1、本科畢業論文基于MO的內蒙古師范大學校園地理信息系統設計于實現院系名稱：地理科學學院專業名稱：地理信息系統年 級：07GIS學生姓名：馬敏指導教師：秦福瑩 2010年5月3日目錄前言 4第一章 地理信息系統（GIS）51.1 GIS及其發展51.1.1 GIS概念及功能概述.51.1.2 GIS發展歷程61.2 組件式地理信息系統（Components GIS，ComGIS）61.2.1 ComGIS的基本概念61.2.2 ComGIS開發方法6第二章 MapObject24組件模型結構71.1 什么是MapObjects71.2 MapObjects的結構71.3 MapObjects的特點

2、81.4 MapObjects的功能9第三章 多媒體技術101.1 多媒體技術概述101.2 多媒體技術的應用10第四章 多媒體技術與GIS二次開發技術相結合11第五章 系統設計詳述11一、系統設計流程及各模塊功能111.1 系統子模塊一111.1.1 校園GIS地理信息數據庫的構建1111.2 系統功能121.2 系統子模塊二131.3 實例應用新生入學及游客指南141.4 結論14 致謝15 參考文獻15基于MO的內蒙古師范大學校園地理信息系統設計于實現馬敏內蒙古師范大學地理科學學院 呼和浩特 010022摘要：以Visual Basic為平臺，嵌入Map Objects組件，以內蒙古師范

3、大學為例對校園地理信息系統進行了設計與開發，實現了校園地理信息系統的漫游、查詢、介紹等功能，并且將GIS技術與多媒體技術相結合，使得CGIS更加真實具體、形象直觀。以期GIS在校園數字化建設中發揮更大的作用。關鍵詞：GIS；Visual Basic；MapObjects；多媒體技術Design and Implementation of Campus GIS about Inner Mongoulia Normal University Based on MOCollege of geography of inner mongolia normal university 010022Abstr

4、act:This article takes Visual Basic as a platform,insert Map Objects components,take Inner Mongoulia Normal University as an example,to carry on the design and the implementation for the campus geographical information system,and realized campus geographic information system roaming,inquiry, introdu

5、ctions and the functions alike,further more，GIS technologies can be combined with multimedia technologies ,and it makes CGIS more ture and specific， vivid and anschaulich,so that GIS can make more contributions to the digital campus.Key words:Geographical Information System; Visual Basic；MapObjects；

6、Multimedia Technologies前言隨著信息時代的到來，地理信息系統正在迅速地由理論研究走向實業化和產業化，廣泛的應用于眾多領域，為各個部門提供了強有力的信息處理和決策支持服務。但是軟件工程涉及多個學科領域，具有系統結構復雜、開發周期長、系統重用性差等問題，這些問題嚴重阻礙了應用型地理信息系統的開發，影響了地理信息系統的推廣和產業化進程。實際應用迫切需要快速實現GIS基本功能的二次開發軟件。目前，在軟件開發領域，一場由日趨成熟的組件技術引發的技術革命正在悄然興起。通過組建GIS開發方法，用戶可以根據需要把實現各種功能的組件像“積木”一樣搭建起來，實現地理信息系統的靈活運用和擴展。

7、這些技術在地理信息系統中的應用已經引起國內外一些著名軟件廠商的重視，他們先后推出了各自的空間和組件產品，其中以ESRI的MapObjects（控件）和ArcObjects（組件）、ArcEngine（控件）、Mapinfo的MapX最為著名。1GIS工程是一個系統工程，其開發周期較長，涉及多個學科領域，包含內容十分廣泛。GIS軟件工程具有系統復雜度大、數據在系統中具有重要的地位和系統表達方式復雜等特點，而且GIS系統的更新速度快，系統維護工作量大，易操作性要求高，因此，GIS工程開發中經常會出現經費突破預算、工程不能按期交付、軟件生產效率低及軟件可重用性差等問題，這些問題都嚴重影響了GIS工程

8、的開發效率和產品質量，必須對GIS軟件工程的開發進行合理的設計、規劃和組織。為了使地理信息系統達到預期目標，就必須針對地理信息學系統的特點，根據軟件工程思想，采用科學開發步驟和技術，對系統建立的全過程進行控制和協調。這就要求對工程進行合理的設計，確定科學高效的開發過程和方法。GIS工程設計與開發，其主體上屬于軟件工程的范疇，可以通俗的理解為計算機軟件系統開發和數據庫工程建設，其設計和開發過程與傳統的工程設計和開發過程，有諸多相似之處，同時又具有軟件開發和設計的特點，最主要的是必須遵循軟件工程的方法和原理。其步驟可以分為需求分析、系統設計、功能設計、系統使用和維護等，對應于軟件開發活動的不同階段

