基于ArcGISEngine的數(shù)字校園系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)畢業(yè)論文.doc

華北水利水電學院畢業(yè)設計分類號 編 號 畢 業(yè) 論 文題目 基于ArcGIS Engine的 數(shù)字校園系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) 摘 要隨著我國信息化建設步伐的加快，“數(shù)字地球”、“數(shù)字城市”建設正如火如荼的進行。數(shù)字校園作為“數(shù)字城市” 的一個縮影, 具有“數(shù)字城市”的基本特點和功能,其建設工作對于我國高等教育的現(xiàn)代化建設具有重要意義1。數(shù)字校園通過圖形、圖像數(shù)字信息來表現(xiàn)校園的各種空間及屬性要素, 為用戶提供各種校園信息的查詢、檢索和必要的空間分析、統(tǒng)計操作以及按不同用戶要求輸出相應的專題要素, 為校園的發(fā)展預測、規(guī)劃決策以及科學管理提供可靠依據(jù)。高等院校作為高新技術的集中地,有必要在“ 數(shù)字校園” 建設方面做進一步的開發(fā)與研究。本論文在以上認識的基礎上，結合數(shù)字校園關鍵技術，提出了以地理信息系統(tǒng)為基礎來建立華北水利水電學院數(shù)字校園系統(tǒng)。系統(tǒng)是以組件式軟件即ArcGIS Engine和面向?qū)ο蟮目梢暬幊坦ぞ遃isua1Basic 6.0構架的技術體系為基礎進行開發(fā)的。系統(tǒng)不僅具有普通電子地圖所具有的功能，同時具有統(tǒng)計分析、專題圖制作、查詢操作、三維模型展示等功能。文章結合系統(tǒng)的開發(fā)過程，首先介紹了系統(tǒng)開發(fā)的背景環(huán)境；接著研究了系統(tǒng)開發(fā)過程中所涉及到的一些關鍵性技術；然后對三維建筑物模型的建立，從數(shù)據(jù)的采集到三維場景的制作整個流程做了詳細介紹；再通過以華北水利水電學院數(shù)字校園系統(tǒng)為例，從系統(tǒng)開發(fā)平臺、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設計及系統(tǒng)結構進行研究；最后，對開發(fā)出的系統(tǒng)進行簡單介紹，并對其實現(xiàn)的功能模塊作了詳細說明。 【關鍵字】：組件式GIS；數(shù)字校園；ArcGIS Engine;目 錄1 緒論11.1 引言11.2 論文研究背景11.3 數(shù)字校園的研究意義21.4 數(shù)字校園開發(fā)的關鍵技術31.4.1 地理信息系統(tǒng)31.4.2 組件式GIS31.4.3 數(shù)據(jù)庫(Access)41.5 系統(tǒng)開發(fā)要解決的問題41.6 系統(tǒng)開發(fā)主要路線41.7 論文主要研究內(nèi)容52 數(shù)字校園三維場景實現(xiàn)的基本流程62.1 數(shù)據(jù)的采集62.2 數(shù)據(jù)的預處理72.3 校園建筑物三維模型的建立72.3.1 Autocad底圖的生成72.3.2 3dmax三維模型的創(chuàng)建82.3.3 photoshop紋理處理92.3.4 3D符號庫的建立102.4 校園三維場景的生成122.5 本章小結133基于ArcGISEngine數(shù)字校園系統(tǒng)的建立143.1 系統(tǒng)開發(fā)平臺設計143.1.1 地理信息系統(tǒng)平臺153.1.2 系統(tǒng)開發(fā)語言153.1.3 數(shù)據(jù)庫平臺163.1.4 系統(tǒng)運行平臺163.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)層設計163.2.1 空間數(shù)據(jù)163.2.2 屬性數(shù)據(jù)173.3 系統(tǒng)組織結構193.4 本章小結204 華北水利水電學院數(shù)字校園系統(tǒng)研究214.1 系統(tǒng)概述214.2 用戶界面214.3 主要功能模塊介紹224.3.1 地圖操作功能模塊224.3.2 地圖排版模塊234.3.3 信息查詢模塊244.3.4 最短路徑查詢模塊254.3.5 專題地圖制作模塊264.3.6 統(tǒng)計圖制作模塊274.3.7 三維模型展示模塊284.3.8 數(shù)據(jù)更新模塊284.4 本章小結295 結論與展望305.1 論文的研究成果305.2 論文的不足及進一步工作展望31致 謝32參考文獻33附 錄(一) 主要程序代碼34附 錄(一) 英文翻譯（原文）42附 錄(二) 英文翻譯（中文）51- V - 華北水利水電學院畢業(yè)設計1 緒論1.1 引言近年來一些高校紛紛合并，招生人數(shù)增加、老房屋需要改造、校園需要重新規(guī)劃，所以正在或者即將改造、擴建老校區(qū)或興建新校區(qū)。無論是合并的還是新建的校區(qū)，大都不在一處，各成體系，給高校的規(guī)劃與管理工作帶來許多不便與困難，傳統(tǒng)的手工規(guī)劃與管理模式已遠遠不能滿足高校發(fā)展的需要2，所以校園的合理規(guī)劃與有效的管理越來越引起社會及高校領導的重視，數(shù)字校園系統(tǒng)就應運而生。數(shù)字校園是利用計算機技術、網(wǎng)絡技術、通訊技術對學校與教學、科研、管理和生活服務有關的所有信息資源進行全面的數(shù)字化:并用科學規(guī)范的管理對這些信息資源進行整合和集成，以構成統(tǒng)一的用戶管理、統(tǒng)一的資源管理和統(tǒng)一的權限控制;把學校建設成面向校園內(nèi)，也面向社會的一個超越時間、超越空間的虛擬校園。通過提升教學設施、教學方法、教學手段、教學管理，從而達到全面提高教學質(zhì)量、管理水平與效率的目的。數(shù)字校園系統(tǒng)的開發(fā)，不僅在輔助領導決策、提高管理效率等方面顯示出傳統(tǒng)管理模式所不能比擬的優(yōu)點，同時也為在校生和校園的來訪者提供了及時、準確的信息。為學校日后建立科學、智能、網(wǎng)絡一體化的綜合校園管理體系奠定了基礎。