南通大学主校区多媒体导游系统设计.doc

1、本 科 毕 业 设 计题目 南通大学主校区多媒体导游系统设计作 者： 赵 金 专 业： 地 理 信 息 系 统 指导教师： 周 侗 完成日期： 2010.04.28 原 创 性 声 明本人声明：所呈交的设计和论文是本人在导师指导下进行的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已发表或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签 名： 日 期： 本论文使用授权说明本人完全了解南通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留论文及送交论文复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容。（保密的

2、论文在解密后应遵守此规定）学生签名： 指导教师签名： 日期： 南 通 大 学毕 业 设 计题目： 南通大学主校区多媒体导游系统设计 姓 名： 赵 金 指导教师： 周 侗 专 业： 地 理 信 息 系 统 南通大学地理科学学院2010 年 04 月南通大学毕业设计I摘 要多媒体导游系统主要利用电子地图技术，利用成熟的网络技术、通信技术、地理信息系统 (GIS) 技术，来实现各种信息服务。它是一种以可视化电子地图为背景，用文本、图片、图标、音频、动画、视频等多媒体为表现手段，展示城市、企业、旅游景点等区域综合面貌的现代信息产品，是数字化技术与传统地图学以及网络技术相结合而产生的一种新的地图品种。它

3、的信息丰富多样，提供信息正确及时，修改、检索、传输信息方便快速，并可以对系统中的数据作进一步的分析操作，最后输出人们关注的专题信息 1。本设计即是利用电子地图平台设计南通大学多媒体导游系统，研究电子地图在新技术背景下的结构组成及功能变化。关键字：多媒体导游系统,电子地图,超媒体,可视化南通大学毕业设计IIABSTRACTMultimedia guide system is mainly the use of electronic mapping technology, sophisticated network technology, communication technology, GIS

4、 technology to achieve a variety of information services. It is a kind of visual digital map as the background, with text, pictures, icons, audio, animation, video and other multimedia tools for the performance, displaying the city, businesses, tourist attractions such as the face of modern regional

5、 integrated information products, digital technology combined with traditional cartography generated a new map of varieties. The rich and varied information provide accurate and timely information modify, retrieve, transmit information quickly and easily, and the data of the system could be helpful

6、for further analysis operation, and for the final output of thematic information which focused by the users. This design is the design of electronic map platform multimedia guide system of Nantong University, to study the electronic map in the context of new technologies, structural changes in the c

7、omposition and function.Key words: Multimedia guide system，electronic map，Hypermedia ，Visualization南通大学毕业设计III目 录摘 要 .ABSTRACT.1 前言 12 南通大学主校区多媒体导游系统的系统设计框架 .12.1 南通大学简介 .22.2 系统依据 .42.3 系统设计 .2231 总体流程 2232 素材准备 224 导游系统的页面类型 4241 功能型页面 5242 说明型页面 6243 地图型页面 7244 三种页面类型的比较 825 基于超目录结构的电子地图集界面 826 基

8、于超目录结构的电子地图集运行流程 927 超目录结构的支持功能 .103 数据结构模型设计 1031 功能型页面的结构设计 .1032 说明型页面的结构设计 .1133 地图型页面的结构设计 .11南通大学毕业设计IV4 界面及符号设计 1241 界面设计 .1242 符号设计 .135 主校区多媒体导游系统简介 .1451 数据组织与处理 .1452 系统框架结构 .1453 系统界面与功能 .146 总结 .15参考文 献 .16致 谢 .17南通大学毕业设计11 前言南通大学成立于 1912 年，是国 家 交 通 运 输 部 和 江 苏 省 人 民 政 府 共 建 的 高 校 ， 江 苏

9、省 重 点 建 设 综 合 性 大 学 。 随 着 知 名 度 的 不 断 提 升 ， 越 来 越 多 的 人 希 望 了 解 南 通 大 学 ，因 此 非 常 需 要 一 个 导 游 系 统 来 直 观 地 介 绍 南 通 大 学 主 校 区 。导游系统是以电子地图为数据基础，以计算机为处理平台，在屏幕上实时显示的地图形式 3。电子地图相比传统地图而言有着非常明显的优势：(1)电子地图数据库可包括图形、图像、文档、统计数据等多种形式，也可与视频、音频信号相连，数据类型与数据量的可扩展性比较强；（ 2） 电 子 地 图 的 制 作 、 管 理 、 阅 读 和 使 用 能 实 现 一 体 化 ，

