基于ArcGIS的长春工程学院湖东校区地理信息系统方案课程设计.docx
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基于ArcGIS的长春工程学院湖东校区地理信息系统方案课程设计
CHANGCHUNINSTITUTEOFTECHNOLOGY
长春工程学院
勘查与测绘工程学院
课程设计
基于ArcGIS的长春工程学院湖东校区
地理信息系统设计
姓名：
专业：
测绘工程
班级：
测绘
指导教师：
职称：
年月日
长春工程学院勘查与测绘工程学院
地理信息系统课程设计评分表
班级：
学号：
姓名：
项目
比例
评价标准
得分
出勤情况
10%
缺勤一次扣2分，扣满为止（10分）
口头答辩成绩
20%
回答问题是否准确，思路是否扼要清晰。
（20分）
电子成果
30%
成果整理是否清晰，命名是否规范，地理数据是否完整；数据库设计是否完整、合理、规范，是否存在拓扑错误（30分）
报告
40%
报告内容结构是否完整、全面、合理，论证是否充分，方案是否合理，层次是否清楚，结论是否严谨；设计计算及图表表达是否正确，表述是否精练，思路是否清晰，图文是否工整、规范，技术用语是否准确，格式是否规范。
（40分）
总分
评分教师：
2015年1月日
1引言
课程设计的来源
地理信息系统课程设计是在完成地理信息系统的课堂教学后进行的，通过学生在课堂上所学到的知识进行课程设计。
课程设计目的
地理信息系统课程设计的目的是加深学生对地理信息系统基本概念、基本原理的理解，提高学生的地理信息系统的理论水平和分析问题、解决问题能力以及编写实习报告的能力。
并且锻炼学生使用软件进行成图以及进行相关的分析能力。
课程设计要求
利用流行GIS软件进行数据采集，存储地理数据。
建立较完整的基于GIS平台软件的一个小型地理信息系统。
课程设计应解决的主要问题
应用软件描绘出长春工程学院东校区地形图并对图形进行各种处理
课程设计时间
时间：
2015年12月20日到2015年12月31日
地理信息系统概述
概念
地理信息系统（GeographicInformationSystem或Geo－Informationsystem，GIS）有时又称为“地学信息系统”或“资源与环境信息系统”。
它是一种特定的十分重要的空间信息系统。
它是在计算机硬、软件系统支持下，对整个或部分地球表层（包括大气层）空间中的有关地理分布数据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述的技术系统。
组成
地理信息系统包括硬件设备和软件系统两大部分。
地理信息系统主要硬件设备有：
①数据采集装置，有各种类型的数字化仪；
②人机图形交互装置，可采用高分辨率的彩色图形显示器和输入部件；
③中央处理装置，通常使用不同类型的数字计算机；
④数据存储设备，作为计算机的外存设备，主要是大容量的磁盘和磁带机；
⑤图形输出设备，有矢量式或光栅式绘图机、静电式符号打印设备等。
地理信息系统软件分为系统软件和应用软件。
系统软件包括计算机系统提供的操作系统、语言编译系统、数据库管理系统和数学库，还有数字化操作软件、基本的显示绘图软件等。
应用软件范围广泛，功能多样，如处理多边形信息和网格信息的各种程序、多元统计分析程序、各种地理分析程序以及应用绘图程序等。
发展空间
许多学科受益于地理信息系统技术。
活跃的地理信息系统市场导致了GIS组件的硬件和软件的低成本和持续改进。
这些发展反过来导致这项技术在科学、政府、企业和产业等方面更广泛的应用，应用包括房地产、公共卫生、犯罪地图、国防、可持续发展、自然资源、景观建筑、考古学、社区规划、运输和物流。
地理信息系统也分化出定位服务（LBS）。
