￣ Ｓ 堆 显示和 三堆 分析 功能 ， 为开 发区 管理 部 门提 供 多层次 固区地 理数据 与决策 依据 。 关 键 词 ： 区地 理 信 息 系统 Ａ ｅ Ｉ Ｅ ｇｎ 三 维分 析 固 ｒＧ Ｓ ｎ ｉｅ 中 图分 类 号 ： ２ Ｐ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章编 号 ： ７ —３ ９ （ ０１ ） ７ｃ一０ ５ —０ １ ２ ７ １ ２ ２０ （） ０ ６ ２ ６
从开 发 区 园区 信 息 管 理 的 实 际需 要 出 ３ ２基于 Ｇ ｏ ａａ ａｅ 空间 数据组 织模式 层 控 制 区 、 单 栏 和 工 具 栏 组 成 。 ． ｅｄ ｔｂｓ 的 菜 发 ， 统 能 够 对 新 园 区 地 形 、 筑 物 、 线 系 建 管 本 系 统 需 要对 园 区建 筑 物 、 下管 线 、 地 地 图 浏 览功 能 可 进 行 视 图控 制 和 图 层 等 数 据 进 行 统 筹 管 理 ， 录 新 园 区 从 规 划 运 动 场 等 多种 地 理 要 素 的 空 间 数据 和属 性 控 制操作 ， 记 主要 是 利用 ＡｒＧ Ｓ ｎ ｉ ｅ 己 ｃ Ｉ Ｅ ｇ ｎ 中 初 期 到 竣 工 建 成 的 整 个 建 设 过 程 ； 高 园 数 据 进 行 管 理 ， 及 的数 据 种 类 多 ， 据 量 封 装的 工具 条控件 （ ０ ｌａ Ｃ ｎ ｒ １和 目录 提 涉 数 Ｔ ｏｂ ｒ ｏ ｔ０ ）
基于ArcGIS Engine的3维校园地理信息系统设计与开发
Ａｂｔａｔ Ｔ ｋ ｇｔ ｅ ｄｍ ｎｉ ａ ｄ ｉ ｌ ａ ｐ ｓｏ Ｎ ｎｉｇＦｒｓｙＵ ｉｅｓｙａ ｘｍ ｌ ｉ ｉ ｐｐｒｗ ｎ ｏ ｕｅｍ ｔｏｓ ｓ ｃ： ａｉ ｒｅ— ｉｅ ｓ ｎｌ ｉ ｔ ｍ ｕ ｆ ａｊ ｏｅｔ ｎｖｒｉ ｓｅａ ｐｅ ｎｔ ｓ ａｅ ， ｅｉｔ ｄ ｃ ｅｈｄ ｒ ｎ ｈ ｏ ｇａ ｃ ｎ ｒ ｔ ｈ ｒ
ａ ｄ ｐ ｏ ｅ ｓ ｓｏ ｄ ｌ ｇ ｂ ｏ ｇｅ Ｓ ｅｃ Ｕ ， ｓｎ ｅ ｄ ｔ ｂ ｓ ｒ ａ ｉｅ ａ ｄ ｍａ ａ ｅｔ ｒ ｅ—ｄ ｍｅ ｓｏ ａ ｐ ｔ ａａ ａ ｄ Ｕ ｎ ｒ ｃ ｓ ｅ ｆ３ ｍｏ ｅｉ ｙ Ｇ ｏ ｌ ｋ ｔｈ ｐ ｕ ｉｇ ｇ ｏ ａ ａ ａ ｅ ｔ ｏ ｇ ｎ ｚ ｎ ｎ ｇ ｈ ｅ Ｄ ｎ ｏ ｉ ｎ ｉｎ ｌｓ ａ ｉ ｄ ｔ ｎ — ｌ ａ ｓｎ ｃ ｎ ｉ ｅ ３ ｏ ｏ ｅ ｔ ｎ ｈ ｃ ｏ ｏｔ Ｎ Ｔ ｐ ａｆｒ ｔ ｅ ｅｏ ｈ ｅ ｉ ｇ Ａｒ Ｅ ｇ ｎ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ｓａ ｄ ｔ ｅ Ｍｉｒ ｓ ｆ Ｅ ｌｔ ｍ ｏ ｄ ｖ ｌｐ ｔ ｒ ｅ—ｄ ｍｅ ｓｏ ａ Ｓ ｃ ｍｐ ｓ Ｐ ａ ｔ ｅ ｈ ｓ ｐ ｏ ｅ ｈ ｔ Ｄ ． ｏ ｉ ｎ ｉｎ ＧＩ ａ ｕ ． ｒ ｃ ｉ ａ ｒ ｖ ｄ ｔ ａ ｌ ｃ
Ｏ 引 言
目 ， 前 国内许多高校都建立 了基于 ＧＳ ２ Ｉ 的 维校 园管理 系统 ， 我们知道 ２ ＧＳ 维 Ｉ数据呈现 的方式是将现实世界 的地 理信息投影到 ２ 维平面上并通过符 号化进行表示 ， 此方式易 于实 现空间数据 的表达 ， 借其宏观性 、 洁性 等特点而 并凭 简
