gis課程設(shè)計--基于gis的校園多媒體查詢系統(tǒng)設(shè)計

1、<p><b>　　課程設(shè)計報告</b></p><p>　　課程名稱 地理信息系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)課程設(shè)計 </p><p>　　開課實驗室 </p><p>　　學(xué)院 年級 級 專業(yè)班 </p><p>　　學(xué)生姓名

2、 學(xué)號 </p><p>　　開課時間 2012 至 2013學(xué)年 第 二 學(xué)期</p><p><b>　　目錄</b></p><p><b>　　一、引言2</b></p><p>　　1.1 系統(tǒng)設(shè)計背景2</p><p>　　1.2 系統(tǒng)目標(biāo)2&

3、lt;/p><p>　　二、設(shè)計原則與設(shè)計方法3</p><p>　　2.1 設(shè)計原則3</p><p><b>　　2.2設(shè)計方法4</b></p><p>　　三、需求分析（系統(tǒng)定義）4</p><p>　　3.1系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)和方法4</p><p>　　3.2

4、現(xiàn)狀調(diào)查分析4</p><p><b>　　四、系統(tǒng)設(shè)計6</b></p><p>　　4.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)6</p><p>　　4.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計6</p><p><b>　　五、數(shù)據(jù)庫設(shè)計7</b></p><p>　　5.1 概念設(shè)計7</p&g

5、t;<p>　　5.2 邏輯模型9</p><p>　　5.3 物理設(shè)計10</p><p>　　六、系統(tǒng)實施計劃10</p><p><b>　　七、實習(xí)心得13</b></p><p>　　基于GIS的校園多媒體查詢系統(tǒng)設(shè)計</p><p><b>　　一、引言

6、</b></p><p>　　1.1 系統(tǒng)設(shè)計背景</p><p>　　地理信息系統(tǒng)是一門綜合性學(xué)科，結(jié)合地理學(xué)與地圖學(xué)以及遙感和計算機科學(xué)，已經(jīng)廣泛的應(yīng)用在不同的領(lǐng)域，是用于輸入、存儲、查詢、分析和顯示地理數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)，隨著GIS的發(fā)展，也有稱GIS為“地理信息科學(xué)”，近年來，也有稱GIS為"地理信息服務(wù)"。GIS是一種基于計算機的工具，它可以對空間信

7、息進行分析和處理（簡而言之，是對地球上存在的現(xiàn)象和發(fā)生的事件進行成圖和分析）。 GIS 技術(shù)把地圖這種獨特的視覺化效果和地理分析功能與一般的數(shù)據(jù)庫操作（例如查詢和統(tǒng)計分析等）集成在一起。GIS與其他信息系統(tǒng)最大的區(qū)別是對空間信息的存儲管理分析，從而使其在廣泛的公眾和個人企事業(yè)單位中解釋事件、預(yù)測結(jié)果、規(guī)劃戰(zhàn)略等中具有實用價值。</p><p>　　校園環(huán)境具有和地理位置極其密切的關(guān)系，校園的樓宇分布、草地雕塑的位

8、置、校內(nèi)道路信息等都基于相應(yīng)的地理坐標(biāo)，具有地理位置的確定性。通過建立校園環(huán)境的GIS模型，利用GIS管理空間數(shù)據(jù)的功能，在一張校園電子地圖上集成極其豐富的空間、非空間(屬性)信息；以電子地圖為依托，把校園環(huán)境信息以圖像、圖片、聲音、文字等媒體形式展示在用戶面前；利用GIS的空間查詢、統(tǒng)計和分析功能，實現(xiàn)用戶從屬性到地圖和從地圖到屬性的雙向查詢和瀏覽，并為用戶提供相應(yīng)的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和諸如最短路徑選擇等分析工具。多媒體技術(shù)是使用計算機交互式綜

9、合技術(shù)和數(shù)字通信網(wǎng)絡(luò)技術(shù)處理多種表示媒體——文本、圖形、圖像、視頻和聲音，使多種信息建立邏輯連接，集成為一個交互式系統(tǒng)，所以基于GIS的校園多媒體查詢系統(tǒng)有其必要性和實用性。</p><p><b>　　1.2 系統(tǒng)目標(biāo)</b></p><p>　　設(shè)計總體目標(biāo)：設(shè)計“基于GIS的校園多媒體查詢系統(tǒng)”。</p><p><b>　　設(shè)

