1、 南阳师范学院 20XX 届毕业生毕业论文（设计）题 目： 基于移动 GIS 的数字校园建设 完 成 人： 班 级： 学 制： 专 业： 地理信息系统 指导教师： 完成日期： 目 录摘要 .(1)0 引言 .(1)1 背景介绍 (2)2 相关研究 (2)3 实现方法 .(4)3.1 校园地图更新 .(4)3.2 软件下载及二次开发 (4)3.3 连接手机，调试运行 (7)4 移动 GIS 校园建设的特点 .(13)4.1 移动 GIS 开发的公用化 .(13)4.2 空间数据库设计的简单性 .(13)4.3 地图显示更新快速 .(13)5 结论与展望 .(13)5.1 三维显示 .(13)5.
2、2 上课提醒 .(13)5.3 教室导航 .(13)5.4 新生游览 .(13)参考文献 .(14)Abstract.(15)第 1 页 （共 15 页）基于移动 GIS 的数字校园建设摘要：随着地理信息系统应用的逐渐推广和 Android 系统、IOS 系统手机以及平板电脑等移动设备的广泛应用，两者的结合使用给人类生活带来了诸多的便利，因此也受到了越来越多的关注。特别是在校大学生这一群体，是定位、搜索、导航等地理信息服务的主要运用群体。因此基于移动 GIS 的建设正成为当前较为热门的研究领域。目前许多大型地图公司都提供开放源代码的服务，如百度地图提供的百度地图 API。本研究首先获得校园的精
3、确坐标，申请获取百度开发使用的 Key，下载 ADK，利用 Eclipse 编写 Java 程序，再使用百度提供的 API 接口和 Key，进行二次开发。同时利用连接软件把编写好的应用程序添加到 Android 手机上，进行调试和使用，并根据实际需求初步完成了校园建筑浏览、主要建筑查询等功能，今后还需继续完善如位、导航等其它地理信息服务。关键词：移动 GIS；数字校园；百度 API；Android引言随着移动计算技术和无线通讯技术的发展，地理信息系统呈现出向移动计算环境发展的趋势。移动 GIS 是建立在移动计算环境、有限处理能力的移动终端条件下，提供移动中的、分布式的、随遇性的移动地理信息服务
4、的 GIS,是一个集成了 GIS、GPS、移动通信（GSM/GPRS/CD2MA)三大技术于一体的系统 1。它通过 GIS 完成空间数据管理和分析，GPS 进行定位和跟踪，利用移动设备完成数据获取功能，借助移动通信技术完成图形、文字、声音等数据的传输。在过去的五年内，移动终端如 Android 手机发展非常迅速。基于该系统的各自应用程序也如雨后春笋般出现。而百度、谷歌地图 API的开放源代码，更为与此有关的应用程序提供了方便。而且有关定第 2 页 （共 15 页）位、搜索服务也是受到了越来越多的青睐。移动 GIS 也是其中一个热门研究领域。基于移动 GIS 的校园建设，将在为师生校园生活学习方
5、面提供便利。1 背景介绍随着地理信息系统应用的逐渐推广，以及 Android 系统、IOS 系统手机、平板电脑等移动设备的广泛应用，GIS 与移动设备的结合给人类生活带来了诸多方便，因此也受到了越来越多的关注。特别是在校大学生这一群体，是定位、搜索、导航等移动 GIS 服务的使用群体。因此基于移动 GIS 的数字校园建设也是一个新的研究方向。这将为大学生群体提供基于移动平台的校园位置、定位、搜索等空间服务，具有较强的现实意义。由于地面建筑、道路等地物的拆迁、重建导致变化频繁，而网络地图更新对资金和人员的需求投入较大，整体更新比较慢，所以导致了一些网络地图与实际地物不一致的现象。例如：南阳师范学
6、院西区的建设已经有两年时间，图书馆、教学楼、宿舍楼、餐厅等建筑已经建成，而百度地图上未能及时更新，还显示为一片荒地。因此，有必要对整个校园，特别是西区进行数字化建设，用来完善网络地图，方便学生的查询和定位等地理信息服务。本文主要以 Android 手机系统为支持系统，程序的实现主要是在 Android 2.3.7 版本上运行。Android 智能手机系统是 Google 公司推出的一款开源手机平台，由操作系统、中间件、用户界面和应用软件四部分组成，是首个为移动终端打造的真正开发和完整的移动应用平台。Android 操作系统给开发者提供了关于定位相关的类库，并可以通过 Android 平台美观实
7、用的 UI 控件和 Google 公司、百度公司发布的地图服务服务接口，极大的方便开发者完成基于位置服务的应该程序。2 相关研究第 3 页 （共 15 页）百度、谷歌等商业公司推出了百度地图、谷歌地图等地图服务，并开放 API ，现在许多社交网络服务，如 Foursquare、Google Latitude、Facebook、QQ、微信、新浪微博等都能够允许用户基于网络地图服务在特定的地点上签到（check-in),从而将他们的位置信息分享给亲朋好友。其他的一些大型软件公司如 ESRI 也在开发ArcGIS for Android 的应用程序，使移动 GIS 的发展更加商业化、规模化。一般这些
