空間數(shù)據(jù)庫(kù)畢業(yè)論文

PAGEPAGE4摘要本文介紹了一個(gè)基于GIS的空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與建立，主要包括空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)和空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立兩個(gè)部分。在研究校園建設(shè)空間數(shù)據(jù)庫(kù)基礎(chǔ)上，提出其設(shè)計(jì)和建設(shè)的程序和方法，并選擇MapInfo作為基礎(chǔ)平臺(tái)，建立了黑龍江科技學(xué)院空間數(shù)據(jù)庫(kù)，為學(xué)院數(shù)字校園建設(shè)奠定了基礎(chǔ)。黑龍江科技學(xué)院的空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立，可以提供空間及屬性數(shù)據(jù)查詢，不但可以從數(shù)量上統(tǒng)計(jì)出黑龍江科技學(xué)院的各種數(shù)據(jù)資料，更能從圖上了解到學(xué)校各建筑物的分布狀況。通過(guò)對(duì)黑龍江科技學(xué)院空間數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢，可以了解各主要建筑物的名稱、類型、面積、位置，而且還可以清楚地了解各建筑物的主要功能、圖片、電話、人員編制及主管部門等信息。關(guān)鍵詞空間數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)查詢?cè)O(shè)計(jì)建立AbstractThisarticleintroducedaSpatialdatabasesystemBasedonGISwhichdesignedandestablishmented,thesystemMainIncludingSpatialdatabase’sDesignedandSpatialdatabase’sestablishmented.ThenecessityandtheurgencyofconstructionofspatialdatabaseindigitalcampuswerestudiedanditsprocedureandtechniquewereputforwardaswellFinally,thespatialdatabaseofHeiLongjiangTechnologyCollegewasconstituted.ThespatialdatabaseofHeiLongjiangTechnologyCollegewasestablishmented,whichcanProvideinquiriesonSpaceandAttributedata,notonlyitcanStatisticsVariousdateInformationofHeiLongjiangTechnologyCollegefromVolume,andyoucanrealizethateveryschoolbuildingsdistribution.ThroughinquiriesonthespatialdatabaseofHeiLongjiangTechnologyCollege,youcanrealizeeveryimportantbuildingsaboutname,type,area,location,andyoucanrealizeeverybulidings’informationclearlyaboutMainfunction,photo,phone,StaffPreparationandChargeDepartments.Keywordsspatialdatabasedatainquirydesignestablishment第1章緒論1.1論文研究目的及意義校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)就是按照地理坐標(biāo)整理并構(gòu)造一個(gè)信息模型，描述出校園每一點(diǎn)的全部信息，按地理位置組織、存儲(chǔ)起來(lái)，并提供有效、方便和直觀的檢索手段和顯示手段，使每一個(gè)人都可以快速、準(zhǔn)確、充分和完整地了解及利用各方面的信息，以滿足不同用戶的需要，以便于為教學(xué)和社會(huì)服務(wù)。由此可見(jiàn)，數(shù)字與信息時(shí)代的知識(shí)經(jīng)濟(jì)、信息高速公路一起作為促進(jìn)未來(lái)社會(huì)文明與進(jìn)步的因素，其重要性不言而喻。研究黑龍江科技學(xué)院地理信息空間數(shù)據(jù)庫(kù)，是描述出校園規(guī)劃利用情況的所有空間地理信息，按一定的方式存儲(chǔ)起來(lái)，以便提供有效、方便和直觀的檢索手段和顯示手段，使每一個(gè)人都可以快速、準(zhǔn)確、充分和完整地了解及利用各方面的信息，以便為將來(lái)校園土地利用規(guī)劃做借鑒，以便實(shí)現(xiàn)校園的可持續(xù)利用發(fā)展，并實(shí)現(xiàn)“數(shù)字校園”。校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與建立，可從根本上改變目前無(wú)序的人工管理狀態(tài)，節(jié)省大量的人力、物力；為管理、設(shè)計(jì)、決策快速準(zhǔn)確地提供各種所需的圖文、聲像并茂的資料。將其應(yīng)用于學(xué)校后勤管理部門，可以提高學(xué)校后勤管理的水平；將其搭乘上校園網(wǎng)絡(luò)的快車，可以提高管理和決策的透明度，同時(shí)也將擴(kuò)大其應(yīng)用范圍；將其應(yīng)用至校務(wù)管理部門，可以有效的提高校務(wù)管理水平。建立校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)的意義歸納起來(lái)主要有以下幾個(gè)方面：(1)可以成功地用數(shù)字產(chǎn)品全面地反映校園地理信息的現(xiàn)狀，包括各類建筑物的空間位置、分布及其相互關(guān)系。由于系統(tǒng)的空間信息和屬性信息都實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)庫(kù)管理，可以生成用戶所需的各種數(shù)字化信息。(2)在校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)方面做進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)與研究?？梢詾槌鞘袛?shù)字化做一些實(shí)驗(yàn)性工作。(3)有利于校園資源的更加經(jīng)濟(jì)有效的利用。將校園的地理位置信息與學(xué)生的選課信息相結(jié)合，可以進(jìn)行各種統(tǒng)計(jì)分析和空間分析，實(shí)現(xiàn)了教室資源的優(yōu)化配置。(4)有利于學(xué)生信息的有序化管理。將學(xué)生檔案信息與地理信息相結(jié)合，可快速、準(zhǔn)確地進(jìn)行學(xué)生信息的檢索查詢和定位。(5)有利于校園各種建筑物的有序化管理?？煽焖佟?zhǔn)確地進(jìn)行各類建筑物的檢索查詢和定位，為管理和設(shè)計(jì)規(guī)劃提供準(zhǔn)確而詳細(xì)的數(shù)據(jù)，這種檢索和查詢是雙向的，既可以根據(jù)圖形查屬性，又可以根據(jù)屬性顯示相應(yīng)的圖形。(6)由于使用了計(jì)算機(jī)管理，管理信息便于傳輸，適合一次建設(shè)，多家共享。使用網(wǎng)絡(luò)分析工具來(lái)優(yōu)化資源調(diào)配，作各種應(yīng)急處理，提高了決策的科學(xué)性。建立數(shù)字化校園，是現(xiàn)階段社會(huì)上關(guān)注的問(wèn)題。國(guó)家越來(lái)越重視教育，百姓越來(lái)越關(guān)注教育，我們學(xué)校當(dāng)然也要朝著這個(gè)方向發(fā)展，通過(guò)對(duì)地理信息的錄入，反映學(xué)校的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，能夠讓學(xué)校有一個(gè)更好的發(fā)展。1.2研究背景黑龍江科技學(xué)院是一所普通本科院校，學(xué)校于2002完成從雞西到哈爾濱的整體搬遷，現(xiàn)坐落在美麗的松花江畔，由于校園是重新建設(shè)的，在校園規(guī)劃與建設(shè)布局上無(wú)疑還存在著一些不足，校園的空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立對(duì)校園建設(shè)起著非常重要的作用。校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立意義在于通過(guò)對(duì)校園地理信息的整理，來(lái)對(duì)校園的規(guī)劃發(fā)展起到借鑒和存儲(chǔ)作用，通過(guò)研究本校來(lái)進(jìn)行資源的整合，使黑龍江科技學(xué)院朝著健康的方向發(fā)展，為學(xué)生提供一個(gè)良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，為教師提供一個(gè)良好的教學(xué)環(huán)境，使學(xué)校朝著和諧的方向發(fā)展。隨著“數(shù)字地球”概念的提出，引出了一系列數(shù)字化建設(shè)的概念，如數(shù)字城市、數(shù)字社區(qū)、數(shù)字校園等。數(shù)字校園是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的信息化手段和工具，實(shí)現(xiàn)從環(huán)境(包括設(shè)備、教室等)、資源(如圖書(shū)、講義、課件、信息等)、到活動(dòng)(包括教、學(xué)、管理、服務(wù)、辦公等)的全部數(shù)字化[1-4]。在數(shù)字校園的建設(shè)中，其中校園環(huán)境的數(shù)字化是一個(gè)非常重要的方面，而在數(shù)字校園GIS的構(gòu)建過(guò)程中的核心內(nèi)容就是如何建立其空間數(shù)據(jù)庫(kù)。為此，本文以黑龍江科技學(xué)院為例，探討數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)庫(kù)建立的方法。人類已進(jìn)入信息時(shí)代，在新世紀(jì)里，信息化的浪潮一浪高過(guò)一浪。一個(gè)地區(qū)信息化的程度已經(jīng)成為衡量其社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平和文明發(fā)達(dá)程度的標(biāo)志。數(shù)字地球是指一個(gè)以地球坐標(biāo)為依據(jù)的、具有分辨率的海量數(shù)據(jù)和多維顯示的虛擬系統(tǒng)。于是，世界各國(guó)紛紛制定計(jì)劃，力圖搶占信息社會(huì)的制高點(diǎn)。近幾年來(lái)，“數(shù)字地球”、“數(shù)字城市”、“數(shù)字小區(qū)”已成為地球空間信息科學(xué)研究的熱點(diǎn)，特別是“數(shù)字城市”的建設(shè)，因其規(guī)模適中，可操作性強(qiáng)，經(jīng)濟(jì)效益可觀，得到了迅速發(fā)展。數(shù)字城市（DigitalCity）即指城市信息化，具體是通過(guò)建設(shè)空間基礎(chǔ)信息平臺(tái)、多媒體信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)和地理信息平臺(tái)，整合城市全部的信息資源，實(shí)現(xiàn)城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)等的信息化。1.3空間數(shù)據(jù)庫(kù)概述1.3.1空間數(shù)據(jù)庫(kù)的概念空間數(shù)據(jù)庫(kù)，也稱為地理數(shù)據(jù)庫(kù)[5]，是某一區(qū)域內(nèi)關(guān)于一定地理要素特征的數(shù)據(jù)集合。