校园地理信息系统

校园地理信息系统

（东北师范大学城市环境与科学学院陈鹏）

摘要:

随着地理信息系统(GIS)技术在各个应用领域的广泛使用,GIS技术与地理空间信息的表示、处理、分析和应用手段的不断发展紧密相连,形成了各种不同功能的GIS系统软件。针对目前我国许多高校在对校园建筑资源管理上的不足，采用先进的组件式GIS技术对学校的建筑资源进行科学的管理。从而利用MO软件和Visual Basic编程语言开发的高校建筑资源管理系统。以及系统设计过程中利用Access软件对数据库的设计和在Visual Basic平台及MO的组件下对程序的设计及系统功能的实现。从而使现实校园在时间和空间上获得延伸，在现实校园基础上形成一个虚拟校园。

关键词地理信息系统校园信息系统

引言：

地理信息系统是由计算机硬件、软件、地理空间数据和管理人员共同组成的集合，以有效地获取、存储、更新、管理、分析和显示各种形式的与空间有关的信息。地理信息系统采用的基本技术可归纳为地图分层、矢量抽象、空间数据与属性数据的划分三个方面。

当前，我们正处在一个信息采集、处理、分析和应用的方法发生重大变革的时代。所以，地图、图片的智能化是地理信息系统（GIS）很重要的应用领域。本校园查询系统采用通用桌面GIS软件MO制作吉林师范大学校园电子地图，以VB为开发平台，实现了空间信息的浏览、查询等功能，使吉林师范大学校园地图达到了数字化、三维化和电子化。

1.1校园平面图布局

在绘图过程中，分不同颜色建立若干个图层进行描绘。例如道路、建筑、绿地、楼房、水池、操场以及各特殊用地等都要建立单独的图层，便于管理和操作，同时也便于在MO 中分数据集进行管理，从而为工作带来简便，提高工作效率。

最后完成吉林师范大学电子地图布局图。布局就是地图（包括专题图）、图例、地图比例尺、方向标、文本等各种不同地图内容的混合排版与布置，主要用于地图打印。图1是吉林师范大学电子地图布局图。

图1为吉林师范大学电子地图布局

1.2 建立校园建筑的三维模型

完成吉林师范大学电子地图后，建立校园建筑的三维模型。在数据集“建筑”下的“属性/矢量表结构”中加入字段值：Z（高程）、TEXTURE和HEADTEXTURE（图形文件），并加入高程值（估测值）和图形名称。结果如图2。

校园建筑的三维动态图对于展示校园风貌有极其重要的意义。

图 2 吉林师范大学建筑的三维显示

1.3电子地图在教学中的应用

1.3.1电子地图查询

对电子地图所带信息进行查询有多种方法，如选择查询、最佳路径、相邻点、通达点查询、SQL搜索查询、属性查询、缓冲区分析查询等多种方法。在查询之前在要查询的图层名上单击鼠标右键，选择“图层闪烁”，这样在查询结果出现后，被查找要素就会在地图上闪烁，从而确定其所在方位。下面列举几种查询的方式：

（1）点的信息查询

在MO中，利用电子地图，可以选择点获取相应的信息，并在地图中选择需查询的信息点，还可通过框选、圆选功能查询所选矩形区域内或圆形区域内的所有点信息，获得查询对象的面积、长度等信息，以便进行模拟规划、绿化。

（2）地名查询

由用户输入地名，对数据库进行模糊查询，对地图上相应的点进行闪烁显示。

（3）SQL查询

MO中的SQL查询同大家熟悉的VFP的SQL查询一样。工作空间就是一个数据库，只要指定查询字段，输入查询条件，就可以得到我们要的结果。

点击“查询”后，得到的结果将是带网格闪烁、符合条件的建筑对象。

（4）路径查询

最佳路径、相邻点、通达点分析查询都是相对于线状的地图数据源来说的。分析之前先要把线状图在“数据集”窗口下经过数据集拓扑处理生成网络状态，以便进行接点分析。同样，相邻点、通达点都是这样的分析查询方法。

MO系统开发采用面向对象程序设计语言Visual Basic 6.0结合组件式地理信息平台MO 进行开发，把MO控件加入到VB中去，再依靠编写程序来实现开发目的。开发的功能是很庞大的，包括地图跟踪、监测、三维化、智能化、查询、多媒体图文声像显示等等。在此地图中，由于技术等问题，只做了部分的演示。需要注意的是：源地图文件存放在计算机D 磁盘中的子目录下。计算机需要安装MO平台和VB6.0。