10、計詳細(xì)目標(biāo)：</b></p><p>　　1、該系統(tǒng)內(nèi)容涵蓋學(xué)生及教師基本信息、道路及道路基本信息、建筑基本信息、校園特殊標(biāo)記的空間數(shù)據(jù)組織；</p><p>　　2、該系統(tǒng)要求以校園電子地圖為底圖，采用GIS 等專業(yè)技術(shù)，需要建立空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫；</p><p>　　3、該系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)校園分期基建工程計劃中基建管理信息的快速查詢、統(tǒng)計、分析、輸

11、出、演示等功能；</p><p>　　4、該系統(tǒng)能夠?qū)︼@示在地圖窗口中的地圖進行放大、縮小、漫游、計算直線距離等地圖操作和恢復(fù)全視圖等操作,便于用戶快速直觀全面地了解校園的地理環(huán)境信息。</p><p>　　空間查詢基本功能包括：</p><p><b>　　目標(biāo)定位；</b></p><p>　　根據(jù)起始點和目標(biāo)定位信

12、息，給出導(dǎo)航路線；</p><p>　　能夠介紹所查詢的目標(biāo)信息；</p><p>　　二、設(shè)計原則與設(shè)計方法</p><p><b>　　2.1 設(shè)計原則</b></p><p>　　1、標(biāo)準(zhǔn)化：基本符合GIS的基本要求和標(biāo)準(zhǔn)，符合現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)規(guī)范；</p><p>　　2、先進性：硬件

13、設(shè)備先進性；軟件設(shè)計先進性；技術(shù)方法先進性；管理手段先進性；</p><p>　　3、兼容性：實現(xiàn)與不同數(shù)據(jù)庫之間的數(shù)據(jù)共享；</p><p>　　4、高效率：具有高效率的學(xué)生及教師，道路及道路基本情況，主要建筑物基本屬性等信息的查詢；</p><p>　　5、可靠性：保證各數(shù)據(jù)及系統(tǒng)正常運行以及系統(tǒng)運行結(jié)果的正確性</p><p>　　6、

14、通用性：系統(tǒng)數(shù)據(jù)組織靈活，可以滿足不同分析及查詢的需求</p><p><b>　　2.2設(shè)計方法</b></p><p>　　GIS設(shè)計方法的選擇需要考慮多方面的因素，包括系統(tǒng)規(guī)模的大小、系統(tǒng)應(yīng)用的類型、系統(tǒng)需求說明程度等。鑒于此次需建立的昆明理工大學(xué)校園多媒體查詢系統(tǒng)的設(shè)計要求以及管理對象的復(fù)雜性，為了保證軟件系統(tǒng)的可靠性和實用性，因此采用整體性好、開發(fā)成熟的結(jié)構(gòu)

15、化生命周期法進行系統(tǒng)設(shè)計。</p><p>　　三、需求分析（系統(tǒng)定義）</p><p>　　3.1系統(tǒng)設(shè)計的目標(biāo)和方法</p><p>　　1、目標(biāo)：明確用戶對系統(tǒng)的具體要求，摸清相關(guān)業(yè)務(wù)的具體流程，收集有關(guān)的圖紙、表格和文本，并對這些信息進行分析處理，制定面向現(xiàn)對象的系統(tǒng)模型。主要包括繪制業(yè)務(wù)流程圖和E-R圖、制作數(shù)據(jù)字典等，為系統(tǒng)設(shè)計做好前期準(zhǔn)備。</p

16、><p>　　2、方法：系統(tǒng)定義工作主要包括調(diào)查了解和分析整理兩部分的工作。調(diào)查了解工作主要采取工作人員面談和意向收集的方法進行調(diào)查，摸清系統(tǒng)目標(biāo)，業(yè)務(wù)職能，業(yè)務(wù)流程，數(shù)據(jù)狀況等基本情況。分析整理工作主要是在調(diào)查的基礎(chǔ)上利用系統(tǒng)分析工具進行分析和成果的整理。</p><p><b>　　3.2現(xiàn)狀調(diào)查分析</b></p><p><b>