與一般數(shù)據(jù)庫(kù)相比，空間數(shù)據(jù)庫(kù)具有以下特點(diǎn)：①數(shù)據(jù)量特別大，地理系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的綜合體，要用數(shù)據(jù)來(lái)描述各種地理要素，尤其是要素的空間位置，其數(shù)據(jù)量往往很大；②從數(shù)據(jù)內(nèi)容上看，空間數(shù)據(jù)庫(kù)中不僅有屬性數(shù)據(jù)(與一般數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)性質(zhì)相似)，還有大量的空間數(shù)據(jù)，即描述地理要素空間分布位置的數(shù)據(jù)，并且這兩種數(shù)據(jù)之間有不可分割的聯(lián)系；③數(shù)據(jù)的抽象性，空間數(shù)據(jù)描述的是現(xiàn)實(shí)世界中的地物和地貌特征，非常復(fù)雜，必須經(jīng)過(guò)抽象處理；④多尺度和時(shí)空性，不同的觀察尺度具有不同的比例尺和精度，同一地物在不同情況下就會(huì)有形態(tài)差異，空間數(shù)據(jù)還具有時(shí)空性，空間數(shù)據(jù)庫(kù)中有同一時(shí)間不同空間的數(shù)據(jù)，也有同一空間不同時(shí)間序列的數(shù)據(jù)?？臻g數(shù)據(jù)是GIS組成的核心內(nèi)容，是GIS的操作對(duì)象，采集空間數(shù)據(jù)、建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)是GIS建設(shè)中最重要、最基礎(chǔ)的工作。在數(shù)字校園建設(shè)中，采集空間數(shù)據(jù)、建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)，就是在一定的硬件和軟件平臺(tái)的支撐下，將校園范圍內(nèi)的相關(guān)地理數(shù)據(jù)源轉(zhuǎn)換成GIS可以接受和處理的數(shù)字形式，并將這些數(shù)據(jù)用空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)來(lái)統(tǒng)一進(jìn)行存儲(chǔ)、管理。1.3.2空間數(shù)據(jù)庫(kù)的研究與發(fā)展在GIS研究中，GIS基礎(chǔ)軟件平臺(tái)是衡量一個(gè)國(guó)家GIS研究發(fā)展和軟件水平的主要標(biāo)準(zhǔn)。因此，發(fā)展GIS軟件產(chǎn)業(yè)首先要發(fā)展GIS基礎(chǔ)軟件。地理信息系統(tǒng)基礎(chǔ)軟件的組成可以分兩大部分：一是核心部分，一是外圍部分。核心部分包括對(duì)空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行組織、存儲(chǔ)、編輯、計(jì)算、分析、表示和傳輸?shù)墓δ苘浖蛻?yīng)用模型接口處理軟件。通常，GIS系統(tǒng)的基礎(chǔ)部分是空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)，它們分別存放空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，在GIS系統(tǒng)中兩庫(kù)合一，統(tǒng)稱空間數(shù)據(jù)庫(kù)。外圍設(shè)備，主要是數(shù)據(jù)獲取、制圖出版軟件?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)作為GIS基礎(chǔ)軟件的核心，存儲(chǔ)、管理所有地理數(shù)據(jù)，是GIS數(shù)據(jù)流向的起點(diǎn)和終點(diǎn)，提供了包括空間數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)維護(hù)、空間數(shù)據(jù)查詢和空間分析等服務(wù)功能。空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，直接關(guān)系到整個(gè)GIS系統(tǒng)的功能與效率。目前，在空間數(shù)據(jù)管理方面，各個(gè)GIS廠家逐步從使用文件系統(tǒng)存儲(chǔ)管理空間數(shù)據(jù)向使用數(shù)據(jù)庫(kù)管理方向發(fā)展，并提出了眾多解決方案。一種是GIS軟件商自行開(kāi)發(fā)的面向?qū)ο髷?shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，如LaserScan公司的GAD，或在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)空間數(shù)據(jù)管理模塊，如ERSI公司的SDE。另一種方法，是數(shù)據(jù)庫(kù)軟件商直接在其關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)之上擴(kuò)展空間數(shù)據(jù)管理功能，如Oracle，Informix等軟件的可選模塊都已具有管理空間數(shù)據(jù)(點(diǎn)、線、面等)的能力。也有利用現(xiàn)有關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)，自行開(kāi)發(fā)出具有空間數(shù)據(jù)管理功能的GIS系統(tǒng)，如武漢測(cè)繪的GeoStar。1.4校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀隨著世界各國(guó)校園信息化建設(shè)的發(fā)展，“數(shù)字校園”的概念也相應(yīng)出現(xiàn)?！皵?shù)字校園”的歷史要追溯到上個(gè)世紀(jì)，1990年由美國(guó)克萊蒙特大學(xué)教授凱尼斯格林(KennethGreen)發(fā)起并主持的一項(xiàng)大型科研項(xiàng)目“信息化校園計(jì)劃”(TheCampusComputingProject)，被認(rèn)為是數(shù)字化校園概念的最早出現(xiàn)，在實(shí)踐的過(guò)程中，數(shù)字校園的理念得到了逐步完善和擴(kuò)充。從廣義上講，數(shù)字校園是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的信息化手段和工具，實(shí)現(xiàn)從環(huán)境、資源到活動(dòng)的全部數(shù)字化。在傳統(tǒng)校園信息的基礎(chǔ)上構(gòu)建一個(gè)數(shù)字空間以拓展現(xiàn)實(shí)校園的時(shí)間和空間維度，從而提升傳統(tǒng)校園的效率，擴(kuò)展傳統(tǒng)校園的功能，最終實(shí)現(xiàn)教育過(guò)程的全面信息化。達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量、科研和管理水平的目的。[6]目前，大部分學(xué)校的信息管理是MIS模式，主要是對(duì)文本、數(shù)據(jù)資料的管理，在規(guī)劃管理工作上則基本上是采用傳統(tǒng)的分散管理模式。分散管理模式主要是對(duì)規(guī)劃管理信息以圖紙和文檔資料的方式分別進(jìn)行分類歸檔整理，信息之間的內(nèi)在聯(lián)系主要靠規(guī)劃管理人員人工加以描述。這種傳統(tǒng)管理模式的不足之處主要表現(xiàn)：規(guī)劃管理信息資料從整體上說(shuō)不夠完整、不夠準(zhǔn)確、不夠規(guī)范；整個(gè)規(guī)劃管理過(guò)程高度抽象，不直觀生動(dòng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；面對(duì)大量的信息，由于操作人員的不同，對(duì)規(guī)劃管理信息的管理和操作不統(tǒng)一、不規(guī)范；信息加工的時(shí)間周期長(zhǎng)，獲得最終成果數(shù)量少、質(zhì)量不高。因此要實(shí)現(xiàn)高校信息的完全現(xiàn)代化管理，在規(guī)劃管理中應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形與文檔資料的統(tǒng)一管理?；贕IS技術(shù)的規(guī)劃管理工具就是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)把各種專題數(shù)據(jù)與直觀生動(dòng)的地圖結(jié)合起來(lái)，各種數(shù)據(jù)的聯(lián)系由軟件系統(tǒng)來(lái)自動(dòng)實(shí)現(xiàn)。這種工具不僅具有對(duì)空間數(shù)據(jù)與專題數(shù)據(jù)的管理和查詢分析能力，還能實(shí)現(xiàn)支持輔助決策，可以獲得有利用價(jià)值的綜合成果。因此基于GIS的規(guī)劃管理工具可以摒棄傳統(tǒng)的分散式規(guī)劃管理模式的不足，提高校園規(guī)劃管理的功效。目前對(duì)于地理信息系統(tǒng)應(yīng)用于校園規(guī)劃與管理的研究主要有以幾方面：①地理信息系統(tǒng)理論在校園地形圖管理中的應(yīng)用，通過(guò)對(duì)GIS與CAD兩者管理校園地形圖的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行比較，探討如何利用GIS進(jìn)行空間數(shù)據(jù)的分層組織與數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，力求使地形圖上的冗余數(shù)據(jù)得到控制，適應(yīng)各種空間操作。②利用GIS技術(shù)對(duì)校園進(jìn)行專項(xiàng)管理，如房屋房產(chǎn)管理、校園道路管理、測(cè)量資料的管理、校園規(guī)劃的管理等，它們都為高校內(nèi)各種專項(xiàng)管理提供現(xiàn)勢(shì)性位置數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)，并為其校區(qū)擴(kuò)建、管網(wǎng)線等的維修提供全面的服務(wù)。③各種GIS平臺(tái)軟件在校園地理信息系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中的應(yīng)用：目前研制校園地理信息系統(tǒng)的單位大部分采用的平臺(tái)是MapInfo，其系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與集成都是基于MapInfo的環(huán)境實(shí)現(xiàn)的；另外基于ActiveX技術(shù)的GIS平臺(tái)也成為組件對(duì)象模型研究的方向。④WebGIS的應(yīng)用：利用GIS技術(shù)設(shè)計(jì)基于萬(wàn)維網(wǎng)地理信息系統(tǒng)(WebGIS)的電子導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用于校園的規(guī)劃管理中，其應(yīng)用不僅實(shí)現(xiàn)了校園導(dǎo)航路線的輸出，也增添了對(duì)校園地理圖形和空間數(shù)據(jù)管理的若干功能；此外校園房屋管理信息系統(tǒng)利用WebGIS技術(shù)也實(shí)現(xiàn)了校園房產(chǎn)信息的網(wǎng)上發(fā)布。⑤對(duì)校園地理信息系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能、開(kāi)發(fā)、實(shí)現(xiàn)與組織的各種模式進(jìn)行了探討，如實(shí)現(xiàn)學(xué)生信息與其宿舍地理位置等圖上信息關(guān)聯(lián)的管理：對(duì)校園圖、樓、樓層與房間為對(duì)象進(jìn)行校園信息管理等。⑥研究基于GIS的校園管理系統(tǒng)中加入多媒體屬性，使用戶得以實(shí)現(xiàn)圖像、聲音、文本、影像等多形式對(duì)校園信息的查詢與管理。⑦研究如何實(shí)現(xiàn)校園三維立體模型：利用測(cè)繪建模系統(tǒng)(IMAGIS-CyberCity)建立校園三維立體可視景觀。[7]1.5學(xué)校簡(jiǎn)介黑龍江科技學(xué)院始建于1947年，現(xiàn)地處北國(guó)冰城哈爾濱市的松花江畔。在半個(gè)多世紀(jì)的辦學(xué)歷程中，學(xué)校秉承“厚德博學(xué)、強(qiáng)吾興邦”的校訓(xùn)，鑄就了“求真求實(shí)、創(chuàng)業(yè)創(chuàng)新”的校風(fēng)，為全國(guó)各地培養(yǎng)各級(jí)各類人才4萬(wàn)余名。