太原理工大学GIS工程实践生产实习实习报告.docx
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太原理工大学GIS工程实践生产实习实习报告
成绩：
《GIS工程实践生产实习》
校园地理信息系统
专业：
地理信息系统
班级：
地信1201
姓名：
指导教师：
隋刚苏巧梅
二〇一五年一月
1.实习目的
GIS工程实践生产实习是配合“GIS设计与实现”课程教学而开设的实践环节，目的是让学生深入理解GIS设计与实现课程中讲述的内容，熟悉GIS工程的基本内容和实施GIS应用工程的一般过程；提高学生应用GIS工具分析问题、解决问题的能力。
2.习题目描述和要求
要求：
1）通过对某一GIS行业应用进行系统分析，确定基本需求；
2）根据需求分析的结果设计相应的数据库，进行行业应用模型分析，描述相应功能实现的方法；
3）按着规定的格式书写课程设计报告。
题目描述：
随着由信息化、网络化、数字化和智能化综合发展的21世纪开始，整个社会的信息化工程日益突显，特别是作为国民经济和社会发展关键环节的城市信息化更是成为了一项战略性工作，城市信息化建设日益为各国、各城市所关注。
高线作为一个特殊的小社会，具有小城市的一般特性，因此有必要在校园信息化建设方面做进一步的开发和研究，为城市信息化做一些基础性及实验性的工作。
校园地理信息系统（CampusGeographicInformationSystem,以下简称CGIS）是城市地理信息系统的一个缩影，具有城市地理信息系统的特点和功能。
它用图形、图像数字信息来表现校园各种空间及属性要素，为用户提供各种校园信息的查询、检索和必要的空间分析、统计操作以及按不同用户要求输出相应的专题要素，为校园的发展预测、规划决策以及科学管理提供可靠依据。
该系统将成为校园新的信息源，任何与校园有关的信息都将给定位，并与空间数据联系起来。
用户将可以图文并茂的查询校园信息，而且获得最为直接的效果。
数字校园系统有很大的集成度，用户可以随时获得所需的信息，就如同置身于校园中一般。
它的建立和使用可以提高校园对外的知名度，给学校的各项工作都带来了很大方便，可为学校创造可观的社会效益。
3.实习报告内容
3.1需求分析：
GIS不仅是一门科学，更是一个技术系统，是以地理空间数据库为基础，采用地理模型分析方法，适时提供多种空间的和动态的地理信息，为地理研究和地理决策服务的计算机技术系统。
目前大多数GIS具有数据的获取、数据的处理、数据的管理、数据的查询与分析以及图形的显示等功能。
CGIS是GIS的一种类型，所以它不但具有GIS的基本功能还应具有其自身独特的功能。
CGIS是融计算机图形和数据库于一体，储存和处理属性信息和空间信息，满足校园管理、校园规划及师生对各种信息的查询等要求，同时借助其独有的空间分析功能和可视化表达进行各种辅助决策的一种高新技术。
往年，每届到校的新生总是需要花费很长来熟悉校园内的各个建筑设施，经常会出现上课找不到具体的教学楼，到餐厅就餐只知道一个餐厅，需要与后勤接触时找不到后勤管理处，以及学生家长到学校后找不到具体的学生宿舍等等情况。
以上种种情况对于一个新生和一个初次到校园的人来说都是一件令人烦扰的事情。
现在很多学校都有自己的校园地理信息系统，这个系统为新人进入学校提供了很大帮助。
在以上背景情况下，我想针对以上问题为本校做一个适合本校使用的地理信息系统。
该系统针对本校园的建筑设施数据进行模拟，使大家能够使用该系统进行粗略的空间查找和整体校园分析，从而得到一些帮助。
从校园管理者角度：
校园管理是校园后勤管理的一个重要方面，管理的内容非常广泛和丰富，从日常各类房屋的住用，教学楼的使用，到校园中各种道路的管理、校园的环境保护、绿化管理及各种设施管线的管理。
涉及到的管理信息有数据和图形，内容丰富多彩，形式多种多样。
并且校园各类数据更新比较频繁如校园基础设施建设、教职工流动、学生入学毕业等数据都需要及时更新。
