gis课程设计基于GIS的校园多媒体查询系统设计.docx

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gis课程设计基于GIS的校园多媒体查询系统设计

重庆交通大学

学生实验报告

实验课程名称GIS设计与实现

开课实验室仿真实验室

学院河海年级08级专业班08地信1班

学生姓名学号08260117

开课时间2012至2013学年第2学期

总成绩

教师签名

目录

一、系统设计背景与目标3

（一）、技术背景3

（二）、设计目标3

二、设计原则与设计方法4

（一）、设计原则：

4

（二）、设计方法：

4

三、需求分析（系统定义）5

四、系统设计6

（一）系统结构体系6

（二）、模块设计7

五、数据库设计8

（一）概念设计：

8

（二）逻辑设计9

（三）物理设计11

六、系统实施计划11

七、实习心得12

基于GIS的校园多媒体查询系统设计

一、系统设计背景与目标

（一）、技术背景

GIS地理信息系统（GeographicInformationSystem,简称GIS）是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供管理、决策等所需信息的技术系统。

GIS具有空间数据的获取、存储、显示、编辑、处理、分析、输出和应用等功能;GIS具有一定结构和功能，是一个完整的系统；GIS是一个基于数据库管理系统（DBMS）的分析和管理空间对象的信息系统，以地理空间数据为操作对象是地理信息系统与其它信息系统的根本区别。

地理信息系统作为获取、存储、分析和管理地理空间数据的重要工具、技术和学科，近年来得到了广泛关注和迅猛发展。

多媒体技术是使用计算机交互式综合技术和数字通信网络技术处理多种表示媒体——文本、图形、图像、视频和声音，使多种信息建立逻辑连接，集成为一个交互式系统。

GIS技术与多媒体技术的结合，适用于校园信息查询系统的设计

（二）、设计目标

设计总体目标：

设计“基于GIS的校园多媒体查询系统设计”。

设计详细目标：

1、该系统内容涵盖学生及教师基本信息、道路及道路基本信息、建筑基本信息、校园特殊标记的空间数据组织；

2、该系统要求以校园电子地图为底图，采用GIS等专业技术，需要建立空间数据库和属性数据库；

3、该系统能够实现校园分期基建工程计划中基建管理信息的快速查询、统计、分析、输出、演示等功能；

3、该系统能够为校园后勤、基建维修等工作提供有效的管理信息；

4、该系统能够进行扩展和升级，用于将来校园教学管理等信息管理，并为建立校园WebGIS建立理论和信息基础；

5、该系统能够对显示在地图窗口中的地图进行放大、缩小、漫游、计算直线距离等地图操作和恢复全视图等操作,便于用户快速直观全面地了解校园的地理环境信息。

6、该系统能够对地图中的对象点击,以查询和浏览相应地图图层的对象的信息,并以图片、图像、声音、文字等多媒体表达形式展示用户查询的信息。

二、设计原则与设计方法

（一）、设计原则：

1）、标准化：

基本符合GIS的基本要求和标准，符合现有的国家标准和行业规范；

2）、先进性：

硬件设备的先进性；软件设计的先进性；技术方法的先进性；管理手段的先进性；

3）、兼容性：

实现与不同数据库之间的数据共享；

4）、高效率：

具有高效率的学生及教师，道路及道路基本情况，主要建筑物基本属性等信息的查询；

5）、可靠性：

保证各数据及系统正常运行以及系统运行结果的正确性；

6）、通用性：

系统数据组织灵活，可以满足不同分析及查询的需求。

（二）、设计方法：

1）总体思路：

从系统设计的角度,分析地理信息系统技术、多媒体技术在校园多媒体查询系统中应用的可行性,采用面向对象分析方法构建基于GIS的校园多媒体查询系统。

2）具体方法：

利用Delphi7.0、MapX5.0和SQLServer2003等软件工具实现了校园多媒体查询系统的空间信息和属性信息的存储、可视化查询、修改和分析。

三、需求分析（系统定义）

明确学校多媒体查询系统的具体要求，摸清各种信息查询的具体流程，逻辑关系，收集相关的数据资料，表格及文本，并对这些数据信息进行分析处理，制定面向对象现实世界的系统模型，绘制出校园多媒体查询系统流程图及各实体之间的E-R图，为校园多媒体查询系统设计做好前准备工作。