近幾年，學(xué)校堅(jiān)持發(fā)展是硬道理，搶抓國(guó)家加快發(fā)展高等教育的有利時(shí)機(jī)，用兩年半的時(shí)間，在一片廢墟上崛起了一個(gè)“規(guī)劃科學(xué)化、功能現(xiàn)代化、信息網(wǎng)絡(luò)化、后勤社會(huì)化、園林生態(tài)化”的校園，圓了幾代科院人建設(shè)新校區(qū)、沖擊碩士點(diǎn)的兩個(gè)夢(mèng)，實(shí)現(xiàn)了辦學(xué)規(guī)模、辦學(xué)層次、辦學(xué)空間和辦學(xué)領(lǐng)域的跨越式發(fā)展，形成了一校兩地（哈、雞）多校區(qū)的辦學(xué)格局。全日制在校學(xué)生20000余人，固定資產(chǎn)14億元。初步建成了以工為主，理、工、管相結(jié)合，經(jīng)、文、法相協(xié)調(diào)的大學(xué)。現(xiàn)有專任教師1200余人，其中：教授、副教授400人，博士100人，研究生導(dǎo)師100人。學(xué)校開(kāi)設(shè)38個(gè)本科專業(yè)，21個(gè)專科專業(yè)。其中，4個(gè)省級(jí)重點(diǎn)專業(yè)，8個(gè)省級(jí)學(xué)科梯隊(duì)，2個(gè)一級(jí)學(xué)科碩士學(xué)位點(diǎn)，16個(gè)二級(jí)學(xué)科碩士點(diǎn)。學(xué)校下設(shè)資源與環(huán)境工程學(xué)院等17教學(xué)機(jī)構(gòu)，安全工程研究所等23個(gè)科研機(jī)構(gòu)。學(xué)校堅(jiān)持科技強(qiáng)校，本著“以作為求地位、以服務(wù)求支持、以貢獻(xiàn)求發(fā)展”的思想，強(qiáng)化煤炭開(kāi)采、加工、轉(zhuǎn)化與利用等優(yōu)勢(shì)學(xué)科專業(yè)特色，建成采礦工程、礦物加工與利用工程兩個(gè)省級(jí)重點(diǎn)學(xué)科，建立了礦業(yè)工程省級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成立了黑龍江省潔凈煤技術(shù)研究中心、國(guó)家煤礦安全培訓(xùn)中心和評(píng)價(jià)中心、黑龍江安全工程技術(shù)學(xué)院、黑龍江省潔凈能源工程技術(shù)研究中心、省級(jí)高新技術(shù)園區(qū)、黑龍江省煤礦機(jī)械產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)站等。幾年來(lái)，承擔(dān)國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究發(fā)展規(guī)劃項(xiàng)目（973計(jì)劃）、國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展項(xiàng)目（863計(jì)劃）、國(guó)防科工委計(jì)劃項(xiàng)目等科技含量高、技術(shù)難度大的高水平科研項(xiàng)目以及省重大攻關(guān)項(xiàng)目160余項(xiàng)，共有30余項(xiàng)科技成果獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、省部級(jí)科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)等獎(jiǎng)項(xiàng)。學(xué)校每年為煤炭行業(yè)“對(duì)口單招、定向培養(yǎng)”400余名科技人才，還與國(guó)家和省煤礦安全監(jiān)察局、省勞動(dòng)廳等聯(lián)合舉辦煤礦礦長(zhǎng)、非煤礦山礦長(zhǎng)培訓(xùn)班，先后有3000余名礦長(zhǎng)受到安全知識(shí)培訓(xùn)并獲得了上崗資格。學(xué)校出版了《黑龍江科技學(xué)院學(xué)報(bào)》、《煤礦機(jī)械》和《煤炭技術(shù)》等刊物。

第2章黑龍江科技學(xué)院空間數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)需求分析校園在空間上是一個(gè)區(qū)域，其包含的信息大多具有空間屬性。GIS是管理空間信息最有效的工具，在數(shù)字校園中引入GIS將使校園教學(xué)、行政、科研、生活等等相關(guān)的信息與空間位置建立緊密的聯(lián)系，從而為人們提供最為直觀的，深層次的信息交互，可從根本上改變目前管理狀態(tài)，節(jié)省大量的人力、物力，為管理、設(shè)計(jì)、決策快速準(zhǔn)確地提供各種所需的圖文、聲像并茂的資料。因此GIS在數(shù)字校園框架中有其不可替代的位置。目前相當(dāng)大一部分高校的信息管理還停留在MIS模式，主要是對(duì)文本、數(shù)據(jù)資料的管理，在規(guī)劃管理工作上則基本上是采用傳統(tǒng)的分散管理模式。分散管理模式主要是對(duì)規(guī)劃管理信息以圖紙和文檔資料的方式分別進(jìn)行分類歸檔整理，信息之間的內(nèi)在聯(lián)系主要靠規(guī)劃管理人員人工加以描述。這種傳統(tǒng)管理模式的不足之處主要表現(xiàn)：規(guī)劃管理信息資料從整體上說(shuō)不夠完整、不夠準(zhǔn)確、不夠規(guī)范；整個(gè)規(guī)劃管理過(guò)程高度抽象，不直觀生動(dòng)，費(fèi)時(shí)費(fèi)力；面對(duì)大量的信息，由于操作人員的不同，對(duì)規(guī)劃管理信息的管理和操作不統(tǒng)一、不規(guī)范；信息加工的時(shí)間周期長(zhǎng)，獲得最終成果數(shù)量少、質(zhì)量不高。因此要實(shí)現(xiàn)高校信息的完全現(xiàn)代化管理，在規(guī)劃管理中應(yīng)實(shí)現(xiàn)對(duì)圖形與文檔資料的統(tǒng)一管理。校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)與一般的管理信息系統(tǒng)相比，具有以下特征：(1)校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)在分析處理問(wèn)題中使用了空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，并通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)將兩者聯(lián)系在一起共同管理、分析和應(yīng)用，從而提供了認(rèn)識(shí)地理信息的一種新的思維方法；而管理信息系統(tǒng)則只有屬性數(shù)據(jù)庫(kù)的管理，即使存儲(chǔ)了圖形，也往往以文件形式等機(jī)械形式存儲(chǔ)，不能進(jìn)行有關(guān)空間數(shù)據(jù)的操作，如空間查詢、檢索、相鄰分析等，更無(wú)法進(jìn)行復(fù)雜的空間分析；(2)校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)空間信息的查詢和空間分析，通過(guò)利用合理的空間索引實(shí)現(xiàn)高效的空間查詢，通過(guò)利用空間解析式模型來(lái)分析空間數(shù)據(jù)，其成功應(yīng)用依賴于空間分析模型的研究與設(shè)計(jì)；(3)校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)處理的數(shù)據(jù)量大，信息載體具有多樣性，豐富了校園的管理模式，為數(shù)字校園的建設(shè)奠定了堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)?；谛@空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的上述特征，根據(jù)目前學(xué)校已有的管理信息系統(tǒng)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)空間處理的功能，該系統(tǒng)能夠?qū)W(xué)校區(qū)域、房屋(如教學(xué)樓、體育館、禮堂、辦公樓、學(xué)生宿舍樓等)各層房間的分布，各個(gè)房間用途、負(fù)責(zé)人、電話等信息進(jìn)行管理。它具有樓圖、樓層房間圖的瀏覽、錄入、編輯、查詢、打印輸出，以及相關(guān)統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能。另外，空間信息可以與非空間信息(人事、課程、學(xué)生等)無(wú)縫地結(jié)合起來(lái)，使系統(tǒng)成為一個(gè)和諧的整體?；贕IS技術(shù)的規(guī)劃管理工具不僅具有對(duì)空間數(shù)據(jù)與專題數(shù)據(jù)的管理和查詢分析能力，還能實(shí)現(xiàn)支持輔助決策，可以獲得有利用價(jià)值的綜合成果。因此基于GIS的規(guī)劃管理工具可以擯棄傳統(tǒng)的分散式規(guī)劃管理模式的不足，提高校園規(guī)劃管理的功效。根據(jù)簡(jiǎn)單實(shí)用、符合用戶需求、融合了校園MIS功能的校園GIS系統(tǒng)，依據(jù)常用的GIS軟件的特征，綜合校園GIS數(shù)據(jù)特征及用戶要求對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的要求，得出（如圖2.1）對(duì)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)方法的研究思路。[8-11]2.2校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)由于本系統(tǒng)模型主要供學(xué)校管理使用參考，對(duì)于需要修改、編輯、處理和分析大量和復(fù)雜空間數(shù)據(jù)的后臺(tái)應(yīng)用，為了提高運(yùn)行效率，將充分應(yīng)用比較成熟的Client/Server結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)日常辦公中所需的空間與非空間數(shù)據(jù)的修改、編輯、查詢、檢索、分析(含空間分析)和統(tǒng)計(jì)功能，以滿足日常辦公應(yīng)用。數(shù)據(jù)存儲(chǔ)及分析處理由服務(wù)器端完成，客戶端只顯示處理結(jié)果，這樣可以減少網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)流量，降低對(duì)客戶機(jī)的配置要求。各客戶機(jī)可通過(guò)校園網(wǎng)實(shí)現(xiàn)對(duì)GIS服務(wù)器訪問(wèn)，校外用戶可通過(guò)Internet獲得數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)信息共享。不同用戶享有不同的訪問(wèn)權(quán)限，只有設(shè)計(jì)人員及管理人員具有修改權(quán)限，從而實(shí)現(xiàn)體系的安全訪問(wèn)機(jī)制。如圖2.2所示。系統(tǒng)囊括了校園中心校區(qū)的基本地形地貌情況及規(guī)劃成果，包括了地形圖信息、現(xiàn)狀校園地理信息、各種規(guī)劃專題圖等圖形信息，并掛接了相應(yīng)的屬性信息，如各種建筑物的屬性信息、土地利用分區(qū)的屬性信息、道路等情況屬性信息等。根據(jù)信息系統(tǒng)建立的一般原理和校園的實(shí)際情況，該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)流程如圖2.3所示。圖2.1校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)研究思路圖2.2校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖2.3系統(tǒng)設(shè)計(jì)流程圖2.3校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)空間數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)2.3.1數(shù)據(jù)類別校園數(shù)據(jù)的獲取主要是通過(guò)校內(nèi)管理部門收集的現(xiàn)狀及規(guī)劃數(shù)據(jù)以及對(duì)現(xiàn)狀資料調(diào)查的相關(guān)信息而得，按數(shù)據(jù)的類型分：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(jì)表信息、文本信息等)。1．