基于WEBGIS的數(shù)字化校園設計與實現(xiàn)

摘 要：隨著我國科教興國戰(zhàn)略的不斷推進，現(xiàn)代化校園建設越來越深入無論從教學硬件還是軟件商都有了較大提升?，F(xiàn)代化校園面積大，建筑多，并且地上地下還鋪設有多種管線、網(wǎng)絡，傳統(tǒng)的校園設計和規(guī)劃管理已經(jīng)不能滿足要求，WEBGIS的使用能夠有效改變這種狀況、本文以上述問題為出發(fā)點，對基于WEBGIS地理信息系統(tǒng)對校園的數(shù)字化設計和實現(xiàn)進行詳細研究。

關鍵詞：WEBGIS；數(shù)字化校園；設計；實現(xiàn)

中圖分類號：TP393.18

我國現(xiàn)代化校園建設越來越快，傳統(tǒng)的校園設計與規(guī)劃管理模式已經(jīng)不能適應這種情況，而WEBGIS地理信息系統(tǒng)可以將電子地圖通過網(wǎng)絡進行發(fā)布和實施，只要擁有一臺能夠瀏覽互聯(lián)網(wǎng)的電腦，用戶就可以輕松訪問已經(jīng)存儲在服務器上的電子資源。為了能夠更好的進行現(xiàn)代化校園建設，本文將針對普通意義上的、基本上任何學校都會有的校園基礎設施管理建立一個完整的WEBGIS系統(tǒng)。

1 WEBGIS系統(tǒng)需求分析

需求分析即對系統(tǒng)需要實現(xiàn)的功能進行全面分析。校園內(nèi)WEBGIS系統(tǒng)的建設需要擁有以下幾個方面的功能：

完整記錄校園管道信息，并進行有效管理。WEBGIS系統(tǒng)要能夠?qū)π@內(nèi)部的供水管道、排污管道、天然氣管道以及電力系統(tǒng)管道等進行完整的記錄，并可以隨時進行查詢、編輯以及設計；另外，系統(tǒng)還必須能夠快速實現(xiàn)管道故障點查詢、井蓋定位等功能，并且在具體使用要求下能夠提供最佳、最短路徑。

完善記錄路燈校園內(nèi)路燈信息，并進行有效管理。完整記錄校園內(nèi)部所有路燈的基本信息并反映在WEBGIS系統(tǒng)內(nèi)部，能夠提供快速、便捷的查詢、統(tǒng)計工作；根據(jù)記錄信息，安排設計路燈的檢查、維修，并及時更改存儲信息。

消防信息管理。消防信息管理師WEBGIS系統(tǒng)的一大功能，對于保證校園安全具有重要作用。WEBGIS系統(tǒng)要實現(xiàn)對消防信息的全面存儲，提供校園內(nèi)部消防設施、通道以及各種供電設備、供水設備、設備開關的地理位置信息；其次，對所有消防設施的檢修進行跟蹤記錄，提供方便的查詢服務。

建筑信息管理。這是WEBGIS系統(tǒng)最基本的功能，它必須能夠提供校園內(nèi)部各種建筑物比如食堂、教學樓、實驗樓、圖書館、宿舍樓、超市以及校園的各種道路、橋梁設施的電子地圖記錄和查詢服務。

管道井蓋信息管理。校園管道井蓋的基本信息包括井蓋位置、井蓋大小等，WEBGIS系統(tǒng)需要對這些信息進行全面記錄，能夠在需要時提供方便快捷查詢、分析及統(tǒng)計服務；其次，對于井蓋的損壞、缺失以及檢修等情況進行完整記錄，以便查詢、跟蹤、統(tǒng)計。

環(huán)衛(wèi)信息管理。環(huán)衛(wèi)信息包括校園內(nèi)部綠化、垃圾處理設施、校園美化裝飾物品等的分布于管理信息，WEBGIS系統(tǒng)需要對這些物品的地圖信息進行完整記錄，能夠提供方便、快捷的查詢、分析與統(tǒng)計。尤其對于校園綠化要進行完整完善的記錄，并且對損壞與維修進行跟蹤，分析與統(tǒng)計。

土地信息管理。校園數(shù)字化建設要求WEMGIS系統(tǒng)能夠?qū)π@內(nèi)新增的基礎設施合適的放置地點進行分析、統(tǒng)計并記錄。在校園添加新的基礎設施時，管理人員可以借助WEBGIS地理信息系統(tǒng)中校園面積使用數(shù)據(jù)以及各個基礎設施之間的關系數(shù)據(jù)進行空間統(tǒng)計分析，并且借助計算如何才能使校園面積使用達到資源利用效益最大化的結(jié)果，為校園管理人員提供決策支持，此時WEBGIS起到了DSS（Decision Support System）的作用。

2 系統(tǒng)設計

2.1 WEBGIS系統(tǒng)結(jié)構設計。WEBGIS系統(tǒng)采用三層結(jié)構設計，并使用采用B/S結(jié)構（Browser/Server）方式進行實現(xiàn)。系統(tǒng)的三層結(jié)構分別為用戶表示層、應用邏輯層和數(shù)據(jù)層。系統(tǒng)具體架構如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)架構圖