系统的功能包括：

1）该系统包括道路及道路基本信息、建筑基本信息、校园特殊标记等空间信息；

2）该系统空间查询基本功能包括：

A、目标定位；

B、根据类的关键字，查询类的属性信息，如根据学生学号，查出学生所属学院、专业、班级、居住地点、政治面貌等等一系列属性信息，如根据宗地编号，可以查询宗地的名称、用途、面积、功能、权属等等信息；

C、不能够更改所查询的目标信息；

3）该系统可查询学生、教师、专业、院系等相关的基本信息；

4）该系统能实现图文互查；

5）该系统能够实现以管理员身份更新、扩展信息，游客不能够任意更改信息；

6）该系统能够拥有网络安全设置，能够限定查询用户等；

7）系统界面友好，操作简单。

系统要有良好的人机交互界面，界面风格应符合查询人员及管理人员心理等特点，按查询及管理工作环节来进行系统界面的布局。

功能设计无论是文本部分还是图形部分都是从实用的角度出发，做到形象直观，操作方便。

操作流程应尽可能地简单实用，尽量把复杂的功能要简化，并提供完善的联机帮助；

8）系统稳定。

系统具有一定的容错和纠错功能；

9）系统效率。

系统具有较高的运行效率。

四、系统设计

（一）系统结构体系

系统基本情况:

平台用户层、核心功能层、数据资源管理层以及硬件资源层。

用户层分为一般学生、路人、老师、内部人员、各级领导三类；核心功能层即为系统的功能模块；数据资源管理层完成空间数据库、属性数据库、地名数据库以及图像数据库的管理；硬件资源层为校园网平台。

如图：

用户的访问过程。

（二）、模块设计

在校园多媒体查询系统的功能模块设计中，从信息系统的基本功能来看，该系统应具备空间信息（学生、老师、道路及建筑物）基本信息数据的采集、存储、分析、查询、输出（表格、地图）、传输和管理等功能；对学校地图进行浏览，对空间信息进行空间信息查询和空间分析；

该系统设计了五个功能模块，分别是：

电子地图模块：

提供基本的电子地图浏览功能，通过校园鸟瞰，整体浏览以及校区内部具体房间的空间形状三级描述，可以以无缝衔接的方式显示出来，也可以通过用户的双击查看相对应的下一级地图。

检索查询模块：

提供了图文双向查询检索功能，可以将各种输入的空间信息，如电网、道路、建筑边界等以不同的颜色和图案显示在屏幕上，也可以移动光标到查询点或区域，将相关的描述信息列表出来。