空間數(shù)據(jù)圖形數(shù)據(jù)：校區(qū)圖、建筑平面圖、道路圖、水系圖、規(guī)劃系列圖等。圖像數(shù)據(jù)：航測(cè)像片、校園建筑物像片。2．非空間數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)表數(shù)據(jù)：建筑物使用類型、用地等級(jí)、規(guī)劃道路等級(jí)、規(guī)劃建筑物類型等。文字?jǐn)?shù)據(jù)：建筑物情況、用地規(guī)劃說(shuō)明、規(guī)劃文本書(shū)、系統(tǒng)說(shuō)明等。2.3.2數(shù)據(jù)采集方式及處理1．?dāng)?shù)據(jù)采集方式本系統(tǒng)數(shù)據(jù)根據(jù)不同類型，采用了不同的采集方式：一般照片采用數(shù)碼相機(jī)直接輸入，利用數(shù)碼相機(jī)拍攝校園建筑物和校園景觀等圖像資料；地圖則采用掃描屏幕數(shù)字化方式，通過(guò)實(shí)地調(diào)查修改后，利用繪圖軟件進(jìn)行數(shù)字化，建立數(shù)據(jù)圖形文件；統(tǒng)計(jì)報(bào)表及文字資料則用鍵盤(pán)錄入，地圖數(shù)據(jù)還可以用掃描設(shè)備掃描進(jìn)去。2．?dāng)?shù)據(jù)處理要點(diǎn)(1)圖形數(shù)據(jù)輸入圖形數(shù)據(jù)輸入是將地圖數(shù)字化，這是GIS中數(shù)據(jù)處理和分析的開(kāi)始。這種輸入主要是把地圖矢量化。矢量化圖形與柵格圖形的根本區(qū)別在于：柵格圖形，只是簡(jiǎn)單地存儲(chǔ)整個(gè)圖形的點(diǎn)陣信息；而矢量化圖形是將點(diǎn)、線、面及說(shuō)明這些圖素的顏色、大小、方向等信息存儲(chǔ)圖形。本系統(tǒng)圖形資料采用的是黑龍江科技學(xué)院校園規(guī)劃系列圖，因此可以先把現(xiàn)狀地形圖掃描進(jìn)計(jì)算機(jī)，存成TIFF格式，然后利用繪圖軟件，通過(guò)把TIFF格式的圖像文件導(dǎo)入繪圖軟件中作為底圖，然后在底圖上重繪生成數(shù)字化圖形文件并存成DXF格式，最后在MapInfo里根據(jù)不同的層轉(zhuǎn)成MapInfo的點(diǎn)、線、面文件格式，生成不同的專題圖層。另外由于系統(tǒng)的規(guī)劃圖件為AutoCAD軟件所做，且為DWG格式，為了避免在數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換時(shí)圖形信息的丟失，因此在數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化之前要進(jìn)行預(yù)處理，需要在AutoCAD的圖形編輯環(huán)境下對(duì)各圖層的點(diǎn)、線、面進(jìn)行加工，例如對(duì)閉合多邊形線條的連接、對(duì)線段斷開(kāi)的處理、對(duì)圖層的分類等，其中圖層的分類在數(shù)據(jù)導(dǎo)出時(shí)比較重要，因?yàn)槊恳粓D層代表一類專題信息，只有對(duì)原圖的圖層進(jìn)行了明確的分類才能按要求導(dǎo)出，才能保證專題圖層要素的完整。(2)屬性數(shù)據(jù)錄入屬性數(shù)據(jù)的輸入，首先要定義屬性數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，由于GIS的地物類型復(fù)雜，屬性特征多種多樣，描述它們的屬性項(xiàng)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(jié)構(gòu)，然后利用數(shù)據(jù)庫(kù)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(shí)對(duì)所關(guān)心圖元的屬性結(jié)構(gòu)和屬性進(jìn)行修改，并且查找方便。本系統(tǒng)在建立過(guò)程中采用的是基本屬性數(shù)據(jù)信息同步輸入：首先對(duì)各要素圖層考慮其各自的屬性特征，在MapInfo中建立其屬性數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)(如建筑物圖層，其屬性數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)可以包含有建筑物結(jié)構(gòu)、建筑物層數(shù)、建筑用途分類、建筑物編號(hào)、建筑物名稱、建筑年代等字段)，其次在完成好拓?fù)潢P(guān)系的圖層中分別對(duì)每個(gè)圖形單元(如每一個(gè)單獨(dú)地物、每一個(gè)水體、每一段道路等)進(jìn)行屬性賦值。(3)對(duì)圖形數(shù)據(jù)建立拓?fù)潢P(guān)系圖元間具有拓?fù)潢P(guān)系，這是GIS與機(jī)助制圖或者CAD制圖的一個(gè)重要區(qū)別，也是GIS進(jìn)行空間分析的基礎(chǔ)。所謂圖元的拓?fù)潢P(guān)系，在地圖上最直觀的反映就是不同的要素被定義成了一個(gè)整體，不再是CAD中的幾根線條，并在其中的要素中填充了不同的顏色，不同的要素有包容、重疊等拓?fù)潢P(guān)系。建立拓?fù)潢P(guān)系后，計(jì)算機(jī)就可以識(shí)別不同的面狀圖元要素代表不同建筑物，我們對(duì)這個(gè)面狀圖元可以定義它的屬性結(jié)構(gòu)，比如：面積、建筑年代、用途、建筑層數(shù)等，還可以進(jìn)行疊加、緩沖區(qū)計(jì)算等空間分析運(yùn)算。[12]模型系統(tǒng)圖形拓?fù)涞慕⑹紫纫诳臻g數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的編輯模塊下對(duì)轉(zhuǎn)化過(guò)來(lái)的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改、編輯，然后在相應(yīng)模塊下利用相關(guān)命令完成。(4)圖形數(shù)據(jù)分層分層是為了便于對(duì)圖形的管理。每個(gè)文件是一個(gè)“要素層”，要素可分點(diǎn)要素、線要素及面要素。各種要素對(duì)應(yīng)相應(yīng)線型、符號(hào)、顏色等。本系統(tǒng)對(duì)于各種專題圖件都根據(jù)實(shí)現(xiàn)情況進(jìn)行了分層，例如：中心校區(qū)邊界圖層(線要素)、道路中心線圖層(線要素)、道路圖層(面要素)、水體圖層(面要素)、建筑物圖層(面要素)等。這些圖形的分層在AutoCAD繪圖環(huán)境下數(shù)字化時(shí)已經(jīng)建立(或已經(jīng)存在)，因此在將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)入空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中時(shí)就可以很方便地按層進(jìn)行輸出了。按圖層輸出的數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)編輯及修改建立了拓?fù)潢P(guān)系后也就可以得到各種要素的圖形數(shù)據(jù)分層類型。(5)數(shù)據(jù)匹配數(shù)據(jù)匹配是將已輸入計(jì)算機(jī)的圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，只有進(jìn)行了匹配，才可進(jìn)行各種一般性查詢和空間查詢、分析。本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)匹配采用在空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)環(huán)境下的編輯模塊下進(jìn)行逐個(gè)圖元屬性匹配，因此屬性數(shù)據(jù)隨著圖層拓?fù)潢P(guān)系的建立，圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)己經(jīng)自動(dòng)進(jìn)行了關(guān)聯(lián)，可以進(jìn)行一般性的查詢與分析了；而數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容的擴(kuò)充則采用了空間數(shù)據(jù)庫(kù)與系統(tǒng)通過(guò)標(biāo)識(shí)碼進(jìn)行數(shù)據(jù)掛接。

第3章黑龍江科技學(xué)院空間數(shù)據(jù)庫(kù)的實(shí)現(xiàn)3.1系統(tǒng)開(kāi)發(fā)方式的選擇集成二次開(kāi)發(fā)是指利用GIS工具軟件(如MapInfo，ArcView等)實(shí)現(xiàn)GIS的基本功能，以通用編程軟件尤其是面向?qū)ο蟮目梢暬_(kāi)發(fā)工具(如VisualC++，Delphi，VisualBasic，PowerBuilder等)為開(kāi)發(fā)平臺(tái)，充分發(fā)揮GIS工具軟件在空間數(shù)據(jù)處理上的優(yōu)勢(shì)及可視化開(kāi)發(fā)工具在應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)上的強(qiáng)大功能，進(jìn)行二者的集成二次開(kāi)發(fā)。它分為二種方式：一是采用OLEAutomation對(duì)象連接嵌入自動(dòng)化)技術(shù)或利用DDE(動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)交換)技術(shù)，用軟件開(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)前臺(tái)可執(zhí)行應(yīng)用程序，以O(shè)LE自動(dòng)化方式或DDE方式啟動(dòng)GIS工具軟件在后臺(tái)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用程序中的地理信息系統(tǒng)功能；二是利用GIS工具軟件生產(chǎn)廠家提供的建立在OCX技術(shù)基礎(chǔ)上的GIS功能組件，在Delphi，VisualC++等編程工具編制的應(yīng)用程序中直接將GIS功能嵌入其中。[13-16]集成二次開(kāi)發(fā)既可以充分利用可視化軟件開(kāi)發(fā)工具的高效方便的編程功能，又可以充分利用地理信息系統(tǒng)工具軟件完備的空間數(shù)據(jù)可視化分析處理功能，集二者之所長(zhǎng)，不僅能大大提高應(yīng)用系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)效率，而且使用面向?qū)ο蟮目梢暬浖_(kāi)發(fā)工具開(kāi)發(fā)出來(lái)的應(yīng)用程序具有良好的外觀、完善的功能，且可靠性好、便于維護(hù)。尤其是使用OCX技術(shù)利用GIS功能組件進(jìn)行集成開(kāi)發(fā)更能表現(xiàn)出這些優(yōu)勢(shì)。如前所述，集成二次開(kāi)發(fā)是較好的一種開(kāi)發(fā)方式。開(kāi)發(fā)人員可以編寫(xiě)強(qiáng)大的專業(yè)地理信息系統(tǒng)，而且可以利用高級(jí)語(yǔ)言，充分發(fā)揮自己的想象力和創(chuàng)造力，任意定制界面風(fēng)格。3.2開(kāi)發(fā)語(yǔ)言及數(shù)據(jù)庫(kù)的選擇系統(tǒng)可以在VB，Delphi，VC++等軟件開(kāi)發(fā)環(huán)境下結(jié)合組件式GIS軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)，我們所設(shè)計(jì)的黑龍江科技學(xué)院校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，應(yīng)用到了MapInfo軟件。MapInfo是公司向用戶提供的具有強(qiáng)大地圖分析功能的產(chǎn)品，是一種基于Windows操作系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)控件，支持絕大多數(shù)標(biāo)準(zhǔn)的可視化開(kāi)發(fā)環(huán)境，如VisualBasic，Delphi，VisualC++、PowerBuilder等。利用MapInfo能較為方便地將地圖處理功能嵌入到應(yīng)用程序中，并且可以編譯成*.exe文件，能夠簡(jiǎn)單快速地在數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)中嵌入地圖化功能，增強(qiáng)系統(tǒng)的空間查詢和空間分析能力。