基于Google Map API的校园电子地图.docx
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基于GoogleMapAPI的校园电子地图
滨江学院
学年论文
题目基于GoogleMapAPI的校园电子地图
院系计算机系
专业软件工程
学生姓名
学号
指导教师
职称
二Ｏ一四年十一月五日
声明
本人郑重声明：
1、持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。
2、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果。
3、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。
4、本论文中除引文和致谢的内容外，没有抄袭其他人或其他机构已经发表或撰写过的研究成果。
5、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了谢意。
作者签名：
日期：
目 录
1引言1
1.1研究背景1
1.2研究目的1
2需求分析1
2.1目标1
2.2功能需求1
2.3数据需求2
3开发环境及开发工具介绍2
3.1GoogleMapAPI2
3.2ArcGIS相关软件介绍3
3.2.1ArcGISDesktop3
3.2.2ArcGISServer3
3.3IIS服务器3
3.4SQLServer20084
4系统设计4
4.1概要设计4
4.1.1系统数据流程设计4
4.1.2系统功能模块图4
4.2详细设计5
5系统数据库设计8
5.1数据库概念设计8
5.2逻辑设计9
6结束语9
参考文献10
致谢10
基于GoogleMapAPI的校园电子地图开发
南京信息工程大学滨江学院计算机系，江苏南京210044
摘要：
随着计算机、计算机网络的普及和全国各大院校的校园网络的日益完善，校园规模越来越大，学校的设施越来越，环境越来越好。
但是网络信息的普及，各种应用的便利，为了快速获取校园的地理信息，为了规划，管理校园提供详细的数据，有必要开发一个基于GoogleMapAPI的校园电子地图。
本系统以GoogleMaps以及ArcGIS为基础，以GoogleMap为底图，同时在底图上通过ArcMap自己制作的校园地图。
利用GoogleMap提供的编程接口、以及ArcGIS提供的针对GoogleMap的扩展编程接口，实现地图信息的基本浏览功能。
服务器端脚本解释语言主要采用的是javascript，以及基于javascript编写的类库语言包jquery、dojo。
地图信息的发布通过IISWeb服务器。
信息的管理使用ArcGIS自带的SQLServer2008数据库管理系统。
该系统支持用户任意时间、地点通过学校内部网络或广域网来进行操作。
以实现校园地理信息的浏览、查询；路径规划；面积、距离测量功能。
关键字：
GoogleMapAPI；校园电子地图；ArcGIS
DigitalCampusMapPublishingBasedOnGoogleMapAPI
DepartmnetofComputer，BinjiangCollege，NUIST，Nanjing210044，China
Abstract:
Withthepopularityofcomputerandcomputernetwork,alsothecampusnetwork’sincreasingandperfectofallthecollegesanduniversities.Withthemergingandexpansion,schoolscaleisbiggerandbiggerandmanyinstitutionsscattered.Itisnecessarytodevelopelectronicmapbasedoncampusgeographicinformation.
ThissystemisbasedonGoogleMapsandArcGIS.It’sbasedmapisGoogleMaps.Atthesametime,thecampusmapwhichwascreatedbyArcMapsoftwarewasoverlayedontheGoogleMapstomakeyourownMapofcampusmoreparticular.UsingtheprogramminginterfaceprovidedbyGoogle,andextensionprogramminginterfaceforGoogleMapprovidedbyArcGIS.ItcanrealizethebasicbrowsingcapabilitiesofMapinformation.Server-sidescriptingmainlyusestheJavascriptlanguage,andJquery,DojothelibrarieswrittenwiththeJavascriptlanguagepack.MapinformationreleasedthroughtheIISWebserver.InformationmanagementusingtheSQLServer2008databasemanagementsystem.Thissystemsupportusersatanytimeandplacethroughtheschoolinternalnetworkorwideareanetworktooperate.Inordertorealizethecampusgeographicinformationbrowsing,inquiry;Pathplanning;Areaanddistancemeasurementfunction
Keywords:
GoogleMapAPI;Digitalcampusmap;ArcGIS
1引言
1.1研究背景
随着计算机、计算机网络的普及和全国各大院校的校园网络的日益完善，校园规模越来越大，学校的设施越来越，环境越来越好。
但是网络信息的普及，各种应用的便利，为了快速获取校园的地理信息，为了规划，管理校园提供详细的数据，有必要开发一个基于GoogleMapAPI的校园电子地图。
1.2研究目的
GoogleMap与GoogleEarth使地理信息服务立刻大众化，它让原本专业性很强的传统WebGIS服务成为一种大众信息服务。
目前的Google地图服务还不能算严格意义上的WebGIS服务，但Google地图正在积极向这个方向发展。
Google地图可显示地图图像、以及卫星图像，可实现全球地理位置搜索、分类信息获取、交通状况查询、行车路线、街景图像和三维模型显示的功能，在此基础上Google还提供了基于JavaScript技术的API接口，用户可通过这一接口对GoogleMap进行二次开发。
本文利用GoogleMapAPI对Google地图进行二次开发，设计并实现校园电子地图服务系统，并对其中的关键技术进行探讨。
2需求分析
2.1目标
1）便利的界面操作性能，系统交互性强，系统安全性高，显示信息详细，信息显示速度快。
2）实现建筑的浏览、搜索、建筑物的平面展示、建筑物的详细信息展示。
3）面积测量、距离测量、最短路线规划。
2.2功能需求
本系统面向所有的的浏览用户，主要完成以下功能：
1）显示主要建筑；
2）查询路程讯息；
3）地点信息查询显示；
4）快速定位；
5）地图的放大、缩小、平移；
6）面积测量、距离测量、最短路线规划。
2.3数据需求
建筑物信息数据字典如表1所示：
表1建筑物信息数据字典
名字：
建筑物信息
别名：
Building
描述：
建筑物的相关信息
定义：
建筑物信息=建筑物id+建筑物名称+建筑物图片地址+建筑物面积+建筑物中心经度+建筑物中心纬度
位置：
存于数据库，在查询、显示时应用
绿化带信息数据字典如表2所示：
表2绿化带信息数据字典
名字：
绿化带信息
别名：
Green
描述：
绿化带的相关信息
定义：
绿化带信息=绿化带id+绿化带名称+绿化带图片地址+绿化带面积+绿化带中心经度别+绿化带中心纬度
位置：
存于数据库，在查询、显示时应用
3开发环境及开发工具介绍
3.1GoogleMapAPI
GoogleMapAPI除了帮助开发者将地图嵌入到Web应用中之外，还允许开发者利用JavaScript脚本进行应用开发拓展，给地图添加标注和路径及其他图层覆盖物，或者响应用户的点击动作，并显示包含内容信息在内的气泡提示窗口。
通过GoogleMap为开发者提供的地图API，可以开发出各种各样有趣的地图Mash-up应用，还可以将不同地图图层加载到应用中，如卫星影像、根据海拔高度绘制的高山和植被地形图、街道视图等，从而帮助开发者打造个性化的地图应用站点。
Google地图API是一种通过JavaScript将Google地图嵌入到您的网页的API。
该API提供了大量实用工具用以处理地图,并通过各种服务向地图添加内容，从而使您能够在您的网站上创建功能全面的地图应用程序。
地图API是一项免费的服务，任何非盈利性网站均可使用。
3.2ArcGIS相关软件介绍
ArcGIS是美国环境系统研究所开发的GIS软件，是一个统一的地理信息系统平台，由数据服务器ArcSDE及4个基础框架组成：
桌面软件Desktop、服务器GIS、嵌入式GIS和移动GIS。
3.2.1ArcGISDesktop
桌面客户端产品主要包括ArcInfo、ArcEditor、ArcView、ArcReader和基于ArcGISEngine组件二次开发的产品。
是用户创建、编辑、设计和使用地理信息的主要应用程序。
每个产品不再叙述，这里主要用到其桌面应用：
ArcCatalog、ArcMap和ArcToolBox。
