基于ＡＲＣＩＭＳ９．０的导航系统设计与开发(1)
毕业论文
2014/4/1
摘 要：运用WebGIS发布系统ARCIMS和网络技术，设计长江大学东校区网络电子地图，提出了在建立校园空间信息数据库的基础上，通过ARCIMS9.0实现对校园公共设施的电子地图的实时查询等基本的空间分析能力。
关键词：ARCIMS9.0；长江大学东校区导航系统；WEBGIS；电子地图
随着计算机技术的飞速发展，Internet带宽和网络通讯能力大大提高，万维网地理信息系统软件技术取得了长足发展，这一技术正成为高效的全球性信息发布渠道快速进入千家万户。WebGIS 是 Internet 技术应用于 GIS 开发的产物，它是利用www方式向用户提供地理空间信息服务的地理信息系统。与传统的GIS相比，WebGIS访问范围更加广泛，实时性强，数据可分布管理，操作也更简单，适用于不同的软硬件平台，降低了系统成本。
WebGIS是当今的热点，作为在GIS方面的一个特殊应用领域，它使全球范围内实现数据共享，它可应用于农业、林业、水利、交通、通讯、城市规划、国土防治、军事、环境、教育等等几十个领域，建立WebGIS已经成了大到大型国家级的应用小至小型企业内部应用的重要任务。但是，由于计算机网络等各方面的限制，目前WebGIS构建的大多是局域网或城域网，并且只能完成地理数据的网上发布，以及简单的空间和属性的双向查询等功能，并不能完成GIS的空间分析功能，并且还伴有网络安全问题。
近年来，各种电子导航系统慢慢发展起来，充分利用WWW带来的便利。WEBGIS采用普通的WEB浏览器，简单易用，用户不需进行专业培训，更实现了全球访问范围，是GIS走向平民化和大众化的最佳途径。本系统正是从WWW的大众化特点出发，设计建成长江大学东校区网络电子地图，为长江大学提供更多的宣传手段。本系统面向全校广大师生以及社会提供长江大学东校区导航服务，提供基础教学设施、运动场所、后勤服务、绿化场所等等校园设施的查询功能，为更多师生提供便利的生活条件，并不断完善系统，直至能提供西校区乃至全校的导航功能，并实现最佳路线分析等空间分析能力，将其打造成长江大学服务大众和对外宣传的重要手段。
1 系统实现环境与开发工具
本系统软件开发环境是基于Windows NT平台，使用IIS5.0（InternetInformation Server）服务，以及Servlet Connectors的标准连接器，它使用ArcXML语言在WEB服务器与ArcIMS应用服务器之间进行通讯，客户端采用ArcIMS Java Standard浏览器。在ArcIMS体系中，使用管理工具实现将要发布的地图的数据整理、网站设计以及网络服务的管理，它包括以下三部分：
ArcIMS Author：用户通过它定义地图内容，包括添加数据图层，设置地图属性（包括图层显示方式，显示比例尺，建立查询和地理编码功能及增加描述地理要素的标注等），产生一个在线地图作为地图服务。ArcIMS Author最终输出一个.axl格式的地图配置文件，它可以独立于ArcIMS平台用文本编辑器进行编辑，里面用HTML语言描述了输出地图的大体框架和基本图层元素及其布局。
ArcIMS Administrator：使用Author组织的数据建立地图服务，设置地图服务的属性以及地图服务的启动、停止等，用于管理IMS 的Server、VirtualServer和 MapService，以及管理 IMS站点的配置信息，监视客户端等。
ArcIMS Designer：使用Administrator建好的服务，生成一个网站，通过一系列对话框帮助用户选择浏览器使用的地图服务、模板和功能，其输出结果为一系列HTML页面。
本系统开发过程中主要使用HTML语言来建立页面显示框架，使用VB Script或Java Script脚本语言实现数据库的操作，其中数据库的操作大量使用了网址未加载网页变成语言中的对象，他们共同实现了导航系统的查询等功能。
2 系统设计
2.1 系统总体设计
长江大学东校区导航系统以校园公共设施为基础图层，调用服务器数据库的基础信息数据，能详尽、直观的查询东校区内的校园信息，包括教学楼、教工楼、学生宿舍、运动场所、后勤管理、绿化设施、道路等基本设施，查询可包括图查属性和属性查图。利用ARCIMS发布的地图，其工具栏里有一个添加标记的按钮，用户可以根据自己的需要添加一些注记，非常适用。其总体框架图如图1所示：
2.2 系统数据组织方案设计
（1）空间数据的组织主要就是根据实际地物建立点、线、面三种类型的图层，然后再建立各图层。本系统均有点、线、面的图层，根据学校实际主要建立的以下图层：