1.2 論文研究背景華北水利水電學院坐落在中華民族的母親河黃河之濱的鄭州市，是水利部與河南省共建、以河南省管理為主的高校，是河南省重點支持建設的骨干高校之一。2005年在教育部普通高等學校本科教學工作水平評估中獲得優(yōu)秀。目前學校已發(fā)展成為一所以水利電力為特色，工科為主干，理、工、農(nóng)、社、管、文等多學科協(xié)調(diào)發(fā)展的大學。 近幾年來,學校發(fā)展比較迅速, 在校生人數(shù)不斷增長;同時隨著龍子湖校區(qū)的投入使用 ,在校園規(guī)劃、設施管理、教學管理和人員信息管理各方面 ,依靠傳統(tǒng)的人工管理和決策方式 ,其難度也越來越大 ,且容易造成差錯?；▓@校區(qū)和龍子湖校區(qū),分布在鄭州市的不同方位，導致各校區(qū)之間聯(lián)系的矛盾尤為突出。由于新校區(qū)建設進度和實驗設施不完善,還無法滿足學生正常的學習要求,學校采取了回老校區(qū)花園校區(qū)學習的方法.為了使同學們更快的適用花園校區(qū)環(huán)境,更好的進入學習狀態(tài), 也為加快校園信息化步伐，提高工作效率，強化學校管理，因而建立一個結合地理空間位置和信息管理于一體的數(shù)字校園系統(tǒng)對提高華北水利水電學的信息化水平起到非常積極的促進作用。1.3 數(shù)字校園的研究意義高校作為研究、開發(fā)利用和推廣高新技術的前沿，理應成為信息化研究、開發(fā)和利用的重要承擔者，首要任務就是建立數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)。現(xiàn)代化的大學需要現(xiàn)代化的管理，建立校園GIS的目的就是要改變傳統(tǒng)校園管理無序、費工費時、數(shù)據(jù)更新慢的半自動化管理狀態(tài);解決傳統(tǒng)的管理信息系統(tǒng)無法處理空間數(shù)據(jù)的問題;為校園管理、規(guī)劃、決策等快速、準確地提供各種所需的圖片、圖像、文字并茂的現(xiàn)勢性信息，使校園信息的分析更為全面。通過數(shù)字化校園管理信息系統(tǒng)的建立，可以有效地提高學校管理的現(xiàn)代化水平，提高基層管理工作效率和準確性，實現(xiàn)辦公自動化的科學管理，有利于多種數(shù)據(jù)的統(tǒng)一和共享，可以為學校領導和各級基層管理部門及時、準確、詳細、可靠地掌握有關校園內(nèi)各種教學、行政和管理的地理空間資源信息和數(shù)據(jù)提供有力的技術保障3。建立校園地理信息系統(tǒng)的意義歸納起來主要有以下幾個方面4:(1)可以較全面地反映校園地理信息的現(xiàn)狀;包括各類建筑物、道路的空間位置、分布及其關聯(lián)。由于數(shù)字校園的空間信息和屬性信息都實現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫管理，可以為用戶提供所需的各種信息，同時可按各種條件生成和輸出各種圖表和報表。(2)可以對校園各種建筑物進行有效管理;可快速、準確地進行各類建筑物的查詢和定位，為校園的管理、規(guī)劃和設計提供準確而詳細的數(shù)據(jù)，而且既可以根據(jù)圖形數(shù)據(jù)查屬性，又可以根據(jù)屬性數(shù)據(jù)顯示相應的圖形，實現(xiàn)了圖數(shù)查詢。(3)可對學生信息進行有序化管理;將學生檔案信息與地理信息相結合，可快速、準確地進行學生信息的查詢和定位。(4)可以使校園資源的得到高效利用; 將校園的地理位置信息與學生的選課信息相結合，可以進行各種統(tǒng)計分析和空間分析，實現(xiàn)了教室資源的優(yōu)化配置。(5)有利于提高管理水平和工作效率; 有利于建筑物的維護、動態(tài)修測和更新，從而提高管理水平和工作效率。(6)實現(xiàn)資源的共享.1.4 數(shù)字校園開發(fā)的關鍵技術1.4.1 地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)(Geography Information system，GIS)是一種為了獲取、存儲、檢索、分析和顯示空間定位數(shù)據(jù)而建立的計算機化的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(1998年，美國國家地理信息與分析中心定義)。這里空間數(shù)據(jù)是指使用采用不同方式的遙感與非遙感手段所獲得的數(shù)據(jù)，它有多種數(shù)據(jù)類型，包括地圖、遙感、統(tǒng)計數(shù)據(jù)等，它們的共同特點是都有確定的空間位置。地理信息系統(tǒng)不僅能將空間信息和非空間信息集成在統(tǒng)一的信息平臺上進行管理和分析。而且, 以地理空間數(shù)據(jù)為基礎, 以地理信息系統(tǒng)中的空間分析方法為基礎還可以開發(fā)各種應用模塊, 為校園發(fā)展規(guī)劃、資源優(yōu)化配置、突發(fā)事件的處理等提供決策分析方面的支持。目前, 許多高校都已經(jīng)將GIS應用到校園里, 不僅方便了對校園各種信息的管理, 同時為校園的發(fā)展預測、規(guī)劃決策等方面都提供了可靠的依據(jù)5。1.4.2 組件式GIS組件式GIS是面向?qū)ο蠹夹g和組件技術在GIS軟件技術開發(fā)中的應用。組件式GIS控件與其他軟件通過標準接口進行通信，實現(xiàn)跨程序、跨計算機、跨網(wǎng)絡的分布式操作。同傳統(tǒng)的GIS相比較，它具有多方面的特點，包括:無縫集成、跨語言使用、易于推廣、開發(fā)簡捷、使用方便、成本低、可視化界面設計以及Internet應用等。組件式GIS的基本思想是把GIS的各大功能模塊劃分為幾個控件，每個控件完成不同的功能。各個GIS控件之間，以及GIS控件與其它非GIS控件之間，可以方便地通過可視化的軟件開發(fā)工具集成起來，形成最終的GIS應用6?？丶缤欢迅魇礁鳂拥姆e木，他們分別實現(xiàn)不同的功能(包括GIS和非GIS功能)，根據(jù)需要把實現(xiàn)各種功能的 “積木”搭建起來，就構成應用系統(tǒng)。GIS組件的代表作應首推ArcGIS Engine,它是由全球最大的GIS廠商ESRI(美國環(huán)境研究所)最新GIS軟件ArcGIS9.0下新增的基于ArcObject的一個面向開發(fā)的新產(chǎn)品。