雖然MapInfo是一個(gè)面向中小型用戶的桌面地理信息系統(tǒng)，但是MapInfo不僅僅是一個(gè)地圖顯示器，通過(guò)MapInfo，可以分析和可視化屬性數(shù)據(jù)，創(chuàng)建與編輯地圖特征以及地圖化的顯示結(jié)果。系統(tǒng)通過(guò)MapInfo訪問(wèn)MapInfo表，管理空間數(shù)據(jù)，進(jìn)行空間查詢和空間分析。將各種相關(guān)的屬性數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Access表中，在開(kāi)發(fā)環(huán)境下通過(guò)DAO(DataAccessObjects)與Access表相連，用SQL語(yǔ)句訪問(wèn)表中的數(shù)據(jù)來(lái)管理學(xué)生的各種信息。[17-18]3.3資料收集和整理在資料的收集過(guò)程中，要注意數(shù)據(jù)的可用性和完備性，收集所有相關(guān)的數(shù)據(jù)，并進(jìn)行整理。從數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)源來(lái)看，主要有地形圖、遙感圖像、統(tǒng)計(jì)資料、文本資料等。在黑龍江科技學(xué)院數(shù)字校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立中，收集了下列圖件資料：圖3.1校園地形圖(1)黑龍江科技學(xué)院校園地形圖，校園的整個(gè)地形情況及其地理位置，主要包括校園周圍的主要街道、建筑物，校園內(nèi)的建筑物、道路、操場(chǎng)、綠地、水域、高程等。如圖3.1所示。(2)校園建筑物分布平面圖，主要包括辦公樓、教學(xué)樓、試驗(yàn)樓、圖書(shū)館、校醫(yī)院、食堂、學(xué)生宿舍、家屬樓等。如圖3.2所示。圖3.2校園建筑物分布圖(3)校園近期總體規(guī)劃圖，主要包括綠化情況、建筑物的改造與擴(kuò)建、道路的規(guī)劃、教學(xué)區(qū)、家屬區(qū)、娛樂(lè)區(qū)的規(guī)劃分布。(4)辦公樓平面分布圖，主要包括黨委、行政各辦公室，如組織圖3.3學(xué)校圖書(shū)館部、宣傳部、人事處、財(cái)務(wù)處、教務(wù)處、科研處、校園規(guī)劃辦公室等辦公管理部門的位置。(5)教學(xué)實(shí)驗(yàn)樓平面分布圖，主要包括各系部及其下屬的各教研室的位置、學(xué)生上課教室、院屬實(shí)驗(yàn)、科研中心、各系實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)室、多媒體教學(xué)室的位置等。(6)圖書(shū)館平面分布圖，包括館長(zhǎng)室、書(shū)庫(kù)、借書(shū)處、查詢處、電腦檢索處、各閱覽處、網(wǎng)上查閱處、復(fù)印部等等。如圖3.3所示。(7)生活后勤服務(wù)區(qū)平面圖，如學(xué)生食堂、學(xué)生宿舍、學(xué)生浴室、學(xué)生文體活動(dòng)場(chǎng)區(qū)。（如圖3.4所示）除以上圖形庫(kù)外，還可根據(jù)需要建立一些更加詳細(xì)的圖形庫(kù)，如：校園道路交通圖，校園綠化景觀等等。在“數(shù)字校園”項(xiàng)目中，屬性數(shù)據(jù)也是十分龐雜的，屬性數(shù)據(jù)的采集主要包括建筑物信息數(shù)據(jù)、人事檔案數(shù)據(jù)，人文統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等的收集和調(diào)查：①建筑物資料庫(kù)，包括樓房編號(hào)、樓房性質(zhì)、樓層數(shù)、建筑結(jié)構(gòu)、建筑面積、使用面積、建修年代等等；②教職工信息庫(kù)，包括編號(hào)、姓名、性別、籍貫、出生年月、學(xué)歷、專業(yè)、職務(wù)、職稱、所在部門、工資、家庭住址、電話等等；③學(xué)生學(xué)籍管理信息庫(kù)，包括專業(yè)、學(xué)號(hào)、姓名、性別、籍貫、出生年月、所在班級(jí)、各科成績(jī)、所在宿舍、在校時(shí)間、離校時(shí)間等等；④教學(xué)課程安排，包括課程編號(hào)、課程名稱、授課教師、授課地點(diǎn)、授課時(shí)間、是否多媒體教室等等；⑤校園統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，包括校園占地總面積、建筑物占地總面積、綠化面積、教職工人數(shù)、學(xué)生人數(shù)等等；⑥試驗(yàn)設(shè)備管理庫(kù)，包括設(shè)備編號(hào)、設(shè)備名稱、所屬部門、購(gòu)買日期、價(jià)格、使用情況等等。對(duì)收集到的圖件資料，進(jìn)行分類，并按時(shí)間順序從舊到新排列，便于后續(xù)的數(shù)據(jù)輸入和處理；對(duì)屬性數(shù)據(jù)資料，現(xiàn)成的數(shù)據(jù)不是很充分，不能滿足建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)的要求，需要實(shí)地調(diào)查，補(bǔ)充屬性數(shù)據(jù)。圖3.4學(xué)生宿舍3.4數(shù)據(jù)輸入與處理圖形數(shù)據(jù)采集中的關(guān)鍵問(wèn)題是圖形數(shù)據(jù)的分層組織，在圖形數(shù)據(jù)分層時(shí)，要考慮到以下原則：同一圖層具有同樣的特性，即數(shù)據(jù)有相同的屬性信息；比例尺的一致性；具有同樣的使用目的和方式，不同部門的數(shù)據(jù)通常應(yīng)該放入不同的層，便于維護(hù)；即使是同一類型的數(shù)據(jù)，有時(shí)其屬性特征也不相同，也應(yīng)該分層存儲(chǔ)。在以上原則的知道下，將圖形數(shù)據(jù)分為以下8個(gè)圖層：①教學(xué)樓層；②行政設(shè)施層；③學(xué)生宿舍層；④教工宿舍層；⑤食堂；⑥道路層；⑦綠地層；⑧其它設(shè)施層。圖層設(shè)計(jì)完成后，按圖層進(jìn)行地圖數(shù)字化。通常進(jìn)行地圖數(shù)字化有兩種方式：跟蹤數(shù)字化和掃描數(shù)字化。在黑龍江科技學(xué)院數(shù)字校園空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建設(shè)中，采用掃描數(shù)字化方法，在軟件的支持下，首先對(duì)掃描圖形進(jìn)行配準(zhǔn)，通過(guò)圖像配準(zhǔn)，將掃描子圖塊拼接在一起，然后按圖層對(duì)圖形要素進(jìn)行屏幕跟蹤數(shù)字化。在進(jìn)行圖形數(shù)據(jù)采集建立了相應(yīng)的圖層后，系統(tǒng)自動(dòng)為每個(gè)圖層，建立一個(gè)初始屬性表，并自動(dòng)建立了幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的連接。屬性數(shù)據(jù)采集中，要重新定義屬性表的結(jié)構(gòu)，主要是添加屬性項(xiàng)，輸入字段名稱、字段的數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度等內(nèi)容，從而確定圖層對(duì)應(yīng)屬性表的結(jié)構(gòu)。然后將所收集到的相關(guān)屬性數(shù)據(jù)通過(guò)鍵盤(pán)逐個(gè)輸入相關(guān)數(shù)據(jù)，最終建立屬性數(shù)據(jù)庫(kù)。例如對(duì)于教學(xué)樓，設(shè)計(jì)的屬性項(xiàng)有房屋編號(hào)、房屋性質(zhì)、房屋層數(shù)、房屋結(jié)構(gòu)、建筑面積、使用面積、建修年代、教室總數(shù)等這些屬性數(shù)據(jù)。對(duì)于教室來(lái)說(shuō)是教室性質(zhì)(即是否多媒體教室等)、教室面積、教室座位數(shù)、教室課程安排等這些屬性數(shù)據(jù)。3.5空間信息查詢與檢索登陸系統(tǒng)（如圖3.5所示）后即可查詢相關(guān)學(xué)校信息。3.5.1根據(jù)地物的空間位置查詢其屬性用工具可以查詢某一地物的屬性信息，單擊要查詢的地理事物，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)彈出相應(yīng)對(duì)話框，該主題的有關(guān)屬性將以表格形式列于窗口中，可以重復(fù)查詢多處地物的屬性。如圖3.6所示。3.5.2根據(jù)地物的屬性查詢其空間位置利用地物的屬性信息，可在地圖上找出其位置，然后進(jìn)一步獲取該區(qū)域更多的信息，可利用工具按鈕來(lái)進(jìn)行。如從黑龍江科技學(xué)院地物分布圖上查找圖書(shū)館，找到的目標(biāo)，將以高亮度顯示(黃色亮條為圖書(shū)館)，地圖自動(dòng)調(diào)整，使該特征在視圖中心顯示。3.5.3條件查詢對(duì)于較復(fù)雜的查詢?nèi)蝿?wù)，可以使用條件查詢的方法。例如：在黑龍江科技學(xué)院分布圖上，找出建筑面積大于或等于1000㎡，而且是除學(xué)生宿舍意外的建筑物，需要輸入查詢條件進(jìn)行查詢。所有滿足條件的查詢內(nèi)容以黃色顯示在視圖中，圖中的黃色亮點(diǎn)就是滿足限定條件的建筑物。圖3.5登陸界面圖3.6屬性查詢

結(jié)論初步建立了黑龍江科技學(xué)院空間數(shù)據(jù)庫(kù)，主要包括圖形數(shù)據(jù)及其通過(guò)關(guān)鍵字段與之連接的屬性數(shù)據(jù)，從而可實(shí)現(xiàn)相關(guān)的空間查詢和簡(jiǎn)單的空間分析。運(yùn)用此數(shù)據(jù)庫(kù)，不但可以從數(shù)量上統(tǒng)計(jì)出黑龍江科技學(xué)院的各種數(shù)據(jù)資料，更能從圖上了解到學(xué)校各建筑物的分布狀況。通過(guò)對(duì)黑龍江科技學(xué)院空間數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢，可以了解各主要建筑物的名稱、類型、面積、位置，而且還可以清楚地了解各建筑物的主要功能、圖片、電話、人員編制及主管部門等信息。將GIS技術(shù)應(yīng)用于黑龍江科技學(xué)院空間數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)上具有方法新、技術(shù)先進(jìn)、科學(xué)等特點(diǎn)。無(wú)論是在基礎(chǔ)理論方面，還是在應(yīng)用研究領(lǐng)域，GIS以其強(qiáng)大的制圖、數(shù)據(jù)管理、模型預(yù)測(cè)等功能，使學(xué)校管理更加定量化和更具實(shí)用性，并可以大大節(jié)約調(diào)查時(shí)間和所耗費(fèi)的人力、物力、財(cái)力，同時(shí)也必將推動(dòng)GIS技術(shù)在我國(guó)校園監(jiān)測(cè)研究方面的全面應(yīng)用。通過(guò)GIS技術(shù)的應(yīng)用，特別是“3S”技術(shù)集成的應(yīng)用，能很好地實(shí)現(xiàn)校園區(qū)域性調(diào)查和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。但是，這是一個(gè)系統(tǒng)工程，涉及到很多部門和領(lǐng)域，目前還需要進(jìn)一步完善。尚需擴(kuò)大資料來(lái)源，完善并及時(shí)更新屬性數(shù)據(jù)；提高視圖界面質(zhì)量，增強(qiáng)視圖效果并標(biāo)準(zhǔn)化，以便資源共享。致謝本文的寫(xiě)作從問(wèn)題的提出、資料的查閱和搜集、提綱的擬寫(xiě)到最后完稿，都得到了我們專業(yè)的老師，特別是我的導(dǎo)師吳學(xué)偉老師和王俊杰老師的親切指導(dǎo)，在此謹(jǐn)向吳老師和王吳老師他們有著淵博的知識(shí)，嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的治學(xué)態(tài)度，兢兢業(yè)業(yè)的工作精神，時(shí)時(shí)刻刻都在鞭策著我。在他們的諄諄教誨和潛移默化的影響下，我在學(xué)業(yè)上取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步，并將受益終生。