支持P2P技术的校园GIS系统

(呼伦贝尔职业技术学校，内蒙古 呼伦贝尔 021000)
摘 要： 文章将GIS和P2P技术在信息处理上的优势结合起来，提出了一种高效的信息服务系 统的设计方法，以满足高校或是分散式管理区域中对信息交流和管理服务的新要求，介绍了 该系统关键的实现技术，分析了该系统（命名为GIPPY）的体系构建特点，着重阐述了功能 模块的实现方案。
关键词：GIS；P2P；校园信息系统；查询；通信
中图分类号：TP393∶G47  文献标识码：A  文章编 号：1007—6921(2008)18—0042—02

随着国家对教育投入的提高和高等教育改革不断深入，高校的发展和建设进入了一个新的阶 段。许多学校的规模比以前都扩大了很多，更有不少学校拥有多个校区或是分校。信息的多 元性、平台的异构性、规划的复杂性和地理位置的分散性造成学校资源整体利用率不高，不 易共享和查询。传统的信息沟通模式已远远不能满足发展的需求。因此本文旨在设计构造一 个可以进行信息获取和通信的综合地图系统，使管理、查询和交流可视化、条理化、简单化 。
1 GIPPY系统的特点

本系统是将GIS技术用于高校校园规划与管理，再与P2P技术相结合，真正实现图、文、表、 管一体化的综合性的空间性的高校网络管理信息系统，能够完成数字地形图及各种专题图的 显示、查询，以及各种管理数据的动态更新等功能，便于各级的校园可视化的管理，同时也 便于师生查询、检索所需信息，实现综合信息查询与点到点即时通信功能，具有一定的创新 性和实用性：
1.1 提供了学校的电子地图

高校校园多并分布分散，没有一个较好的校园电子地图。该项目建立了该地图并提供详细信 息，有利于外界更好的了解校园。图层分层一方面可以将复杂的地图简单化，从而大大简化 了传统模型和处理过程；另一方面，以单一的图层作为处理单位，使系统具有很大的灵活性 。
1.2 校园信息系统是GIS中一个分支

校园地理信息系统使传统的校园地图实现了无图化和地理信息计算机化管理， 可以涵盖校 园内的建筑、地貌、道路及铺装、植被、给排水、强弱电、广播线等诸项元素，不仅能方便 师生进行对校园各实体的信息查询，还可以帮助管理方进行统计、分析，为规划、决策、管 理提供信息支持。
1.3 提供了丰富的信息查询功能

该项目基于电子地图，提供了多种方式的校园综合信息查询方法。多个校区的地理位置及建 筑布局，办公楼、教学楼、图书馆平面分布图，对单个目标的查询和某一属性目标集的查询 ，校区间的最佳路径辅助选择。同时与校园网进行超链接，进一步提供各部门的详细信息。 
1.4 具有极强的功能扩展和延伸

通过先定义一个系统“雏形”，提供相应的基础界面及系统功能。然后在使用和维护过程中 与各职能部门进行反复探讨交互，不断完善整个平台的建设，增强它的实用性和针对性。

支持P2P技术的校园GIS系统将为用户提供更为人性化的信息支持，沟通协作，辅助决策和管 理服务。因此，该系统具有可应用的现实性和深远的研究意义。

P2P(Peer—to-Peer)计算是指不同系统之间通过直接交换，实现计算机资源和服务共享、进 行信息处理的过程。这里，资源可以是处理器、缓存和磁盘空间等；服务包括信息交换、数 据计算等。

P2P系统的这些特点决定了P2P应用主要包括资源共享和协作。资源共享主要是文件共享系统 、文件分发系统(File Distribution System)。通过P2P网络实现文件共享和文件分发，能 够应付爆发式访问，系统具有良好的可伸缩性和可靠性。P2P协作应用的种类很多，包括即 时消息系统、在线游戏、共享企业应用(在提供即时消息之外，还可共享内容和进行共同的 活动如组内共同开发和编辑)、文件搜索、pub／sub系统等。各种P2P系统由于应用背景的差 异，彼此互不兼容，导致不同的P2P网络无法通信，难以有效地利用网络资源提供服务。

MapX是一个提供给应用程序开发人员的工具。它提供了一个最简单和最节约成本的方法，用 来将地图化功能嵌入到新的和现有的应用中。MapX是一个OCX组件，可以被快速集成到使用V isual Basic、PowerBuilder、Delphi、Visual C++或其他面向对象的语言的客户端应用程 序以及使用Lotus Script的Lotus Notes （v4.5）中。开发人员可以在他们熟悉的环境中工 作，最终用户可以通过他们熟悉的应用程序来访问地图数据。