該產(chǎn)品基于ArcObject構建,并提供跨平臺的組件技術框架用于構建ArcGIS。通過ArcGIS Engine,用戶可以自由地搭建及配置ArcGIS解決方案,而不需要在同一機器上安裝ArcGIS的桌面應用環(huán)境。 1.4.3 數(shù)據(jù)庫(Access) Access 是微軟公司推出的基于Windows的桌面關系數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（RDBMS），是Office系列應用軟件之一。它提供了表、查詢、窗體、報表、頁、宏、模塊7種用來建立數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的對象；提供了多種向?qū)?、生成器、模板，把?shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢、界面設計、報表生成等操作規(guī)范化；為建立功能完善的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)提供了方便，也使得普通用戶不必編寫代碼，就可以完成大部分數(shù)據(jù)管理的任務。 Access是一個面向?qū)ο蟮拈_發(fā)工具，利用面向?qū)ο蟮姆绞綄?shù)據(jù)庫系統(tǒng)中的各種功能對象化，將數(shù)據(jù)庫管理的各種功能封裝在各類對象中。它將一個應用系統(tǒng)當作是由一系列對象組成的，對每個對象它都定義一組方法和屬性，以定義該對象的行為和外國，用戶還可以按需要給對象擴展方法和屬性。通過對象的方法、屬性完成數(shù)據(jù)庫的操作和管理，極大地簡化了用戶的開發(fā)工作。同時，這種基于面向?qū)ο蟮拈_發(fā)方式，使得開發(fā)應用程序更為簡便。 1.5 系統(tǒng)開發(fā)要解決的問題本系統(tǒng)設計主要解決的問題有以下幾個方面:（1）初步建立校園圖形庫，實現(xiàn)圖形數(shù)據(jù)的統(tǒng)一綜合管理；（2）實現(xiàn)圖像、文本與地圖的動態(tài)連接以及圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)互查功能；（3）實現(xiàn)空間分析，最短路徑的查詢；（4）實現(xiàn)統(tǒng)計報表和統(tǒng)計專題圖的顯示和輸出功能;（5）對系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行動態(tài)更新。1.6 系統(tǒng)開發(fā)主要路線GIS是融計算機圖形和數(shù)據(jù)庫于一體，儲存和處理空間信息的信息系統(tǒng)。它把地理位置和相關屬性數(shù)據(jù)有機地結合起來，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的相互查詢和可視化輸出，從而滿足城市建設、規(guī)劃、施工管理等對空間信息需求的要求。本系統(tǒng)就是本著GIS這一特點，以華北水利水電學院花園校區(qū)為研究對象，通過用外業(yè)采集獲取的校園規(guī)劃平面圖以及建筑物紋理和屬性數(shù)據(jù)，利用ArcGIS軟件按照專題進行分層組織以及對建筑物模型構建。在VisualBasic6.0開發(fā)環(huán)境下通過ADO(ActiveX Data objects)與Access表相連，用SOL語句訪問表中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對校園屬性數(shù)據(jù)的管理。利用ArcGIS Engine組件提供的各種屬性、方法和工具，方便靈活地實現(xiàn)GIS大部分功能，從而實現(xiàn)對校園信息的管理。1.7 論文主要研究內(nèi)容本文針對華北水利水電學院的實際情況 ,在GIS技術的支持下 ,提出了數(shù)字校園建設的具體思路。本論文研究的主要內(nèi)容有四個方面:(l）敘述研究背景及數(shù)字校園研究的意義及其用到的相關技術;（3）對系統(tǒng)中三維建筑物模型構建的整個流程進行深入分析和研究；（4）對數(shù)字校園系統(tǒng)的開發(fā)平臺和數(shù)據(jù)庫設計方面進行探討；（5）簡單介紹初步建成的華北水利水電學院數(shù)字校園系統(tǒng)。本論文的目的就是利用組件GIS的優(yōu)勢建立一個可視化“數(shù)字校園信息系統(tǒng)”，真正實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的無縫連接。并實現(xiàn)“基于ArcGIS Engine技術的華北水利水電學院數(shù)字校園”， 為用戶提供各種校園信息的查詢、檢索和必要的空間分析、統(tǒng)計操作以及按不同用戶要求輸出相應的專題要素, 為校園的發(fā)展預測、規(guī)劃決策以及科學管理提供可靠依據(jù)。2 數(shù)字校園三維場景實現(xiàn)的基本流程 數(shù)字校園三維場景是應用三維可視化技術和虛擬現(xiàn)實等技術,以直觀的三維地形地物代替了傳統(tǒng)的抽象的二維地圖符號,使校園地理空間信息在電腦中立體化顯示,用戶可以隨時獲得所需的信息,可以圖文并茂地進行校園信息的查詢. 通過該系統(tǒng)可以更加真實的反映校園的面貌,使用戶具有身臨其境的感覺7。數(shù)字校園三維場景建立的基本流程是：先通過將外業(yè)采集到的數(shù)據(jù)利用ArcMap軟件通過配準并矢量化分層后，確定好各建筑物的相對位置，利用AutoCAD軟件以及獲取的學校規(guī)劃平面圖，按比例繪制出建筑物的平面底圖，再利用3dmax軟件逐個對建筑物構建模型，然后將通過photoshop軟件處理好的紋理對建立好的模型進行貼圖，使其與真實景物相符，接著將建立好的每個模型導出為3ds格式，再建立好自己的符號庫，最后將建筑物導入場景中，加載Arcscene自帶的樹木花草模型，最終形成整個校園的三維景觀模型。