Ｋｅ ｒ ｓ ｃ ｍｐ ｓｇ ｏ ｒ ｐ ｉａ ｎ ｏ ｍａｉ ｎ ｓ ｓｅ ；ｐ ｔ ｌａ ａｙ ｔ ｔ ｒｅ—ｄ ｍｅ ｓ ｎ ｄ ｌ Ａ ｃ ｎ ｉｅ ３ ｙ ｗｏ ｄ ： ａ ｕ ｅ ｇａ ｈｃ ｌｉｆ ｒ ｔ ｙ ｔｍ ｓ ａｉ ｎ ｌｓ ；ｈ ｅ ｏ ａ ｉ ｎ ｉ ａ ｍｏ ｅ ； ｒ Ｅ ｇｎ ｏｌ Ｄ
基于ArcGIS Engine的地理信息系统二次开发原理和方法
金 靖
（ 湖北省鄂州市勘测院 ， 湖北 鄂 州 ４ ６０ ） ３ ０ ０
摘
要 ： ｒＧＳＥ ｇ ｅ Ａ ｃ Ｉ９中新增 的两个突 出产品之一 ， 为面 向对 象的嵌入 式 ＧＳ Ａｃ Ｉ ｎ ｎ Ａｃ Ｉ ｎｉ 是 ｒＧＳ ｎ 作 Ｉ ， ｒＧＳＥ ｇ ｅ能用 ｉ
来在一个组织 内建 立应 用 ， 为用户提供 有针 对性的 Ｇ Ｓ功能。它 包含一 个构 建定制应 用的开发 包 ， Ｉ 使得 进行 ＧＳ Ｉ 应用开发时彻 底脱 离 了Ａ ｃ Ｉ 面平 台， ｒ Ｓ桌 Ｇ 方便 了地理信 息的开发 ， 大大节约 了开发成 本。本 文结合 某大 学校 也
作， 这些 操作 定 义 了某 种 行 为 ， 这组 操 作 的 规 范 ， 即 而非
地理 信息 系统详 细介 绍其 具体 开发方 式 。
３ １ 加 载 Ａ ｃ Ｉ 件 ． ｒＧＳ控
１ 启动 Ｖｓａ Ｂｓ ， 新 建工程 中新 建一个 工程 ； ） ｉ ｌ ａｉ 并从 ｕ ｃ ２ 将工 程命 名为 “ 大学校 园地 理信 息 系统 ” ） 某 并选 择
靖 （９ ３ ） 女 ， １ ６ 一 ， 湖北鄂 州 人 ， 级工 程师 ， 高 学士 ， 主要 从事 测绘 生产 的技 术 与管理 工作 。
第 ３期
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基于ArcGIS Engine的校园地理信息系统研究与实现摘要:地理信息系统为校园信息化管理提供了强有力的工具分别以强大的数据客观化、空间数据库管理和空间分析的功能。
本文以昆明理工大学呈贡校区为例,对GIS技术在校园信息管理中的应用进行了研究,阐述系统总体结构、功能模块和数据库设计,基于ArcGIS Engine开发平台,结合可视化开发语言Visual C#进行集成二次开发,实现了显示、查询、编辑等GIS常用功能以及三维显示和三维分析功能,为学校提供多层次校园地理数据与决策依据。
关键词:校园地理信息系统ArcGIS Engine 三维分析
数字校园的建设是随着社会信息化步伐的加快,而成为高校改革发展不可或缺的一部分。
近年来成为主流的开发方式的是地理信息系统开发中的组件式GIS(ComGIS),其代表着当今GIS的发展潮流。
组件式GIS其基本思想是把GIS的各项功能模块划分出几个控件,且每个控件都具有不同的功能。
而各个GIS控件之间以及它与其他非GIS 控件之间都可以通过可视化的软件开发工具集成起来,成为最终的GIS的应用。
本文结合昆明理工大学呈贡校区地理信息系统的设计和开发实践,对采用ArcGIS Engine作为GIS开发平台建立校园地理信息系统进行了较深入的研究。
本系统主要融合了组件式GIS和数据库技术这两个GIS的主流技术,才能较好的为昆明理工大学呈贡校区管理的建设