所以这对CGIS产生了极大的需求。
校园管理的基本需求可归纳为：
1．图件档案的管理和及时更新。
2．校园及周边基础设施的管理。
3．教学场所（教室、图书馆、运动场等）的管理。
4．教学及生活服务设施的管理。
5．校园建设辅助规划等。
可见，系统功能应满足校园管理工作中的一些关于地理位置、地理图形以及地理数据和属性数据的查询、检索、统计和分析，实现图形和数据的无缝连接，
并可进行联合查询，同时还可以形成各种具有地理特性和相应属性的地图和分析报告及统计图表，还要能对信息进行及时更新，确保信息的准确性。
从校园规划者角度：
可以说校园是城市的一个缩影，校园的规划离不开城市规划原则的指导，城市规划中遇到的问题也正是校园规划所面临的。
从校园规划到施工都需要根据精确、一致以及可以随时取得的数据来制定有长远眼光的决策。
学校的扩招，校园的扩建必然带来诸如用地紧张、交通拥挤、环境污染等一系列棘手的校园问题。
这给校园的管理和规划提出了更新更高的要求。
而多年来校园规划工作面临的一个难题就是对现状信息的收集、分析、整理工作相当复杂而繁琐。
校园规划者便产生了以下需求：
1．校园现状信息的整体掌握。
2．校园的绿化，各类建筑，道路以及地下管道等的优化设计布局。
3．计算任意两实体之间的距离，以实现距离最短或时间最短等为目标的各种优化设计。
4．规划图的安全保存与显示。
5．通过分析校园现状、发展趋势和潜在能力等综合因素展现校园可能的前景等。
这就要求系统具有校园空间数据和属性数据的采集功能，叠加分析、缓冲
区分析、网络分析等空间分析功能以及图形的多种方式显示功能等。
从师生角度：
学生、教师是学校的主体，开发优质的功能齐全的校园地理信息系统，对他们的需求分析不容忽视。
信阳师范学院全日制在校学生达到近两万人，宿舍楼二十多座，教学楼、办公室、实验室布局分配也比较复杂，这些问题给教师对学生信息的了解及管理工作以及学生对老师办公室分配、教室资源信息的了解带来了极大的困难。
教师和学生的需求主要是对各种信息的获取，具体可分为：
1．办公楼信息。
要实现学校党政机关各部门位置及属性、各院系办公室位置及属性等查询显示功能。
2．教学楼信息。
要能够调用学校各教学楼层平面图及其教室的位置等信息，
实现教室资源信息的浏览、查询以及当前教室排课情况的查询功能。
3．实验室信息。
要能够显示各实验室的平面图以及各实验室的设备分布情况，实验人员、实验项目及实验的安排情况等各类信息的查询功能。
4．图书馆信息。
要能够显示图书馆各楼层平面图、图书馆工作人员信息、
书库藏书、学生自习室及阅览室信息等的查询功能。
5．学生宿舍信息。
显示学生宿舍楼基本信息及楼层平面图、各楼层宿舍的住宿人员情况、各宿舍电话号码信息
6．学生成绩信息。
显示学生不同学期的成绩及学生的姓名、学号、系别、住址等信息。
从游览者角度：
学校具有地域较广、环境优美、景观独特、文化氛围浓等特点，吸引了很多旅游者到此观光游览，这对提高学校的知名度，促进学校的全面发展将起到很大的作用。
所以，为了给游览者提供更优的服务，吸引更多的游览者，对游览者的需求分析也很重要。
游览者的需求主要有：
1．对校园整体布局格局的了解，包括各著名景点、餐厅等的位置。
2．对从一景点到另一景点的最短路径的选择。
3．对各路校园游览车经过哪些景点的了解。
这就要求系统具有校园地图的显示、放大、缩小、漫游等功能，校园旅游资源的图形信息与属性信息多种方式的查询功能，最短路径分析功能等。
3.2总体设计
设计目标：
校园地理信息系统主要是提供给在校新生及其他对校园设施不熟悉的人员使用，旨在利用该系统能迅速、准确地掌握校园建筑信息及分布提供便利。
该系统的设计目标主要为：
1．建立校园建筑资源库，对校园建筑信息进行有效管理，为校园建筑信息的查找管理等提供数据基础；
2．根据校园建筑资源要素众多，涉及面广等特点，提供多层次的数据输入方式；
3．在信息表现与可视化方面，提供多项信息表现与可视化功能；