如下圖2-1：AutoCAD平面底圖繪制3dmax建立模型外業(yè)數(shù)據(jù)采集（相機拍攝）Phtoshop處理紋理模型導出為.3ds格式建立自己的符號庫加載建筑物以及花草樹木模型三維場景展示 圖2-1 建筑物三維場景制作流程2.1 數(shù)據(jù)的采集 華北水利水電學院電子地圖的設計與編繪是以校園規(guī)劃平面圖為基礎,以ArcGIS作為基礎平臺建立的,其數(shù)據(jù)源是多方面的,主要包括以下幾個方面:（1）華北水利水電學院校園規(guī)劃平面設計圖（2）紋理資料, 由數(shù)碼攝像機對各個學院、宿舍的外觀及校區(qū)內(nèi)標志性建筑進行拍照得到。（3）3D模型數(shù)據(jù),通過實地采集獲取每個建筑物的形狀和大致高度,再利用3dmax軟件制作模型，用來逼真的表示建筑物的精細結構和材質(zhì)特征.（4）統(tǒng)計數(shù)據(jù)，通過對各院系信息的收集。2.2 數(shù)據(jù)的預處理 數(shù)據(jù)的預處理工作主要包括配準;地形圖的矢量化等; 具體處理工作如下1:(1)在ArcMap導入校園規(guī)劃平圖作為底圖數(shù)據(jù)(2)影像配準:主要工作在ArcMap中完成,利用Georeferencing(影像配準) 工具條上的“add controlpoint”(增加控制點) 工具采集底圖上所有方里網(wǎng)交點和4 個角點. （如圖2-2）然后,選擇該工具條上下拉菜單中的 “rectify”命令,生成一個經(jīng)配準了的新影像數(shù)據(jù)，如圖2-3：控制點4控制點3控制點1控制點2 圖2-2：校園規(guī)劃平面圖 圖2-3：控制點配準數(shù)據(jù)（3）在Arccatalog內(nèi)新建圖層，并在ArcMap軟件里分圖層進行矢量化，并添加對應屬性數(shù)據(jù)，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)相關聯(lián)。2.3 校園建筑物三維模型的建立校園的建筑物(主要是樓房)在二維電子地圖中表現(xiàn)為面狀對象，只能反映樓房底面分布的平面坐標信息，并沒有建筑物高度和其外結構的三維數(shù)據(jù)，因此，要對這些數(shù)量龐大、結構復雜的地物進行建模非常困難。2.3.1 Autocad底圖的生成三維模型的建立就好像建筑工地施工一樣，必須有原始的資料,在校園里的數(shù)據(jù)主要是地形和地物的數(shù)據(jù)8。由于華北水院校園地形的數(shù)據(jù)不太復雜，我們采用過去的學校平面規(guī)劃設計圖。由于無法獲取每棟建筑物的地理坐標數(shù)據(jù)，不能與地理坐標關聯(lián)。這時我們可以通過相對坐標創(chuàng)建點的方式進行建模，展現(xiàn)三維場景中的相對位置關系，而不考慮實際地理坐標。通過數(shù)據(jù)預處理后，將矢量化好分好層的圖層導入到CAD軟件中，利用ArcGIS自帶的Arctoolbox工具箱里的conversion toolstoCADExport to CAD，將shape文件轉(zhuǎn)化成CAD文件（如圖2-4），為下一步的3dmax建模作準備。圖2-4：shape文件轉(zhuǎn)換成CAD文件后圖2.3.2 3dmax三維模型的創(chuàng)建創(chuàng)建三維景觀模型是三維虛擬GIS空間數(shù)據(jù)庫組建的最關鍵的一步，模型創(chuàng)建的好壞直接影響到三維數(shù)字校園的整體效果9，模型的創(chuàng)建過程采用3dmax建模軟件完成（如圖2-5所示）。對于建筑物，經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，花園校區(qū)區(qū)內(nèi)建筑物將近60幢，如果對所有建筑物都采用3dmax建模的話，不僅時間成本太高，系統(tǒng)在渲染模型上的開銷也相當大。因此，將建筑物分為重點建模的建筑物和非重點建模的建筑物:需要重點建模的建筑物指比較有標志性且造型較為特殊的建筑物，如綜合實驗樓、圖書館、講堂群、文體活動中心等，如下圖2-6；對于這些采用3dmax軟件詳細建模:其他形狀較為規(guī)則的建筑物則直接通過在3dmax軟件里將導入的CAD二維平面數(shù)據(jù)拉伸貼圖創(chuàng)建而成。圖2-5：建立的部分建筑物3dmax模型 圖2-6 ：文體活動中心3dmax模型2.3.3 photoshop紋理處理建立模型之后的工作就是給模型賦予材質(zhì)和貼圖。通過紋理貼圖可以增加模型的質(zhì)感,完善模型的造型,使創(chuàng)建的三維場景更接近現(xiàn)實。紋理，即在三維可視化中對地物進行貼圖處理時用到的地物表面數(shù)據(jù)，主要包括建筑物的側面、頂面、草地、操場、圍墻、樹木、路燈以及雕塑等紋理2。在校園三維地物建模過程中,紋理是建模中的重要環(huán)節(jié)之一,它將直接關系到所建模型的視覺效果和逼真程度。校園內(nèi)建筑物的側面紋理是用數(shù)碼相機到實地拍攝而獲得的，所拍攝到的原始圖像并不能完全符合要求，比如圖像傾斜、被其它的景物如樹木遮擋等，同時，考慮到在ArcScence中顯示三維場景時，亮度通常低于實際照片亮度，因此，需要將紋理圖片的亮度調(diào)高。這樣就需要運用photoshop軟件進行旋轉(zhuǎn)、拉伸、修補等處理，使得紋理圖像符合要求。如下圖2-7和2-8： 圖2-7 ：圖片處理前 圖2-8 ： 圖片處理后紋理處理的好壞可以說與最后的三維效果息息相關，因為現(xiàn)有模型的建筑都是灰色的，毫無真實感可言。紋理應用于三維空間對象建模，可以大大提高三維可視化的逼真度，增加用戶進行實時漫游時的真實感和沉浸感（如圖2-9和2-10）。 圖2-9 ：未貼圖的圖書館 圖2-10：貼圖后的圖書館2.3.4 3D符號庫的建立在3Dmax中將建立好的模型導出為.3ds格式，再在arcscene中用點狀符號表示，但由于arcscene軟件的原因，對曲面的支持并不是很好，而且當一個mesh細節(jié)越高時運行速度會越慢，所以建模的細節(jié)度不能太高，這些部分需要貼圖來彌補。在建模當中遇到的問題是一開始建模時細節(jié)度太高，面比較多，以至于在導出3ds模型后顯示速度太慢。比較起整個校園的漫游速度來說，放棄一部分的細節(jié)度是值得的。