吕 杰ａ，刘 旭ａ，闫振国ｂ
（西安科技大学，ａ．测绘科学与技术学院；ｂ．能源学院，西安 ７１００５４）
摘要：针对校园安全信息系统的可视化、科学性要求，基于ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ进行了西安科技大学校园安全系统设计。系统基于．Ｎｅｔ ４．０平台，采用Ｃ＃编程语言、ＡｒｃＥｎｇｉｎｅ １０．０组件式ＧＩＳ技术、ＤｏｃｋＰａｎｅｌ Ｓｕｉｔｅ开源类库建立了校园安全系统，可实现校园监控点数据显示、空间属性数据查询与编辑、最短路径分析、通视分析、几何网络分析以及监控区域专题图制作输出等功能，该系统能够实现校园范围内的安全分析。
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关键词 ：校园安全系统；通视分析；ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ
中图分类号：Ｐ２８；ＴＰ３１１．５２ 文献标识码：A 文章编号：0439－８114（２０15）07－1731-03
DOI:10.14088/j.cnki.issn0439-8114.2015.07.051
数字校园的建设是当今高校发展的必然趋势，而校园安全系统是数字校园建设的重要组成部分。以往人们对数字校园研究开发的重点放在了各种类型的校园信息管理系统和办公自动化上，如教务管理子系统［１－３］、学籍档案管理子系统［４，５］、后勤物业管理子系统［６，７］、高校人力资源管理系统［８－１０］、校园财务管理信息系统［１１］、固定资产管理信息系统［１２，１３］等，注重于属性数据的管理和事务逻辑处理。而针对校园安全系统的建设，苏东等［１４］运用信号控制、通信、数字视频等技术设计了数字校园监控方案的系统架构，实现了通过安置在教室的网络摄像机视频点对有可能发生的隐患进行监控，偏重于对监控设备下的视频监控系统的搭建，以及安保人员的岗位值守上，缺乏对校园范围内的安全规划分析和调度管理的系统性平台建设。在将ＧＩＳ技术运用于校园安全系统建设上，孙彦花等［１５］利用通视分析原理并结合ＡｒｃＧＩＳ空间建模功能进行了校园安全分析建模，初步实现了对校区范围的安全分析，但该模型只能在ＡｒｃＧＩＳ软件下执行，无法与其他数字校园系统信息系统进行集成。刘爱华等［１６］以山东农业大学虚拟校园为例，利用ＡｒｃＧＩＳ的分析功能优势，对三维场景进行缓冲区分析、叠置分析、网络分析等空间分析；并能利用ＶＢＡ语言进行特定功能的二次开发，从而完善三维虚拟校园的系统功能。王艳安等［１７］以长江大学虚拟校园的设计为研究对象，以长江大学校园为虚拟空间，以建立长江大学虚拟校园为目的，实现了一种虚拟现实系统——微机平台虚拟校园漫游系统。
基于ＧＩＳ技术的校园安全系统将空间数据和属性数据进行关联集成并可视化显示，用户可以在大比例尺矢量地形图或栅格影像上直接查看管理当前校园范围内监控设备、警卫亭以及巡逻车队路线的空间位置和数据信息，系统提供了基本的地图操作、信息查询检索、报表输出以及相关专题制图等功能。利用地理信息技术的强大空间分析能力为监控设备和警卫亭的选址规划、最佳巡逻路线的制定，以及校园突发事件的人员物资调配等提供辅助依据。
１ 开发平台与资料数据
１．１ ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ开发工具包
ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ开发工具包是美国Ｅｓｒｉ公司在ＡｒｃＧＩＳ ９．０版本后将ＡｒｃＯｂｊｅｃｔｓ中的一些组件单独打包出来，基于ＣＯＭ技术可重用的通用ＧＩＳ二次开发组件产品。它可用于大量开发框架中，像．Ｎｅｔ、ＶＣ＋＋、Ｄｅｌｐｈｉ等开发环境，开发人员可以使用ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ开发工具包建立具有简单接口的集中式ＧＩＳ解决方案，以集成ＧＩＳ功能或嵌入式ＧＩＳ逻辑到现有应用程序，实现地图与用户管理信息之间的协同关系。系统是在．Ｎｅｔ ４．０平台下使用Ｃ＃语言进行开发的。
１．２ ＤｏｃｋＰａｎｅｌ Ｓｕｉｔe开源类库
ＤｏｃｋＰａｎｅｌ Ｓｕｉｔｅ是一个支持选项卡式窗体布局的多文档管理开源类库，其选项卡外观可以进行自定义扩展，工具栏可实现停靠和自动隐藏，窗体在容器中拖拉操作时呈“田”字形可视化布局，便于自定义界面布局。该开源类库下的窗体具有持久性功能，可将当前的程序状态保存为ＸＭＬ文件，下次打开即加载ＸＭＬ还原成上次关闭时的窗体布局，给用户带来便捷的交互操作和良好的界面布局效果。
１．３ 资料数据
数据来源为西安科技大学１∶５００地形图数据，数据为ＣＡＤ格式，需要在ＡｒｃＧＩＳ下对ＣＡＤ数据进行转换和处理，由ＣＡＤ转换成的ＳＨＡＰＥ图层分为五类，分别是点、线、面、注记以及多面体层。这些图层又分别包含不同类型的地物实体、去除注记和多面体图层，在转换为ＳＨＡＰＥ数据后对其进行拓扑查错。在系统中可根据监控器和警卫亭的原始资料文件对其进行属性字段数据的录入编辑，存储为Ｓｈａｐｅｆｉｌｅ格式并保存在文件地理数据库中。此外还需要校区ＤＥＭ地形数据，包括规则格网数据和不规则三角网数据，用户可以在系统中根据实际需要由控制点构建和转换两种类型的ＤＥＭ地形数据。
２ 校园安全系统分析与功能设计
２．１ 系统分析与整体设计
校园安全系统以现有的西安科技大学临潼校区１∶５００地形图矢量数据为例。在实现对校区地形图的基本显示操作和空间数据编辑管理上，通过地理建模设计工具，基于通视分析原理，将视域、视点分别用于可见性分析，进一步为校园监测设施的布置提供依据，基于几何网络的最佳路径分析和资源配置分析为校园最佳巡逻路线选择、校园突发事件保安人员调配等提供依据，在构建地理分析处理模型的基础上利用ＡｒｃＧＩＳ Ｅｎｇｉｎｅ组件结合开源类库ＤｏｃｋＰａｎｅｌ Ｓｕｉｔe进行界面设计和应用开发。校园安全系统概要设计见图１。
２．２ 空间分析建模
通常在开发ＧＩＳ分析功能时，较多采用的是在每一逻辑分析功能层面上进行的开发，一个业务分析往往是在复杂多环节流程下进行的，通常是弹出多个窗体由用户选择输入数据源、参数，设定环境条件，上一环节所产生的结果数据是下一环节的前提条件，如果上一环节执行出错，则整个业务分析将无法完成得到结果。并且在基于特定情况下的业务分析，过多地输入参数选择，路径选择的冗余化为用户使用操作带来了较大的困难。
在开发过程中利用ＡｒｃＧＩＳ提供的地理处理工具ＭｏｄｅｌＢｕｉｌｄｅｒ，根据实际要求建立特定业务分析流之下的地理处理模型，并生成工具（．ｔｂｘ格式）文件后将其引入程序中，以便捷快速的ＧＰ开发方式来调用特定业务分析所构建的地理处理模型，使整个业务分析在一个窗体下进行，并忽略中间过程所产生的不需要的冗余数据，直接得到最终结果数据。良好的界面设计隐藏了中间环节的逻辑执行，一次输入操作便可得到分析结果，为用户操作带来方便，节省了分析处理流程时间和数据占用空间。