基于WebGIS的校园电子地图的设计与实现

基于WebGIS的校园电子地图的设计与实现

摘要：随着GIS系统应用的普及，校园电子地图也逐渐得到关注。以某高校为例，设计和实现了具有动态地图操作（如放大、缩小、浏览）功能的万维网校园电子地图。校园电子地图的开发中主要使用的是ArcGIS技术。基于ArcGIS技术开发的校园WebGIS系统，是实现校园空间信息发布与服务的基础平台。

关键词：地理信息系统；校园电子地图；ArcGIS

引言

“数字校园”的历史要追溯到上个世纪，1990年由美国克莱蒙特大学教授凯尼斯·格林（KennethGreen）发起并主持的一项大型科研项目“信息化校园计划”（thecampuscomputingpro-ject），被认为是数字化校园概念的最早出现。为了快速、准确获取校园的地理信息，以及为校园的管理、规划、设计提供准确而详细的数据，作为校园数字化的一个重要组成，校园电子地图应运而生：它是以互联网作为传播介质的一种新型数字地图，能为用户提供在空间上连续的信息描述，提供空间信息的查询、检索等功能。

近几年来，随着我国经济的发展以及国家对高等教育投入的逐年增加，尤其是随着高校的扩招和合并，高校规模越来越大，从原来的一处办学，单一办学，发展到多处办学，建立分校，联合办学等。我国高等学校校园面积大、建筑物多、设备多，功能齐全，地上、地下的管网、供电和通信线路交叉分布，这些信息用常规的管理方法难以实现有效的管理。高等院校的校园电子地图建设越来越受到重视。本文以某高校为例，设计和绘制出具有简单浏览功能的校园电子地图。实现的基本功能如下：

（1）地图的平移功能：图幅大的地图不能在一屏上全部显示，因此要求提供地图的上、下、左、右平移功能，这样就可以将一幅地图全部浏览到。

（2）地图的放大和缩小功能：仅提供平移功能是不够的，需要观察地图局部的详细情况或需要从整体上观察一幅地图时，要实现电子地图的放大和缩小。

1校园电子地图的开发环境

开发中选用ArcGIS9.2为系统开发平台，采用ArcIMS作为与ArcGIS9.2配套的用户开发工具。在系统的软件实现上，利用ESRI的开发工具ArcGIS来构建WebGIS的系统方案。在ArcGIS开发环境下，进行电子地图的规划编辑，创建适合在ArcIMS中进行发布的文件。最后使用互联网数据发布系统ArcIMS进行校园电子地图发布。

2校园电子地图的设计

建设数字校园系统，确定运行环境之后，系统必须要有相关的地图及属性数据，而这些数据准备与整理占用大部分时间和资源。所以，校园地理信息数据至关重要。

2.1原始数据准备

为了将现有的校园地图转变为可进行查询、分析、统计的电子信息，必须进行校园地图的矢量化。因为矢量图形中每个目标均为单个矢量单位（点、线、面）或多个矢量单位的结合体。基于这样的数据结构，我们可以很方便地在地图上编辑各个地物、将地物归类，以及求解各地物之间的空间关系，并有利于地图的浏览、输出。

获取矢量化地图通常有以下几种途径：

（1）从地图销售商处购买GIS软件所支持的矢量化电子地图（如ArcView的Shape文件、ArcInfo的Coverage、AutoCAD的DXF/DWG格式等）；

（2）使用特殊的数字化扫描仪将纸质地图图纸内容自动数字化，这样扫描和矢量化同时进行，扫描的结果就能以矢量化的格式存盘。

（3）利用软件直接绘制与录入空间数据、属性数据。由于校园地图数据量不是很大，而且校园规划平面图也有和实际地理信息不一致的地方，因此采用第三种方式，即使用

AutoCAD和ArcGIS软件自身的数字化功能，根据已经做好的学校草图直接绘制。因为AutoCAD具有完善的图形绘制和编辑功能、用户界面良好，所以先使用AutoCAD进行数据的直接绘制，在Auto-CAD中进行不同图层的分层，再用ArcGIS软件将保存好的dwg格式数据转化生成.shp、.shx、.dbf文件和多层标注层。本文的数据来源就是用AutoCAD绘制的.dwg格式文件。

2.2数据分层

一个主题在地图上就表现为一个图层，图层是属性一致的地理实体或者特征相同的地理因子在空间分布上的集合，把视图分为不同主题（图层），便于用户对视图进行查询、修改、添加和删除等操作。地图分层技术不仅可以将复杂的地图简单化，简化了系统模型和处理过程，而且以单一的图层作为处理单位，也使系统具有很大的灵活性。在已经完成制作电子地图所需的原始数据的采集工作并绘制出电子地图的草图的基础上，本系统的原始数据采用的就是已经绘制好的草图。

在对校园内建筑物、道路等不同类别校园信息进行认真分析后，将校园信息提炼为几类：教学楼、后勤保障、运动场馆、绿地层、道路层、图书馆、办公楼、宿舍、大礼堂、人行道、墙。因此图层划分为办公楼、道路、后勤、教学楼、礼堂、绿地、墙、人行道、宿舍、图书馆和运动场地等11个。

经过这样的图层划分，用户可以根据关心的重点不同决定哪些图层予以显示并进行专门的操作，更加方便了实际的管理。

2.3dwg格式地图数据到shp格式地图数据的转换

在ArcCatalog中，可以发现一个CAD文件会有两种形式：一种是白色图标的CADDrawingfile，另一种是蓝色图标的CADfeaturedataset。CADfeaturedataset将CAD按要素类的几何类型分为annotationmultipatchpointpolygon和polyline五类，annotation表示注记要素类，multipatch表示3D面要素类，point表示点要素类，polygon表示面要素类，polyline 表示线要素类。

使用的CAD数据，主要就是指使用CADfeaturedataset中的内容。本课题中要用到的是CADfeaturedataset中的polyline要素类。可以在ArcMap中进行dwg格式地图数据到shp格式地图数据的转换。

2.4地图文件建立

Mxd地图文件是ArcMap生成的工程文件，将所有的shape-file文件加载到同一个mxd 文件中，能更好地看出地图的整体效果，可以通过修改mxd文件对需要修改的shapefile文件进行修改。地图建立后加载shapefile数据文件，保存时生成一个mxd文件。

所有图层加载在一起，能看出整体效果，从图中看得出因为地图文件里颜色太多而显得很乱，所以可以图层换颜色，使地图达到一个协调美观的效果。地图添加标注后能有利于终端用户的浏览，标注是地图的语言，地图符号设计的成功与否，对地图的表示效果起着决定性的影响。添加标注后的地图文件如图1所示。