可以說(shuō)，他們讓我懂得了“傳道、授業(yè)、解惑”和“良師益友”真正含義。其次感謝一直關(guān)心和支持我的家人!他們一直對(duì)我寄予厚望，他們的殷切期望和關(guān)愛(ài)永遠(yuǎn)是我前進(jìn)的動(dòng)力!感謝建筑工程學(xué)院全體老師!四年的大學(xué)學(xué)習(xí)，我得到了他們無(wú)微不至的關(guān)心和幫助。感謝03級(jí)資源環(huán)境與城鄉(xiāng)規(guī)劃管理全體同學(xué)!在學(xué)習(xí)和生活上他們給予了我誠(chéng)摯的幫助!我會(huì)永遠(yuǎn)記住他們!參考文獻(xiàn)1張永梅,李科蕾,王紅亮.數(shù)字校園的實(shí)現(xiàn).華北工學(xué)院學(xué)報(bào).2002,23(6)：429-4322姜真杰,方陸明,吳達(dá)勝.數(shù)字校園理念及應(yīng)用.吉林師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版).2003(5):26-283宋金玲,肖寒,盛業(yè)華.GIS在數(shù)字校園建設(shè)中的應(yīng)用.北京測(cè)繪,2002(3)：10-124蔣劍.劉東洋.周建中.數(shù)字校園與GIS應(yīng)用探討.信息技術(shù).2002(11):45-525傅志瑤,劉平芝.校園GIS平臺(tái)——基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)的建立.湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào).2004,14(3):92-966徐云和,謝剛生,肖根如,程朋根.基于OLE的校園管理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn).西安科技大學(xué)學(xué)報(bào).2004,24(4):451-4567談國(guó)新.一體化空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)及其索引機(jī)制研究.測(cè)繪學(xué)報(bào).1998,27(4)：293-2998董鵬.分布式空間信息的高效查詢與分析系統(tǒng)研究.中科院遙感所博士論文.北京中科院遙感所.2003,22-269過(guò)志峰.基于高效空間存取機(jī)制的地理空間數(shù)據(jù)查詢研究.中科院遙感所碩士論文.北京中科院遙感所.2002,12-2010黃堅(jiān).數(shù)字校園中的WebGIS應(yīng)用研究,北京航空航天大學(xué)碩士學(xué)位論文.北京航空航天大學(xué).2003,54-6511朱光.基于MAPINFO的校園管理信息系統(tǒng).工程勘察.2001,(5):61-6412舒紅,陳軍,杜道生,樊啟斌.時(shí)空拓?fù)潢P(guān)系定義及時(shí)態(tài)拓?fù)潢P(guān)系描述.測(cè)繪學(xué)報(bào).1997,26(4):299-30613戴剛毅,鮑征宇,張錦章.基于GIS的礦山空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立.物探化探計(jì)算技術(shù).2000,22(1)14陳靜.基于webGIS空間數(shù)據(jù)庫(kù).廣西基礎(chǔ)交通地理信息系統(tǒng)建立大眾科技.2005,(11)15李景文,黃俊華,陳大克.桂林市土地利用規(guī)劃空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立方法.桂林工學(xué)院學(xué)報(bào).2003,23(4)16何延波,楊琨,楊柏林.水文模型空間數(shù)據(jù)庫(kù)的建立——以普定后寨河流域?yàn)槔?貴州地質(zhì).2001,1817Singh,V1P1HydrologicalSystems,Vol12WatershedModel-ing,PrenticeHall,Inc1,EnglewoodCliffs,NewJersey,1989.18GudginM.,HadleyM.,MendelsohnN.,MoreauJ.andNielsenH.F.,2003.SOAPVersion1.2Part1:MessagingFramework,W3CRecommendation.

附錄1在上海市基于SIG城市空間信息應(yīng)用和服務(wù)平臺(tái)的實(shí)施于白郎吳建平重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室.地理信息科學(xué)、教育部、華東師范大學(xué)[摘要]：空間信息網(wǎng)格(SIG)是一個(gè)有能力提供空間信息服務(wù)并能夠根據(jù)用戶需求的方式搜集、共享、組織和處理大量分布式空間信息資源的基礎(chǔ)。本文闡述了上海市城市空間信息應(yīng)用與服務(wù)體系的結(jié)構(gòu)、技術(shù)和實(shí)施，基于空間信息網(wǎng)格（SIG）平臺(tái)是一個(gè)為城市規(guī)劃、建設(shè)與發(fā)展的城市綜合服務(wù)平臺(tái)。在制度方面，有10類空間信息資源，包括城市規(guī)劃、土地利用、房地產(chǎn)、水系、交通、市政設(shè)施建設(shè)、環(huán)境保護(hù)、衛(wèi)生、城市綠化和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。此外，空間信息處理是通過(guò)GISWeb服務(wù)手段提供的。資源與服務(wù)，都分布在不同的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上。創(chuàng)造一個(gè)儲(chǔ)存所有的數(shù)據(jù)的空間信息數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。門戶網(wǎng)站發(fā)布是主要用戶界面的系統(tǒng)，在門戶網(wǎng)站上有三大功能。首先，用戶可以靠檢索結(jié)果搜索數(shù)據(jù)和獲取分布式數(shù)據(jù)。其次，一些空間加工具有開(kāi)發(fā)Web應(yīng)用的地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)。例如文件格式轉(zhuǎn)換，空間協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)移、地圖概括與空間分析等課程使用。第三，可搜尋現(xiàn)有的地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)并且可以被注冊(cè)。自2005該系統(tǒng)已在上海為政府網(wǎng)高效率的工作。[關(guān)鍵詞]：空間信息網(wǎng)格(SIG)城市空間信息服務(wù)上海1引言隨著信息技術(shù)和地理信息科學(xué)的發(fā)展，空間信息已廣泛應(yīng)用于眾多領(lǐng)域。大批建立地理信息系統(tǒng)存儲(chǔ)和處理信息資源的巨大空間。由于這些系統(tǒng)都是孤立的，并均勻分布，因此很難被直接分享，整合資源，直接被利用。隨著空間信息應(yīng)用，尤其是城市空間信息、傳統(tǒng)的技術(shù)已經(jīng)不能滿足現(xiàn)有的系統(tǒng)要求。格網(wǎng)和Web服務(wù)是可以實(shí)現(xiàn)資源共享和加工巨大分布是資源的新穎的技術(shù),它可以提供一個(gè)有效的方法來(lái)分享、整合和利用分布在網(wǎng)上資源。他們形成一個(gè)開(kāi)放、規(guī)范的信息基礎(chǔ)設(shè)施實(shí)施發(fā)掘大規(guī)模資源、獲取、分享、整合(czajkowski等，2001)。早在九十年代初，已經(jīng)開(kāi)始研究網(wǎng)格技術(shù)，已經(jīng)有許多有用的工具和工具箱。例如Globus，Condor，Legion，SRB，LDAP，OOFS等(BoydD,2003)。此外，一些試驗(yàn)的系統(tǒng)已經(jīng)被建立，像DataGrid,iVDGL和PPDG基于網(wǎng)格和Web服務(wù)技術(shù)空間信息網(wǎng)格(SIG)中是先進(jìn)解決當(dāng)前空間信息共享與整合問(wèn)題。SIG是一個(gè)基礎(chǔ),它有能力提供空間信息服務(wù)，根據(jù)用戶需求的手段收集、交流,組織了大規(guī)模的加工、分布式空間信息資源。SIG的目的是服務(wù)于需求，一按就足以應(yīng)付(李等，2003)。*yubailang@;電話862162232946;傳真:862162232946#jpwu@;電話862162232946;傳真:8621622329462002年SIG項(xiàng)目在城市(上海)空間信息應(yīng)用與服務(wù)系統(tǒng)已經(jīng)納入國(guó)家高技術(shù)研究和開(kāi)發(fā)計(jì)劃中(863)。研究生產(chǎn)的項(xiàng)目：上海市空間信息應(yīng)用與服務(wù)體系、一個(gè)圖形平臺(tái)、自2005年年底已經(jīng)為上海市政府網(wǎng)建立和高效率的工作。本文闡述了上海市空間信息應(yīng)用與服務(wù)體系的結(jié)構(gòu)、技術(shù)和實(shí)施，基于空間信息網(wǎng)格（SIG）平臺(tái)是一個(gè)為城市規(guī)劃、建設(shè)與發(fā)展的城市綜合服務(wù)平臺(tái)。2建筑SIG建立了多層次的包含許多部件空間信息框架，例如：巨大的空間數(shù)據(jù)管理分發(fā)工具、空間信息分析軟件、高性能電腦設(shè)備、空間信息應(yīng)用服務(wù)和為實(shí)施空間信息互操作標(biāo)準(zhǔn)。SIG系統(tǒng)可分為三層(湯等。2004年和他等。2005年)：(1)空間信息資源，(2)統(tǒng)一管理和處理平臺(tái)，(3)空間信息應(yīng)用環(huán)境。上海市空間信息應(yīng)用與服務(wù)體系、圖形平臺(tái)、是一個(gè)綜合服務(wù)平臺(tái)，為政府、規(guī)劃、建設(shè)和發(fā)展的城市。如下圖1，結(jié)構(gòu)系統(tǒng)分為三層。2.1空間信息資源空間信息資源中龐大的數(shù)據(jù)來(lái)自多種空間數(shù)據(jù)獲取裝置、各種空間數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)資源和信息服務(wù)。而在上海等城市空間信息應(yīng)用與服務(wù)體系中，共有十項(xiàng)空間信息資源載體形式，包括城市規(guī)劃、土地利用、房地產(chǎn)、水系、交通、市政設(shè)施建設(shè)、環(huán)境保護(hù)、衛(wèi)生、城市綠化和基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)。高分辨率航空照片,涵蓋整個(gè)上海地區(qū)。所有資源空間信息儲(chǔ)存在數(shù)據(jù)庫(kù)和地理分布在不同的數(shù)據(jù)，單一數(shù)據(jù)庫(kù)建立空間信息獲取所有的地理數(shù)據(jù)，其中描述空間信息，包括識(shí)別、地理分布、時(shí)間范圍、信息發(fā)布等。2.2加工和經(jīng)營(yíng)各種服務(wù)平臺(tái)空間信息處理功能,包括文件格式轉(zhuǎn)換、協(xié)調(diào)空間轉(zhuǎn)移、制圖概括與空間分析等。空間信息處理服務(wù)提供兩種方式：網(wǎng)上下載個(gè)人電腦軟件和服務(wù)。以網(wǎng)上服務(wù)為手段提供網(wǎng)上服務(wù),地理分布在不同節(jié)點(diǎn)。一些工具和服務(wù)，提供管理職能的管理平臺(tái)構(gòu)成了上海市空間信息，應(yīng)用與服務(wù)體系、管理制度能發(fā)揮得編地質(zhì)數(shù)據(jù)的空間信息、限制用戶權(quán)限、審批申請(qǐng)一些特別的服務(wù)。2.3空間信息應(yīng)用環(huán)境空間信息應(yīng)用環(huán)境，提供貿(mào)易對(duì)象應(yīng)用入門、用戶界面、開(kāi)發(fā)工具。這樣使指令使用方便、容易。門戶網(wǎng)站發(fā)布的主要用戶界面上的上海市空間信息應(yīng)用與服務(wù)體系，有三大功能。首先,用戶可以搜索緣預(yù)演和掌握數(shù)據(jù)。其次,一些空間加工,開(kāi)發(fā)Web應(yīng)用地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供者使用，有的空間處理工具可以從網(wǎng)站搜索和下載。