用戶層為瀏覽器，此層負責系統(tǒng)與用戶的交互。應用邏輯層也是整個系統(tǒng)的關鍵層，主要負責接受用戶請求并對其進行處理，將用戶請求的數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)層帶回存至服務器。數(shù)據(jù)層有空間與屬性兩種數(shù)據(jù)，負責響應應用邏輯層的數(shù)據(jù)請求。

2.2 數(shù)據(jù)分層。數(shù)據(jù)分層就是指將校園內(nèi)部所有實體按照某種特征抽象為WEBGIS系統(tǒng)中的某種圖層，將格式相同的實體都存儲在統(tǒng)一圖層。根據(jù)校園內(nèi)部實體特征可將這些分為點狀、線狀及面狀數(shù)據(jù)三種圖層。

點狀數(shù)據(jù)：學校內(nèi)的井蓋、消防、路燈以及環(huán)衛(wèi)等具有點狀定位特征或者能夠表現(xiàn)宏觀特性的實體。

線狀數(shù)據(jù)：具備線性特征或者能夠抽象為具有線狀特征的實體可以分到線狀數(shù)據(jù)圖層。在學校內(nèi)部主要包括一些供電、供水管道和一些交通道路等。

面狀數(shù)據(jù)：只面積較大，具有一定空間覆蓋特橫的實體。校內(nèi)主要包括大的建筑、綠化的草地等。

2.3 數(shù)據(jù)庫的分析與建立。數(shù)據(jù)層包含兩個數(shù)據(jù)庫，分別為空間數(shù)據(jù)庫與屬性數(shù)據(jù)庫。在空間數(shù)據(jù)庫中，校園內(nèi)的各個地理實體要按照數(shù)據(jù)分層以點、線、面狀數(shù)據(jù)的形式存儲，設計時要遵循直觀形象易于理解的原則。

屬性數(shù)據(jù)庫主要對校園內(nèi)地理實體各種屬性進行詳細記錄和存儲。屬性信息主要包括實體的名字、建筑時間和主要用途等，屬性主要用于客戶查詢時使用。

3 系統(tǒng)實現(xiàn)

3.1 地圖瀏覽模塊實現(xiàn)。地圖瀏覽模塊要實現(xiàn)地圖放大、縮小、移動、漫游以及全圖顯示、鷹眼等功能。地圖放大、縮小：用戶通過鼠標滾輪操作，可以實現(xiàn)電子地圖的放大與縮小。移動、漫游：用戶按住鼠標左鍵，可以實現(xiàn)對電子地圖的移動和翻轉(zhuǎn)，能夠在不同的角度觀察地圖。全圖顯示：用戶可以看到整個地圖，對校園整體有大致了解。鷹眼：用戶在對電子地圖進行了一些操作之后，不能預覽全圖時，可以通過鷹眼來發(fā)現(xiàn)當前觀察地區(qū)的地圖與整個地圖的相對關系。

3.2 圖層控制模塊。通過上述涉及可知，根據(jù)校園內(nèi)部地理實體屬性，WEBGIS擁有多種圖層，并且通過點狀數(shù)據(jù)、現(xiàn)狀數(shù)據(jù)以及面狀數(shù)據(jù)進行全面描述并在地圖上表示。WEBGIS的圖層控制模塊能夠通過操作實現(xiàn)對不同圖層的顯示、隱藏及分層，另外還能根據(jù)實際需要對特定圖層進行編輯，對圖層顯示、標注等屬性進行重新設置。

3.3 選擇、查詢和定位模塊

（1）信息查詢與選擇。用戶通過鼠標可以點擊WEBGIS系統(tǒng)中的實體，對尸體信息、屬性等進行查詢，并最終確定要尋找的具有特定信息的特定實體。（2）雙向查詢。系統(tǒng)可以提供空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫之間的雙向查詢功能。（3）區(qū)域查詢。WEBGIS系統(tǒng)用戶可以使用圓形、矩形等工具對選定一定范圍內(nèi)的地圖進行區(qū)域查詢，系統(tǒng)能夠統(tǒng)計處該區(qū)域內(nèi)的相關屬性信息。（4）設施查詢。主要用于定位。用戶可以通過設施查詢功能尋找地圖中的特定實體，進行具體定位。

4 結(jié)束語

隨著現(xiàn)代化校園建設的不斷深入，WEBGIS系統(tǒng)必將發(fā)揮其舉足輕重的作用，通過本文基于WEBGIS的數(shù)字化校園設計與實現(xiàn)的研究，希望能夠?qū)ΜF(xiàn)代化校園建設有一定的指導意義。

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[3]楊延珍.WEBGIS支持下的數(shù)字校園系統(tǒng)研究[J].甘肅科技，2011（17）.

作者單位：湖北理工學院，湖北黃石 435003