于是通過將導出好的模型，在style manage中制作自己的符號庫，制作時可以直接調(diào)用里面的符號，發(fā)現(xiàn)效果還是比較理想的，最重要的是場景加載速度有了一定的提高。 3ds符號庫建立的步驟：對于某建筑物圖層更改其符號屬性（Symbol Selector），然后再點擊屬性;在彈出對話框中選擇3D Marker Symbol，并選擇前面已經(jīng)建好的*.3ds格式文件;按照實際需要修改模型的大小以及模型的朝向;將建立好的模型保存為.style格式,并定義Category名稱為dsz.點擊More Symbols在彈出的下級菜單中，選擇Add，將dsz.style加載到符號庫中，最終結果顯示如下圖2-11：圖2-11: 建立好的名稱為dsz的符號庫由于三維符號具有易讀性和直觀性，對于拓展地圖的應用領域具有現(xiàn)實意義。三維地理信息的符號化是對空間地理現(xiàn)象的表示,是三維空間地理要素可視化的一種實現(xiàn)方法10。在三維地理信息系統(tǒng)中，所有的地理現(xiàn)象以及空間實體都需要有相應的三維符號模型來表示,不僅可以解決數(shù)據(jù)量龐大問題，而且可以真實的反映校園的面貌,給人以逼真感。2.4 校園三維場景的生成本系統(tǒng)通過使用ArcGIS Desktop 系列軟件與 3DSMAX建立三維場景 ,建立好自己的符號庫后,需要將通過校園規(guī)劃圖確定好的建筑物相對地理位置，在建筑物中心繪制二維點,用對應的三維模型符號代替.由于 ArcScene增加了使用三維符號的支持 ,允許用 3D 符號來代表 GIS 要素 ,使得我們可以從標準符號選擇對話框中選擇各種各樣的類型 ,從而使我們數(shù)字校園系統(tǒng)顯得更加容易操作.在本次系統(tǒng)制作中,建筑物模型建立好后,制作成自己的符號庫，當使用到該建筑物時，直接調(diào)用.style符號，由于ArcScene提供了各種各樣的燈、樹、亭模型，所以在建立這些要素的模型時，只需分要素類型建立點狀要素層（如樹木層、電話亭層等），再在合適的位置“栽”上從樣式庫中選擇的合適的模型。也就是可以直接使用ArcScene自帶的三維符號，不用花時間建立模型。由于考慮到數(shù)據(jù)量大的問題，本次設計將學校分多個場景顯示，如圖2-12和圖2-13所示： 圖2-12 :校園教學樓區(qū)三維場景圖 圖2-13 :學校大門三維場景圖2.5 本章小結本章通過三維模型建立流程的深入研究和分析,提出了三維模型的最終實現(xiàn)，要經(jīng)過三個步驟，數(shù)據(jù)的采集、3D 模型的構建、模型的符號化等。我們對三維模型建立每一個步驟的技術實現(xiàn)進行了討論，找到具有較高實際應用價值的方法，把本章所討論的技術應用到實際建筑物中，取得了良好的實驗效果。在后面，我們將結合華北水利水電學院數(shù)字校園系統(tǒng)開發(fā)項目，應用本文所討論的建模方法進行實際的項目開發(fā)。3 基于ArcGIS Engine數(shù)字校園系統(tǒng)的建立前面我們討論了建設數(shù)字校園的一些方法和三維場景的實現(xiàn)，這些基本內(nèi)容清楚以后，就要考數(shù)字校園的具體實現(xiàn)。只有將建設數(shù)字校園的規(guī)劃有目的、有計劃、有步驟地付諸實施，才能真正實現(xiàn)校園信息化建設。在本章中，我們對數(shù)字校園實施過程中的一些具體問題進行探討。任何一個系統(tǒng)，都有其實現(xiàn)的步驟。通過分析，我們建立的數(shù)字校園流程見圖3-1：確定系統(tǒng)設計目標系統(tǒng)硬件、軟件的選擇數(shù)據(jù)資料的采集：校園平面規(guī)劃圖 校園建筑物CAD底圖 建筑物紋理相片等平面圖的配準及分圖層矢量化建筑物三維模型構建及貼圖，制作3ds符號庫建立地理圖形庫以及實現(xiàn)屬性數(shù)據(jù)的關聯(lián)數(shù)據(jù)的處理及分析，ArcGIS Egine進行二次開發(fā)華北水利水電學院數(shù)字校園系統(tǒng) 圖3-1 ：華北水利水電學院數(shù)字校園系統(tǒng)制作流程3.1 系統(tǒng)開發(fā)平臺設計結合GIS工具軟件與當今可視化開發(fā)語言的集成二次開發(fā)方式是現(xiàn)在GIS應用開發(fā)的主流。它的優(yōu)點是既可以充分利用GIS工具軟件對空間數(shù)據(jù)庫的管理、分析功能，又可以利用其它可視化開發(fā)語言具有的高效、方便等優(yōu)點，集二者之所長，不僅能大大提高應用系統(tǒng)的開發(fā)效率，而且使用可視化軟件開發(fā)工具開發(fā)出來的應用程序具有更好的外觀效果，更強大的數(shù)據(jù)庫功能，而且可靠性好、易于移植、便于維護11。系 統(tǒng) 開 發(fā) 平 臺 設 計在選擇平臺時本著:簡單、經(jīng)濟、實用的原則。選擇廣大開發(fā)人員熟悉的開發(fā)工具，縮短開發(fā)周期、減少開發(fā)成本;選擇功能完備、價格便宜的GIS平臺，減少軟件投資。本系統(tǒng)采用開發(fā)平臺如下圖3-2所示： 開發(fā)語言 Microsoft Visual basic 6.0 GIS開發(fā)平臺 ArcGIS Engine 9.2 操作系統(tǒng)Windows 2000及IE5.0以上版本 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng) Microsoft Access 2000 圖3-2 :華北水利水電學院數(shù)字校園系統(tǒng)開發(fā)平臺3.1.1 地理信息系統(tǒng)平臺為了能高效開發(fā)出華北水利水電學院數(shù)字校園系統(tǒng)，本系統(tǒng)GIS平臺使用ArcGIS Engine。此套組件是由ESRI公司開發(fā)研制的新一代大型組件式地理信息系統(tǒng)平臺，我們采用ArcGIS Engine組件技術，可以使用任何支持COM的編程語言對ArcGIS平臺的基本控件AO(Arcobjects)基礎函數(shù)進行集成和二次開發(fā)，實現(xiàn)一個能夠脫離ArcGIS而獨立運行的應用程序。