10、而 且 易于修改,对 不 满 意 的 地 方 能 够 方 便 实 时 地 进 行 修 改 。 而 传 统 纸 质 地 图 的 生 产 、 管理 和 使 用 都 是 分 开 的 。 （ 3） 电 子 地 图 显 示 地 图 内 容 的 详 略 程 度 是 可 以 随 时 调 控 的 ， 而传 统 纸 质 地 图 的 内 容 是 固 定 的 、 不 变 的 。 (4)电子地图可以非常方便地对普通地图的内容进行任意形式的要素组合、拼接，形成新的地图。可以对电子地图进行任意比例尺、任意范围的绘图输出。可极大的缩短成图时间；可以很方便地与卫星影象、航空照片等其他信息源结合，生成新的图种。可以利用电子地图

11、记录的信息，派生新的数据。(5)可以进行动态模拟，便于定性与定量分析，具有较强的灵活性、为地图及其相关信息深层次的应用打下了坚实的基础；(6)可缩短大型系列地图集的生产周期和更新周期，降低生产成本，与输出硬设备相连， 可将电子地图上的多种信息制成硬拷贝 1。(7)电子地图的检索十分方便，多种数据类型、多个窗口可以在同一屏幕上分层、实时地进行动态显示， 具有广泛的可操纵性，用户界面十分友好；(8)信息的存贮、更新以及通讯方式较为简便，便于携带与交流 2。本系统是利用电子地图技术和超媒体技术来实现用户对南通大学主校区的信息查询和地图浏览，从而对主校区有直观的了解。2 南通大学主校区导游系统系统设计

12、框架2.1 南通大学简介南通大学是 2004 年 5 月经教育部批准，由南通医学院、南通工学院、南通师范学院合并组建而成的省属综合性大学，坐落于长江三角洲极具经济活力并有“中国近代第一城”美誉的秀丽江城南通。南通医学院、南通工学院的前身分别是私立南通医学专门学校和南通纺织专门学校，由近代著名实业家、教育家、清末状元张謇先生于 1912 年创办，是国人最早独立创办的南通大学毕业设计2高等医学和纺织院校之一。学校是 1981 年国务院批准的首批具有硕士学位授予权的单位，2003 年被国务院批准为联合培养博士生单位，是教育部 2007 年本科教学工作水平评估优秀单位。学校设 20 个学院 1 个独立

13、学院和 1 个继续教育学院，拥有 1 所近百年历史的大型综合性三级甲等附属医院；设有 78 个本科专业。拥有 1 个联合培 养 博士点、43 个硕士学位授权点。现有全日制在校生 3.2 万余人，其中博、硕士研究生 1075 人，留学生 240 人。学校现有四个校区，占地 2700 余亩，校园建筑面积 81.42 万平方米。主校区位于南通市东南部，占地约 1500 亩。校区西邻南通体育中心，南依啬园。交通便利。主校区是近几年才开始建设的，至今校园一期工程已近结束，二期工程也在如火如荼的建设中。校园内各种配套设施较为完善，环境优美。现已近有一万多学人在校园内学习生活。2.2 系统依据本设计采用了一

14、种新的电子地图集中数据组织的方式超目录结构。电子地图集的超目录结构是指在总体目录结构的基础上通过方法扩展将电子地图集的各种页面更加高效地组织起来的一种结构形式 3。超目录结构是一种电子地图集的数据组织方式，它可以满足电子地图集对高效、灵活的要求 4。它通过对图层与图组两种结构进行的有机组合与扩展，既提供一般意义上进行快速定位功能的目录索引功能，又可以在目录中进行地图图层的任意叠加，可以方便地对电子地图集进行操作 5。23 系统设计231 总体流程素材准备新建工程导入素材界面布局设计地图配置设计设计界面设计图层与符号保存工程图 1 设计流程图232 素材准备南通大学毕业设计3将用于主校区导游系统