ArcCatalog：
主要用于空间数据浏览、Geodatabase结构定义、空间数据导入导出、网络模型生成、对象关系和规则的定义、元数据的定义和编辑修改等。
ArcMap：
这里主要将CAD的空间数据导入然后进行编辑制作地图，其全面支持空间数据的可视化交互操作，可以随心所欲的生成任意复杂的点线面符号。
可以制作很多建筑地貌信息效果，支持3D渲染。
ArcToolBox：
主要进行空间数据格式转换、叠加处理、空间分析、坐标转换。
软件安装不再详述。
3.2.2ArcGISServer
ArcGISServer是一个分布式的系统，为创建和管理给予服务器的GIS应用提供了一个高效的框架平台。
这里主要用于地图的发布，以实现网页调用、图层的分层显示、地图上各要素的查询。
软件安装不再详述。
这里简述服务器用户权限配置。
ArcGISServer安装完成后管理组账户、两个本地组账户会被自动创建，其中Agsadmin应包含所有的管理server的账户，Agsuuers应包含所有将访问serverobject是的账户。
打开计算机管理中的本地用户和组，确保Administrators组中包含：
Administrato，ArcGISSOC，ArcGISSOM，ArcGISWebServices用户；agsusers组中包含：
Administrator，ArcGISSOC，ArcGISWebServices及本机用户；agsadmin组中包含：
Administrato，ArcGISSOM，ArcGISWebServices及本机用户。
3.3IIS服务器
IIS是InternetInformationServices（互联网信息服务）的简称，主要用于网站解析。
虽然对于静态网站不需特定的服务器就能打开，但是测试时发现对于一些网络地址及本地文件不能正确打开，无法使用文件绝对及相对地址，需要IIS进行解析。
同时对于ArcGISServer地图服务器也需要事先安装IIS才能正确运行。
Windowsxp及以后系统默认已经集成了IIS，只是默认情况下没有安装打开。
需要请进入“控制面板”，“添加/删除程序→添加/删除Windows组件”，选择“Internet信息服务（IIS）”。
然后在“管理工具→Internet信息服务”中对其进行启动、停止等操作。
3.4SQLServer2008
SQLServer2008是一个重大的产品版本，它推出了许多新的特性和关键的改进，使得它成为至今为止的最强大和最全面的SQLServer版本。
在现今数据的世界里，公司要获得成功和不断发展，他们需要定位主要的数据趋势的愿景。
微软的这个数据平台愿景帮助公司满足这些数据爆炸和下一代数据驱动应用程序的需求。
微软将继续投入和发展以下的关键领域来支持他们的数据平台愿景：
关键任务企业数据平台、动态开发、关系数据和商业智能.
4系统设计
4.1概要设计
4.1.1系统数据流程设计
本系统面向所有用户，无需登录，主要是实现地图的浏览功能。
基本任务只要是网页框架的设计，以及技术资料的搜集，功能的实现方式。
在功能上主要实现五大功能：
地图的放大、缩小、平移；地理位置的查询、显示，主要是建筑物的位置；地理位置距离的测量、面积的测量；还有校园路径的规划。
当中最主要的功能就是地理信息的显示与查询。
用户进入系统后，通过放大缩小可以非常直观的看到校园的地理位置信息，而且放大后可以很清楚的观看校园平面图，查找建筑位置。
由于google地图对于本校显示信息较少，基本没有建筑信息，仅有部分道路显示，整个校园都是空白的。
后来在指导老师的帮助下，知道了可以用ArcGIS软件进行地图的制作，或者图片的矢量转换。
因此前期逐渐完成基本功能的同时，主要进行地图的制作。
4.1.2系统功能模块图
根据需求分析阶段对地图基本浏览功能、搜索功能、面积、距离测量功能、最短路径规划功能的描述可以具体画出系统功能模块图。
如图1：
图1系统功能模块图
4.2详细设计
1）系统不涉及权限问题，所有浏览者都可以使用系统进行校园地图的浏览、搜索、查看。
对于地图放大、缩小、拖动，流程基本一样。
打开系统后即可进行操作。
地图基本浏览模块流程图如图2所示：
图2地图基本浏览模块流程图
2）对于地图搜索功能必须确定输入内容不为空时才继续查询，然后判断查询结果是否为空，不为空即查询成功。
搜索模块流程图如图3所示：
图3搜索模块流程图
3）面积测量、距离测量，对于两个功能设置开关状态参数，只有监听到允许后在底图上的测量操作才有效。
面积、距离测量模块流程图如图4所示：
图4面积、距离测量模块流程图
4）最短路径规划，由于监听的是鼠标右击，对于各个功能没有冲突，因此不设开关。
仅对起始点进行判断，只有选择起点之后才能选择终点，在起始点都存在的情况下才能进行最短路径规划。
最短路径算法采用的是A*算法，A*（A-Star）算法是一种静态路网中求解最短路最有效的直接搜索算法。