ArcGIS Engine可以幫助用戶實現(xiàn)地圖的漫游和縮放;地圖要素的查詢和標注以及專題圖制作和統(tǒng)計分析等最基本的地圖操作功能,用戶可以不用代碼直接調(diào)用其自帶的模塊來實現(xiàn)這些功能.3.1.2 系統(tǒng)開發(fā)語言選擇高效的VB6.0，它完全支持ActiveX控件的應用，對數(shù)據(jù)庫的支持也非常完備，提供完全可視化的、面向?qū)ο蟮木幊汰h(huán)境，有利于提高系統(tǒng)的開發(fā)效率，加快系統(tǒng)的開發(fā)進度;另外，用它能夠開發(fā)出一流的用戶界面，使系統(tǒng)易于使用。在VB6.0環(huán)境下結合ArcGIS Engine對系統(tǒng)進行開發(fā)，可以很方便的將地圖處理功能嵌入到應用程序中，并可以編譯成exe文件，脫離ArcGIS的軟件平臺運行。同時，ArcGIS Engine能夠簡單快速的在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中嵌入地圖化功能，增強系統(tǒng)的空間查詢和空間分析能力。3.1.3 數(shù)據(jù)庫平臺 由于本系統(tǒng)使用的數(shù)據(jù)量不是太多，為實現(xiàn)各院系的統(tǒng)計數(shù)據(jù)的查詢,將這些與空間數(shù)據(jù)無關的統(tǒng)計數(shù)據(jù)存儲在Access表中，在VB6.0環(huán)境下通過ADO與Access表相連，用SQL語句等方式直接訪問表中的數(shù)據(jù)來管理各種屬性信息。3.1.4 系統(tǒng)運行平臺本系統(tǒng)軟件運行平臺為Windows 2000及以上操作系統(tǒng)，推薦使用Windows 2000或Windows XP。由于三維操作對硬件的要求比較高，硬件最低平臺要求為CY 2G CPU，512M內(nèi)存，S3顯卡，推薦使用酷瑞2雙核,獨立顯卡GM8400或更高配置。3.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)層設計 在進行數(shù)據(jù)庫設計時，通過數(shù)據(jù)分層、圖層管理、屬性編碼和空間索引設計，建立空間數(shù)據(jù)庫，然后進行屬性數(shù)據(jù)庫設計，最后建立空間數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫的連接關系。 華北水利水電學院花園校區(qū)數(shù)據(jù)的獲取主要是通過校內(nèi)管理部門收集的現(xiàn)狀及規(guī)劃數(shù)據(jù)以及對現(xiàn)狀資料調(diào)查的相關信息而得，按數(shù)據(jù)的類型:主要分為空間數(shù)據(jù)(主要指圖形信息、圖像信息)和非空間數(shù)據(jù)(包括統(tǒng)計表信息、文本信息等)。數(shù)據(jù)的來源比較廣泛，數(shù)據(jù)的獲取方式也多種多樣。再加上圖形矢量數(shù)據(jù)、空間數(shù)據(jù)、幾何數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)、圖片和影像資料等的存儲格式各異。所以為增強整個系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的靈活性，采用空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)分別存放，每個空間實體都是空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一。空間數(shù)據(jù)使用GIS軟件來管理，屬性數(shù)據(jù)使用數(shù)據(jù)庫軟件來管理，通過空間實體的唯一標識(ID號)實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)之間的關聯(lián)12（如圖3-3所示）。華北水利水電學院數(shù)字校園系統(tǒng) 統(tǒng)計表數(shù)據(jù)文字信息教學樓層辦公樓層學生宿舍層實驗樓層 關鍵字 空間數(shù)據(jù)(shapefile文件) 屬性數(shù)據(jù) (Mis Access) ArcGIS engine9.2ADO 圖3-3 : 系統(tǒng)結構圖3.2.1 空間數(shù)據(jù)空間數(shù)據(jù)按照專題進行分層組織，以適應各種專題管理、分析和應用的需要。其分層遵循以下原則:便于不同部門需求信息的提取和使用;便于數(shù)據(jù)拓撲關系的建立;便于數(shù)字化及數(shù)字化的后續(xù)處理工作。本系統(tǒng)所利用的資料為華北水利水電學院校園規(guī)劃圖。根據(jù)校園信息的特點, 按照ArcGIS的數(shù)據(jù)分層組織方法, 將校園信息分為教學樓、辦公樓、學生宿舍、家屬樓、食堂、道路、綠地、其他等八層（如圖3-4）。為了使校園圖利用方便及校園各功能要素直觀明顯, 每一層設計使用不同的顏色顯示輸出。每一層實體都包括幾何特征和屬性特征。幾何特征包括矢量點、線、面類，面由線閉合而成，線由其兩個端點描述，點則由其幾何坐標定位，每一個實體都有區(qū)別于其它實體的屬性特征。這樣，一個校園的信息就可以非常完整地表達出來。 圖3-4：矢量化后的花園校區(qū)平面圖本系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)庫包括兩類，即圖形數(shù)據(jù)庫與圖像數(shù)據(jù)庫。其中圖形數(shù)據(jù)庫中包括矢量地理底圖庫，涉及點、線、面等多種類型的文件。圖像數(shù)據(jù)主要指柵格類型的數(shù)據(jù)，數(shù)碼相機采集的圖片，其中圖片主要包括了校園中各種建筑物及景觀等的照片集，它們均由數(shù)碼相機采集，由于數(shù)碼相機采集的圖片數(shù)據(jù)量大，將采集的相片統(tǒng)一在圖像處理軟件photoshop中大小進行統(tǒng)一,并放置在同一圖片目錄下存放,為以后的空間查詢作準備.3.2.2 屬性數(shù)據(jù)由于GIS的地物類型復雜，屬性特征多種多樣，描述它們的屬性項及值域也不相同，因此屬性數(shù)據(jù)錄入有兩種方法，其一是用戶需自定義數(shù)據(jù)結構，然后利用數(shù)據(jù)庫軟件建立起屬性數(shù)據(jù)。