15、制作的素材进行分类组织，便于在设计系统中导入。使用Photoshop CS4 软件制作图片和符号素材，并且根据设计页面的不同，制作说明型页面，功能型页面以及地图型页面。以南通大学卫星地图为底图使用 CorelDRAW12 制作地图 6，生成 WMF 格式的矢量文件，操作简单，图像美观便于浏览，可任意放大缩小漫游等。 素材有以下几种分类：1 图片系统设计可以采用多种图片方式，其中说明型页面可采用、BMP 等图片格式，地图型页面中地图底图采用了 WMF 格式文件。本系统中主要采用了 JPG 格式的图片。图片主要通过去主校区实地拍摄，以及网上搜索所得。再根据需求使用 Photoshop 对图片进行处

16、理。2 符号系统中有各种不同的符号，有说明型页面中的前进、后退、返回页面等工具，地图型页面中的地图基本操作的各种缩放、测量、漫游工具等如图 2 所示。符号的制作可以仿照 windows 系统中的符号，当然也可以自己设计，但是必须要简单明了。图 2 各种工具3 地图地图底图的设计是为了使操作界面的美观与实用，采用 WMF 格式的地图底图为矢量化的图形，地图数据量小，可加快操作速度，方便浏览地图而其不用担心出现地图模糊。地图制作时利用 Google Earth 地图影像为底图，使用 CorelDraw12 对地图进行矢量化，在制作时根据不同的地物性质赋予不同的颜色，形状，使得不同的地物有较大差异，

17、并且确保地图的美观如图 3。南通大学毕业设计4图 3 地图5 音频主要是背景音乐。一般情况下选些比较经典大家比较喜欢且轻柔些的音乐比较好。4 视频视频主要是在进入系统和退出系统时使用。视屏制作可以使用 Movie maker，Flash等软件如图 4。图 4 制作视屏将这些素材分类，放入不同的文件夹中。比如图片素材放在文件夹 Picture 中。打开设计系统新建电子地图集工程，在新建工程对话框的第一步，指定工程的名称：南通大学主校区多媒体导游系统，以及是否使用语音识别引擎，确定是否显示目录树。生成如图 5 所示的设计界面，单击“下一步”按钮，选择新建工程的保存地址。南通大学毕业设计5图 5 新

18、建工程页面24 电子地图集中的页面类型在电子地图集中，根据页面载负的图幅的不同内容可以将页面划分为功能型页面、说明型页面和地图型页面。其中功能型页面和说明型页面载负的图幅为非地图型图幅，又可以称为非地图型页面 7。页面设计使用 Photoshop 软件，利用各种图片素材进行制作。如图 6。图 6 页面设计241 功能型页面功能型页面是指系统中仅提供链接到其他页面功能的页面，用于组织同一主题或相关主题的页面 8。功能型页面通过若干关联点（或者关联区）和其它页面之间建立连接关系，这些关联点（或者关联区）通常表现为菜单选项的形式。当用户激活这些关联点（或关联区）时，就可以直接切换到相应的页面，其链接

19、方式如图 7。功能型页面通常将若干具有并列关系的相关页面组织在一起，以供用户选择。链接南通大学毕业设计6的页面既可以是另一个功能型页面，也可以是说明型页面和地图型页面。因此，功能型页面是除目录树外能够体现页面之间链接的又一方式。如图功能型页面上的操作只有激活关联点进行页面的切换 9。功能型页面关联点 1关联点 2页面 1页面 2页面切换 图 7 功能型页面的链接关系以及实例242 说明型页面说明型页面是指通过图片、声音、视频或文字起到内容介绍、说明作用的页面。如地图集中对某个地点的说明，或者对某幢教学楼的描述等，并配以图片、图表或其它相关材料。因此，在电子地图集中通常是将过长、过多的说明性内容