服务。
为展现呈贡校区信息提供了一个平台及可视化窗口。
1 需求分析
从昆明理工大学呈贡校区信息管理的实际需要出发,系统能够对呈贡校区地形、建筑物、管线等多种数据进行统筹管理,记录呈贡校区从初期到竣工的整个建设过程,提高校园设施管理效率,方便查询分析,且对日后的维护、资源管理、各种资料保存为校园的改造提供依据,并且可直观地展现三维立体的校园景观。
2 系统设计
2.1 系统总体结构
系统采用客户机/服务器(Client/Server)的体系结构。
Client程序的任务是将用户的要求提交给Server程序,再将Server程序返回的结果以特定的形式显示给用户;Server程序的任务是接收客户程序提出的服务请求,进行相应的处理,再将结果返回给客户程序。
C/S结构的优点是能充分发挥客户端PC的处理能力,很多工作可以在客户端处理后再提交给服务器。
ArcGIS地p数据库的建设是一项重要、基础性的工作,本系统数据库中包括用地现状地形数据和规划数据,其中用地现状地形数据中包括居民地、农灌渠、等高线、测量点和遥感影像数据,规划数据中
包括建筑物、地下管线、道路、运动场、用地红线等数据。
3.2 基于Geodatabase的空间数据组织模式
本系统需要对校园用地现状地形、建筑物、地下管线、运动场等多种地理要素的空间数据和属性数据进行管理,涉及的数据种类多,数据量大。
为实现统一管理,采用面向对象数据模型Geodatabase来设计和管理系统的地理数据库。
系统Geodatabase中的矢量数据包含要素数据集(Feature Dataset)和要素类(Feature Class)两种数据结构,要素数据集是具有相同空间参考系统的要素类的集合,如用地现状地形要素数据集;要素类是存储相同几何类型和属性的要素的集合,要素类是各要素数据集中具有点、线或面几何特征的地理实体,如道路线要素类。
栅格数据集包含表达连续地理对象的栅格数据,栅格数据集能够表示一副影像图、一个表面、一个以格网采样的环境属性,或者有关特征的对象图片,呈贡校区用地的遥感影像图(QuikBird卫星数据)是采用栅格数据集管理。
4 系统开发与实现
4.1 系统开发环境
采用Visual studio 2005＋ArcGIS Engine 9.2作为系统的开发平台,通过Visual C#开发语言调用ArcGIS Engine组件库的组件,利用相关
接口和函数开发系统功能,实现了数据加载、数据编辑、地图浏览、查询检索、空间量算、影像播放、三维显示、三维分析、系统管理和地图打印功能。
4.2 主要功能实现
以地图浏览、三维显示和三维分析为例进行说明。
(1)地图浏览。
地图浏览界面主要由菜单栏、工具栏、地图显示区和图层控制区组成。
地图浏览功能可进行视图控制和图层控制操作,主要是利用ArcGIS Engine中的工具条控件(ToolbarControl)和目录树控件(TOCControl)实现,使用工具按钮可以进行放大、缩小、移动等操作,方便用户观察目标和快速定位。
图层控制窗口中显示地图的图层,可以控制图层的显隐以及图层在上层或下层的控制,便于地图浏览和查询分析,提高查找效率。
(2)三维显示。
三维地理信息系统是应用三维可视化技术和虚拟现实等技术,以直观的三维地形地物代替抽象的二维地图符号,使地理空间信息在电脑中立体化显示,从而更加真实的反映三维客观世界,使用户有身临其境的感觉。
