基于GIS的渤海船舶職業學院數字校園系統的設計與開發

　　摘 要： 本文根據當前信息時代發展的需求，以及高職院校的實際情況，選用組件式GIS技術和ACCESS數據庫來開發渤海船舶職業學院數字校園系統，主要闡述了系統設計的必要性、功能結構，以及系統實現。
　　關鍵詞： GIS ACCESS 數字校園系統 設計與開發
　　
　　2001年5月，由教育部批準，渤海船舶工業學校、葫蘆島師范學校和葫蘆島廣播電視大學三校合一成立渤海船舶職業學院。目前該院校有三個校區，校園基礎設施，行政教學，后勤保障等各種信息比較分散，信息處理工作繁重、效率不高，給學院的教學和日常管理帶來了諸多不便。因此將GIS技術引入數字校園系統中能有利于解決這些問題，又能通過圖形宏觀了解和把握校園的總體情況，實現各種信息的交互查詢，促進校園管理手段的現代化。
　　本系統采用GIS的工具軟件MapInfo和可視化編程工具VB和地理信息系統組件MapX，采用ACCESS數據庫進行集成化開發渤海船院數字校園系統。
　　一、數字校園系統
　　數字校園是利用計算機技術、網絡技術、通訊技術，以及科學規范的管理對校園內的教學、科研、管理和生活服務有關的所有信息資源進行整合、集成和全面的數字化，以構成統一的用戶管理、統一的資源管理和統一的權限控制；通過組織和業務流程再造，推動學校進行制度創新、管理創新，最終實現教育信息化、決策科學化和管理規范化［１］。以教師、學生、管理人員為主體，以教學、科研、管理活動為主要服務對象，通過校園數字化實現資源高度共享、信息高速流動，建設數字化教學、科研與管理環境。
　　二、系統總體設計
　　1.系統需求分析。
　　目前渤海船院的校園建筑信息由學院基建處管理，學生信息由學生處管理，教學信息由教務處管理等。各種校園信息相互獨立，沒有進行有效的集成管理，這樣的管理模式很難實現學生檔案信息與校園地圖實體的關聯及動態查詢更新，而基于GIS組件技術的數字校園系統就有可能順利實現上述與空間信息有關的任務，例如空間圖形的錄入、編輯、瀏覽、查詢，等等。
　　我通過深入調查了解了各種用戶的潛在需求大致如下：
　　（1）實現對電子地圖的各種基本操作，如放大、縮小、漫游、測量，并提供鷹眼圖；能夠詳細直觀地表達校園的各項空間信息和屬性信息。
　　（2）實現建筑物樓層位置查詢，不僅可以查詢、顯示建筑物的樓層信息，而且可通過點選來查詢該樓層相關部門的房間面積、類型和功能，以及在該層平面圖的詳細位置，并實現地圖的定位顯示。
　　（3）實現教師和學生信息管理，提供對教師和學生基本信息的管理和維護功能，提供對年度教學課程表的管理和維護功能。
　　（4）數據的查詢與檢索：提供空間信息和屬性數據的查詢功能，并將抽象晦澀的地理位置信息用色彩鮮明、直觀明了的圖像和表格形式顯示出來以供用戶方便應用。
　　2.系統功能模塊。
　　根據渤海船院的實際情況，提出了數字校園系統的功能模塊如圖1所示。
　　三、系統數據庫設計
　　數據庫是系統的各項功能得以實現的數據基礎，因此如何將各種數據按照一定的結構組織、存儲和管理，以便于提高系統信息查詢和處理的效率是系統數據庫設計的關鍵。本系統中的數據主要是以Microsoft Access和GIS軟件Arc/Info為主題，對空間數據和屬性數據進行操作和維護的。
　　1.空間數據庫的設計
　　空間數據主要由基礎地理數據和專題數據組成，各空間數據按其特征分層進行存儲［２］。根據學院各空間信息的特點，將校園空間信息分為5個基礎類別——主要建筑、其他建筑、運動場地、校內道路和綠化用地，主要的地理數據分層如表1所示。在各個基礎類別之下，又分出多個地物專題。如主要建筑設施包括教學、科研、公寓、賓館、醫療和飲食5個專題。