第三,網(wǎng)站已成立登記中心。地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)系統(tǒng)，可在現(xiàn)有搜尋基礎(chǔ)上，讓用戶注冊(cè)，也可以利用地理空間信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，形成新的加工工具。3技術(shù)3.1XML和GML的技術(shù)XML是擴(kuò)展標(biāo)記語(yǔ)言的簡(jiǎn)稱，是一種W3C認(rèn)可的標(biāo)準(zhǔn)文件標(biāo)識(shí)。XML的描述了一類稱為XML文檔的數(shù)據(jù)對(duì)象，并部分描述該計(jì)算機(jī)程序的行為過(guò)程。XML是應(yīng)用SGML的形式限制或輪廓，標(biāo)準(zhǔn)廣義標(biāo)記語(yǔ)言。XML文件是由稱為實(shí)體的存儲(chǔ)單位，其中含有unparsed數(shù)據(jù)。解析數(shù)據(jù)由字符，編碼標(biāo)示說(shuō)明文件的存儲(chǔ)布局和邏輯結(jié)構(gòu)。XML技術(shù)提供了一種機(jī)制來(lái)限制儲(chǔ)存布局和邏輯結(jié)構(gòu)。地理標(biāo)記語(yǔ)言(GML)是一個(gè)以XML的編碼為運(yùn)輸和儲(chǔ)存的地理信息，包括地理特征的幾何和性能。GML的對(duì)象提供了多種類型的描述，包括地理特點(diǎn)，參照坐標(biāo)系統(tǒng),幾何，拓?fù)?，時(shí)間，矢量單位和廣義的價(jià)值。GML的目的也是在一個(gè)廣域網(wǎng)絡(luò)中為數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，從更廣的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)W3C的互聯(lián)網(wǎng)、GML的地理信息是用來(lái)表達(dá)的方式,可以隨時(shí)在網(wǎng)上共享。另外,提供一套共同GML的地理造型物體使互用獨(dú)立研制應(yīng)用。GML的一個(gè)重要特點(diǎn)就是繼承自XML的規(guī)格,把空間和非空間內(nèi)容重新組織。3.2Web服務(wù)與GISWeb服務(wù)Web服務(wù)提供一種新的分布式計(jì)算。Web服務(wù)包括電腦網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、手持裝置、綱領(lǐng)、應(yīng)用和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這個(gè)網(wǎng)絡(luò)根據(jù)用戶需要的形式，可以發(fā)揮分布式計(jì)算的最佳匹配裝置，并及時(shí)提供資料。Web服務(wù)是一種在網(wǎng)上自我描述的模塊化應(yīng)用查閱。它暴露了XML的接口,可以通過(guò)注冊(cè)所在地、注冊(cè)Web服務(wù)，使用XML信息溝通等服務(wù)，包括與地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)相結(jié)合的新技術(shù)和地理信息Web服務(wù)。通過(guò)地理Web服務(wù)提供的資源和地理空間信息處理功能，使用者可以用因特網(wǎng)和萬(wàn)維網(wǎng)的革命化、地理空間數(shù)據(jù)應(yīng)用的基本途徑。地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)的發(fā)展，是一個(gè)悠久的傳統(tǒng)技術(shù)，利用新的計(jì)算機(jī)可以改善的空間數(shù)據(jù)管理方式。目前網(wǎng)站的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)，包括網(wǎng)絡(luò)地圖制圖服務(wù)(WMS)、網(wǎng)上服務(wù)專題報(bào)道(世界糧食首腦會(huì)議)及網(wǎng)上服務(wù)實(shí)施細(xì)則。3.3SOAP在分布式Web服務(wù)環(huán)境中，SOAP是一個(gè)輕量級(jí)的結(jié)構(gòu)信息交換協(xié)議，它以一個(gè)可擴(kuò)展的XML技術(shù)界定短信架構(gòu)平臺(tái)，可以提供一個(gè)信息交換構(gòu)建。各種基本協(xié)議：如HTTP協(xié)議、文件傳輸、郵件傳輸?shù)?。SOAP界定兩種信息，包括請(qǐng)求和響應(yīng)，允許服務(wù)請(qǐng)求者請(qǐng)求允許遠(yuǎn)程程序和服務(wù)提供商回應(yīng)這些要求。一個(gè)SOAP消息分為兩個(gè)部分，一個(gè)XML的頭和有效載荷，運(yùn)輸層之間相差，但依舊是XML的載荷。建立的GIS平臺(tái)有三個(gè)主要的問(wèn)題必須解決；(1)如何分享和獲得分布式空間的信息資源；(2)如何提供空間的信息處理在網(wǎng)上的服務(wù)；(3)如何作為系統(tǒng)的主要的用戶界面建立入口網(wǎng)站。4執(zhí)行4.1分享和獲得分布式空間的信息資源圖2中說(shuō)明的是上海市分享和獲得分布式空間的資源工作的程序空間的信息應(yīng)用和服務(wù)系統(tǒng)。首先，在地球的資源中建立一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)使用所有分布式空間。那有多類型空間信息資源的描述信息，包括內(nèi)容介紹，數(shù)據(jù)描述，地理發(fā)行，范圍，出版的信息，提供者信息并且訪問(wèn)的制約描述內(nèi)容，質(zhì)量和獲取方法。空間信息資源的提供者記錄，把地理數(shù)據(jù)輸入數(shù)據(jù)庫(kù)，使用二類型數(shù)據(jù)的編輯工具，包括基于客戶機(jī)/服務(wù)器的個(gè)人計(jì)算機(jī)軟件和基于Browser/Server網(wǎng)的應(yīng)用。其次,用戶有條件地搜尋地理信息和發(fā)現(xiàn)他們空間信息資源的主要數(shù)據(jù)。地理數(shù)據(jù)詢問(wèn)系統(tǒng)根據(jù)構(gòu)成門站點(diǎn)部份的網(wǎng)被開(kāi)發(fā)出來(lái)。用戶能定做多個(gè)詢問(wèn)情況和執(zhí)行查尋過(guò)程，在新網(wǎng)頁(yè)中記錄所有結(jié)果，并且查看各個(gè)記錄細(xì)節(jié)。第三，用戶可以添加空間信息資源的地圖冊(cè)并在瀏覽器中預(yù)覽。以瀏覽器為基礎(chǔ)的空間數(shù)據(jù)的開(kāi)發(fā)JavaApplet是用來(lái)展示空間分布與分布。在網(wǎng)上，空間數(shù)據(jù)是從不同的地方輸入門戶網(wǎng)站的服務(wù)器。把服務(wù)器的空間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為GML的載體并展示給大家。最后，用戶可以打印或下載地圖數(shù)據(jù)的授權(quán)交換格式，如GML和ESRI中的共享文件。4.2空間信息處理服務(wù)在上海實(shí)施城市空間信息應(yīng)用與服務(wù)體系中，地理信息Web服務(wù)的主要任務(wù)是向分布式空間信息處理并提供服務(wù)。單一地理Web服務(wù)由兩部分組成：地理信息服務(wù)器和Web服務(wù)包裝。前者是核心功能模塊的地理Web服務(wù)和能力的空間信息過(guò)程；后者是用來(lái)建構(gòu)網(wǎng)頁(yè)的標(biāo)準(zhǔn)框架和流通服務(wù)。地理Web服務(wù)的開(kāi)發(fā),主要有兩個(gè)步驟：開(kāi)發(fā)GIS地理信息服務(wù)器和包裝Web服務(wù)。首先,GIS地理信息服務(wù)器中各功能模塊依靠發(fā)達(dá)的服務(wù)功能提供。它們以從基本經(jīng)營(yíng)制度出發(fā)、同時(shí)利用地理成分可為一些發(fā)達(dá)國(guó)家開(kāi)發(fā)軟件,如MapObjects的，MapX等。相關(guān)組件對(duì)象技術(shù)，例如組件/DCOM的，CORBA技術(shù)等，應(yīng)當(dāng)改進(jìn)。此外，模塊接口必須接觸到可援引的編程語(yǔ)言，用Web服務(wù)包裝。其次，在Web服務(wù)包裝，服務(wù)引用，開(kāi)發(fā)應(yīng)用地理信息服務(wù)器，以解析請(qǐng)求和響應(yīng)SOAP消息，并出示了Web服務(wù)描述語(yǔ)言(WSDL格式)的服務(wù)。申請(qǐng)開(kāi)辦的網(wǎng)上服務(wù)，提供服務(wù)超過(guò)集裝箱服務(wù)網(wǎng)絡(luò)。發(fā)展地理Web服務(wù)可以插話樣本點(diǎn)格化地圖為例。反距離加權(quán)插值是一種常見(jiàn)的空間信息處理功能。它采用線性加權(quán)組合電池價(jià)值觀一套樣本點(diǎn)。首先，VisualBasic地理信息服務(wù)器和MapObjects的開(kāi)發(fā)，這是一種地理組成的ESRI開(kāi)發(fā)。Idw.dll載的功能和getidwfile接口。抽樣點(diǎn)矢量數(shù)據(jù)可以插成網(wǎng)格多邊形數(shù)據(jù)引用getidwfile功能。其次，Java程序語(yǔ)言是用來(lái)包裝的地理Web服務(wù)。服務(wù)應(yīng)用程序是用JAVA語(yǔ)言編碼的，主要功能是在idwinterpolateservice階層中，實(shí)施Shapefile的采樣點(diǎn)的ESRI地理上載到Web服務(wù)作為SOAP消息請(qǐng)求并儲(chǔ)存在被服務(wù)器解析后的idwinterpolateservice階層中。Java密碼解析請(qǐng)求扣押SOAP消息如下：privateAttachmentPart[]getMessageAttachments()throwsAxisFault{MessagereqMsg=MessageContext.getCurrentContext().getRequestMessage();AttachmentsmessageAttachments=reqMsg.getAttachmentsImpl();if(messageAttachments==null){returnnull;}intattachmentCount=messageAttachments.getAttachmentCount();AttachmentPart[]attachments=newAttachmentPart[attachmentCount];Iteratorit=messageAttachments.getAttachments().iterator();intcount=0;while(it.hasNext()){attachments[count++]=(AttachmentPart)it.next();}returnattachments;}通過(guò)Java本土接口(JNI),可連接到idwinterpolateservice和idw.dllgetidwfile功能。于是檔案熟語(yǔ)為連接SOAP消息并運(yùn)往客戶。三是通過(guò)為軸心Web服務(wù)部署集裝箱服務(wù)，部署Web服務(wù)的軸，一個(gè)名叫Web服務(wù)器部署描述檔案需要提供一種機(jī)制之間建立映射，名稱及實(shí)施Web服務(wù)。wsdd文件的描述如下：<deploymentname="sig"xmlns=/axis/wsdd/xmlns:java="/axis/wsdd/providers/java"><servicename="IDWInterpolate"provider="java:RPC"><parametername="className"value="IDWInterpolateService"/><parametername="allowedMethods"value="*"/></service></deployment>系統(tǒng)中用Java，學(xué)位評(píng)插地理Web服務(wù)部署在阿帕奇軸，阿帕奇軸會(huì)自動(dòng)生成Web服務(wù)描述語(yǔ)言的服務(wù)，這項(xiàng)服務(wù)可以在網(wǎng)上引用。4.3建立入門網(wǎng)站門戶網(wǎng)站的主要功能上海市空間信息應(yīng)用與服務(wù)體系列。