（5）属性浏览

可以实现地图的缩放、自由移动、全屏显示、属性查询等功能。由于MO实现了图形和属性的一体化存储，因此可以方便地实现“图查属性”和“属性查图”功能。

（6）GPS追踪功能

可实现演示计算机对被追踪对象的自动追踪。此功能可用于对校园进出车辆的监测。相信这种高科技、高效的手段在不久的将来将会被高校广泛采用。

（7）跟踪显示

在地图中，可以实现围绕建筑、绿地、道路等对象的画线、画面的跟踪。此功能和GPS 追踪类似，是结合计算机应用的一种生动有效的科技手段。

1.3.2电子地图在课堂中的应用

依靠MO软件完成的吉林师范大学校园电子地图具有强大的功能，在这里只是介绍了其中的一部分，还有较多功能，尤其是开发部分还有待于进一步的发掘和学习，这对于GIS 爱好者具有较大的吸引力。因此，在教学方面MO可以作为地理信息系统这门课程的一部分，由老师引导，激发学生在这方面的兴趣，改善课堂气氛。另外，可以借助MO在校园网络系统中发布此地图，这样对学校新生有很大的宣传教育作用，通过对地图的浏览查询，可以更快、更便捷的熟悉校园，从而激发他们对学校的兴趣和热爱。此外，在园林、花卉等专业课中通过多媒体播放地图，直观的研究地图，对地图中的树木、花卉进行学习、模拟配置，从而可以取长补短。

1.3.3电子地图在校园规划中的应用

从此地图上可以反映出校园中建筑、绿地、铺装、植物等的数量及分布状况，揭示其利用特点和存在的问题，从而为合理利用资源，合理配置、布局和规划提供科学依据。电子地图构造了一个与现实校园相对应的虚拟“数字校园”，可以为校园规划、管理、决策以及师生、家属的社会生活提供便利的信息服务。

1.3.4道路网络系统规划

1.机动车道

总的来说，校园道路是采用内环形的。学校内外机动车可通过两个主入口大门，再经过几条主通道，到达各个行政办公中心、技术中心、体育活动场所、图书馆，并且在人流最多的澡堂、食堂、教学楼等地的主干道上设置路障，禁止车辆穿梭。从地图上看，校园家属区和其他区域有明显的分界线和直干道，因此为方便管理，可进行隔离分区。目前，校方也正在进行此项工作。

2.停车系统

整个校园的停车系统中，主要小车停在办公楼和图书馆门前，停车位用白线划出。另外，家属楼和教学楼前有自行车停放区，为方便上下班、课的学生和工作人员，这是很合理的。还有，家属楼前还有装有防盗锁设施的停车位。随着学校的发展、人们生活水平的提高，车辆也在不断的增加，学校也出现拥挤、车辆乱停的混乱状态。在以后的规划中，以地图为参考，在地图上增加停车系统。例如，可以通过点击电子地图中的停车位置来显示车主姓名、住址等基本资料，进行强制管理。这些都可在地图上模拟，再实地实施。

3.种植景观规划

种植绿化规划，应与建筑物规划保持同等的地位。为创造丰富多变的景观效果，应综合考虑周边环境，为师生营造一个安全、舒适、健康、平衡的生态景观环境，兼顾可持续发展的需要。因此，在规划中应结合东北四季特点，结合地图中景观、道路的位置因地制宜的配置不同的树种。我们校园中以国槐（Sophora japonica L.）、雪松（Cedrus deodara loud.）等为基调树种，其他果树、灌木、绿地资源还是很丰富的。从地图整体看，家属区的绿化还显不足，应增加树种，并组合乔灌草结合、长绿树与落叶树结合、速生树与慢生的结合，给人以清新的感觉和很好的学习生活环境是很必要的。

4.建筑用地规划

通过对地图的缩微浏览，可以发现校区可分为6个相对独立而又有联系的区域：教学实验区、学生生活区、体育活动区、教工生活区、科技园区、开发及对外交流区。对各项建筑工程、及体现学校风貌的雕塑艺术、广场、喷泉工程等的观察，应注意他们的结构和秩序性组合。在规划中借此改建、增建、对老式平房、危房、影响风貌建筑的拆毁修建等，以达到最好的视觉效果。