通过MapX，可以完全按照您的意愿在应用程序中加入强大的制图功能。用户可以按点、按专 题渲染区域、按饼图或直方图等等来显示数据。启用MapX的分析功能，可以分组和组织数据 、执行搜索或在一个指定的半径、矩形区域或指定的点的周围选择地图图元。
2 系统目标

该系统的主要目的是能够替代人工对校园空间数据、属性数据的管理，更快捷、方便地对资 料进行综合查询、分析。因此根据目标用户的需求进行数据的采集，建立空间和属性数据库 ，并实现两者关联，开发用户界面，实现图文互查属性、空间分析、地图输出3大功能模块 是完成系统设计的主要任务。系统设计时也应充分考虑到校园地理信息系统的特殊性，在系 统建立前系统分析是必不可少的，包括：用户对功能、数据、应用界面的需求调查；系统使 用者自身情况分析调查；系统可行性的分析。本课题研究内容、目标主要有：
2.1 系统数据管理与数据库的设计

系统数据的采集、编辑；空间数据库的设计；属性数据库的设计；空间对象与属性数据关联 的实现；用户登陆和权限管理。
2.2 空间查询和空间分析功能的设计与实现

由空间对象查询属性；由属性查询空间对象；空间距离量算。
2.3 显示与输出功能的设计与实现

图形的控制（放大、缩小、平移、比例尺）；图层的打开、添加、移去，图层集的生成；图 层控制显示；鹰眼控制显示；地图输出。

P2P方面采用组件式基本思想，把功能划分为几个控件模块，每个控件模块完成不同的功能 。各个控件之间，以及P2P控件与其它GIS控件之间，可以方便地通过可视化的软件开发工具 集成起来，形成最终的综合应用。
3 系统功能模块的设计

系统的功能分为地图控制、用户管理、图形控制、图层控制、图文互查、空间分析、地图输 出。地图控制模块功能：打开、关闭图层，地图集的生成、保存。用户管理模块功能：在数 据库中添加、修改、删除用户信息。图形控制模块功能：放大、缩小、全屏、绘制等功能。 图层控制模块功能：以图层列表形式打开、关闭图层和快速全显。查询通信模块功能：非图 形数据查询，包括学生信息查询、院系信息查询，并获取其IP进行通信；图形数据查询，在 查询窗体输入实体名称，查询其属性及在地图上突出显示。空间分析模块功能：鹰眼图功能 ，平面直线的计算和图上位置换算。地图输出模块功能：地图打印输出（见图）。
4 数据库设计
4.1 空间数据库表设计

MapInfo以表的形式来组织信息，用户与MapInfo交互时直观面对的是一幅或多幅地图图层叠 加，每一个图层都需要自己的记录和地图文件。MapX以MapInfo表的形式组织所有潜在信息 。 每个表都是一组用来在地图中创建图层的MapInfo文件。所有MapInfo表都会拥有下列文件： 
<文件名>.tab:描述MapInfo表的结构。
<文件名>.dat:表格格式数据。
<文件名>.map:描述图形对象。
<文件名>.id:链接对象和数据的交叉引用文件。
<文件名>.ind:索引文件。

图层来自于含有图形对象的数据库表， 每个含有图形对象的数据库表都可显示为一个图层.  MapInfo数据库表在工作空间文件中对应相应的地图对象， 这些地图对象的类型可以是点 对象、线对象、区域对象。以次划分，再根据点线面的类型不用，在校园地理信息系统里， 一个完整的校园地图由校区的框架的图层，校区建筑物的图层， 道路的图层，绿化带的图 层，底图图层构成。

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4.2 属性数据库设计

属性数据库包括：学生信息库：包括学号、姓名、籍贯、出生年月、所在院系、届别。教职 工信息库：包括姓名、籍贯、出生年月、职称、所在部门、学历、联系方式。教室信息库： 包括编号、位置、所属院系、学期课程占用表。超链接入口：接入院系主页，学生选课系统 ，校园内网和多媒体教室。
4.3 属性数据库建立

在SQL Sever 中创建地图集的属性表。由于时间关系，实际表与上一章的设计有所出入。Ta ble5.1.2.1- 5.1.2.7 是属性表的列结构声明，带*的是主键。

其中包含ID_BUILD的属性表的每一项都唯一对应于空间数据中的ID，以次建立起来关联，使 系统实现图文互查功能。其中包含IP地址的属性表的每一项都可以做为P2P通信的节点端。
在GIS信息平台的基础上，引入了P2P技术，结合两者的信息获取优势，实现了多元化的互动 查询与通信方式，方便了分散式区域的信息服务和资源管理，有着广泛的使用前景。在此设 计思想下构建的学校GIPPY原型系统，取得了较好的预期效果。由于时间和资源的限制，未 能完全体现设计构想和理念，我会在今后不断加强和改进系统性能，完善和补充功能模块， 使GIPPY能真正服务于学校的广大师生。