17、　　1、業(yè)務(wù)調(diào)查分析</b></p><p>　　傳統(tǒng)的進行系統(tǒng)定義的方法有三種：結(jié)構(gòu)化分析方法、原型化分析方法和面向?qū)ο蠓治龇椒?。在基于GIS的校園多媒體查詢系統(tǒng)設(shè)計的分析過程中，由于系統(tǒng)涉及業(yè)務(wù)多，關(guān)系比較復(fù)雜，故采用結(jié)構(gòu)化分析方法來進行系統(tǒng)定義，理清業(yè)務(wù)關(guān)系，明確管理職能，建立管理流程。</p><p><b>　　2、相關(guān)信息和數(shù)據(jù)</b><

18、/p><p>　　在現(xiàn)狀分析中，對系統(tǒng)現(xiàn)狀信息和數(shù)據(jù)的調(diào)查也是必不可少的，是進行系統(tǒng)可行性分析和設(shè)計的主要依據(jù)之一，在該校園多媒體查詢系統(tǒng)中，經(jīng)過調(diào)查將該系統(tǒng)所涉及的信息和數(shù)據(jù)分為圖形數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)和文檔信息三類。</p><p><b>　　圖一：空間信息構(gòu)成</b></p><p><b>　　3、系統(tǒng)模型設(shè)計</b>&l

19、t;/p><p>　　1）建立系統(tǒng)模型的主要目的</p><p>　　前一階段調(diào)查分析工作的總結(jié)</p><p>　　通過標(biāo)準(zhǔn)的、通用的模型來促進系統(tǒng)分析和設(shè)計兩階段的交流</p><p>　　進行系統(tǒng)的存檔，方便系統(tǒng)的更新和維護 </p><p>　　2）建立系統(tǒng)模型的主要任務(wù) </p><p>

20、　　通過對現(xiàn)行系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程以及系統(tǒng)所涉及的信息類型、信息量等的分析，結(jié)合用戶對系統(tǒng)功能和性能的要求，整理出滿足用戶要求的數(shù)據(jù)流程圖及用作數(shù)據(jù)與信息說明的數(shù)據(jù)字典等。</p><p>　　3）建立系統(tǒng)模型的方法 采用結(jié)構(gòu)化分析方法 主要原則</p><p>　　一是分解，根據(jù)主要的業(yè)務(wù)及其關(guān)系，確定系統(tǒng)數(shù)據(jù)流圖的頂層，然后逐步進行分解和細(xì)化；</p><p>　　

21、二是抽象，即先考慮問題最本質(zhì)的屬性而暫時略去細(xì)節(jié)，以后在逐層添加細(xì)節(jié)。</p><p>　　結(jié)構(gòu)化分析方法主要采用數(shù)據(jù)流程圖、數(shù)據(jù)字典、加工說明以及必要的補充材料相結(jié)合的方式來進行系統(tǒng)概念模型的描述。 </p><p><b>　　四、系統(tǒng)設(shè)計</b></p><p>　　4.1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)</p><p>　　系統(tǒng)分

22、平臺用戶層、核心功能層、數(shù)據(jù)資源管理層以及硬件資源層。用戶層分為一般學(xué)生、路人、老師、內(nèi)部人員、各級領(lǐng)導(dǎo)三類；核心功能層即為系統(tǒng)的功能模塊；數(shù)據(jù)資源管理層完成空間數(shù)據(jù)庫、屬性數(shù)據(jù)庫、地名數(shù)據(jù)庫以及圖像數(shù)據(jù)庫的管理；硬件資源層為校園網(wǎng)平臺。</p><p><b>　　圖二：系統(tǒng)結(jié)構(gòu)層</b></p><p>　　4.2 系統(tǒng)模塊設(shè)計</p><p&

23、gt;　　模塊是采用結(jié)構(gòu)化設(shè)計方法進行系統(tǒng)總體設(shè)計的一個重要概念，因此，在系統(tǒng)總體設(shè)計中，一項主要的工作就是確定功能模塊結(jié)構(gòu)。</p><p>　　基于GIS 的校園基建信息管理系統(tǒng)的建設(shè)既是對校園基建過程的科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化管理，提供管理者查閱數(shù)據(jù)的平臺，了解學(xué)校動態(tài)發(fā)展情況，對部門提出的請示做出決策，依靠軟件平臺下達(dá)工作指令，監(jiān)督部門工作情況。同時也是對將來完全的數(shù)字校園建設(shè)是一個試探和基礎(chǔ)。系統(tǒng)設(shè)計了五個功能模