9、。在開發過程中，每個階段都必須遵照相應的規范進行，以保障整個系統的成功開發和運行。2由于獨立開發難度大，單純的二次開發過于受GIS工具提供的編程語言的限制，因此，結合GIS工具軟件與當今可視化開發語言的集成二次開發方式也就成為GIS應用開發的主流。它的優點是既可以充分利用GIS工具軟件完備的空間數據庫管理、分析功能，又可以利用其它面向對象可視化開發語言具有的高效、方便等編程優點，集二者之所長，不僅能大大提高應用系統的開發效率，而且使用可視化軟件開發工具開發出來的應用程序具有更好的外觀效果，更強大的數據庫功能，可靠性高，易于移植，便于維護，尤其是利用GIS組件進行集成開發，更能體現出這些優勢。3

10、隨著信息技術的日新月異，以地理信息的收集、分析、處理、輸出等功能為主的GIS技術在城市建設、規劃、環境資源利用、綜臺平衡、協調發展和決策支持等方面發揮很大的作用。校園地理信息系統（Campus Geographic Information System，CGIS)是城市地理信息系統(UGIS)的一個縮影，具有城市地理信息系統的特點和功能，它用圖形、圖像數字信息來表現校園各種空間及屬性要素，為用戶提供各種校園信息的查詢、檢索和必要的空問分析、統計操作及按不同用戶要求輸出相應的專題要素，為校園的發展預測、規劃決策以及科學管理提供可靠依據。高等院校作為高新技術的集中地，有必要在校園地理信息系統的建設

11、方面做進一步的開發與研究，為城市數字化做一些基礎性及實驗性的工作。本文利用組件式開發模式開發了校園地理信息系統，以實現對學校地理信息及其他相關信息的管理與查詢，并實現漫游的功能，在此基礎上將GIS技術與多媒體技術和WEBGIS相結合，使得校園地理信息系統更加完美無缺，而且又引人入勝。4第一章 地理信息系統（GIS）1.1 GIS及其發展1.1.1 GIS概念及功能概述物質世界中的任何事物都被牢牢地打上了時空的烙印。人們的生產和生活中百分之八十以上的信息和地理空間位置有關。地理信息系統（ Geographic Information System, 簡稱 GIS ）作為獲取、整理、分析和管理地理

12、空間數據的重要工具、技術和學科，近年來得到了廣泛關注和迅猛發展。由于信息技術的發展，數字時代的來臨，理論上來說，GIS可以運用于現階段任何行業。從技術和應用的角度， GIS 是解決空間問題的工具、方法和技術；從學科的角度， GIS 是在地理學、地圖學、測量學和計算機科學等學科基礎上發展起來的一門學科，具有獨立的學科體系； 從功能上， GIS 具有空間數據的獲取、存儲、顯示、編輯、處理、分析、輸出和應用等功能；從系統學的角度， GIS 具有一定結構和功能，是一個完整的系統。簡而言之， GIS 是一個基于數據庫管理系統（ DBMS ）的分析和管理空間對象的信息系統，以地理空間數據為操作對象是地理信

13、息系統與其它信息系統的根本區別。1.1.2 GIS發展歷程GIS即地理信息系統（Geographic Information System），經過了40年的發展，到今天已經逐漸成為一門相當成熟的技術，并且得到了極廣泛的應用。尤其是近些年，GIS更以其強大的地理信息空間分析功能，在GPS及路徑優化中發揮著越來越重要的作用。地理信息系統是以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，運用系統工程和信息科學的理論，科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數據，以提供管理、決策等所需信息的技術系統。簡單的說，地理信息系統就是綜合處理和分析地理空間數據的一種技術系統。51.2 組件式地理信息系統（Comp

14、onents GIS，ComGIS）1.2.1 ComGIS的基本概念地理信息系統已經越來越廣泛地應用于社會生產、生活的各個方面。其軟件模式也經歷了功能模塊、包式軟件，核心式軟件直至當今的組件式。而組件式地理信息系統因其具有可以與其他系統進行高效無縫連接、方便集成、開發成本低、可擴展性好等優點，已經成為地理信息系統發展的主流方向，極大地推動了地理信息系統向大眾化和社會化方向的發展。組件式GIS就是面向對象思想和ActiveX控件在地理信息系統中的應用在軟件的具體開發過程中，在可視化開發環境(如Visual Basic、Delphi、C#等)中將能夠實現不同功能的控件聯系起來，不同的控件之間可以