LBS使用GPS通过所在地与固定基站的关系用移动设备显示其位置（最近的餐厅,加油站,消防栓）,移动设备（朋友,孩子,一辆警车）或回传他们的位置到一个中央服务器显示或作其他处理。
随着GPS功能与日益强大的移动电子（手机、pda、笔记本电脑）整合，这些服务继续发展。
行业概况
作为数字地理信息系统行业领军者的北京傲唯刃道科技有限公司认为：
供求关系是一个地理信息系统行业能否快速发展的前提。
目前来看，市场需求是很大的，而供应方面却略显不足，尤其是拥有核心知识产权，专利产品及服务质量过硬的企业并不多，行业整体缺乏品牌效应。
在需求旺盛的阶段，行业需求巨大，发展前景好，这是毋庸置疑的。
傲唯刃道号召业内企业共同努力，尤其需要发挥尽善尽美的研发精神，进一步提高研发技艺，降低成本，真正解决客户的实际困难，严把质量关，提供最可靠的产品及服务。
指导思想
地理信息系统地理信息系统是一门综合性的应用学科，它对于学生的地理科学及信息科学、计算机科学基础要求比较高。
同时，地理信息系统目前发展非常迅速，应用越来越广泛，因而尽管本课程是一门基础课程，其内容的更新速度确实非常迅速的。
结合这些特点，基于课程目的和课程定位，本课程建设的基本指导思想是：
第一：
坚持理论与实践相结合。
本课程作为本科生的入门课程，对相关的基础概念、基础知识及基本原理需要进行充分、翔实的讲解，使学生牢固的予以掌握
第二：
坚持基础理论体系与最新进展相结合。
本课程讲授地理信息系统的完整的理论体系与框架，以便为学生的后续学习研究打好基础。
第三：
坚持个性化教育的原则。
地理信息系统是一个交叉学科，需要的专业背景知识较多，包括地理科学、信息科学及计算机科学等，同时其应用方向又非常广泛。
第四：
积极运用新型的教学手段。
针对课程中的重点与难点，本课程积极采用文字、图片、视频、动画等新型教学手段，以提高课程的趣味性，提高学生的参与程度，帮助学生进行理解和记忆。
由于地理信息系统本身就是软件系统，因而课堂教学讲授中还采用了现场操作、现场演示的教学方法，并大力鼓励学生走上讲台进行操作，大大提高了学生的参与程度。
2校园地理信息系统研究现状
随着地理信息系统（GIS）技术、网络技术的快速发展,数字城市、数字小区、数字校园的建设有了显著的成果。
数字校园系统的研究与开发对提高校园管理水平有着重要意义。
在探讨了GIS国内外现状和发展趋势的基础上,研究了ArcGIS的概念和特点、体系结构、实现形式,同时对ArcGIS的发展、实现技术以及开发平台等重要技术特征进行系统的分析和比较。
通过需求分析和功能分析,确定校园地理信息系统的主要功能:
数据的存储与更新功能,信息检索、查询与分析功能,空间信息可视化功能,空间信息共享功能等。
数据的规范通过数据编码来实现,根据一定的组织原则对数据格式进行了统一,并设计出了相应的校园地理信息系统空间数据库。
论文探讨了基于地图服务器的具体实现技术方案,详细的论述了系统的运行环境和体系结构以及ArcGIS的工作原理,在收集了现有校园的地理数据的基础上,矢量化了各种校园地理图件,并建立了数据库来存储空间数据库和属性数据数据,实现基于ArcIMS平台的校园地理信息系统。
论文取得的主要成果包括:
研究建立了校园地理信息系统的领域模型、系统架构和结构设计;建立了通用的校园地理信息分类编码模型和数据组织模型;实现了大学校园地理信息系统实例,提供了高效率的数字化校园管理平台。
3长春工程学院湖东校区地理信息系统设计
系统分析：
本系统的观点时间里一个长春工程学院湖东校区地理信息系统，通过对校园整体情况的分析，综合校园实地的基础与资料情况，针对本次课程设计我们提出了一些方法，例如，建立一个简单地校园地理信息数据库，运用本学期学习的ArcGIS软件进行处理和编辑。