估计值与实际值越接近，估计函数取得就最好。
公式表达式为：
f（n）=g（n）+h（n）。
其中f（n）是从起始点经由节点n到目标点的估价函数，g（n）是状态空间中从初始节点到n节点的实际代价，h（n）是从n到目标节点最佳路径的估计代价。
保证找到最短路径（最优解）的条件，关键在于估价函数h（n）的选取：
估价值h（n）<=n到目标节点的距离实际值，这种情况下，搜索的点数多，搜索范围大，效率低。
但能得到最优解。
并且如果h（n）=d（n），即距离估计h（n）等于最短距离，那么搜索将严格沿着最短路径进行，此时的搜索效率是最高的。
如果估价值>实际值,搜索的点数少，搜索范围小，效率高，但不能保证得到最优解。
路径规划模块流程图如图5所示：
图5路径规划模块流程图
5系统数据库设计
5.1数据库概念设计
1）建筑物的属性主要包括：
名称，面积，建筑物Id，几何中心纬度，几何中心经度，图片地址。
建筑物E-R图如图6所示：
图6建筑物E-R图
2）绿化带的属性主要包括：
名称，面积，绿化带Id，几何中心纬度，几何中心经度，图片地址。
绿化带E-R图如图7所示：
图7绿化带E-R图
5.2逻辑设计
1）Building表，主要字段：
建筑物Id，建筑物名称，建筑物面积，图片地址，建筑物中心点纬度，建筑物中心点经度。
表3Building表
字段名
数据类型
长度
是否为空
说明
Id
long
10
是
建筑物Id
Name
string
10
是
建筑物名称
AREA
long
10
是
建筑物面积
Image_url
string
50
是
图片地址
Center_x
double
10
是
建筑物中心点经度
Center_y
double
10
是
建筑物中心点纬度
2）Green表，主要字段：
绿化带Id，绿化带名称，绿化带面积，图片地址，绿化带中心点经度，绿化带中心点纬度。
表4绿化带表
字段名
数据类型
长度
是否为空
说明
Id
long
10
是
绿化带Id
Name
string
10
是
绿化带名称
AREA
long
10
是
绿化带面积
Image_url
string
50
是
图片地址
Center_x
double
10
是
绿化带中心点经度
Center_y
double
10
是
绿化带中心点纬度
6结束语
到此，基于GoogleMapAPI的校园电子地图的需求分析、概要设计已经完成，详细设计也基本完成。
通过这次论文设计，我了解并熟悉了需求分析和概要设计的基本做法，做到了与软件工程学科理论知识与实践的结合。
同时我对这个校园电子地图的结构也有了更加清晰的认识，这样对我后期的系统的实现也帮助十分大。
现在发现以前在没有进行详细的需求分析的情况下做系统是不明智的，也发现了很多错误，许多不足的地方，以此为鉴，我相信我以后对项目的实现会更加的顺利。
参考文献
[1]董爽,李翔宇.《GoogleMapsAPI二次开发》.计算机光盘软件与应用,2010（03）
[2]陈海燕,刘珍.《基于GoogleMaps的地理信息标注系统的设计与实现》.湖南科技大学学报,2010（11）
[3]张海洋.《AJAX技术在GoogleMaps中的应用》.北京邮电大学计算机科学与技术学院,2010（11）
[4]陈育春.《GoogleMapsAPI开发大全》.北京：
机械工业出版社，2010
（1）
[5]汤国安,杨昕.《ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程》.北京：
科学出版社,2006
[6]何正国、杜鹃.《ArcGISServer从入门到精通》.北京：
人民邮电出版社,2010（6）
[7]池建.《精通ArcGIS地理信息系统》.北京：
清华大学出版社,2011
（2）
[8]刘光,唐大仕.《ArcGISServerJavascriptAPI开发GeoWeb2.0应用》.北京：
清华大学出版社,2010（7）
[9]江宽,垄小鹏.《GoogleAPI开发详解：
GoogleMaps与GoogleEarth双剑合璧（第二版）》.北京：
电子工业出版社,2010（6）
致谢
此次学年论文设计在宣文霞老师的悉心指导下完成，从课题选择、方案论证到具体设计和调试，无不凝聚着宣老师的心血和汗水，宣老师认真负责的工作态度，严谨的治学精神和深厚的理论水平都让我受益匪浅。
她无论在理论上还是在实践中，都给予我很大帮助，使我得到不少的提高，这对于我以后的学习有一种巨大的帮助，感谢她耐心的辅导。
在四年的本科学习和生活期间，各位任课老师的认真负责，使我能够很好的掌握和运用专业知识，并在设计中得以体现。
正是有了他们的悉心帮助和支持，才使我的毕业论文工作顺利完成，在此向南京信息工程大学计算机与软件学院的全体老师表示由衷的谢意，感谢他们四年来的辛勤栽培。
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