　　2.屬性數據庫的設計
　　屬性數據是對目標的空間特征以外的目標特征的詳細描述，它包含了對目標類型的描述和目標的具體說明與描述［３］。本系統分別設計了空間要素的屬性信息有教學樓信息屬性表、宿舍樓信息屬性表（如表2所示）、運動場地屬性表、校內道路屬性表，以及其他建筑屬性表等。不可地圖化的屬性信息主要有院系信息屬性表、教師信息屬性表，以及學生信息屬性表。
　　四、系統主要功能實現
　　1.對校園電子地圖操作。
　　圖層控制：由于矢量圖形是分層疊合而成的，但不同類型的地圖對象分布在各自的圖層上［４］。圖層控制窗口向用戶顯示組成當前地圖的所有圖層信息，包括圖層名稱、可見性等。通過鼠標，用戶可以方便地進行圖層的顯示和隱藏操作，這樣便于操作者從屏幕上識別并進行操作。
　　地圖放大：對地圖上的某點或某區域可以進行任意的放大瀏覽。點擊“放大”按鈕，在地圖窗口內用鼠標單擊，地圖將以該點為中心放大一倍比例尺顯示。
　　地圖縮小：與地圖放大相似，可以任意對地圖進行隨意的縮小瀏覽。點擊“縮小”按鈕，在地圖上任意位置單擊鼠標左鍵，地圖將以該點為中心按縮小比例尺顯示。隨著地圖的不斷縮小，可顯示的圖層數和地物內容也相應減少。
　　地圖漫游：對地圖進行漫游游覽，在地圖窗口內拖動鼠標，窗口內的地圖跟隨移動，使地圖上當前窗口范圍外的內容進入屏幕視野范圍。
　　距離測量：利用地圖工具，可以測量校園里的任意兩地之間、任意路線的距離，可以測量任意地物、任意形狀的面積，而不需要進行實地勘測，大大提高了工作效率。
　　地物統計：在相應控件的支持下，可以對地物對象進行各種統計分析，并直觀地顯示在用戶面前。
　　鷹眼圖：在鷹眼圖上可以像從空中俯視一樣查看地圖框中所顯示的地圖在整個圖中的位置。
　　2.信息查詢。
　　院系信息查詢：可查看學院簡介和各個系部的基本信息，并可查詢各個部門教師的信息。
　　學生信息管理和查詢：學生信息管理查詢模塊的進入包括管理員和學生用戶兩種權限。前者可按照學生所在院系及專業查看所有學生記錄，對記錄進行添加、刪除和編輯操作，并可將記錄輸出為報表。用戶可按條件查找學生記錄。可按照名稱、學號、專業等屬性來查詢符合條件的學生信息記錄。
　　3.數據的及時更新。
　　校園基礎管理信息是經常發生變化的，如房屋的新建、拆除，學生的學籍變化等。利用系統，能夠根據實際情況的變化及時對系統中的數據進行修改維護，保證所提供信息的實時性和可靠性。
　　五、結語
　　本系統利用GIS技術，以VB和MapX為開發平臺，通過深入調查、分析，設計出了渤海船院數字校園系統。此系統基本上實現教學資源共享，提高工作效率和教學效果，使學院教學、科研、管理的數字化、信息化和智能化水平邁上一個新臺階，目前此系統正處于試運行階段。
　　
　　參考文獻：
　　［1］李一鳴.基于GIS的數字校園系統的研究.電腦知識與技術，2008，（4）:1301-1302.
　　［2］趙璐，鄭新奇，郭正鑫．基于MapX組件技術的校園地理信息系統的設計與實現．山東師范大學學報（自然科學版），2008，（6）:85-88.
　　［3］李金生，劉巖，周園，張博.基于MapInfo的校園GIS查詢系統的設計與實現.測繪與空間地理信息，2008，12，（6）:31-33.
　　［4］許曉宏.基于GIS的數字校園系統的設計旅.地理空間信息，2008，2，（6）:62-64.
　　注：“本文中所涉及到的圖表、公式、注解等請以PDF格式閱讀”