4．提供多种信息输出方式，利于信息的广泛应用，增强信息查询的透明性。
设计原则
该校园地理信息系统在设计的时候遵循以下设计原则：
1．系统的科学性：
在系统的设计与开发中尽量采用新思想和新技术，同时在数据库设计、系统功能设计方面也重点考虑严格的数据质量，力求系统的科学性；
2．系统的原型性：
由于校园地理信息系统的开发与设计是一个开创性课题，对系统功能的定义只是模糊的或初步的设想，还需要不断地完善和提高；
3．系统的实用性：
数据库的建立和系统的开发应能满足需要该系统的人员对信息的查询，地图的操作，及相关辅助功能的实现，同时该系统系统结构简洁明了，操作方便、灵活，用户界面友好，便于相关人员的使用；
4．系统的可扩展性：
系统设计时要留有接口，随着GIS技术在校园地理信息系统中的不断深入应用，当开发出新的功能模块时不会要求现有功能模块做较大的改动，同时也不会影响整个系统功能的主体结构。
3.3数据库详细设计
按照学校的情况，将校园地理信息系统的数据库划分为空间数据库和属性数据库，分别为：
道路，教学设施，宿舍，食堂，体育设施，绿化带，背景图，标志性地点。
空间数据库：
主要是点，线，面图层。
属性数据库：
1.道路数据库结构：
道路数据库结构表
字段名称
字段类型
字段长度
小数位
ObjectID
整型
2
无
Shape
文本
5
无
编号
整型
5
无
道路长度
浮点型
5
3
道路宽度
浮点型
5
3
简介
文本
50
无
表1.1
2.教学设施数据库
教学设施数据库结构表
字段名称
字段类型
字段长度
小数位
ObjectID
整型
2
无
Shape
文本
5
无
名称
文本
10
无
层数
文本
10
无
所属学院
文本
10
无
用途
文本
10
无
简介
文本
50
无
表1.2
3.宿舍数据库
宿舍数据库结构表
字段名称
字段类型
字段长度
小数位
ObjectID
整型
2
无
Shape
文本
5
无
名称
文本
10
无
层数
文本
10
无
楼主
文本
10
无
电话
文本
11
无
所住专业学生
文本
10
无
简介
文本
50
无
表1.3
4.食堂数据库
食堂数据库结构
字段名称
字段类型
字段长度
小数位
ObjectID
整型
2
无
Shape
文本
5
无
食堂名称
文本
10
无
经理
文本
10
无
电话号码
文本
11
无
窗口数
整型
2
无
主要菜系
文本
10
无
简介
文本
50
无
表1.4
5.体育设施
体育设施结构
字段名称
字段类型
字段长度
小数位
ObjectID
整型
2
无
Shape
文本
5
无
名称
文本
10
无
占地面积
浮点型
10
3
开门时间
文本
10
关门时间
文本
10
主要用途
文本
50
简介
文本
50
表1.5
6.绿化带
绿化带结构图
字段名称
字段类型
字段长度
小数位
ObjectID
整型
2
无
Shape
文本
5
无
编号
文本
10
无
占地面积
浮点型
10
3
表1.6
7.背景
背景结构
字段名称
字段类型
字段长度
小数位
ObjectID
整型
2
无
Shape
文本
5
无
编号
文本
10
无
占地面积
浮点型
10
3
表1.7
8.标志性地点
标志性地点结构
字段名称
字段类型
字段长度
小数位
ObjectID
整型
2
无
Shape
文本
5
无
名称
文本
10
无
坐标
浮点型
12
3
简介
文本
50
无
表1.8
利用arcgis建立数据库：
1道路图层：
2.教学设施：
1.宿舍图层：
4.食堂图层：
5.体育设施：
6.绿化带：
7.背景：
3.4系统功能分析
1.界面分析
本系统界面包括菜单栏、工具栏、窗口显示栏和任务栏四大部分。
A菜单栏包括文件、操作、选择、注释、查询、工具、空间分析和帮助共八个菜单项，其中各菜单项内容如下：
文件菜单项包括：
新建地图文件、新建图层文件、打开地图文件、保存地图文
件、地图文件另存为、导出地图图形和退出系统等项目。