24、塊，分別是：電子地圖模塊、檢索查詢模塊、空間信息模塊、權(quán)限設(shè)置模塊、日志管理模塊，其中：</p><p>　　電子地圖功能模塊提供基本的電子地圖瀏覽功能，通過校園鳥瞰，整體瀏覽以及校區(qū)內(nèi)部具體房間的空間形狀三級描述，可以以無縫銜接的方式顯示出來，也可以通過用戶的雙擊查看相對應(yīng)的下一級地圖。</p><p>　　檢索查詢模塊提供了圖文雙向查詢檢索功能，可以將各種輸入的空間信息，如道路、建筑邊

25、界等以不同的顏色和圖案顯示在屏幕上，也可以移動光標(biāo)到查詢點或區(qū)域，將相關(guān)的描述信息列表出來。</p><p>　　校園空間信息發(fā)布模塊提供空間信息錄入、編輯和修改的功能模塊，通過實現(xiàn)全校園內(nèi)的信息的實時更新。</p><p>　　權(quán)限設(shè)置模塊用于對用戶使用權(quán)限進行設(shè)置。</p><p>　　日志管理模塊主要用于日常數(shù)據(jù)管理。</p><p>

26、　　圖三：校園信息系統(tǒng)各子功能模塊</p><p><b>　　五、數(shù)據(jù)庫設(shè)計</b></p><p><b>　　5.1 概念設(shè)計</b></p><p>　　概念模型是對現(xiàn)實世界抽象而產(chǎn)生的通用信息模型，獨立于系統(tǒng)實現(xiàn)的細(xì)節(jié)。概念模型是在系統(tǒng)設(shè)計者和用戶之間對系統(tǒng)的認(rèn)識進行溝通的有效手段，是邏輯設(shè)計和物理設(shè)計的基礎(chǔ)。因

27、此，必須進行周密的概念設(shè)計，避免無效數(shù)據(jù)進入數(shù)據(jù)庫，同時對數(shù)據(jù)進行合理有效的組織。</p><p>　　表示概念模型最有力的工具是E—R模型，即實體—聯(lián)系模型，包括實體、聯(lián)系和屬性三個基本成分。特點：強調(diào)實體間的關(guān)系，而非實體的屬性。表示方法：E-R圖。其中，實體用方框表示，屬性用橢圓表示，關(guān)系用菱形表示。</p><p>　　圖四：全局E-R模型</p><p>

28、　　圖五：學(xué)生課表信息查詢系統(tǒng)的E-R模型</p><p><b>　　5.2 邏輯模型</b></p><p>　　邏輯模型主要是關(guān)系模型的建立，確定E-R模型中各類實體之間的聯(lián)系類型。</p><p>　?、費：N——將兩個實體建立獨立的關(guān)系模式，按照“實體—關(guān)系”的方式建立，例如：“教室—屬性”（類型、位置、編號、面積、容人量、層數(shù)、功能

29、、其它），確立實體的唯一識別符，此處編號最為恰當(dāng)；將實體間聯(lián)系也轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的關(guān)系模式，按照“關(guān)系—屬性”的模式，該類屬性包括該聯(lián)系的所有屬性，例如，確定路段—道路之間的“組成”關(guān)系，規(guī)定其關(guān)系的屬性，建立“組成關(guān)系—屬性”。</p><p>　?、?：N——將兩個實體建立獨立的關(guān)系模式，并在聯(lián)系的N端的實體對應(yīng)的關(guān)系模式中加入屬性，特別的，將聯(lián)系作為一個屬性加入其中，例如，“道路—道路類型”。</p>

30、<p>　?、?:1——將聯(lián)系的兩個實體建立獨立的關(guān)系模式，在這個關(guān)系模式中的任何一個之中加入屬性：另一個關(guān)系模式的鍵，以及聯(lián)系的非主碼的屬性。</p><p>　　如圖：為基于GIS的校園多媒體查詢系統(tǒng)下一個子系統(tǒng)——學(xué)生課表信息查詢系統(tǒng)的邏輯模型。</p><p>　　圖六：學(xué)生選課系統(tǒng)邏輯模型</p><p><b>　　5.3 物理設(shè)

