基于WebGIS的校园地理信息系统关键技术研究

刘凯 吕璐

摘要：随着科学技术的不断发展，数字化技术在人们的学习、生活、工作中出现的频率越来越多，数字化已经成为一种发展趋势。尤其是数字化地球的出现使得数字化技术跃上一个新的台阶，各国数字化技术也因此迅速发展起来。由此带来的小型数字化建设越来越多，校园数字化就是一个非常典型的例子。本文将基于WebGIS技术对校园地理信息系统建设进行详细全面的研究，加快我国校园数字化的建设进程。

关键词：WebGIS；校园；地理信息系统；数字化网络地理信息系统WebGIS是传统GIS的必然发展趋势。随着互联网、信息高速公路等Internet技术的不断发展和人们对于地理空间数据需求的不断扩大，通过Internet实现Web和空间数据的结合已经成为很多人所期望的结果。近年来，随着数字化技术和网络技术的不断发展，这一发展趋势最终成为现实，WebGIS在今天应运而生，并逐渐应用于多个领域。现代校园地理信息系统的设立能够方便人们对校园地理信息的查询，通过网络，实现校园二维、三围的在线可视化，轻松找到目标点，并且学生家长还能通过网络实现对学校的信息查询，增加对学校的了解。

1WebGIS概述

WebGIS通俗的讲就是出现在Web上的GIS系统，是运用现代技术，将互联网技术和WWW技术结合，用于扩展地理信息系统功能的网络技术。采用现代化的WebGIS技术，人们可以在互联网上发布一些地区的空间数据和电子地图等，同时也能通过互联网去查询其他地区的空间数据，满足个人的某些需求。基于WebGIS的地理信息系统已经被广泛应用于多个领域，用于空间数据的检索与分析。

2校园地理信息系统设计目标

基于WebGIS的校园地理信息系统建设的目标在于通过网络实现对校园地理信息的查询、浏览、定位以及控制等功能。另外，通过对地理信息系统的控制和数据分析，帮助相关管理人员提供决策依据和帮助。基于WebGIS的校园地理信息系统以整个校园为对象建立大比例尺数字地图，通过空间数据处理将其放置在互联网上。此地理信息系统的核心是数字地图，将学校的所有建筑物和道路等标记在图上，比如宿舍、实验室等，为管理人员的管理提供更多手段。

校园地理信息系统是校园信息化、数字化建设的一个环节，它的建设完成能够与其它信息化、数字化建设实现无缝对接，使学校的信息化、数字化水平进一步提高，提升学校的现代化水平，增强办学实力，改善和提升学校外部形象。

3关键技术简介

基于WebGIS的校园地理信息系统在开发建设过程中采用的技术主要由Internet技术、GIS技术以及数据库技术。其中关键技术有数据产生技术、基于Silverlight的GIS应用程序接口设计以及ArcGIS Server的配置。

⑴数据产生技术包括数据的采集、数据的矢量化以及数据的入库等。地理信息系统数据采集，是指将非数字化形式的各种信息通过某种方法数字化，并经过编辑处理，变为系统可以存储管理和分析的形式。

空间数据的来源方式主要可以通过以下几种途径：

地图：各种类型的地图是GIS最主要的数据源，因为地图是地理数據的传统描述形式。我国大多数的GIS系统其图形数据大部分都来自地图。

遥感影像数据：遥感影象是GIS中一个极其重要的信息源。通过遥感影象可以快速、准确地获得大面积的、综合的各种专题信息，航天遥感影象还可以取得周期性的资料，这些都为GIS提供了丰富的信息。

统计数据：国民经济的各种统计数据常常也是GIS的数据源。如人口数量、人口构成、国民生产总值等等。

实测数据：各种实测数据特别是一些GPS点位数据、地籍测量数据常常是GIS 的一个很准确和很现势的资料。

将通过上述方法获取的源数据，通过专业软件（如：AutoCAD）的加工，可以将数据转化为GIS可以接受的数据格式。

⑵基于Silverlight的WebGIS地理信息系统在逻辑上设计为三层架构，即地理信息表示层、应用服务器层和地理数据库服务器层。

地理信息表示层是该系统的用户交互界面，是各种多媒体地理信息的表达平台，实现MVC中的View模块。该层由XAML描述交互操作的功能界面，仅用于显示地理信息和接收用户操作信息，并不实现任何业务逻辑和数据库操作。基于Silverlight的WebGIS使用安装了Silverlight插件的浏览器加载表示层，利用XAML（eXtensible Application Markup Language）实现了用户界面（UI）和后台代码（Code Behind）的分离，并实现了应用程序的跨浏览器、跨平台。