8、应用程序能利用用户智能手机上提供的 GPS 定位功能，进而确定用户当前位置，并可以附加一些文字消息到社交网络上 2。API（Application Programming Interface,应用程序编程接口）是一些预先定义的函数，目的是提供应用程序与开发人员基于某软件或硬件的以访问一组例程的能力，而又无需访问源码，或理解内部工作机制的细节。在地图 API 领域内，许多公司都都对外开发API，以供开发者和用户的使用。如：百度公司开放 API，让许多公司和个人网站可以使用百度 API 制作网页版或手机端的应用。基于浏览器的网页版成功案例有爱房网、12580、住哪网、掌上优惠等；基于移动设备的手机
9、地图的成功案例有豆角网、墨迹天气、糯米网等。Google 公司、高德地图等，都推出了免费的 API 借口，供公众使用。在学术研究领域，也有许多进展。北京师范大学周鹏等人发表的Google Maps API 技术在移动终端上的 GIS 应用 1，主要是依靠所提供的地图可视化的数据，以及强大的数据和应用程序借口，系统通过利用 GPS 技术 Android 移动开发包、移动互联网络、Split数据库和 Google Maps API 共同构建移动 GIS 管理系统。北京邮电大学金洁发表的基于 Android 平台的校园街景的研究和实现 3，针对传统移动设备上的地图服务存在的不足，设计并实现了一种基于
10、 Android 平台的校园街景服务系统，不但能够提供用户传统的移动地图服务体验，还能向用户提供所在位置的全景图浏览，进一步增加了移动地图服务的智能化和人性化。华东师范大学谢博晖发表的基于 Android 操作系统的 GIS 软件开发与研究 2，主要从基于路线记录与分享的移动 GIS 的设计与开发实现这两个方面进行研第 4 页 （共 15 页）究，以便在社交网络进行路径分享。在客户端上进行实现，检测其运行结果以及其使用价值。合肥工业大学的林夏、陈义华所著的基于 GIS 与 Android 的移动视频研究 4，介绍了当前视频 GIS系统发展的状况，分析了基于 GIS 的视频编译码及传输、空间信息
11、与视频信息的结合等技术。在此基础上设计了一个基于 Android 平台的远程移动视频 GIS 系统。3 实现方法图 1 整体设计流程3.1 校园地图更新由于百度地图更新较慢，以致有些新建的建筑和道路不能及时地在地图上显示，并且部分地面物体的属性信息不能完全显示，所以，需要对有变化的校园部分重新矢量化，添加到新建图层上，对一些地物添加相应的属性信息。卫星影像可以从其他网站上下载最新的影像图像，利用 ArcGIS 对新建区域的道路、教学楼、公寓、操场、绿地等地物进行矢量化，并添加属性信息，显示名称等基本信息。与原来的区域进行拼接，并完善地图上的细节信息，如银行、公寓、超市等，以求更加精确。3.2
12、软件下载及二次开发在百度网站上下载 BaiduMaps Api DemoTest，BaiduMap_AndroidSDK_v2.0.0_Lib 5。并下载安装JDK，为 Java 的开发应用提供基础环境。下载 ADT 压缩包，ADT 全称 Android Development Tools,是在 Eclipse IDE 下开发 Android第 5 页 （共 15 页）应用程序的高效、智能的环境插件，较原来的 Eclipse 的 Android系统开发更加方便和快捷。安装完成 JDK 后，运行 Eclipse。界面如图 2。图 2 Eclipse 初步运行新建 New Android Appl
13、ication，名称命名为 Digital School。如图 3。第 6 页 （共 15 页）图 3 新建 Android Application在使用已下载完毕的百度 API 在 workspace 下 Digital school里有关文件进行替换。并在 res 文件夹下的 AndroidManifest.xml的页面上填写上相应的代码，并且使用 BaiduMapsApiDemoTest 修改Layout 下的 activity_main.xml。在 src 下的 MainActivity.java 下，编写如下代码，进行初始化设置，定义当前位置，使位置显示到当前的南阳师范学院校区内。p
14、rotected void onCreate(Bundle savedInstanceState) /super.onCreate(savedInstanceState);/setContentView(R.layout.activity_main);super.onCreate(savedInstanceState);mBMapMan=new BMapManager(getApplication();mBMapMan.init(“3FFFA235E3D0C2D5BA7A5E6034CF51CAA86CF436“, null); /注意：请在试用setContentView 前初始化BMapM
15、anager对象，否则会报错setContentView(R.layout.activity_main);mMapView=(MapView)findViewById(R.id.bmapsView);mMapView.setBuiltInZoomControls(true);第 7 页 （共 15 页）/设置启用内置的缩放控件MapController mMapController=mMapView.getController();/ 得到mMapView 的控制权 ,可以用它控制和驱动平移和缩放GeoPoint point =new GeoPoint(int)(32.981* 1E6),(i
