劉帥帥 周彬 陳淑迎 劉學(xué)銳 劉杰亞

【摘要】校園幸福生活系統(tǒng)是為在校師生提供的一款把控校園內(nèi)外各種資源和信息的學(xué)習(xí)生活服務(wù)類的軟件應(yīng)用系統(tǒng)。本系統(tǒng)具備快速高效的定位功能，能夠在校內(nèi)及周邊迅速找到目的地，方便師生的學(xué)習(xí)和生活。本系統(tǒng)采用了目前業(yè)內(nèi)主流的B/S結(jié)構(gòu)平臺以及Java多層開發(fā)模式，前端采用CSS+JavaScript+Bootstrap來實現(xiàn)界面的美化以及基本的分析功能，后臺采用SQLServer數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)對大量數(shù)據(jù)的處理，同時利用ArcGIS等地圖繪制和展示工具對地圖進行整飾、美化處理，達(dá)到需求標(biāo)準(zhǔn)，以期達(dá)成含有導(dǎo)航及分析等功能的系統(tǒng)軟件。

【關(guān)鍵詞】Bootstrap JavaScript CSS WebGIS SQLServer導(dǎo)航

1 概述

1.1 研究背景和意義

目前提供校園生活服務(wù)的相關(guān)系統(tǒng)軟件品種較多，但缺少專門針對校園生活導(dǎo)航的系統(tǒng)軟件，尤其每年的大學(xué)新生難以在短期內(nèi)快速適應(yīng)校園生活及周邊環(huán)境。為了實現(xiàn)這款提升校園便捷生活的APP軟件，給師生提供一個更寬廣的平臺去把控學(xué)校內(nèi)外的各種資源和信息，提供快速高效的定位功能，能夠在校內(nèi)及周邊迅速找到目的地，方便師生的學(xué)習(xí)和生活，提高幸福指數(shù)，使之成為一個全心全意為學(xué)校師生服務(wù)的軟件。需要說明的是本系統(tǒng)是針對特定高校所設(shè)計，目前以北華航天工業(yè)學(xué)院為例，在后期開發(fā)中還可以推廣到其他高校，開發(fā)出屬于自己特色的校園導(dǎo)航系統(tǒng)，以期更好的為師生服務(wù)。

1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在國內(nèi)，目前并沒有完全普及校園導(dǎo)航系統(tǒng)，很多高校對校園導(dǎo)航有著濃厚的興趣，也對校園導(dǎo)航進行著一定的研究。

在國外，美國導(dǎo)航系統(tǒng)的研究已經(jīng)有專利注冊，并較早的將航向推測法應(yīng)用于個人導(dǎo)航系統(tǒng)中。日本和韓國也在導(dǎo)航系統(tǒng)的研究中迅速發(fā)展，并取得了大量成果。

1.3 課題研究內(nèi)容

本課題主要是對校園地圖導(dǎo)航進行研究，重點在于對校園地圖的制作以及導(dǎo)航功能的實施。

2 關(guān)鍵技術(shù)

本系統(tǒng)采用了目前業(yè)內(nèi)主流的B/S結(jié)構(gòu)平臺以及Java多層開發(fā)模式，前端采用CSS+JavaScript+Bootstrap來實現(xiàn)界面的美化以及基本的分析功能，后臺采用SQLServer數(shù)據(jù)庫來實現(xiàn)對大量數(shù)據(jù)的處理，數(shù)據(jù)庫中主要是存儲地圖基本的屬性信息。本系統(tǒng)采用了組件技術(shù)的開發(fā)模式，首先，要有一個標(biāo)準(zhǔn)的軟件體系結(jié)構(gòu)，要確保組件之間的通信協(xié)議是一致的，實現(xiàn)異步以及同步中對于操作的控制，對于本地的空間的限制實施突破，以便更好地利用網(wǎng)絡(luò)的環(huán)境。其次，每一個組件都要有標(biāo)準(zhǔn)的接口，保證可以將系統(tǒng)分解成很多不同的單元，然后就是確保編程語言和所設(shè)計的組件相對而言是獨立的。最后也是比較重要的就是為了以后系統(tǒng)的擴展和更新，版本必須要兼容。

系統(tǒng)所使用的地圖為自制，初期對數(shù)據(jù)進行采集，由于數(shù)據(jù)較多工作量大，所以對校園的數(shù)據(jù)分區(qū)域進行了三次采集以減小數(shù)據(jù)誤差，提高精度。采集數(shù)據(jù)使用多旋翼無人機，通過航拍獲取校園的影像數(shù)據(jù)，使用手持GPS對校園的每個建筑物以及公共設(shè)施進行打點定位。將采集的數(shù)據(jù)導(dǎo)人到ArcMap中進行處理，給影像數(shù)據(jù)賦以坐標(biāo)等屬性信息，本地圖采用WGS-84大地坐標(biāo)系，高斯克呂格投影坐標(biāo)系來對地圖進行繪制、矢量化，本地圖的精度能到達(dá)90%以上。

