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唐山世界园艺博览会模拟服务系统设计研究

作者:完美论文网  来源:www.wmlunwen.com  发布时间:2016/8/14 8:55:45  

唐山是环渤海经济带与京津唐经济圈的重要支柱。唐山北通东北三省、南邻渤海湾,又与京津地区相通达,交通方便;还联通了华北与东北地区的经济文化交流;又因其地理位置之便使其成为通往东北亚地区的重要货运中心、交通枢纽;是我国继珠江三角洲和长江三角洲之后又一经济快速发展的地区。因唐山对采矿后的废地进行绿化改造,成功将采矿废弃地绿化为南湖园林,生态保护和回归自然的成果使唐山获得2016 年世界园艺博览会的举办权,以传播绿色、生态发展的理念。为了完善服务保障体系,让游客快乐方便地游玩,我们开发一款面向游客的WebGIS 导航软件,让游客未到唐山就可以查询园艺展览信息、唐山市旅游景点,了解南湖生态园区的整体概况,浏览南湖的三维立体景观。

1 系统总体框架设计

要建立一个功能丰富的园艺博览会服务信息系统,首先要实现对南湖地区二维地图的浏览、查询和分析;其次,实现南湖园艺博览会票务信息的登记、删除和查询功能;最后,将系统的相关信息与空间信息结合,实现从空间信息到属性信息的互相查询。这样,系统就具有属性信息和空间信息表达相结合的特点。

本系统由园艺博览会概况、行车路线、地图操作分析、票务信息、自助服务5 个子系统构成。系统总体功能图如图1 所示。

系统总体功能图

园艺博览会概况子系统可以进行唐山市南湖地区地图查询,了解唐山市的文化历史、历届世博会的相关信息以及本届世博会的详细信息;行车路线子系统可以查询唐山市市区到南湖的行车路线;地图操作分析部分采用图像数据和属性数据相结合,除了常用的地图操作和图形工具外,还实现了定位、鹰眼图、距离测算、南湖内场馆的周围信息查询以及语言播报等功能;自助服务模块中,用户可以通过唐山市地图来浏览唐山市全貌以及查看景点信息;票务信息子系统实现了网上订票、退票和查询功能。

2 系统技术路线

2.1 开发模式选择

地理信息系统的开发模式有3 种:①不依赖于任何GIS 工具软件的独立底层开发模式;②完全借助于GIS 软件提供的开发工具进行简单二次开发;③利用专业的GIS 工具软件集成二次开发。由于二次开发受到开发环境、系统架构、开发语言等因素的限制,本次开发采用ArcGIS 提供的二次应用开发包与面向对象可视化应用程序相结合的模式,顺应二次开发的趋势,不拘泥于单纯的二次开发,构建高品质的地理信息系统。

我们采用SuperMap 软件。SuperMap 是中国科学院旗下的地理信息系统软件企业。北京超图软件股份有限公司的二维与三维一体化Realspace GIS(真空间GIS)技术体系能保证二维与三维GIS 技术的无缝融合,包括二维与三维数据模型、数据管理、可视化和分析功能一体化,提供二维数据直接在三维场景中的高性能可视化,二维分析功能在三维场景中的直接操作和三维分析功能。

ArcGIS Engine 是由美国环境系统研究所(ESRI)向用户推出的一套完备嵌入式GIS 组件库和工具库,使用ArcGIS Engine 开发的GIS 应用程序可以脱离ArcGIS Desktop 运行。Visual Studio 是Microsoft 公司为开发人员提供的高级开发工具,有友好的界面、稳定的开发特性、完备的功能,且兼容C#、C++、VB 等多语言,为开发者提供了简单易操作的.NET 平台,同时具有桌面应用程序和网页开发功能。本文实现的唐山世界园艺博览会模拟服务系统选择了ArcGIS Engine+VS2010的开发模式。

