导航系统设计
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摘要：运用WebGIS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，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WindowsNT平台，使用IIS5.0（InternetInformationServer）服务，以及ServletConnectors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ArcIMSJavaStandard浏览器。在ArcIMS体系中，使用管理工具实现将要的地图的数据整理、网站设计以及网络服务的管理，它包括以下三部分：
ArcIMSAuthor：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。ArcIMSAuthor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。
ArcIMSAdministrator：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。
ArcIMSDesigner：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VBScript或JavaScript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SQLServer建表来存储。SQLServer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Selectcomponenttotest下面点击1和2按钮，分别弹出的窗口显示“Testsuccessful”，则说明ArcIMSServlet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：通过ArcIMS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）HTMLViewer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Photoshop7.0.1软件来进行编辑。框架使用Macromedia公司的DreamweaverMX2004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。
另外，用户可以进行简单的缓冲查询(即查询在某特定地物周围一定距离的地物)，距离量测(对两点间的距离进行测量)，面积测量等。
各功能页面显示结果如图2所示。
当选中了当前的活动图层，通过输入查询的ID号，将显示出该图层中ID号所对应的要素的位置，并在TextFrame中显示该要素的其他属性。比如选中当前的活动图层为“后勤”，在查询条件中输入条件：“#ID#=2”，可以显示出后勤图层中ID为2的要素，并显示出它在地图中的位置。结果见图2
点击“属性查询”控件，将显示出要素的详细属性信息，其结果图见图3。图4是查询表中字段“类型”为“polygon”的所有要素的信息
3.3系统特点
本系统的特点之处在于：
（1）实现了数据的共享。目前大部分导航系统多为单机板的，不能实现及时的数据共享和更新，本系统通过WWW，任何一台计算机均能访问，真正实现了信息的共享。
（2）友好的用户界面和操作方式。系统对前端的用户技术没有限制，并且客户端采用普通浏览器，不需专业知识即可随意操作，简单易用，不需用户维护。
（3）实现了图形数据和属性数据的连接，满足了用户查询和统计大量属性数据的要求。
（4）采用VBScript、JavaScript和语言，将数据库的操作封装起来，数据操作对用户不透明，增加了系统的安全性。
（5）利用ArcIMS来开发系统，整个开发过程周期短，系统运行速度也较快。
（6）通过工具栏用户可以增加自己想要的标注信息，实现了系统与用户的交互。
4结语
本系统经过测试，基本上能够达到预先设计的功能目标，能够准确的显示校园内的各地理要素并能提供相应的地理定位，系统速度要较快。
由于时间和能力的限制，本系统也有许多不足之处，如能显示的面积太少，仅仅局限于长江大学东校区，图形界面不太美观，图形的属性数据设计不够全面，并且不能实现较高级一点的空间路径分析功能，在下阶段的发展中，通过网络编程语言的学习改进页面设计，使用户界面趋于美观，完善基础图层的属性数据，使用户能查询到更多有用信息，通过采集各校区的地理数据，实现导航系统的全校化，并实现一定的空间分析能力。
随着各种WEB技术在GIS中的推广和应用，WEBGIS技术正在不断的发展和走向成熟，在各个行业中的应用也将越来越广泛，本系统若能完善，它在实际生活中将有着重要的应用价值和作用。由于系统的开放性和可扩展性，它还可以结合数字摄影测量技术，通过卫星照片或航空照片生成数字地面模型DEM，做出真实三维立体模型。
参考文献
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［2］谢建华，陶红，李培铮.开发WEBGIS的一种新技术——ArcIMS技术［J］.地球信息科学，2003，（3）.
［3］陈蓓青，利用ARCIMS和网络技术开发长江中下游防汛调度信息系统［N］，《长江科学院院报》,2003,(3).［4］张正兰，刘耀东，张明，基于ArcIMS的WebGIS系统开发［N］.《河南大学学报（自然科学版）》,2004.