16、nt)(112.498* 1E6);/用给定的经纬度构造一个GeoPoint，单位是微度 (度 * 1E6)mMapController.setCenter(point);/设置地图中心点mMapController.setZoom(20);/设置地图 zoom级别地图中的坐标是用经纬度来表示的，需要用 Projection 类将经纬度数据转化为屏幕坐标。在完成 GeoPoint 的绘制方法后，再创建一个与此有关的对象，并定义 Overlay，来装载所有的 Overlay 对象。以实现如地图的初始化、位置中心、缩放比例、缩放级别、屏幕显示、指北针等代码命令。可以进一步编写有关代码，来逐渐完善屏
17、幕显示效果。3.3 连接手机，调试运行进行与手机的连接，如下图第 8 页 （共 15 页）图 4 设备连接初步运行效果如下图 5。第 9 页 （共 15 页）图 5 初步运行效果为了更加直观、有效的显示地面景观，可以编写代码，调用卫星地图，进行屏幕显示。如图 6.第 10 页 （共 15 页）图 6 卫星地图显示由于校园西区地图显示更新较慢，校园西区的建筑例如图书馆、西区教学楼、学生公寓等已经建设完毕，但在百度地图上并未显示。部分细节显示不到位，例如学校中区的行政楼、科技楼等重要建筑也未能在地图上显示。为了方便查询使用，需要这些建筑在地图上标记显示出来。首先，通过 Google 地图，对西区更
18、新过后的卫星图片进行下载，在 ArcGIS 中对卫星图片进行矢量化、投影定义、属性添加等基本操作。通过查找，得到西区图书馆、西区教学楼等地物的经纬度坐标，记录并保存下来。在 ADK 中，新建一个 OverItemT.Java，编写代码，创建点类，进行有关地物标记显示，如逸夫楼、科技楼、东区图书馆、行政楼、西区教学楼、西区图书馆、实验大楼等。第 11 页 （共 15 页）图 7 有关地物覆盖添加一些重要或者特殊的地物，可以在 ADK 中，编写代码，使用矩形方框进行标注。例如，西区图书馆，在矢量图上找到图书馆的位置，记录其左下角和右上角的坐标，定位矩形的具体位置。/矩形左下角第 12 页 （共 1
19、5 页）GeoPoint geoPoint1 = new GeoPoint(int)(32.9800 * 1E6),(int)(112.4882 * 1E6);/矩形右上角GeoPoint geoPoint2 = new GeoPoint(int)(32.9820 * 1E6),(int)(112.4902 * 1E6);/创建一个覆盖一定范围的距形，目前只支持矩形的绘制Geometry palaceGeometry = new Geometry();palaceGeometry.setEnvelope(geoPoint1, geoPoint2);Symbol palaceSymbol = n
20、ew Symbol();/创建样式Symbol.Color palaceColor = palaceSymbol.new Color();/创建颜色palaceColor.red = 255;/设置颜色的红色分量palaceColor.green = 50;/设置颜色的绿色分量palaceColor.blue = 50;/设置颜色的蓝色分量palaceColor.alpha = 126;/设置颜色的alpha值palaceSymbol.setSurface(palaceColor,1,3);/设置样式参数，颜色：palaceColor是否填充距形：是线宽：3 个像素第 13 页 （共 15 页
21、）图 8 西区建筑显示运用这种方法，还可以对其他建筑物进行显示和标记。此外，还将此程序推广到对移动终端管理数据需求较低、小成本开发快速易用的其他的 GIS 中，如小区的综合管理 GIS、社区医疗服务 GIS、治安巡查 GIS 等 6。4 移动 GIS 校园建设的特点4.1 移动 GIS 开发的公用化在移动 GIS 建设的过程中，程序开发是一个重要的环节，直接影像着程序的运行效率。该系统的最大特点之一就是：调用了百度公开的 API 和其已经生成的脚本编码，借用了百度地图的处理功能，导航功能则交给百度地图独立处理。这样，项目开发的工作量将大大减少，系统开发难度也会降低，同时，系统运行获得了高效性。
22、西区图书馆第 14 页 （共 15 页）4.2 空间数据库设计的简单性传统的 GIS 需要建设者自己组织大量复杂的地图数据，本系统采用了百度地图提供的开放性服务，大部分基础性数据直接来源于百度地图，系统只需要构建比较简单的私有数据库即可满足特定用户的需求。因此，这就大大压缩了开发周期，降低了开发成本，提高了系统运用效率。4.3 地图显示更新快速基于移动 GIS 的数字校园建设，是在小范围之内进行的研究。在地物变化较快的情况下，可以快速准确的对校园内的地图进行更新，添加到网络地图上，方便用户查询显示等服务要求。与网页版和客户端版的百度地图相比，其界面基本一致，只是显示范围大小不同，地物的属性信息