15、通過接口通訊，這樣就大大降低了基于組件的GIS應用的開發難度，提高了開發效率，并且可以實現無縫集成。6Active控件是建立在COM標準上的獨立的軟件元件，ActiveX家族中的一個特定產品，提供給用戶應用接口，發送相應的事件，開發者則可以截取這些事件，執行相應的功能。Active控件開發端和使用端是完全獨立的，可以用各種語言來開發，又可以用于不同的語言、不同的開發平臺、不同的系統環境中。一個或者多個ActiveX控件會保存在一個動態鏈接庫中，但它是一種特殊的動態鏈接庫，其擴展名為OCX。71.2.2 ComGIS開發方法組件式GIS（ComGIS）開發方法就是把GIS的功能模塊劃分為多個控件

16、，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，通過可視化的軟件開發工具根據需要把實現各種功能的“積木”搭建起來，實現地理信息系統的各種功能以及應用系統。在這種新的軟件開發方式下，軟件公司以開發組件為主要業務，提供規格化的組件。系統集成商則匯總組件，組合成能完成不同功能的組件，將自己的核心技術組件化。正是這兩種分工的涇渭分明，將軟件工業化逐漸推向成功。8第二章 MapObject24組件模型結構1.1 什么是MapObjectsMapObjects是ESRI公司提供的一組供應用開發人員使用的制圖與GIS功能組件，它由一個OLE控件和一系列可編程OLE對象組成。

17、利用MapObjects，開發人員可以在應用程序中添加制圖和GIS功能。它不是為最終用戶而是為專業開發人員提供的。MapObjects是一個OLE控件，它可以用于大量開發框架中，包括流行的像Visual C+、Visual Basic、Delphi、Microsoft Access、Visual Foxpro等之類的程序設計環境，因此開發人員可以在自己熟悉的開發環境中利用MapObjects開發GIS應用。1.2 MapObjects的結構MapObjects是建立在微軟的對象鏈接和嵌入（OLE）2.0基礎之上的，OLE是當今得到最廣泛支持的面向目標的軟件集成技術。用戶像用磚塊蓋房子一樣利用O

18、LE組件開發和集成Windows應用程序。一個OLE控件是一個可以重復使用的軟件組件。OLE控件可以將許多其它OLE對象包裝在一個包里。這個包可以反映某些特定的功能，如統計和多媒體等，并可以在直接嵌入支持OLE的應用中。OLE對象具有特征和方法，可以通過對他們的編程來控制對象的外觀、行為以及相互作用。MapObjects是一個提供制圖與GIS功能的OLE控件，它包含了超過45個可編程OLE對象。MapObjects地圖控件可以直接插入到許多標準開發環境的工具集中，可以通過屬性頁操作地圖。這些屬性也是在諸如VC之類的開發環境中建立的，或者通過其它程序化，相關對象來控制地圖。這些對象為應用開發人員

19、提供了有力的制圖與GIS功能支持。圖一1.3 MapObjects的特點MapObjects允許定制利用制圖和GIS組件的應用程序，它的特點包括：（1）廣泛的數據格式支持支持Arcinfo Coverage、RSRI Shape Files、ArcSDE圖層；支持AutoCAD2000 的DXF、DWG格式數據；支持適量產品格式（VPF）數據；支持大量的柵格格式；支持影像目錄（Image Catalog）管理；Image Catalog是由許多帶空間參考的影像文件組成的存儲結構，我們可以把Image Catalog當做一個影像圖層使用。Image Catalog包括許多Titled影像，主要用

20、于顯示較大地理區域的影像信息。（2）支持ODBC和ADO訪問數據庫表格數據源（3）支持擴展的圖形數據及操作（4）支持投影當一個shape文件、Arcinfo Coverage或者SDE Layer作為一個MapLayer被添加到MapObjects中的時候，一些有關它們如何被投影的詳細信息也會被保存下來。對于shape文件和ArcInfoCoverages來說，這個信息被保存到磁盤上的一個投影文件（.prj）里。對于SDE Layers來說，這個信息被保存在層定義表里。Shapefiles使用的投影文件僅僅是可被MapObjects進行寫操作的投影元數據格式，而coverages所使用的投影文

21、件必須由ArcInfo產生。（5）增強的GPS功能MapObjects2.4支持對點、線和多邊形目標對象的追蹤。新的方法和屬性使得管理和追蹤GPS動態目標比以前容易得多。 （6）空間分析功能 （7）支持數據庫版本管理 Mapobjects2.X支持ArcSDE8.1的版本管理，允許根據許可權限，連接ArcSDE空間數據庫版本樹中的任一指定版本。1.4 MapObjects的功能（1）能符號化顯示一幅全要素地圖，支持自定義符號 MapObjects自帶了一些符號，同時為滿足具體用戶的需求，提供了自定義符號的開發接口，著極大的拓展了開發人員的開發空間，也提升了MapObjects的應用尺度。（2）