应用服务器层是整个系统的核心，实现该系统的所有业务逻辑功能，具体实现MVC中的Model和Controller。该层主要关注业务规则的制定、业务流程的实现等与业务需求有关的系统设计，通过接收地理信息表示层的用户交互信息，实时调用业务逻辑组件和数据库引擎组件连接地理数据库服务器层，完成地理信息的检索、查询及发布等功能。

地理数据库服务器层主要完成多源、多尺度数字地图、数字正射影像、专题信息等地理空间数据的存储和管理。该层由地图数据库、专题数据库和遥感影像数据库组成，通过文件和大型关系数据库管理系统（如SQL Server）进行一体化存储和管理，并提供数据备份、数据存档、数据服务、数据安全等机制。

⑶ArcGIS Server的配置。ArcGIS Server将地理数据以服务的形式发布，供上层应用访问。服务的发布如果配置不正确将导致上层应用无法读取地理信息数据。

ArcGIS Server根据平台语言划分为.Net和Java两个版本，由于Silverlight是基于.Net平台的组件，所以需要安装.Net版本ArcGIS Server。安装过程中需要新建SOM用户作为安全访问控制用户，使用此用户可以登录ArcGIS Server Manager和REST服务管理器。

4系统实现

⑴本文采用Internet技术、GIS技术以及数据库技术对地理信息系统进行具体实现，其中使用到数据产生技术、基于Silverlight的GIS应用程序接口设计以及ArcGIS Server的配置等几项关键技术。首先确定组件式开发方法和OO（面向对象开发方法）是实现该系统的基本方法；其次，安排人员对校园的具体地理信息进行采集和处理，最后由专业人员对数据进行矢量化，做好输入系统的最好准备；再次，确定在空间数据和属性数据管理上采用Sql2000数据库；最后，数据产生技术、基于Silverlight的GIS应用程序接口设计以及ArcGIS Server的配置等，结合使用，实现校园地理信息系统的网络实现，让用户通过互联网能够看到校园内全部的地理信息，并且实现实时查询功能。

⑵具体技术路线的实施可以根据该系统要实现的功能模块来分析。该校园地理信息系统的功能模块主要包括基本操作模块，地名查询模块，道路分析模块，2D、3D地图模块。

具体实现技术路线：①由信息采集人员到校园采集地理信息数据，并且将采集的基本数据利用CAD绘图软件绘制成为最基础电子地图，然后技术人才利用数据导入技术将CAD格式地图数据导入到MAPGIS系统中，并且根据系统要求，修改数据属性。利用修改过属性的数据实现属性数据和空间数据的连接，关键字为数据属性。利用Sql2000数据库对属性数据和空间数据进行管理。②使用矢量工具文件对校园地图的航空影像进行检查，对错误的地方进行矫正。③进过以上两步，WebGIS系统的基础工作已经完成，接下来就要开始其实现过程。利用Internet技术、GIS技术以及数据库技术实现WebGIS系统。④将设计好的WebGIS系统进行布置并且放到Windows系统中，最终采用IIS进行发布。通过以上四步，就将基于WebGIS的校园地理信息系统全部实现，此时通过互联网就能实现对校园地理信息的访问、查询和控制等。

⑶根据地理信息系统要实现的具体功能模块，我们对该系统的模块功能进行简单介绍。

①基本操作模块。这是校园地理信息系统的基础模块，主要实现用户在查看地图时的一些基本操作，比如拖动、放大、缩小、测距、漫游以及计算面积等功能。②地名查询模块。校园地名查询功能主要是方便用户对校园地点的定位和了解。用户如果对电子地图的某个地点不熟悉，通过鼠标左键单击就能看到屏幕上出现该地点的具体名称和基本功能。如果用户想知道某一特点地点的位置，只要在查询窗口输入该地点名称，电子地图就会自动定位，并显示具体位置。③道路分析。根据用户查询的地点，现实客户现在所在地点到查询地点的最短路径。④2D地图，3D地图。不同纬度的地图设计是为了实现更好的查询，通过二维和三维的转换，可以满足不同用户的不同需要，更加具有实用性。

5结语

基于WebGIS的校园地理系统是校园建设的重要部分之一，方便了对空间数据的查询和利用，同时该系统也是数字化技术发展过程中的一个重要应用。本文采用Internet技术、GIS技术以及数据库技术对WebGIS系统进行了设计与实现，对其中数据产生技术、基于Silverlight的GIS应用程序接口设计以及ArcGIS Server的配置等关键技术进行了详细分析，希望能够对以后各学校进行校园地理信息系统设计有一定的指导作用。

[参考文献]

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