点类型：树木2、点学生宿舍、点教工楼。
线类型：线道路。
面类型：公共设施、教学楼、教工楼、宿舍楼、绿化、后勤、其他、图书馆、运动场所、面道路。
（2）属性数据的组织：ArcGIS自带了数据库——Geodatabase,由于在后续的属性查询中要用到属性数据，故需建立属性数据库。属性数据库中有id，shape，name等字段，需要手工输入。由于Geodatabase中对字段的值的文本长度有限制，对要素的详细属性不能在Geodatabase中存储，只能通过SQL Server建表来存储。SQL Server表中有以下字段：ID、类型、建筑时间、所属院系、名称、所属图层等字段。其中以ID号为主键。
3 系统实现
3.1 系统实现步骤
开发平台的搭建：主要是安装配置ARCIMS。在配置完成之后，可以测试配置是否成功，通过启动ArcIMS的Diagnostics程序在页面的Select component to test下面点击1和2按钮，分别弹出的窗口显示“Test successful”，则说明ArcIMS Servlet连接器、ArcIMS应用服务器没问题。此时ArcIMS9.0便安装成功了。
地图数据网络发布：通过ArcIMS发布地图数据涉及地图服务的创建、web站点的生成。
对ArcIMS生成的站点进行开发：当站点生成后，需要对系统进行必要的二次开发，使系统更易于用户的使用。ArcIMS二次开发的几种主要的方法如下：
（1）HTML Viewer方式下的开发；
（2）工具条的开发；
（3）系统的汉化；
（4）其他页面的设计。
页面作为系统与用户交互的入口，如何设计的更为易用，简洁，是非常重要的。页面的图片笔者使用Adobe公司的Photoshop 7.0.1软件来进行编辑。框架使用Macromedia公司的Dreamweaver MX 2004软件来进行设计。网站的用户登陆页面、属性查询页面、校园简介、三维漫游页面采用Javascript连接Access和SQL数据库进行设计。
3.2 系统功能的结果
用户可以通过登录进入主页面，然后再主页面中进行简单的地图操作，比如说放大、缩小、全屏、通过输入ID号查找所要找的要素的位置等；除此之外，还可以通过控件“属性查询”实现条件查询，获得要素的详细属性；同时点击“三维漫游”，链接到校园整体的三维效果音频文件；点击“校园简介”将链接到校园简介网页。
关键词：ARCIMS9.0；长江大学东校区导航系统；WEBGIS；电子地图
随着计算机技术的飞速发展，Internet带宽和网络通讯能力大大提高，万维网地理信息系统软件技术取得了长足发展，这一技术正成为高效的全球性信息发布渠道快速进入千家万户。WebGIS 是 Internet 技术应用于 GIS 开发的产物，它是利用www方式向用户提供地理空间信息服务的地理信息系统。与传统的GIS相比，WebGIS访问范围更加广泛，实时性强，数据可分布管理，操作也更简单，适用于不同的软硬件平台，降低了系统成本。
WebGIS是当今的热点，作为在GIS方面的一个特殊应用领域，它使全球范围内实现数据共享，它可应用于农业、林业、水利、交通、通讯、城市规划、国土防治、军事、环境、教育等等几十个领域，建立WebGIS已经成了大到大型国家级的应用小至小型企业内部应用的重要任务。但是，由于计算机网络等各方面的限制，目前WebGIS构建的大多是局域网或城域网，并且只能完成地理数据的网上发布，以及简单的空间和属性的双向查询等功能，并不能完成GIS的空间分析功能，并且还伴有网络安全问题。
近年来，各种电子导航系统慢慢发展起来，充分利用WWW带来的便利。WEBGIS采用普通的WEB浏览器，简单易用，用户不需进行专业培训，更实现了全球访问范围，是GIS走向平民化和大众化的最佳途径。本系统正是从WWW的大众化特点出发，设计建成长江大学东校区网络电子地图，为长江大学提供更多的宣传手段。本系统面向全校广大师生以及社会提供长江大学东校区导航服务，提供基础教学设施、运动场所、后勤服务、绿化场所等等校园设施的查询功能，为更多师生提供便利的生活条件，并不断完善系统，直至能提供西校区乃至全校的导航功能，并实现最佳路线分析等空间分析能力，将其打造成长江大学服务大众和对外宣传的重要手段。
1 系统实现环境与开发工具
本系统软件开发环境是基于Windows NT平台，使用IIS5.0（InternetInformation Server）服务，以及Servlet Connectors的标准连接器，它使用ArcXML语言在WEB服务器与ArcIMS应用服务器之间进行通讯，客户端采用ArcIMS Java Standard浏览器。在ArcIMS体系中，使用管理工具实现将要发布的地图的数据整理、网站设计以及网络服务的管理，它包括以下三部分：
