高校數(shù)字化校園地理信息系統(tǒng)的研究分析

李心穎 李 峰

（1.?？诮?jīng)濟學院，海南 ?？?71127；2.海南大學 應用科技學院，海南 ?？?71101）

1 地理信息系統(tǒng)的發(fā)展

1.1 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)（GIS，Geographic Information System）是以采集、存儲、管理、分析、描述和應用整個或部分地球表面與空間和地理分布有關的數(shù)據(jù)的計算機系統(tǒng)。 它由硬件、軟件、數(shù)據(jù)和用戶有機結合而構成，它的主要功能是實現(xiàn)地理空間數(shù)據(jù)的采集、編輯、管理、分析和統(tǒng)計。 地理信息系統(tǒng)是融計算機圖形學與數(shù)據(jù)庫技術于一體，將圖形與數(shù)據(jù)有機地結合在一起，存儲和處理空間信息的高新技術。 它把地理位置與相關屬性有機地結合起來，根據(jù)實際需要準確、真實、圖文并茂地輸出給用戶，滿足系統(tǒng)建設、管理以及系統(tǒng)對空間信息的要求，并實現(xiàn)了數(shù)據(jù)的可視化，同時借助于地理信息系統(tǒng)獨有的空間分析功能和可視化表達，可對系統(tǒng)進行各種輔助分析決策。

隨著計算機技術的飛速發(fā)展，地理信息的處理、分析手段日趨先進，GIS 技術日臻成熟，GIS 的應用領域不斷擴大， 成為一門重要的自然科學分支，地理信息系統(tǒng)已深入到生活的方方面面。

1.2 WEBGIS

WebGIS(也稱為Internet GIS)就是利用互聯(lián)網(wǎng)技術，在Web 上實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的存儲、顯示、空間分析及輸出，并能回答用戶提出的問題，進行決策支持的系統(tǒng)，它是地理信息系統(tǒng)在萬維網(wǎng)上的實現(xiàn)。目前信息技術以及Internet 的飛速發(fā)展與廣泛應用，人們對分布式應用研究以及共享信息和知識需求不斷增長，從而對GIS 的研究也發(fā)生了根本變化。隨著“數(shù)字地球”概念的提出，推動了全球的信息化，這是對真實地球及其相關現(xiàn)象的統(tǒng)一性的數(shù)字化重視和認識。實現(xiàn)“數(shù)字地球”離不開網(wǎng)絡化GIS 的支持，國際互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展使其必將成為GIS軟件的運行環(huán)境， 基于Web 的GIS 應用已越來越成為廣大GIS 用戶新的迫切需求， 而對這方面的研究已成為GIS 發(fā)展的必然趨勢。WebGIS 在信息的快速發(fā)布，數(shù)據(jù)的及時更新、使用的簡單靈活等方面具有傳統(tǒng)地理信息系統(tǒng)無法比擬的優(yōu)點。 隨著國家信息基礎設施、國家空間基礎設施的逐漸完善，以及在“數(shù)字地球”、“數(shù)字城市”、“數(shù)字區(qū)域”“數(shù)字行業(yè)”等工程的推動下，WebGIS 在各行各業(yè)中得到廣泛的應用。

2 高校校園信息管理現(xiàn)狀

隨著我國城市建設日新月異的發(fā)展，高等院校已作為城市的重要組成部分，近幾年來，國家對高等教育投入的逐年增加，尤其是隨著高校的擴招和合并，高校規(guī)模越來越大。我國高等學校校園面積大、建筑物多、設備多，功能齊全，各種管網(wǎng)、供電和通信線路交叉分布，這些信息用常規(guī)的管理方法難以實現(xiàn)有效的管理。高等院校的校園信息化管理建設越來越受到重視，但目前這方面的工作存在不少問題：

1）為適應教育和社會發(fā)展需要，各個高校都在加大改革力度，表現(xiàn)在從校園的建設與綠化、師資力量、教學方法、專業(yè)設置和招生數(shù)量等方面都進行了不同程度的改革與變化，使管理工作日趨復雜；

2）很多高校為了適應現(xiàn)代化教學的需要和招生人數(shù)的增加，對校園面積進行了擴增，采取學校資源合并或建立新校區(qū)，無論是合并的還是新建的校區(qū)，大都不在一處，規(guī)劃管理工作自成體系，各自為政；原有的管理信息系統(tǒng)互不兼容，信息的管理和操作不統(tǒng)一，不規(guī)范；規(guī)劃管理信息資料整體上不夠完整，不夠準確；

3）部分高校盡管已開展信息管理“數(shù)字化”的工作，但整個規(guī)劃管理過程高度抽象、不直觀、費時費力；信息加工的時間周期長，信息量不豐富；在實際操作中，仍然采用傳統(tǒng)的手工、分散的作業(yè)方式，造成工作效率沒有得到實質的提高；

4）當前各高校都需要擴大招生，在對外交流和宣傳中對校園建設和硬件環(huán)境缺乏合理形象地表現(xiàn)，在校園中對各種建筑及資源沒有做到直觀的表達。

以上情況均對校園規(guī)劃及信息化管理工作帶來許多不便與困難，傳統(tǒng)的管理模式已遠遠不能滿足高校的發(fā)展需要。過去校園管理模式可視為一種靜態(tài)模式，無論是數(shù)據(jù)的更新還是信息的展示遠遠不能滿足當前處于動態(tài)變化中的校園發(fā)展需要。而GIS 作為一種能科學管理和綜合分析具有空間內涵的地理數(shù)據(jù)，能對規(guī)劃、管理、決策和研究提供所需信息的綜合性技術系統(tǒng)，是有效解決校園信息與管理問題的先進技術工具。