操作菜单项包括：
放大图形、缩小图形、图形中心显示、图形漫游和图形图层
控制等项目。
选择菜单项包括：
选择图元、矩形选择、圆形选择、多边形选择和取消选择等
项目。
注释菜单项包括：
文本标记、文本符号格式选择、图形标记和图形符号格式选
择等项目。
查询菜单项包括：
空间查询和点击查看地物图片等项目。
工具菜单项包括：
距离量算（包括量算起点到终点的直线距离和起点到终点的
距离总和）和面积量算等项目。
空间分析菜单项包括：
专题地图制作、清除专题地图，缓冲区制作和清除缓冲
区等项目。
帮助菜单项包括：
帮助主题和技术支持等项目
B工具栏
包括新建、打开、保存、放大、缩小、中心、漫游、图层控制、图元选择、
矩形选择、圆形选择、多边形选择、取消选择、文本标记、文本格式、符号标记、符号格式和帮助等常用菜单项。
C窗口栏
窗口栏包括距离量算和面积量算显示区域、图形显示区域、查找建筑物区域、结果显示区域和最短路径查询区域等区域。
D任务栏
任务栏主要用来显示当前图形的X,Y坐标值。
2.图形处理功能
实现与图形数据处理相关的显示、控制、编辑、管理等功能。
具体包括以下功能：
1.地图的放大、缩小、中心、漫游功能。
2.选择功能，用户可以通过点、矩形、圆形、多边形等多种方法对地图对象进行选择；
3.图形计算功能：
可提供距离量算、面积量算等空间计算功能。
3.空间数据编辑功能
为用户提供数据的编辑功能，当数据发生变化后，用户可根据实际情况进行修改。
主要功能包括：
1.图层管理功能：
用户可以增加、删除、编辑图层，并可以设置图层的显示、编辑、排序等属性；
2.文字和符号设计与图形修饰功能：
用户可以通过字符格式和符号格式选择，产生各种类型的字符和格式，对图形中的各个对象进行标注；
4.信息查询功能
提供空间信息和属性数据的查询功能，并将查询结果以图形和文字的方式提供给用户，包括以下功能：
1.建筑物查询：
用户可以通过输入建筑物名称，对空间对象进行模糊匹配选择查询和显示；
2.空间查询：
用户可以通过选择具体的建筑物名称对具体的空间对象进行选择查询和显示；
3.图像查询：
用户通过点击选择具体的空间对象进行显示该对象的实体图片。
由于时间原因及个人目前能力水平，该功能暂未完善。
5.建筑物管理功能
提供对校园内建筑物的管理和维护功能，包括：
1.建筑物管理功能：
可以查询显示建筑物的楼层信息，如建筑物层数、楼层高度、建筑物主要使用范围等；
通过选择查询和空间查询功能，可以查询显示建筑物的楼层信息。
建筑物主题地图功能：
可以根据建筑物的类别（如教学楼、餐厅楼）生成建筑物主题地图。
由于时间原因及个人目前能力水平，该功能暂未完善。
6.辅助管理功能
专题地图分析功能：
可以根据建筑物的类别（如教学楼、餐厅楼）生成建筑物专题地图，使用户能够直观地看出各种建筑物的类别；
缓冲区分析功能：
可以在选中的建筑、地块等周围建立一定宽度范围的缓冲区，查询并显示该范围内的建筑物、地块等物体，帮助管理人员进行规划设计；
路径分功能：
支持从校东门到校内各个建筑的最短路径查询。
4.结语
数字化校园管理信息系统是数字化城市的基础之一。
通过数字化校园管理信息系统的建立，可以有效地提高学校管理的现代化水平，提高基层管理工作效率的高速性和准确性，实现办公自动化的科学管理，有利于多种数据的统一和共享。
通过数字化校园管理信息系统的建立，可以为学校领导和各级基层管理部门及时、准确、详细、可靠地掌握有关校园内的各种教学、行政和管理的地理空间资源信息和数据提供有力的技术保障。
大学校园GIS地理信息系统的开发，是适应当前信息社会中高校教学管理计算机化的基础，也是建设“数字化校园”的初期工作在这方面本文所研究的内容还有很多地方需要随着校园网络建设的发展进一步的深入和完善。
参考文献：
信阳师范学院校园地理信息系统功能需求分析谢桂
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