22、支持對圖層的管理和操作MapObjects為用戶提供了較為齊全的圖層管理功能。這些圖層管理方法包括圖層的添加、刪除以及圖層壓蓋關系的調整等。尤其是它提供的圖例控件（MO24Lengend.Lengend）為用戶提供了極為方便的圖層管理方法，同時可以實現設置符號的功能。（3）支持各種圖形操作通過MapObjects，開發人員可以實現一些基本的圖形操作，如放大、縮小和漫游等。由于MapObjects對數據庫建立了索引機制，其他地圖顯示速度非常快，而且提供了無極縮放功能。（4）可以添加注記MapObjects為開發人員提供了多種添加地圖注記的方法，通過他們可以實現注記的標注，同時可以設置注記的顏色、

23、大小、字體和位置。（5）提供各種查詢功能MapObjects為開發人員提供了各種進行空間查詢的方法，通過他們可以實現幾何參數查詢、空間定位查詢、空間關系查詢和SQL查詢等多種形式查詢。（6）提供一定的空間分析功能MapObjects提供了一定程度上的空間分析功能，通過它提供的空間分析方法可以實現一些簡單的空間分析功能，例如緩沖區分析。（7）提供空間和數據庫的訪問功能MapObjects可以向通過ArcSDE訪問存放在Oracle8i/9i、SQL2000等數據庫中的空間數據，并可以把庫中的數據作為一個圖層在客戶端進行顯示。 （8）提供地圖打印及輸出功能在進行地圖輸出之前，通過MapObject

24、s用戶首先可以實現地圖整飾，對要輸出的地圖圖面進行調整；同時可以對地圖進行打印輸出，并能把當前視口中的地圖按照bmp、jpg等圖像格式導出。 （9）實現GPS導航功能 MapObjects向用戶提供了用于顯示動態數據的動態數據操作對象，這組對象包括CmoTrackingLayer和CmoGeoEvent兩個對象。通過它們，再配合幾何圖形操作對象，用戶可以實時顯示動態數據，能夠顯示GPS導航、車輛監控、物流分析等多種應用。9第三章 多媒體技術1.1 多媒體技術概述我們所提到多媒體技術中的媒體主要是指利用電腦把文字、圖形、影象、動畫、聲音及視頻等媒體信息都數位化，并將其整合在一定的交互式界面上，使

25、電腦具有交互展示不同媒體形態的能力。它極大的改變了人們獲取信息的傳統方法，符合人們在信息時代的閱讀方式。多媒體技術的發展改變了計算機的使用領域，使計算機由辦公室、實驗室中的專用品變成了信息社會的普通工具，廣泛應用于工業生產管理、學校教育、公共信息咨詢、商業廣告、軍事指揮與訓練，甚至家庭生活與娛樂等領域。多媒體介紹通常的計算機應用系統可以處理文字、數據和圖形等信息，而多媒體計算機除了處理以上的信息種類以外，還可以綜合處理圖像、聲音、動畫、視頻等信息，開創了計算機應用的新紀元。 1.2 多媒體技術的應用近年來，多媒體技術得到迅速發展，多媒體系統的應用更以極強的滲透力進入人類生活的各個領域，如游戲、

26、教育、檔案、圖書、娛樂、藝術、股票債券、金融交易、建筑設計、家庭、通訊等等。其中，運用最多最廣泛也最早的就是電子游戲，千萬青少年甚至成年人為之著迷，可見多媒體的威力。大商場、郵局里是電子導購觸摸屏也是一例，它的出現極大地方便了人們的生活。近年來又出現了教學類多媒體產品，一對一專業級的教授，使莘莘學子受益匪淺。正因為如此，許多有眼光的企業看到了這一形式，紛紛運用其做企業宣傳之用甚至運用其交互能力加入了電子商務，自助式維護，教授使用的功能，方便了客戶，促進了銷售，提升了企業形象，擴展了商機，在銷售和形象二方面都獲益。可以這樣說，凡是一個有進取心的企業，都離不開這一最新的高技術產品。首先多媒體的運用

