華航校園幸福生活系統開發

劉帥帥 周彬 陳淑迎 劉學銳 劉杰亞

【摘要】校園幸福生活系統是為在校師生提供的一款把控校園內外各種資源和信息的學習生活服務類的軟件應用系統。本系統具備快速高效的定位功能，能夠在校內及周邊迅速找到目的地，方便師生的學習和生活。本系統采用了目前業內主流的B/S結構平臺以及Java多層開發模式，前端采用CSS+JavaScript+Bootstrap來實現界面的美化以及基本的分析功能，后臺采用SQLServer數據庫來實現對大量數據的處理，同時利用ArcGIS等地圖繪制和展示工具對地圖進行整飾、美化處理，達到需求標準，以期達成含有導航及分析等功能的系統軟件。

【關鍵詞】Bootstrap JavaScript CSS WebGIS SQLServer導航

1 概述

1.1 研究背景和意義

目前提供校園生活服務的相關系統軟件品種較多，但缺少專門針對校園生活導航的系統軟件，尤其每年的大學新生難以在短期內快速適應校園生活及周邊環境。為了實現這款提升校園便捷生活的APP軟件，給師生提供一個更寬廣的平臺去把控學校內外的各種資源和信息，提供快速高效的定位功能，能夠在校內及周邊迅速找到目的地，方便師生的學習和生活，提高幸福指數，使之成為一個全心全意為學校師生服務的軟件。需要說明的是本系統是針對特定高校所設計，目前以北華航天工業學院為例，在后期開發中還可以推廣到其他高校，開發出屬于自己特色的校園導航系統，以期更好的為師生服務。

1.2 國內外研究現狀

在國內，目前并沒有完全普及校園導航系統，很多高校對校園導航有著濃厚的興趣，也對校園導航進行著一定的研究。

在國外，美國導航系統的研究已經有專利注冊，并較早的將航向推測法應用于個人導航系統中。日本和韓國也在導航系統的研究中迅速發展，并取得了大量成果。

1.3 課題研究內容

本課題主要是對校園地圖導航進行研究，重點在于對校園地圖的制作以及導航功能的實施。

2 關鍵技術

本系統采用了目前業內主流的B/S結構平臺以及Java多層開發模式，前端采用CSS+JavaScript+Bootstrap來實現界面的美化以及基本的分析功能，后臺采用SQLServer數據庫來實現對大量數據的處理，數據庫中主要是存儲地圖基本的屬性信息。本系統采用了組件技術的開發模式，首先，要有一個標準的軟件體系結構，要確保組件之間的通信協議是一致的，實現異步以及同步中對于操作的控制，對于本地的空間的限制實施突破，以便更好地利用網絡的環境。其次，每一個組件都要有標準的接口，保證可以將系統分解成很多不同的單元，然后就是確保編程語言和所設計的組件相對而言是獨立的。最后也是比較重要的就是為了以后系統的擴展和更新，版本必須要兼容。

系統所使用的地圖為自制，初期對數據進行采集，由于數據較多工作量大，所以對校園的數據分區域進行了三次采集以減小數據誤差，提高精度。采集數據使用多旋翼無人機，通過航拍獲取校園的影像數據，使用手持GPS對校園的每個建筑物以及公共設施進行打點定位。將采集的數據導人到ArcMap中進行處理，給影像數據賦以坐標等屬性信息，本地圖采用WGS-84大地坐標系，高斯克呂格投影坐標系來對地圖進行繪制、矢量化，本地圖的精度能到達90%以上。

此導航系統，主要是利用無人機拍攝的原始影像，對數據進行校正、地理配準、裁剪、拼接等預處理，再對所需的數據進行矢量化和符號化，從而呈現一幅美觀的底圖數據。實現只要用戶點擊影像的某處，即可獲取該處的屬性信息；查詢某處有特征符號進行標識；輸入目的地對采集的GPS數據進行算法統計從而提供最佳路徑，并根據其路況值的不同把路段用不同的顏色描繪出來。

3 系統研究內容

3.1 研究目標

研究目標關于地圖的數據采集問題，制圖優化，地圖導人，導航及相應功能的實現。

3.2 研究內容

3.2.1 數據采集

采集的數據有校園的影像圖、各個主要導航點的屬性信息以及各導航點之間的實際距離，在對數據進行采集時，由于數據較多工作量大，所以對校園的數據分區域進行了三次采集以減小數據誤差，提高精度。

3.2.2 計算機地圖制圖

運用ArcGIS軟件將地圖上的信息經概括綜合后以可視化、數字化的符號形式，縮小表達在一定載體上，用以傳輸、模擬和認知客觀世界的時空信息，在后期用ArcGIS對地圖進行圖像的配色，具體配色方案是通過三原色和間色調出來的色彩（黃+綠，紅+紫，等等）形成的，使圖像顯示效果和精度等不斷的達到優化。

3.2.3 測試

單元測試：測試單元組件

系統測試：測試組件構成的子系統

集成測試：測試子系統構成的系統

4 優勢和展望

優勢：本系統的優勢在于地圖屬于自制，相比于百度、高德等導航系統而言，實現了范圍小、精度高、可拓展性強，在校內迅速實現定位，避免了使用者時間上的浪費，對外注重展示校園的風采，方便新生以及外來人員更便捷的了解學校。

展望：目前校園導航主要實現的是導航和一些檢索功能，在以后校園網的建設過程中，校園導航將會逐漸成為校園網建設的一部分，而不是獨立于校園網的建設，同時校園導航系統也可以不僅僅局限于校園，還可以延伸到校園周邊的商家，為學生及老師提供更加周到快捷的服務。

5 結束語

將GIS技術應用于校園導航系統，是智慧校園的一種發展趨勢。隨著互聯網的發展，用戶通過不同的權限可以在校園導航系統中獲得各種信息，通過GIS的查詢檢索和空間分析的功能更好的展現出校園的風貌，在提高學校知名度的同時也可以創造很好的社會效應，為決策者提供一種現代化的管理和發展的手段。

參考文獻：

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