基于GIS的校园管理系统

班级：硕士1505班姓名：

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基于GIS的校园系统设计与实现

一、设计目的

电子地图是空间信息表达与可视化的主要形式，电子地图作为一种新型地图，无论在地理信息的地图表示方面，还是在地图信息的利用方面，都有其独特的优势。通过该系统实现电子地图的管理与使用

空间查询与空间分析是GIS的核心特征之一，也是空间信息服务实现中的关键问题。如何在网络地图服务场景下提供高效能的空间查询与空间分析功能是网络地图服务器设计与实现中的挑战性问题。

采用嵌入式的GIS组件库ArcEngine10.0嵌入Visual Studio 2010C#.NET开发环境中开发一个GIS 应用系统，以此熟悉和了解GIS 二次开发的流程和方法。二、需求分析

（1）教师、学生

学生、教师是学校的主体，开发优质的功能齐全的校园地理信息系统，对他们的需求分析不容忽视。武汉大学在校生近五万人，宿舍楼，教学楼、办公室、实验室布局分配也比较复杂。可见，教师和学生的需求主要是对各种信息的获取，具体可分为：

1)办公楼信息：要实现学校党政机关各部门位置及属性、各院系办公室位

置及属性等查询显示功能。

2)教学楼信息：要能够调用学校各教学楼位置及属性，实现教室资源信息

的浏览、查询以及当前教室排课情况的查询功能。

3)图书馆信息：要能够调用图书馆的位置及属性、学生自习室及阅览室信

息等的查询功能。

（2）游览者

对于大部分游览者而言，主要在于各种目标物位置的获取，具体可分为：

1)用户在用户当前位置某一范围内目标的位置及其属性，主要包括商店、

公共卫生设置。

2)对于游览者而言，学校的道路走向是不熟悉的，校园GIS需要实现从出

发地到目的地的路径状况。

3)风景信息：要能够调用校园内风景名胜的位置及其属性信息。

因此，用户的需求大致如下：

采用一定开发工具构造一个GIS应用系统以实现以下功能要求：

1)地图输入：支持地图输入；支持用户选择文件输入；（输入多种格式）

2)地图显示：显示地图，支持放大、缩小、拖动、漫游、全图功能；

3)地图的高级操作（测距）

4)地图管理：图层信息显示、图层关闭操作、图层添加操作等

5)查询：支持属性查询和空间查询（如点查询、圆查询、矩形查询）

6)空间分析：实时获取点坐标；量测距离等。（最短路径分析、路况分析）

7)系统的维护与管理

三、总体设计

系统总体设计主要包括系统层次结构设计，模块设计以及系统界面设计。接下来对这几个方面的设计进行介绍。

1、系统软硬件配置方案

1)硬件配置：本系统是Windows应用系统，可以通过加载不同的数据，对

不同的区域地图进行操作，硬件配置为个人计算机。

2)软件配置

操作系统：Window7及以上版本

数据库管理系统：ArcGIS10.2自带的数据库及管理系统

应用软件：Microsoft Visio 2010常用办公软件

开发环境：Visual Studio 2010C#.NET、ArcEngine10.0、Microsoft Visio 2010 2、功能模块设计

校园GIS是一个较为复杂的系统，将校园GIS模块化不仅可以将复杂的问题简单化，还可以将工作量分散到各个工作组中集中力量解决各个问题。总的来说，校园GIS包括8大模块集，分别为数据输入、图层管理、图层操作、地图符号编辑、空间查询、空间分析、网络分析、数据输出。

每个模块集又由众多子模块组成，如下：

1)数据输入：主要包括栅格文件输入、.shp文件输入、数据库文件输入。

2)图层管理：主要包括添加图层、显示图层、删除图层。

3)图层操作：包括图层的放大、缩小、显示全图等。

4)空间查询：主要包括查询感兴趣目标的属性、按属性查询某一感兴趣目

标，按位置查询某一感兴趣目标。

5)空间分析：主要包括缓冲区分析。

6)网络分析：主要包括最短路径分析。

7)地图符号编辑：主要包括对点状要素、线状要素、面状要素的编辑。

8)数据输出：主要包括地图文件mxd文档输出、dwg格式文件输出。

3、系统的层次结构设计

通过HIPO图展示校园GIS系统层次结构见图：

1)对于数据输入模块集而言，各个子模块的IPO图如下：

输入处理输出

2)对于图层管理、图层操作模块而言，综合展示其IPO图：

输入处理输出

3)对于空间分析模块集而言，其子模块的IPO图如下：

输入处理输出

4)对于空间查询模块，其子模块的IPO图如下：

输入处理输出

5)对于网络分析模块，其子模块的IPO图如下：

输入处理输出

6)对于符号编辑模块集而言，其子模块的IPO图如下：

输出

输入处理

7)对于数据输出模块集而言，其子模块的IPO图如下：

输入处理输出

四、数据库设计

校园GIS空间数据库利用Arcgis个人地理数据库，其设计包括三个方面的内容，分别是：数据库的逻辑设计、物理设计，数据入库。

1、数据库的逻辑设计

校园地理要素主要分为校园范围、水系、道路、建筑物、体育设施、植被。

道路：包括主干道和其它道路。

体育设施：包括体育馆、操场、游泳池、球场。

建筑物：包括医院、图书馆、学生公寓、教师公寓、教学楼、院系大楼、打印店、超市、食堂、学生活动中心、其它附属设施。

水系：湖泊。

利用Microsoft Visio中的UML建模工具，设计校园GIS的地理要素数据库结构，具体如下：

1)体育设施要素数据库结构设计

2)教学数据要素结构设计