工程管理模块：

包括进度文档管理、工作文档管理、工程文档管理、设计文档管理等方面。

空间信息模块：

发布模块提供空间信息录入、编辑和修改的功能模块，通过实现全校园内的信息的实时更新。

权限设置模块：

允许系统管理员修改、更新系统信息，维护系统功能，允许特定用户访问该系统，对游客设置访问权限。

五、数据库设计

（一）概念设计：

A、学生、教师、专业、院系等相关的基本信息运用管理信息系统的方法设计。

如图，为基于GIS的校园多媒体查询系统下一个子系统——学生课表信息查询系统的E-R模型，

B、对校园内道路基本信息、建筑基本信息、校园特殊标记等的设计采用E-R模型。

主要是“实体—联系模型”的设计，即E-R模型，包括实体、联系、属性，大体分为两种类型——

①局部E-R模型：

道路网：

道路——起点、名称、编号、类型、长度、道路中心线、终点、其它

建筑物：

教学楼、宿舍楼、小卖部、报亭、图书馆、游泳馆、体育馆、标志性建筑物——类型、位置、编号、面积、容人量、层数、功能、其它

绿化物：

树、花坛、草坪、灌木——类型、名称、位置、面积、、其它

②全局的E-R模型：

重庆交通大学——道路网、建筑物、绿化物——类型、位置、面积、功能、其它，如图：

该模型为道路及道路基本信息、建筑及其基本信息、独立地物及其基本信息的E-R模型图。

（二）逻辑设计

关系模型的建立。

确定E-R模型中各类实体之间的联系类型，如——

①M：

N——将两个实体建立独立的关系模式，按照“实体—关系”的方式建立，例如：

“教室—属性”（类型、位置、编号、面积、容人量、层数、功能、其它），确立实体的唯一识别符，此处编号最为恰当；将实体间联系也转换为相应的关系模式，按照“关系—属性”的模式，该类属性包括该联系的所有属性，例如，确定路段—道路之间的“组成”关系，规定其关系的属性，建立“组成关系—属性”。

②1：

N——将两个实体建立独立的关系模式，并在联系的N端的实体对应的关系模式中加入属性，特别的，将联系作为一个属性加入其中，例如，“道路—道路类型”。

③1:

1——将联系的两个实体建立独立的关系模式，在这个关系模式中的任何一个之中加入属性：

另一个关系模式的键，以及联系的非主码的属性。

如图：

为基于GIS的校园多媒体查询系统下一个子系统——学生课表信息查询系统的逻辑模型，

（三）物理设计

1、以校园电子地图为底图，根据GIS等专业技术理论，运用ArcGIS、MapGIS等专业软件，建立重庆交通大学实体模型，加载空间数据和属性数据；

2、运用Delphi7.0、MapX5.0、SQLServer2003软件等建立各个模块，如图，为为基于GIS的校园多媒体查询系统下一个子系统——学生课表信息查询系统的物理模型；

3、设置软件接口，使各个子系统和软件模块连接成“基于GIS的校园多媒体查询系统”。

六、系统实施计划

1、准备阶段：

资料收集与数据分析；

2、制定系统流程图，可用Project软件中甘特图表示该项目流程；

3、对系统进行需求分析、概念设计、逻辑设计、物理设计；

4、系统在内部人员初步试运行；

5、系统检验、调试、完善，多次重复；

6、系统正式运行。

七、实习心得

1、地理信息系统是一种基于空间数据库的空间信息处理与分析技术,已被广泛应用于市政、交通、电信、军事和旅游等领域,具有极其广泛的应用前景,从地理关系的角度分析和解决与地理信息有关的问题往往会得到意想不到的效果。

2、校园环境具有和地理位置极其密切的关系,校园的楼宇分布、草地雕塑的位置、校内道路信息等都基于相应的地理坐标,具有地理位置的确定性。

3、通过建立校园环境的GIS模型,利用GIS管理空间数据的功能,在一张校园电子地图上集成极其丰富的空间、非空间（属性）信息;

4、以电子地图为依托,把校园环境信息以图像、图片、声音、文字等媒体形式展示在用户面前;

5、利用GIS的空间查询、统计和分析功能,实现用户从属性到地图和从地图到属性的双向查询和浏览,并为用户提供相应的统计数据和诸如最短路径选择等分析工具

6、根据系统所面向的用户为想了解学校地理环境信息和校园各种软硬件设施信息的校园来访者和新生,我们在系统设计时,利用GIS技术提高系统的可视化程度和地理分析功能,利用多媒体技术丰富演示的形式和内容。

7、因面向的用户可能不熟悉这种和地图结合的浏览查询方式,所以界面设计以最常用的菜单和工具条的形式来驱动任务,把异构的平台和智能化的功能内核,集成于用户化的界面中,模糊了GIS的一些专业知识和概念,更方便一般用户的使用。