23、更为详细，使用户使用更加方便，更加能够满足学生群体的需求。5 结论与展望在百度地图更新较慢的地区，对变化的校区进行人工矢量化，添加相应的属性信息，作为参考图层，记录坐标信息，添加到地图中。利用 Eclipse 的 Android 系统开发包，编写相应代码，在手机上运行 Digital School 应用程序，并且可以根据具体需求进行功能的完善。此程序代码编写可以借用百度地图提供的 JavaScript 代码，实现快速，相对简单。在手机与计算机进行连接之后，在 Eclipse 中运行程序，同时，在手机端上，相应的 Digital School 也已经安装运行。断开连接之后，即可进行有关地物的显示
24、、查询等。在最基本的定位、查询功能实现后，此外，本人根据大学生群体的特殊生活方式，设想了一下几种功能。由于时间、技术和水平有限，这些功能还有待实现。5.1 三维显示根据测量或者查询，得到每个建筑物的高度值，在属性表中、增加高度属性。据此，在 ArcScene 里进行三维显示。并可以拍摄每第 15 页 （共 15 页）个建筑的的外观照片，添加到三维建筑的表面，以求更加贴近实际。5.2 上课提醒在完善了各个教学楼的信息之后，根据每个学生的课程表安排，编写相应的程序，把每次上课的教室、科目等内容与相应地点一一对应，并根据具体时间的不同，设置事件提醒，显示上课时间、教室、科目、任课老师等信息。5.3
25、教室导航刚刚入校或即将如校的新生，对学校的整体环境并不熟悉。对校园的各个建筑特别是教学楼，模拟构建楼内的各个教室的分布位置，为新生提供教师导航。 5.4 新生游览对学校的建筑进行三维显示后，也可以对校园道路的交叉口、花园、湖泊等景观进行照片采集，全方位、多层次的展示校园，以供新生更加全面的了解学校。同时，也可以放到学校网站上，让其他学校的学生也能在网上参观游览本学校。参 考 文 献1 周鹏、陈红顺、尹菲.Google Maps API 技术在移动终端上的 GIS 应用B .测绘通报，2012.2 谢博辉. 基于 Android 操作系统的 GIS 软件开发与研究 .硕士学位论文，2012.5
26、.3 金洁、张琳。基于 Android 平台的校园街景的研究和实现 2010 年通讯与信号处理学术年会论文集，2010.4 林夏，陈义华.基于 GIS 与 Android 的移动视频技术研究A .电脑知识与技术，2012.1.5 Baidu: http:/ 16 页 （共 15 页）6 周隽，花向红，涂伟，李昭. 基于移动 GIS 的小型移动应急平台的设计和实现A .测绘工程，2008.4.The Construction Of Digital School Based On Mobile GIS Abstract：With the popularized of GIS application
27、, and the extensive use of mobile devices such as mobile phone with Android system and IOS system , tablet computer and so on ，the combination of GIS and mobile devices have brought lots of convenience to people, so people pay more attention to them. Especially the college students who the main grou
28、p use GIS for location, search, navigation. The Construction Based On Mobile GIS is a popularize research field. At present many large companies offer services to open source map，for example，Baidu Company offer Baidu API to public. At this passage ，we got the longitude and latitude of our school by
29、GPS , and get the Key for developing ,then download ADK, and write the code for Java program, make use of Baidu API and Key for second developing .At last , add the compiled program to the Android phone ，we can debugging and apply the program, we also can consummate and perfect other function based on actual demand: such as scan the campus architectures , look for main architectures, location and navigation.Key words: Mobile GIS；Digital School；Baidu API ；Android