31、計</b></p><p>　　物理設(shè)計：指有效地將空間數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)在物理存儲器上實現(xiàn)，確定數(shù)據(jù)在介質(zhì)上的物理存儲結(jié)構(gòu)，其結(jié)果是導(dǎo)出地理數(shù)據(jù)庫的存儲模式(內(nèi)模式)。主要內(nèi)容包括確定記錄存儲格式，選擇文件存儲結(jié)構(gòu)，決定存取路徑，分配存儲空間。</p><p>　　數(shù)據(jù)庫的物理設(shè)計就是為一個給定數(shù)據(jù)庫的邏輯結(jié)構(gòu)選取一個最合適應(yīng)用環(huán)境的物理結(jié)構(gòu)和存取方法的過程。</p>

32、;<p>　　如下圖為基于GIS校園多媒體信息系統(tǒng)中的學(xué)生選課物理模型：</p><p>　　圖七：學(xué)生選課系統(tǒng)物理模型</p><p><b>　　六、系統(tǒng)實施計劃</b></p><p>　　系統(tǒng)設(shè)施主要有幾個階段：</p><p><b>　　圖八：實施步驟圖</b></p

33、><p><b>　　圖九：項目管理結(jié)構(gòu)</b></p><p>　　在系統(tǒng)功能、數(shù)據(jù)庫規(guī)模、所需硬軟件等都已明確，但尚未正式實施之前，應(yīng)對系統(tǒng)設(shè)計成果進行評價，以確保系統(tǒng)設(shè)計的質(zhì)量，避免在實施階段造成重大損失。對于一般的信息系統(tǒng)，其設(shè)計的評價指標(biāo)主要有數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是否簡明、設(shè)計是否靈活、設(shè)計是否完整、設(shè)計是否可靠、設(shè)計是否經(jīng)濟等幾個方面。對GIS設(shè)計成果進行評價，除應(yīng)考慮以

34、上指標(biāo)內(nèi)容外，還應(yīng)考慮其特殊要求。同一般的信息系統(tǒng)相比，GIS的實施費用可能高得多。除了數(shù)據(jù)量大、處理復(fù)雜而帶來的硬軟件、培訓(xùn)成本高于一般信息系統(tǒng)外，數(shù)據(jù)的收集和輸入工作成本也頗高。因此，費用估計在GIS設(shè)計的評價中就顯得尤為重要了，它對GIS項目獲得批準(zhǔn)以及實施過程中成本控制、目標(biāo)檢查等都有重要作用。 </p><p>　　因此項目的管理工作尤其重要，結(jié)合校園多媒體查詢系統(tǒng)的實際情況，此處采用project進行

35、項目管理。</p><p><b>　　圖十：日歷安排</b></p><p><b>　　圖十一：甘特圖</b></p><p><b>　　七、實習(xí)心得</b></p><p>　　地理信息系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的課程設(shè)計結(jié)束了，回想自己在做課程設(shè)計的過程，實在是感慨良多，在這其中

36、有遇到難點的迷茫，軟件出問題的煩躁，也有與同學(xué)交流的互相激勵，自己解決問題的喜悅。這其中特別是邏輯模型的那一部分，由于自己專業(yè)知識掌握不牢靠，對其中的原理和方法理解得非常吃力，不過慶幸的是，在同學(xué)和老師的幫助下，問題得以解決，但是也暴露出自己對基礎(chǔ)知識欠缺的弱點，以后還得好好努力。當(dāng)然，這次課程設(shè)計的過程中我也掌握了許多知識，對GIS系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)有了進一步的了解，實踐真的是一種很好的學(xué)習(xí)方式，通過校園多媒體查詢系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)，對整個

37、GIS的體系有了進一步的了解。對GIS的設(shè)計思想、內(nèi)容、和標(biāo)準(zhǔn)、GIS的設(shè)計方法、系統(tǒng)定義、系統(tǒng)設(shè)計、空間數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)、系統(tǒng)實施、GIS測試與維護以及項目管理和質(zhì)量保證等過程設(shè)計都有了具體的了解。我會充分利用這次得到的經(jīng)驗和收獲，可以想象在以后的學(xué)習(xí)過程中，自己對于這些相關(guān)聯(lián)的知識，會學(xué)起來更加輕松。還一點很重要，那就是做事情的態(tài)度，實習(xí)過程中我越發(fā)感到，良好的態(tài)度決定事情的成敗，當(dāng)然不可否認(rèn)，由于期末時間的緊迫，我對有些細(xì)節(jié)