27、領域十分廣泛，注定了它可在各行各業生根開花。其二，隨著計算機的普及，新一代在計算機環境中成長起來的年輕人，已經習慣了這一形式，作為一個有發展眼光的企業，是不會放棄這一未來的消費主體的。其三，由于多媒體信息技術在國外已經非常普及，面對日益國際化的市場，只有跟上國際潮流。多媒體技術應用的意義在于: ·使計算機可以處理人類生活中最直接、最普遍的信息，從而使得計算機應用領域及功能得到了極大的擴展。 ·使計算機系統的人機交互界面和手段更加友好和方便，非專業人員可以方便地使用和操作計算機。 ·多媒體技術使音像技術、計算機技術和通信技術三大信息處理技術緊密地結合起來，為信息處理

28、技術發展奠定了新的基石。 多媒體技術發展已經有多年的歷史了，到目前為止聲音、視頻、圖像壓縮方面的基礎技術已逐步成熟，并形成了產品進入市場，現在熱門的技術如模式識別、MPEG壓縮技術、虛擬現實技術正在逐步走向成熟，相信不久也會進入市場。第四章 多媒體技術與GIS二次開發技術相結合 多媒體系統是把音頻、視頻、圖形、圖像、文字、數字系統和計算機系統集成在一起的一個整體，它把人的各種感官有機地組合來獲取相關的信息，而且具有交互式的實時性，使傳播信息和接收信息之間進行通訊交換， 而更吸引人的注意力，大大改善了人與計算機的界面，特別是三維動畫效果，使用戶有身臨其境的感覺目前，幾乎所有成熟的GIS軟件的數據

29、模型都是面向圖形和屬性數據的，而未將其他多媒體數據作為GIS空間數據模型的一部分，對當前的多煤體GIS應用于來說，主要的思想應該是將GIS空間數據庫與多媒體數據庫進行外部連接，實現一種“低耦合”結構，然后在此基礎上編寫程序模塊，實現各種功能將多媒體系統的音頻、視頻、圖形、圖像、文字、數字系統與計算機系統和GIS二次開發系統集成在一起，從而使整個開發系統豐富而又多彩，相信這也是校園數字化建設發展的一大趨勢。10第五章 系統設計詳述一、系統設計流程及各模塊功能畢業設計模塊分為兩個系統子模塊，系統子模塊一和系統子模塊二，系統子模塊一是由VB+MO開發而成，系統子模塊二是用多媒體技術（Photosho

30、p 7.0、Flash 5.0、Authorware 7.5）。1.1 系統子模塊一1.1.1 校園GIS地理信息數據庫的構建影像數據為Google Earth截圖所得，對內蒙古師范大學影像圖進行時量化工具是美國ESRI公司的Arcview GIS 3.3，矢量化結果為Lake、Point、Polygon、river、road，依據全國第二次土地調查城鎮土地用途分類標準，內蒙古師范大學盛樂校區土地用途一級分類屬于公共建設用地（分類代碼40），二級分類為教育用地（分類代碼為44），作者在此基礎上對校園內的土地利用狀況進行了三級分類，以便矢量化過程和對土地利用狀況進行更加詳細的敘述，建筑物441、

31、草坪442、運動場443、池塘444、未利用土地445。通過以上方法構建了內蒙古師范大學校園地理信息系統的地理信息數據庫。 11.2 系統功能 基于上述設計，作者通過使用VB60提供的強大制圖功能及MapObjects組件技術，實現了CGIS相關功能模塊：(1)結合遙感影像圖，模擬真實的校園。(2)數據管理功能，包括數據輸入輸出、數據轉換、圖形屬性數據的編輯等。(3)地圖基本操作功能，提供放大、縮小、漫游，查看各地物的屬性，查看面狀地物如樓、房間的面積。可以控制各圖層的顯示，查看我們關心的圖層。(4)查詢統計，將建筑物的屬性數據與圖形數據相結合進行雙向查詢，既能根據屬性數據調用相應的圖形數據，

32、動態顯示相關圖形，也能在校園平面圖、樓層圖上點擊查詢對象，從而調用相應屬性數據，進行房屋的漫游查詢，獲得相關屬性信息。(5)空間分析模塊，可以對校園環境進行較好的設計、規劃與實施，諸如校園的綠化、各類建筑、道路以及地下管道等等的最優化設計布局；計算任意兩實體之間的距離，以實現距離最短或時問最短等為目標的各種優化設計等。(6)專題圖輸出功能，對地圖打印輸出等。1.2 系統子模塊二系統子模塊二數據是校園內相機拍攝圖像，用多媒體技術，主要是Photoshop7.0和Authorware 7.5，做了校園內各地的Google Earth查詢系統，如下圖：1.3 實例應用新生入學及游客指南使用者可以在系統子模塊二（Google Earth功能）中的新生入學查詢系統