20、分解成一组具有前后顺序关系的说明型页面 1,12。在说明型页面中不存在功能型页面的关联模式，而是通过上下翻页按钮和前后页面联系起来，如图 8、9。南通大学毕业设计7说明型页面Page upPage down关联信息关联信息上下翻页、查看信息图 8 说明型页面的链接关系图 9 说明型页面对于同一主题的一组相互联系的说明型页面，我们称这组页面为说明型页面组，并称第一个页面为起始说明型页面（简称起始页面） ，称其最后一个页面为结束说明型页面（简称结束页面） 。对于非起始非结束页面，总有一个上翻的页面和下翻的页面，分别称为前趋页面和后继页面 10。说明型页面（组）的操作包括：同一组说明型页面之间的上下

21、翻页；多媒体信息的查看或播放。243 地图型页面地图型页面是电子地图集中最重要的一种页面类型，它直接载负地图图幅，其数据包括背景底图和专题要素两个部分，专题要素叠加在背景底图之上，每一个页面表达同一主题下的一组专题要素目标，可以为专题点状目标、线状目标和面状目标。不同地图南通大学毕业设计8型页面采用相同的背景底图 11。地图型页面的链接关系如图 9 所示。地图型页面专题目标1专题目标2属性信息属性信息缩放、漫游、量算等背景底图图 10 地图型页面链接关系地图型页面的操作包括：地图图幅的浏览，包括缩放、漫游等；用户通过激活专题目标关联区去检索和显示该目标的属性信息，包括多媒体信息；用户通过输入属

22、性条件，查询专题目标或目标集合的位置；不同图层的任意叠加显示；显示地图当前的比例尺、图示等信息；显示鼠标所在点的经纬度信息；地图操作的其它功能，如距离量算、路径分析等 12。244 三种页面类型的比较功能型页面、说明型页面和地图型页面是构成电子地图集的基本单元类型，具有非常重要的作用。这里从三个方面对这三种页面类型进行比较。(1) 功能三种类型页面的侧重点不同。说明型页面主要起到通过非地图信息的文字、图片对电子地图集进行说明的作用;功能型页面是一种组织型页面，可以将不同的页面集成在一个选项组，使地图集具有更严密的结构体系:地图型页面主要支持地图信息的表达和应用13。(2) 作用地图型页面是地图

23、集的核心，是地图内容的主要载体；说明型页面是地图信息的补充；功能型页面通过一组按钮提供链接关系，地图型页面和说明型页面都通过这种链接关系联系起来。(3) 关联内容功能型页面和说明型页面都通过链接关系直接关联到其他页面，只是前者可以关联南通大学毕业设计9到任何一个页面类型，后者只能关联到同一主题的说明型页面上，而地图型页面除了图幅操作工具可以实施到前后页面的翻页功能外，在图幅内通过专题目标的位置可以与目标信息进行链接。事实上，地图型页面也可以通过地图上的点目标、线目标和面目标关联到其它的任何一个页面上。因此，在电子地图集的内容上，地图型页面是电子地图集的关键环节；而在电子地图集的结构组织上，功能

24、型页面发挥了更重要的作用。25 基于超目录结构的电子地图集界面界面被分为三个部分:菜单与工具按钮区，表示当前可对页面显示区进行的操作:目录树显示区，超目录的显示区；页面显示区。当然在实际的设计之中不必拘泥于此，几乎所有超目录都可以融合于页面之中，在本设计中就没有显示目录树的区域而是借鉴了网络上广泛使用的超链接方法，这样使整个系统看起来更加简洁，使用起来也很方便如图 10 所示。 图 11 系统界面26 基于超目录结构的电子地图集运行流程基于超目录结构的电子地图集以目录为基础和线索，通过用户在目录中指定相关页面，实现对页面信息的显示，在当前页面状态下，一方面可以利用目录选择新的页面，另一方面可以

25、激活非地图型页面的某一关联区调用下一个链接页面，或者对地图型页面进行相关应用处理，包括目标查询、距离量算或路径分析等等。超目录结构如图 11。南通大学毕业设计10电子地图集目录说明型页面 功能型页面 地图型页面多媒体信息地物页面链接信息 图层图 12 基于超目录的电子地图集结构27 超目录结构的支持功能超目录结构实质上是一种将图层表达方法与图组(超媒体)形式结合起来的变化形式，它包括目录结构和页面结构两个部分，其中，目录结构直接建立了目录和页面之间的对应关系，也包括页面的层次关系，负责从总体上确定用户访问的页面位置、基础环节。编号和专题要素内容，等等，成为超目录结构最关键的页面结构反映页面之间