主要是对长春工程学院湖东校区的校区概况进行分析调查，综合实地情况进行的设计。
本次调查需求的主要内容有一下几点：
建库数据的来源与测绘12级在大二数字化测图实习中的测图成果。
获取数据的主要内容包括：
校区内的各种建筑物、各种地物（路面、操场、草坪）。
本次实践主要是为了为长春工程学院湖东校区的学生提供一些校区详细信息，为了学校的发展提供一定的基础。
本次实践所获取的数据资料质量合格，完全能够适应本次实践，能建立一个合格长春工程学院湖东校区地理信息数据库。
可行性分析：
（a）数据库仅对本校学生有一定的认识作用，经济效益不明显，如果面向社会只能起到一个简单的演示作用。
（b）本次实践都是我们自己通过所学习的知识进行的数据处理和建库，完全能够保证完成后任务的质量。
（c）技术上的关键问题在于，如何对学校进行建库、属性的建立、拓扑关系的确定，以及影像的校正等。
解决的计划主要是通过询问老师以及查询相关的辅导教材。
解决的计划较为成功，大多数问题通过这些方法都已基本的得到了改善的完善。
（d）本次实践获取的数据资料有以下：
一份校区cass数字化地形图
一份校区正射影像图
（e）软件系统和开发能力只能保证数据库中现有的一些查询能力，但为了以后的有效补充分别在个各种查询中留有备用，以便为以后的进一步优化提供空间，但是开发能力可以完成系统的各项要求。
（f）所提供的经费能有余地地保证任务完成及新系统产生效益估计。
（g）任务的实践计划表合理并有适度的余量。
系统设计
总体设计
本次数据库的建立主要是满足同学对于本校大体情况的查询，目标是让本校同学能够在最短的时间和最简单直观的方法快速了解学校的情况。
数据库的总体结构是首先建立一个长春工程学院地理信息数据库，其次在数据库的基础上添加属性类，在进行地物的描绘工作，本次实践选用的ArcGIS。
本次实践设计的系统功能有：
查询功能缓冲区建立拓扑的建立
3.详细细化
该系统的查询功能建立初期应先建立一个长春工程学院数据库，然后在库中建立如下要素类：
体育场、围栏、宿舍楼、教学楼、杂物楼、石砖路、草坪、路灯、道路、食堂等。
表1体育场要素类属性字段设计
字段名
数据类型
别名
OBJECTID
对象ID
体育场
name
文本
名字
面积
短整型
面积
备注
文本
备注
学号
长整型
学号
SHAPE-Length
双精度型
长度
SHAPE-Area
双精度型
面积
用途
文本
用途
表2电线要素类属性字段设计
字段名
数据类型
别名
OBJECTID
对象ID
电线
name
文本
名字
SHAPE-Length
双精度型
长度
备注
文本
备注
学号
短整型
学号
长度
短整型
长度
表3宿舍楼要素类属性字段设计
字段名
数据类型
别名
OBJECTID
对象ID
宿舍楼
name
文本
名字
结构
文本
结构
备注
文本
备注
学号
短整型
学号
SHAPE-Length
双精度型
长度
SHAPE-Area
双精度型
面积
房间数
短整型
房间数
表4教学楼要素类属性字段设计
字段名
数据类型
别名
OBJECTID
对象ID
教学楼
name
文本
名字
房间数
短整型
房间数
备注
文本
备注
学号
短整型
学号
结构
文本
结构
SHAPE-Length
双精度型
长度
SHAPE-Area
双精度型
面积
表5行树要素类属性字段设计
字段名
数据类型
别名
OBJECTID
对象ID
行树
name
文本
名字
树种
文本
树种
备注
文本
备注
学号
短整型
学号
SHAPE-Length
双精度型
长度
棵树
短整型
棵树
表6石砖路要素类属性字段设计
字段名
数据类型
别名
OBJECTID
对
升级会员 