其二是在圖形編輯環(huán)境下輸入屬性數(shù)據(jù)，這種方法直觀，可以隨時對所關心圖元的屬性結構和屬性進行修改.并且查找方便13。本系統(tǒng)在建立過程中采用的是基本屬性數(shù)據(jù)信息同步輸入:首先對各要素圖層考慮其各自的屬性特征，在ArcInfo中建立其屬性數(shù)據(jù)庫結構(如教學樓圖層，其屬性數(shù)據(jù)庫結構可以包含有ID號、名稱、教學樓層數(shù)、圖片和文本信息等字段)，其次在完成好拓撲關系的圖層中分別對每個圖形單元(如每一個單獨地物、每一段道路等進行屬性賦值。本系統(tǒng)中屬性數(shù)據(jù)庫包括兩類屬性表。一類為可地圖化的屬性表,即對應于地圖實體,用于存放這些地圖實體的屬性;另一類是不可地圖化的屬性表,它不包含地理信息,同常規(guī)的數(shù)據(jù)庫文件基本一致,主要為各院系統(tǒng)計信息。本系統(tǒng)的屬性數(shù)據(jù)庫包括:教學樓屬性庫、學生宿舍屬性庫、家屬樓屬性庫、辦公樓屬性庫等。下面以建筑物為例闡述其屬性庫結構及數(shù)據(jù)庫內(nèi)容，其他基本相似，在此不再一一描述。字段字段長度數(shù)據(jù)類型說 明shape16文本空間實體特征ID8數(shù)字建筑物編號名稱50文本建筑物名稱高度8數(shù)字建筑物高度圖片信息16文本建筑物圖片名稱,實現(xiàn)查詢文本信息16文本建筑物文本介紹名稱，實現(xiàn)查詢 表3-1：建筑物屬性數(shù)據(jù)結構表另外屬性庫還包括統(tǒng)計表信息、人文統(tǒng)計數(shù)據(jù)等，如:統(tǒng)計表信息:以表格或圖形的形式表達數(shù)據(jù)的統(tǒng)計信息，如各學院學生人數(shù)、教職工人數(shù)、本科專業(yè)統(tǒng)計數(shù)據(jù)等. 如下圖3-4，用Acess數(shù)據(jù)庫存儲的統(tǒng)計數(shù)據(jù)。文字信息:以描述性文字介紹學校及各系、部的情況，同時也表達了設計意向、思想等相關的說明信息。 圖3-4：Acess數(shù)據(jù)庫統(tǒng)計表圖3.3 系統(tǒng)組織結構系統(tǒng)功能設計的主要任務是根據(jù)系統(tǒng)研制的目標來計劃系統(tǒng)的規(guī)模，確定系統(tǒng)的各個組成部分，并說明各個組成部分在整個系統(tǒng)中的作用與相互關系。由于數(shù)字校園包含的內(nèi)容較多，工作量很大，建設過程中需要許多部門相互配合，所以不可能在短時間內(nèi)全部完成。數(shù)字校園系統(tǒng)用于校園信息的可視化管理。系統(tǒng)應能對校園信息進行添加、刪除、修改；對校園信息可以進行查詢和統(tǒng)計并報表輸出；系統(tǒng)最大的特點是實現(xiàn)圖文互訪，即從地圖到屬性的查詢、瀏覽和從屬性到地圖的查詢定位14。通過結合自己專業(yè)的特點，以及華北水利水電學院花園校區(qū)實際情況，將系統(tǒng)設計大致為8個模塊來實現(xiàn)，有地圖操作、地圖排版、數(shù)據(jù)查詢、路徑查詢、專題圖制作、統(tǒng)計分析、三維模型展示、數(shù)據(jù)更新等幾個部分，如圖3-4所示： 圖3-4：華北水利水電學院數(shù)字校園系統(tǒng)組織結構圖3.4 本章小結本章的主要內(nèi)容是基于ArcGIS Engine數(shù)字校園系統(tǒng)的建立，在分析合理選用開發(fā)平臺、開發(fā)方式、開發(fā)語言和數(shù)據(jù)庫的基礎上，以華北水利水電學院的數(shù)字校園建設為例，探討了基于AE的數(shù)字校園數(shù)據(jù)結構的建立:空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，并給出了系統(tǒng)開發(fā)組織結構圖和系統(tǒng)實現(xiàn)的基本功能.4 華北水利水電學院數(shù)字校園系統(tǒng)研究4.1 系統(tǒng)概述本課題以華北水利水電學院花園校區(qū)為研究對象，利用已有的花園校區(qū)校園規(guī)劃平面圖，結合地物屬性數(shù)據(jù)、實地拍攝采集的紋理數(shù)據(jù)等，開發(fā)了一個基于ArcGIS Engine的數(shù)字校園信息系統(tǒng)。 系統(tǒng)的軟件設計采用VB6.0作為可視化編程工具，結合ArcGIS Engine進行開發(fā)。VB具有界面友好、易學易用的特點，而且容易實現(xiàn)與外部數(shù)據(jù)庫的聯(lián)接。在VB環(huán)境下通過ADO(ActiveX Data objects)與Access表相連，用SOL語句訪問表中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對校園屬性數(shù)據(jù)的管理。利用ArcGIS Engine組件提供的各種屬性、方法和工具，能夠進行空間數(shù)據(jù)獲取、圖形編輯、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析、統(tǒng)計分析、地理排版、制作專題地圖、三維模型展示等操作，從而實現(xiàn)對校園信息的管理。4.2 用戶界面用戶是圖形軟件系統(tǒng)的最終使用者，作為人機交互的界面環(huán)境，需要考慮人們的操作習慣和接受能力，使應用程序在視覺感受、概念語義上易于理解，易于操作，無二義性。本系統(tǒng)以暖色調(diào)為主，顏色搭配合理，給人以親和力，主界面與子窗體相輔相成，使得整個系統(tǒng)統(tǒng)一和諧。系統(tǒng)界面設計人性化，在每個功能模塊運行窗體中，都設計有簡單的操作提示文本，更方便用戶使用。如下圖4-1所示：圖4-1:系統(tǒng)登陸界面本系統(tǒng)對軟件的接口界面進行了比較詳細的設計，華北水利水電學院花園校區(qū)數(shù)字校園信息系統(tǒng)主界面如圖4-2所示。系統(tǒng)主要由主菜單欄區(qū)、電子地圖主顯示區(qū)、鷹眼地圖顯示區(qū)、圖層控制區(qū)、工具欄區(qū)、狀態(tài)欄區(qū)六部分組成。