26、的连接关系，通过超媒体链接作用，可以实现页面之间的迅速变化，是超目录结构中最灵活、最能实施创造性设计的部分，是超目录结构的重要补充。应该说，没有目录结构宏观、稳定的支持，页面结构中灵活的超媒体链接容易迷失查询方向，导致操作的重复、繁琐，结果反而难以从一个页面快速切换到另一个指定的页面。同样，没有页面结构的快速支持，每一次页面的浏览都必须返回目录，然后从目录出发，电子地图集的应用无疑变得低效，操作极为不方便。因此，除了直接由目录树提供的功能外，从软件系统的角度，也可以提供全局的超目录的支持，包括:上下级页面的功能:上下幅页面的功能;快捷功能(返回主页与返回上一页)菜单与工具按钮。结构如图 12。

27、目录说明型页面 功能型页面 地图型页面目录结构页面结构图 13 超目录结构示意图南通大学毕业设计113 数据结构模型设计页面结构是支持超目录结构模型的基础，应首先考虑页面的实现。由于功能型页面、说明型页面和地图型页面在提供功能和操作方式上都有所不同，这就需要为每一种页面设计专门的数据组织结构，来支持其所要实现的功能。31 功能型页面的结构设计功能型页面的数据可以分为两部分，一是背景图片，二是关联信息。通过在背景图片上增加若干关联点（或者关联区）就可以和其它页面建立连接关系。因此，功能型页面可以按图 13 的结构进行组织。功能型页面 背景底图关联区集合关联区 1 反应区反应图关联页关联区 2关联

28、区 3关联区 N图 14 功能型页面的数据组织结构通过这种数据组织方式，使得功能型页面的层次结构更加简单和清晰，对功能型页面的管理也更加方便。32 说明型页面的结构设计说明型页面的数据包括两个部分，一部分是背景图片，在一个说明型页面组中使用相同的背景图片，可以达到风格的统一 1,13。另一部分是多媒体内容，包括有视频、声音、图、表及文字描述等多种形式，可以通过组合不同的媒体达到不同的显示方式，从而实现电子地图表达的多样化。说明型页面具体的数据组织结构如图 14 所示。南通大学毕业设计12说明型页面组说明型页面1图 15 说明型页面的数据组织结构多媒体数据集合 背景底图 后继页面前趋页面说明型页

29、面2说明型页面N说明型页面A33 地图型页面的结构设计地图型页面的数据在组成上包括背景底图和专题要素两个部分，其中背景底图是基础地理数据，专题要素可以为专题点状目标、线状目标和面状目标。通过在同一个背景底图上叠加不同的专题要素，可以形成不同的地图型页面结构如图 16。在功能上，地图型页面需要实现浏览、目标定位、目标属性查询、缓冲区分析及路径分析等功能。在显示上，除了一般的“主页” 、 “上一页” 、 “下一页”等系统工具按钮，在地图型页面中还要包括图幅操作工具、显示视窗和状态参数栏 16-18。因此，与非地图型页面相比，地图型页面在数据组织上既要包括图幅显示区域，又要包括操作显示区域所要用到的

30、工具以及状态参数的数据。地图型页面专题目标1图 16 地图型页面的数据组织结构专题目标N专题要素背景底图图幅操作工具、状态参数栏属性数据属性数据专题目标2属性数据属性数据4 界面及符号设计41 界面设计南通大学毕业设计13界面设计最根本的原则是从用户出发，满足用户的基本需求，同时又要做到实现设计者的目的 19。为了使超媒体电子地图中各个节点能合理分布，便于用户进行超链接，超媒体电子地图的界面设计应具有适用性和易用性以及适度的设计 20。适用性即设计出来的界面要实现用户所需要的所有功能。界面中必须包含用户对地图操作的工具栏；超媒体电子地图通过“链”将各个“节点”链接起来 1,21。因此设计时节点