在上海市的門戶網(wǎng)站主要功能是空間信息應(yīng)用與服務(wù)體系：(1)在門戶網(wǎng)站，政府提供給用戶，包括數(shù)據(jù)提供、服務(wù)提供商和最終用戶登記制度。管理員在上?？臻g信息應(yīng)用與服務(wù)系統(tǒng)城市不同用戶給予相應(yīng)機(jī)關(guān)。建立制度后，用戶可以利用或提供的數(shù)據(jù)和服務(wù)。(2)建立空間數(shù)據(jù)中心，在入門網(wǎng)站，提供空間信息資源的分布。細(xì)節(jié)如何分享和掌握空間信息資源在空間分布數(shù)據(jù)中心發(fā)布已頒發(fā)第410條。(3)空間處理中心有能力提供各種服務(wù)，處理資料的空間門戶網(wǎng)站。在空間加工中心、Web應(yīng)用提供了一些地理空間信息資源的加工。每個(gè)Web應(yīng)用開(kāi)發(fā)的地理信息由一個(gè)或多個(gè)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)，分布于不同地理網(wǎng)上節(jié)點(diǎn)。在此同時(shí)，在入門網(wǎng)站中一些電腦軟件加工空間可以搜索并下載空間加工。用戶可以使用該軟件來(lái)處理空間信息資源，它們?cè)趽碛袀€(gè)人電腦離線。表一中可以看出，在空間加工中心已有15個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)和地理信息網(wǎng)上下載2套電腦軟件、劃分為4類。原行政區(qū)劃資料是上海地圖中Shapefile格式的ESRI和基本單位地圖是座村鎮(zhèn)。在性能數(shù)據(jù)表、這是有記錄的實(shí)地區(qū)區(qū)域名稱，磚、鄉(xiāng)鎮(zhèn)所屬。Web應(yīng)用地理信息可以用來(lái)計(jì)算出各區(qū)分發(fā)中心區(qū)域。一、通過(guò)對(duì)話是把原始數(shù)據(jù)存到服務(wù)器的網(wǎng)頁(yè)；二、申請(qǐng)表及解析數(shù)據(jù)參數(shù)的網(wǎng)頁(yè)；三、用戶計(jì)算參數(shù)和要求提交給服務(wù)器；四、加工整理和應(yīng)用的結(jié)果。注冊(cè)中心,Web服務(wù)是地理部分的門戶網(wǎng)站。地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)提供商的服務(wù)中心,可以登記。地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù),用戶搜索并已獲得注冊(cè)的描述。而用戶可以利用地理信息網(wǎng)絡(luò)服務(wù)功能。5結(jié)論和未來(lái)工作空間信息網(wǎng)格(SIG)是一個(gè)嶄新的概念，即解決當(dāng)前的共享與整合問(wèn)題。上海市空間信息應(yīng)用與服務(wù)體系是SIG公司的一個(gè)綜合平臺(tái)，為市政府規(guī)劃建設(shè)與城市發(fā)展提供服務(wù)。本文介紹了該結(jié)構(gòu)技術(shù)和功能的使用。自2005年以來(lái)，該系統(tǒng)已在上海市政府網(wǎng)有效工作。上海市空間信息應(yīng)用與服務(wù)系統(tǒng)的建立和應(yīng)用的可行性和有效性表示，空間信息資源的共享和一體化。SIG中上?？臻g信息應(yīng)用與服務(wù)系統(tǒng)是一個(gè)開(kāi)放系統(tǒng)。在未來(lái)，有更多的空間信息資源和地理信息需要處理服務(wù)，有需要補(bǔ)充的功能。大量的研究和實(shí)驗(yàn),是需要提高穩(wěn)定性和效率的基礎(chǔ)。感謝我們的研究工作得到了國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃（863計(jì)劃）的支持，第2002aa134020號(hào)和第2004aa131010號(hào)。附錄2ImplementingSIGbasedplatformofapplicationandserviceforcityspatialinformationinShanghaiBailangYu*,JianpingWu#KeyLab.ofGeographicInformationScience,MinistryofEducation,East3663NorthZhongshanRd.ABSTRACTSpatialInformationGrid(SIG)isaninfrastructurethathastheabilitytoprovidetheservicesforspatialinformationaccordingtousers’needsbymeansofcollecting,sharing,organizingandprocessingthemassivedistributedspatialinformationresources.Thispaperpresentsthearchitecture,technologiesandimplementationoftheShanghaiCitySpatialInformationApplicationandServiceSystem,aSIGbasedplatform,whichisanintegratedplatformthatservesforadministration,planning,constructionanddevelopmentofthecity.IntheSystem,therearetencategoriesofspatialinformationresources,includingcityplanning,land-use,realestate,riversystem,transportation,municipalfacilityconstruction,environmentprotection,sanitation,urbanafforestationandbasicgeographicinformationdata.Inaddition,spatialinformationprocessingservicesareofferedasameansofGISWebServices.Theresourcesandservicesarealldistributedindifferentweb-basednodes.Asingledatabaseiscreatedtostorethemetadataofallthespatialinformation.AportalsiteispublishedasthemainuserinterfaceoftheSystem.Therearethreemainfunctionsintheportalsite.First,userscansearchthemetadataandconsequentlyacquirethedistributeddatabyusingthesearchingresults.Second,somespatialprocessingwebapplicationsthatdevelopedwithGISWebServices,suchasfileformatconversion,spatialcoordinatetransfer,cartographicgeneralizationandspatialanalysisetc,areofferedtouse.Third,GISWebServicescurrentlyavailableintheSystemcanbesearchedandnewonescanberegistered.TheSystemhasbeenworkingefficientlyinShanghaiGovernmentNetworksince2005.Keywords:SpatialInformationGrid(SIG),CitySpatialInformation,Service,ShanghaiINTRODUCTIONWiththedevelopmentofInformationTechnologyandGeographicInformationScience,thespatialinformationiswidelyusedinnumerousdomains.LargenumbersofGeographicInformationSystemsareestablishedtostoreandprocessenormousspatialinformationresources.Forthesesystemsarealwaysisolated,distributedandheterogeneous,itisdifficulttoshare,integrateandutilizetheresourcesdirectly.Withtheincreasingapplicationofspatialinformation，especiallycityspatialinformation,thetraditionaltechnologiesandexistingsystemscannotsatisfytherequirement.GridandWebService,noveltechnologiesthatcanimplementsharingandprocessingenormousdistributedresources,provideaneffectivemethodtoshare,integrateandutilizedistributedresourcesontheweb.Andtheyformanopenandstandardinformationinfrastructuretoimplementlarge-scaleresourcesdiscovering,accessing,sharing,andintegrating(Czajkowskietal.,2001).Sincetheearly1990s,theresearchonGridtechnologyhasalreadystarted.Therearemanyusefultoolsandtoolkitsnowavailable,e.g.Globus,Condor,Legion,SRB,LDAP,OOFSandsoon(BoydD,2003).Inaddition,sometrialsystemsareestablished,suchasDataGrid,iVDGL()andPPDG().BasedonGridandWebServicetechnologies,SpatialInformationGrid(SIG)isadvancedtosolvethecurrentsharingandintegratingproblemofspatialinformation.SIGisaninfrastructurethathastheabilitytoprovidetheservicesforspatialinformationaccordingtousers’needsbymeansofcollecting,sharing,organizingandprocessingthemassivedistributedspatialinformationresources.TheapplicationpurposeofSIGisServiceOnDemandandOneClickIsEnough(Lietal.,2003).*yubailang@;phone862162232946;fax862162232946#jpwu@;phone862162232946;fax862162232946In2002,theprojectTheSIGBasedCity(Shanghai)SpatialInformationApplicationandServiceSystemwasproposedintheNationalHighTechnologyResearchandDevelopmentProgramofChina(863Program).Theresearchproductionoftheproject:ShanghaiCitySpatialInformationApplicationandServiceSystem,aSIGbasedplatform,hasbeenestablishedandworkedefficientlyinShanghaiGovernmentNetworksincethelate2005.Thispaperpresentsthearchitecture,technologiesandimplementationoftheShanghaiCitySpatialInformationApplicationandServiceSystem.Additionally,thefutureworksareoutlinedinthefinalpartofthispaper.2.ARCHITECTURESIGestablishesamulti-layerspatialinformationf