ArcIMS Author：用户通过它定义地图内容，包括添加数据图层，设置地图属性（包括图层显示方式，显示比例尺，建立查询和地理编码功能及增加描述地理要素的标注等），产生一个在线地图作为地图服务。ArcIMS Author最终输出一个.axl格式的地图配置文件，它可以独立于ArcIMS平台用文本编辑器进行编辑，里面用HTML语言描述了输出地图的大体框架和基本图层元素及其布局。
ArcIMS Administrator：使用Author组织的数据建立地图服务，设置地图服务的属性以及地图服务的启动、停止等，用于管理IMS 的Server、VirtualServer和 MapService，以及管理 IMS站点的配置信息，监视客户端等。
ArcIMS Designer：使用Administrator建好的服务，生成一个网站，通过一系列对话框帮助用户选择浏览器使用的地图服务、模板和功能，其输出结果为一系列HTML页面。
本系统开发过程中主要使用HTML语言来建立页面显示框架，使用VB Script或Java Script脚本语言实现数据库的操作，其中数据库的操作大量使用了网址未加载网页变成语言中的对象，他们共同实现了导航系统的查询等功能。
2 系统设计
2.1 系统总体设计
长江大学东校区导航系统以校园公共设施为基础图层，调用服务器数据库的基础信息数据，能详尽、直观的查询东校区内的校园信息，包括教学楼、教工楼、学生宿舍、运动场所、后勤管理、绿化设施、道路等基本设施，查询可包括图查属性和属性查图。利用ARCIMS发布的地图，其工具栏里有一个添加标记的按钮，用户可以根据自己的需要添加一些注记，非常适用。其总体框架图如图1所示：
2.2 系统数据组织方案设计
（1）空间数据的组织主要就是根据实际地物建立点、线、面三种类型的图层，然后再建立各图层。本系统均有点、线、面的图层，根据学校实际主要建立的以下图层：
点类型：树木2、点学生宿舍、点教工楼。
线类型：线道路。
面类型：公共设施、教学楼、教工楼、宿舍楼、绿化、后勤、其他、图书馆、运动场所、面道路。
（2）属性数据的组织：ArcGIS自带了数据库——Geodatabase,由于在后续的属性查询中要用到属性数据，故需建立属性数据库。属性数据库中有id，shape，name等字段，需要手工输入。由于Geodatabase中对字段的值的文本长度有限制，对要素的详细属性不能在Geodatabase中存储，只能通过SQL Server建表来存储。SQL Server表中有以下字段：ID、类型、建筑时间、所属院系、名称、所属图层等字段。其中以ID号为主键。
3 系统实现
3.1 系统实现步骤
开发平台的搭建：主要是安装配置ARCIMS。在配置完成之后，可以测试配置是否成功，通过启动ArcIMS的Diagnostics程序在页面的Select component to test下面点击1和2按钮，分别弹出的窗口显示“Test successful”，则说明ArcIMS Servlet连接器、ArcIMS应用服务器没问题。此时ArcIMS9.0便安装成功了。
地图数据网络发布：通过ArcIMS发布地图数据涉及地图服务的创建、web站点的生成。
对ArcIMS生成的站点进行开发：当站点生成后，需要对系统进行必要的二次开发，使系统更易于用户的使用。ArcIMS二次开发的几种主要的方法如下：
（1）HTML Viewer方式下的开发；
（2）工具条的开发；
（3）系统的汉化；
（4）其他页面的设计。
页面作为系统与用户交互的入口，如何设计的更为易用，简洁，是非常重要的。页面的图片笔者使用Adobe公司的Photoshop 7.0.1软件来进行编辑。框架使用Macromedia公司的Dreamweaver MX 2004软件来进行设计。网站的用户登陆页面、属性查询页面、校园简介、三维漫游页面采用Javascript连接Access和SQL数据库进行设计。
3.2 系统功能的结果
用户可以通过登录进入主页面，然后再主页面中进行简单的地图操作，比如说放大、缩小、全屏、通过输入ID号查找所要找的要素的位置等；除此之外，还可以通过控件“属性查询”实现条件查询，获得要素的详细属性；同时点击“三维漫游”，链接到校园整体的三维效果音频文件；点击“校园简介”将链接到校园简介网页。
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