31、之间的链接要符合人的思维逻辑，并能使用户快速辨别哪些节点区具有交互功能，从而达到易用性；超媒体电子地图的一大特点就是它利用超文本技术管理多媒体数据，多媒体数据是其重要的组成部分，但是电子地图主要表达的还是地图，因此在设计时需要保持视觉平衡，进行适度的设计，以地图为界面的主体，多媒体窗口为辅助表达。图 17 电子地图页面设计42 符号设计有效的地图符号设计可以增强电子地图的表达效果 ，为了能够在底图数据中突出显示各网点，必须对符号的视觉变量进行修改 22。本系统通过不同的符号标记使其变得富有立体感，能突出显示于界面上如图 18。图 18 导游系统符号设计南通大学毕业设计145 系统简介51 数据

32、组织与处理从数据用途上看，南通大学主校区多媒体导游系统数据主要包括两个部分。1 专题地图数据 主要分为点、线、面三种数据。（1） 点状要素：校园景点等。（2） 线状要素：道路等。（3） 面状要素：宿舍楼，教学楼等。2 多媒体数据在本系统中主要指和地图数据相关的联的文字介绍、图像、音频、等多媒体信息。这部分虽然不是地理数据，但是利用多媒体技术，即对相关的地理数据进行补充说明，又使系统声图并茂起到了画龙点睛的作用 23。52 系统框架结构根据功能的不同，本系统共分为四个大的图组：通大简介、主校区、其他校区、地图浏览。其中地图浏览有地图型页面，可以用来对主校区地理数据进行查询，浏览。53 系统界面与

33、功能多媒体导游系统电子地图的用户界面主要由地图浏览区，工具栏，视屏显示区，缩率图，文字信息显示区等部分组成。如图 19。图 19 地图型界面南通大学毕业设计15通过超目录结构的方式可以实现任意页面之间的跳转，使得用户可以更好的操作，管理多媒体导游系统的各个页面，使得导游系统层次更加清晰。通过本系统也验证了使用超目录结构可以使得系统操作更加简洁，功能更加强大 24。通过数据准备，页面设计，再到系统集成之后做出了南通大学多媒体导游系统。本系统初步实现了对主校区的情况介绍，地图浏览，基本上能够满足用户对主校区的信息查询，地图浏览等需求。6 总结南通大学主校区导游系统具有以下特点：1 实现了对南通大学

34、主校区的空间分布显示级属性信息的查询，并实现了空间点的距离量算功能；坐标显示，能够查询相关旅游景点的基本信息，以及电子底图的地图漫游等功能。2 各种链接符合人的思维习惯，使用户在不同节点之间可以自由切换。页面布局合理，浏览简单方便，满足用户对系统的基本功能需求。3 运用超媒体技术，当用户不同地操作需要使用同一数据时，可通过链的方式链接到指定数据，而没有必要重复存储数据，实现了数据的共享。南通大学毕业设计16参考文献1邬国锋.多媒体电子地图集集成工具的系统设计与实现D武汉测绘科技大学，2001，1528 2陈磊.电子地图与最短路径算法的结合J.赤峰学院报（自然科学版）,2009，26-27 3屈

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38、3 J. Edward Swan II，Joseph L. Gabbard，Deborah Hix，Robert S. Schulman，Keun Pyo KimA Comparative Study of User Performance in a Map-Based Virtual EnvironmentJIEEE Computer Society， 2003：259-226南通大学毕业设计1724 Robertk H，Olsen A，Stevens D，et a1Emap Des Gn and River Reach File 3(RF3)As a Sample Frame in the Central ValleyJComputer，2007，25(3) ：8致 谢本文是在周侗老师的悉心指导下完成的，从论文的选题、开题、构架到撰写、修改、成文的整个过程，凝聚了他大量的心血和劳动。谨此，我表示崇高的敬意和深深的谢意！在论文完成期间，感谢刘新宇和毛亮同学的帮助，正是他们的鼎力相助，才使我能够迅速解决难题，保证了本次课题的顺利完成。在此，向各位老师同学表示衷心的感谢！在南通大学地理科学学院的四年的学习和生活，不仅使我学到了知识，还认识了很多老师和同学，他们对我的帮助让我受益匪浅。在以后的工作中，我会不断努力，以优异的成绩为母校增光添彩。