2.2 技术路线

基于本系统的功能设计与开发模式,选择了以ArcGIS Engine+VS2010 为技术支撑的三层系统。

1)数据层。包括南湖地区属性数据库、二维地图、购票信息数据库和南湖地区空间数据库。由于数据库相对简单且要求稳定性强,所以南湖地区的空间数据库采用SQL severe 数据库;南湖矢量地图数据库采用ArcGIS 的Personal GeodataBase 型数据库。

2) 功能层。作为系统的核心, 以Arc GISEngine+VS2010 环境来实现。功能层通过SQL 语言与订票信息数据库连接,通过Arc GIS 与空间数据库连接,并调用空间数据库。如图2 所示。

功能层

3)界面层。主要面向参加2016 年世界园艺博览会的游客,每位游客可根据自己的需要使用本系统。对游客需求进行分析,与后台数据库连接,分析生成游客的需求,并把结果反馈给游客。工作人员可对属性数据库和空间数据库进行修改更新。

2.3 数据处理以及三维建模技术

1)数据处理。获取南湖地区的卫星影像,并进行实地调绘,确定区域内地物特点,使用超图软件进行矢量化。卫星影像自带坐标信息,导入数据集时按原有文件的坐标系统导入,影像数据集会自动显示相应的坐标位置,但需要重新指定WGS84 坐标系,方便后期三维场景制作。

2)三维场景的制作过程。因为制作了地形数据,栅格地图会有起伏效果,如果用相对地面高度模式,用三维面对数据集制作的面图层不能贴地显示,所以我们采用二维的面对数据集进行贴图。对一些独立地物,可以在Sketch Up 里创建三维模型,以.3ds 格式导出,再导入到超图三维场景中。SuperMap Deskpro . NET6R 支持当前流行的.3ds 和.sgm 格式。其中.sgm(SupermapGlobalModel)是SuperMap 公司提供的一种全新三维模型存储格式,能快速将模型加载到场景中显示,并且对文件进行加密,保护数据安全。为了提高模型的加载速度和显示效果,我们可以将.3ds 格式转换为.sgm 后加载。

2.4 关键技术

1)三维制作。实现了南湖地区的三维漫游,可以自己选择漫游路径,提前预览要游览的场景,为不能及时到达南湖现场的人们提供游览可能。用SuperMapObject 与VS2010 进行后台编辑,实现三维图层与二维图层的演示。

2)行车路线。为游客从唐山各地到达南湖博览会现场提供服务,以方便游客能及时快速地到达南湖。选择自己当前地点,系统默认目的地为南湖,进行路径分析后提供最佳路径,估算打车费用与时间,方便游客出行。

3)语音播报功能。系统还通过调用speechlib 命名空间的方法,实现了语音播报功能。

2.5 创新性

1)本系统是一款可以展现三维南湖景观与服务设施的系统,可以直接反映出南湖及周围的整体状况,尽最大努力服务游客。

2)实用价值高、简单、方便。游客不需要专业培训即可轻松使用本系统,并使用语音播报提示行程距离,方便游客选择合适的交通工具。

3)本系统可以降低因工作人员不足带来的压力,减少游客等待时间。

3 主要功能实现

3.1 空间查询功能

空间查询是指通过指定的条件筛选地物,并快速定位,增亮显示,如图3 所示。

空间查询功能

3.2 空间分析功能

空间分析功能有区域查询和最佳路线分析。最佳路线分析可获取前往园区的最短路径,同时弹出对话框显示经过路口和最短距离,方便游客前往,如图4所示。

空间查询

3.3 订票信息查询功能

在用户注册界面填入个人信息,如图5 所示。

预约信息功能

3.4 行车路线

在行车路线界面选择出发地,系统默认目的地为南湖,分析从该地到南湖的最短路径,同时计算所需路费与车程,以免耽误游客行程。如图6 所示。

行车路线

4 结 语

本系统功能丰富、实用且易于操作,充分体现了GIS 的优点。经过完善优化后,可以作为游客游览唐山市南湖园艺博览会的一个参考。

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