通过三维GIS,可以完成二维GIS无法进行的一些分析,如
通视分析、剖面分析等。
本系统建立了校园三维地形模型(TIN)和地物模型,利用三维视图控制工具实现了对三维场景的实时浏览,提供对校园布局和资源的可视化分析,下面以三维地形表面模型(TIN)的建立为例进行说明。
①创建用地现状地形表面模型TIN(不规则三角网)。
从1∶500校区用地现状地形图中提取出测量点,利用测量点数据的高程信息,在ArcGIS平台下,使用测量点创建了用地现状地形表面模型(TIN)。
TIN用不规则三角网表达地形表面,三角形的网点存储Z 值(高程值)。
②生成等高线。
利用用地现状地形表面模型即可生成等高线,等高距为1m。
③在TIN上叠加建筑物高度。
在ArcGIS平台下,对已创建的TIN分别叠加居民地和校园单体建筑的建筑高度,从而得到了叠加居民地的地形表面模型和叠加校园单体建筑的地形表面模型,按照不同的高程段用不同的颜色显示,展示了校园不同时期的三维地形景观,如图1和图2所示。
(3)三维分析。
三维分析是在创建了表面模型数据(TIN)基础上的分析,包括剖面分析和视域分析功能,基于ArcEngine的接口和函数二次开发实现,三维分析功能可以为用地规划和建筑选址提供决策依据。
①剖面分析。
剖面分析功能实现了根据地形表面模型(TIN)数据绘制地形剖面图,地形剖面图表示沿两点连线前进时地形表面上高程变化的情况。
首先,在TIN上选择两点,然后根据选择的两点创建剖面线(Polyline对象),然后计算出TIN与Polyline对象相交后的三维线(含有Z值的线),根据三维线对象在TIN上绘制图形要素,最后根据三维线上每个点的距离和高程信息绘制地形剖面图。
②视域分析。
视域分析功能在想了解对象的可见情况时很有用,本系统实现了两点通视分析。
首先,建立视线瞄准线,在TIN上选择两点,根据点击在TIN上的两点创建Polyline对象,然后输入起点Z偏移值和终点Z偏移值,最后利用ISurface接口函数GetLineOfSight计算出目标是否可见、可视线、不可视线以及目标需要抬高的距离,可视与遮挡的部分分别以不同的颜色表示。
5 结语
本文以昆明理工大学贡校区进行探讨了以ArcGIS Engine组件技术的地理信息系统的开发在校园信息管理的应用和方法进行实践,在开发中得出以下结论:(1)采用合理的GIS空间数据与属性数据的组织结构是便于设计的开发和维护,建立完善的空间数据和属性数据关联的GIS数据库,这些是实现GIS功能前提条件和系统开发成败关键。
(2)选择ArcGIS Engine作为GIS开发平台,运用可视化开发语言Visual C#进行开发,才能满足校园信息管理需求,才能实现系统集成,且能方便灵活实现GIS大部分功能。
参考文献
[1] 顾留碗,郑平建,张海荣.基于GIS技术的滁州学院管理系统[J].滁州学院学报,2009(1).
[2] 赵俊兰,冯仲科.基于组件式的数字校园信息管理系统的建立[J].测绘通报,2007(6).
[3] 朱庆,李晓明,张叶廷,等.一种高效的三维GIS数据库引擎设计与实现[J].武汉大学学报(信息科学版),2011(2).
[4] 单既云,崔青春.基于ArcGIS Engine校园三维仿真系统开发[J].现代计算机(专业版),2010(14).。