此導(dǎo)航系統(tǒng)，主要是利用無人機拍攝的原始影像，對數(shù)據(jù)進行校正、地理配準(zhǔn)、裁剪、拼接等預(yù)處理，再對所需的數(shù)據(jù)進行矢量化和符號化，從而呈現(xiàn)一幅美觀的底圖數(shù)據(jù)。實現(xiàn)只要用戶點擊影像的某處，即可獲取該處的屬性信息；查詢某處有特征符號進行標(biāo)識；輸入目的地對采集的GPS數(shù)據(jù)進行算法統(tǒng)計從而提供最佳路徑，并根據(jù)其路況值的不同把路段用不同的顏色描繪出來。

3 系統(tǒng)研究內(nèi)容

3.1 研究目標(biāo)

研究目標(biāo)關(guān)于地圖的數(shù)據(jù)采集問題，制圖優(yōu)化，地圖導(dǎo)人，導(dǎo)航及相應(yīng)功能的實現(xiàn)。

3.2 研究內(nèi)容

3.2.1 數(shù)據(jù)采集

采集的數(shù)據(jù)有校園的影像圖、各個主要導(dǎo)航點的屬性信息以及各導(dǎo)航點之間的實際距離，在對數(shù)據(jù)進行采集時，由于數(shù)據(jù)較多工作量大，所以對校園的數(shù)據(jù)分區(qū)域進行了三次采集以減小數(shù)據(jù)誤差，提高精度。

3.2.2 計算機地圖制圖

運用ArcGIS軟件將地圖上的信息經(jīng)概括綜合后以可視化、數(shù)字化的符號形式，縮小表達(dá)在一定載體上，用以傳輸、模擬和認(rèn)知客觀世界的時空信息，在后期用ArcGIS對地圖進行圖像的配色，具體配色方案是通過三原色和間色調(diào)出來的色彩（黃+綠，紅+紫，等等）形成的，使圖像顯示效果和精度等不斷的達(dá)到優(yōu)化。

3.2.3 測試

單元測試：測試單元組件

系統(tǒng)測試：測試組件構(gòu)成的子系統(tǒng)

集成測試：測試子系統(tǒng)構(gòu)成的系統(tǒng)

4 優(yōu)勢和展望

優(yōu)勢：本系統(tǒng)的優(yōu)勢在于地圖屬于自制，相比于百度、高德等導(dǎo)航系統(tǒng)而言，實現(xiàn)了范圍小、精度高、可拓展性強，在校內(nèi)迅速實現(xiàn)定位，避免了使用者時間上的浪費，對外注重展示校園的風(fēng)采，方便新生以及外來人員更便捷的了解學(xué)校。

展望：目前校園導(dǎo)航主要實現(xiàn)的是導(dǎo)航和一些檢索功能，在以后校園網(wǎng)的建設(shè)過程中，校園導(dǎo)航將會逐漸成為校園網(wǎng)建設(shè)的一部分，而不是獨立于校園網(wǎng)的建設(shè)，同時校園導(dǎo)航系統(tǒng)也可以不僅僅局限于校園，還可以延伸到校園周邊的商家，為學(xué)生及老師提供更加周到快捷的服務(wù)。

5 結(jié)束語

將GIS技術(shù)應(yīng)用于校園導(dǎo)航系統(tǒng)，是智慧校園的一種發(fā)展趨勢。隨著互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，用戶通過不同的權(quán)限可以在校園導(dǎo)航系統(tǒng)中獲得各種信息，通過GIS的查詢檢索和空間分析的功能更好的展現(xiàn)出校園的風(fēng)貌，在提高學(xué)校知名度的同時也可以創(chuàng)造很好的社會效應(yīng)，為決策者提供一種現(xiàn)代化的管理和發(fā)展的手段。

參考文獻(xiàn)：

[1]仲萃豪.組件技術(shù)應(yīng)用先行.www.21cmm.com.

[2]云曉春，方濱興.基于部件設(shè)計的可靠性研究.計算機工程，1999（25）：5.

[3]周之英.現(xiàn)代軟件工程之新技術(shù)篇.北京：科學(xué)出版社，2000.116.

[4]王千祥.軟件組件實現(xiàn)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)[N].計算機世界，1999（9）.