主菜單欄工具欄狀態(tài)欄工具欄圖層控制區(qū)電子地圖主顯示區(qū)鷹眼地圖 圖4-2 ：華北水利水電學院數(shù)字校園主界面4.3 主要功能模塊介紹4.3.1 地圖操作功能模塊ArcGIS Engine 是一組完備的并且打包的嵌入式GIS 組件庫和工具庫, 開發(fā)人員可用來創(chuàng)建新的或擴展已有的桌面應用程序?；贏rcGIS Engine 可以快速建立起一個基本的GIS 應用系統(tǒng)15。在這個模塊中，主要采用VB+AE二者集成的方法，利用ArcGIS Engine自帶的工具庫（如圖4-3），實現(xiàn)校園中地理空間實體(如建筑物、道路等)的圖形顯示、縮放、查找等電子地圖的一般功能。 圖4-3：ArcGIS Engine自帶工具條其主要內(nèi)容具體如下:放大: 選中工具可以實現(xiàn)地圖無限制的放大，或者用戶可以對自己感興趣的區(qū)域用框選的方式進行放大?？s小:選中工具，然后點擊地圖可以進行無限制的縮小。漫游:選中工具，可以在地圖上進行任意的拖動顯示。全圖:選中工具，不管用戶把地圖放大了多少倍，漫游到了地圖的任何一個小角落，點擊一下這個工具，馬上就可以返回到最原始的地圖狀態(tài)。屬性:選中工具，點擊地圖上感興趣的點，然后會跳出一個小窗口，上面顯示這個點的所有信息。查找:選中工具，在地圖下方會出現(xiàn)查詢信息的相關按鈕，只要在復合框中選擇所要查找的空間實體信息，則在地圖上就會以黃顏色顯示出查找的結果。測量：選中工具，在地圖上可以實現(xiàn)長度和面積的計算，結果將通過對話框的形式彈出。4.3.2 地圖排版模塊通過數(shù)字化已有的花園校區(qū)規(guī)劃圖以及通過實地野外數(shù)據(jù)采集, 用戶可以根據(jù)自己的需要，對矢量化后的圖形排版編輯，如圖例、指北針的添加等（如圖4-4所示）。另外，可以根據(jù)需要制作各種不同類型的地圖，如教學樓分布圖、學生宿舍分布圖以及校園規(guī)劃平面圖的制作等，便于以后作規(guī)劃設計與分析工作。 圖4-4 ：數(shù)字校園排版圖4.3.3 信息查詢模塊查詢功能主要包括兩種查詢方式,分別為根據(jù)圖形查詢到屬性和根據(jù)屬性條件查詢到相應的圖形。前者的查詢方式是通過鼠標在屏幕上拾取幾何對象來查詢點、線或特定區(qū)域的二維地物信息。后者的查詢方式是通過輸入一定的屬性條件，控件利用SQL查詢語言從電子地圖中查詢到符合條件的地物，并在電子地圖上顯示出結果。并將查詢后的地物名稱顯示在列表框中,當雙擊地物名稱后,將彈出關于此地物的圖片信息和文本信息.（1）圖查屬性：通過在地圖上單擊地物要素,彈出包含該地物屬性信息的對話框,此功能可以直觀、靈活、方便地完成各類地圖圖元的查詢。ArcGIS Engine提供了IDentifyDialog對象,在MapLayer和Table的記錄集之間產(chǎn)生關聯(lián)16。使查詢結果包含該地物的所有行屬性信息。運行實例如圖4-5所示： 圖4-5：點擊查詢屬性信息（2）屬性查圖空間查詢可對校園圖上的各種設施進行屬性查詢，對與教學樓、宿舍樓等信息，系統(tǒng)可以把用戶鼠標處的定位信息以提示的形式給出，同時可以以圖片的形式顯示各種設施的景觀圖。具體實現(xiàn)思路是:1） 參照屬性表表3-1，設計建筑物的屬性數(shù)據(jù)結構,其中圖片和文本信息分別存儲已經(jīng)建立好的.Jpg和.Txt格式的文件名稱;以圖書館為例（如下表4-1）： FIDShape*ID名稱高度圖片信息文本信息6Polygon7圖書館16圖書館.jpg圖書館.txt 表4-1： 圖書館屬性信息 圖4-6 ：SQL查詢結果圖2） 通過SQL語句獲取查詢到的地物并閃爍3次,并獲取查詢地物的名稱;3） 遍歷建筑物的屬性數(shù)據(jù)表,逐個判斷其字段名稱是否為圖片信息和文本信息,如果是,將在對應的窗口顯示其圖片和文本介紹.如上圖4-6所示。4.3.4 最短路徑查詢模塊最短路徑問題是地理信息系統(tǒng)網(wǎng)絡分析中最基本、最關鍵的問題，在交通網(wǎng)絡結構的分析、交通運輸線路的選擇、通訊線路的建造與維護、運輸貨流的最小成本分析、城市公共交通網(wǎng)絡的規(guī)劃等，都有直接應用的價值17。在數(shù)字校園中根據(jù)學生宿舍的分布情況,找到建設食堂的最佳位置(資源分配) ,或由給定一點,找到至另一點的最佳路徑等（如下圖4-7）所示。實現(xiàn)路徑查詢，必須建立網(wǎng)絡數(shù)據(jù)集（network dataset）：首先在ArcCatalog中建立個人數(shù)據(jù)庫（Personal GeodataBase）,以方便個人數(shù)據(jù)的管理，接下來在個人數(shù)據(jù)庫中建立一個特征數(shù)據(jù)集即（Feature Dataset）,以方便管理各個不同的圖層，再將在Arcmap中根據(jù)要求矢量化好的道路和興趣點要素層，導入到要素集中，最后根據(jù)提示新建道路網(wǎng)絡數(shù)據(jù)集。終點起點 圖4-7 最短路徑查詢示意圖4.3.5 專題地圖制作模塊提供多種數(shù)據(jù)可視化的專題地圖，能將屬性表中的信息進行直觀的可視化分析。使用專題渲染在地圖上顯示數(shù)據(jù)時，可以清楚地看出在數(shù)據(jù)記錄中難以發(fā)現(xiàn)的模式或趨勢，為用戶的決策提供依據(jù)。專題地圖包括范圍值、點密度、柱狀圖、等級符號、餅圖和獨立值六種形式。用戶可以按照自己的需要選擇制作專題地圖的圖層以及專題圖類型，以教學樓范圍分段專題圖為例，參照圖4-8和4-9，按照提示，分別選擇專題渲染字段，分段數(shù)和顏色等，最終效果圖為下圖4-10。 圖4-8 ： 專題圖制作用戶界面 圖4-9 ：范圍分段專題圖用戶界面專題地圖顯示信息 圖4-10 ：教學樓范圍分段專題地圖4.3.6 統(tǒng)計圖制作模塊規(guī)劃管理人員對校園的建設發(fā)展與管理需要作一些統(tǒng)計分析與處理, 如各院系學生招生人數(shù),教職工人員流動情況以及精品課程申請情況等均可利用GIS強大的統(tǒng)計分析功能作出統(tǒng)計分析或輸出報表, 為學校各級領導作管理規(guī)劃決策以及預測預報提供重要的依據(jù)。例如, 統(tǒng)計目前各院系學生招生人數(shù)，確定好近幾