3 數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)的研究意義

作為現(xiàn)代城市重要組成部分的高等院校，其校園的科學管理和合理規(guī)劃越來越引起社會的重視。隨著校園信息化建設的發(fā)展，“數(shù)字校園”技術應運而生，“數(shù)字校園”是指學校在開展教學、科研和管理及對外通訊過程中運用寬帶、交互性和專業(yè)性的局域網(wǎng)實現(xiàn)學校辦學的數(shù)字化、信息化和智能化，是“數(shù)字地球”的微觀表現(xiàn)形式在校園區(qū)域的具體體現(xiàn)。

校園地理信息系統(tǒng)(Campus Geographic Information System)具有城市地理信息系統(tǒng)的特點和功能，它用圖形、圖像數(shù)字信息來表現(xiàn)校園各種空間及屬性要素，用戶可以圖文并茂的查詢校園信息獲得最為直觀的效果，就如同置身于校園中一般。 并利用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理及分析功能對校園各類信息資源進行統(tǒng)一的、科學的組織與管理,從而實現(xiàn)信息資源的共享，為校園的發(fā)展預測、規(guī)劃決策以及科學管理提供可靠依據(jù)。

4 數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)的研究內容

數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)主要立足于應用，即滿足學校的需要為主要目標，為加快校園信息化步伐，提高工作效率，強化信息管理，有必要把校園地理信息可視化和系統(tǒng)化。

1）為了快速、準確獲取校園的地理信息，以及為校園的管理、規(guī)劃、設計提供準確而詳細的數(shù)據(jù)，作為校園數(shù)字化的一個重要組成，要建立相應的校園電子地圖。 它是基于Web 的一種新型數(shù)字地圖，能為用戶提供在空間上連續(xù)的信息描述，提供空間信息的查詢、檢索等功能。

2）由于地理信息系統(tǒng)的內容可以無限細化，且學校的建設長期處于一種動態(tài)的變化之中， 學校內的信息與人員永遠處于變化的過程中，所以建立一個“完整”“全面”的校園地理信息需要一定的周期。

3）利用WebGIS 技術研究數(shù)字校園系統(tǒng)的解決方案，用圖形、圖像數(shù)字信息來表現(xiàn)校園各種空間及屬性要素，把用戶從以往的文字查詢中解脫出來，獲取圖文并茂而且最為直接的交互效果，提供各種統(tǒng)計操作、空間分析、專題要素輸出等功能。

5 數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)的功能

校園地理信息系統(tǒng)是一個空間型的信息系統(tǒng)，存儲著高校各種資源的大量數(shù)據(jù)。 為了方便地輸入信息快捷地提取數(shù)據(jù)，并且能夠進行多信息源支持下輔助決策與模擬，該系統(tǒng)應具有查詢功能，輸入、輸出功能，數(shù)據(jù)管理功能以及空間分析功能等。

1）基本功能：包括GIS 所擁有的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)變換、數(shù)據(jù)庫管理、信息輸出圖形、圖像顯示以及信息查詢等功能，該功能為用戶提供輸入數(shù)據(jù)、瀏覽數(shù)據(jù)、輸出數(shù)據(jù)的基本操作。

（1）數(shù)據(jù)采集：在系統(tǒng)軟硬件環(huán)境的基礎上，通過數(shù)字化、數(shù)據(jù)錄入、數(shù)字圖像處理等方法獲得，并裝入可容錯數(shù)據(jù)。

（2）數(shù)據(jù)變換：將多源數(shù)據(jù)轉換成在系統(tǒng)設計時定義的通用格式，包括數(shù)據(jù)重構、空間變換以及數(shù)據(jù)集成三個方面。

（3）數(shù)據(jù)庫管理：包括圖形庫管理和屬性庫管理功能，能完成對數(shù)據(jù)庫的基本操作，并且能和其它屬性數(shù)據(jù)庫聯(lián)接，使系統(tǒng)更加靈活，具有開放性。

（4）信息輸出：對于所需屬性數(shù)據(jù)及圖件資料可以直接輸出，并有制圖功能。

（5）查詢：用戶在系統(tǒng)中可對自己感興趣的某項內容進行定位查詢，標題關鍵字查詢，所查詢的內容以圖形、圖像、文字等形式予以顯示，以便全方位，多層次地提取信息。

（6）圖形顯示：該功能為用戶提供了開窗，關閉、縮小、放大、漫游、刷新、鷹眼等高效的圖形操作功能。

2）數(shù)據(jù)管理功能

這部分主要面向管理員，管理員可以在自己的權限內管理和維護地圖分類以及相應的屬性數(shù)據(jù)，添加和驗證相應的數(shù)據(jù)。

3）多媒體功能

校園信息系統(tǒng)所使用的圖形符號和地理數(shù)據(jù)大多是抽象的，利用多媒體手段，將抽象的點、線、面等圖符配以照片、圖表、文字等，這樣可以多角度，多層次地再現(xiàn)環(huán)境信息，并可對某個區(qū)域的環(huán)境變化進行三維動態(tài)模擬。

4）空間分析功能

包括拓撲空間分析，線性網(wǎng)絡分析、地形模型分析、空間疊加分析及其它功能，只要按其要求裝入數(shù)據(jù)，設定參數(shù)，便可獲得分析結果，這些功能是構建模型庫的基礎。

6 結論

建立基于WebGIS 的數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)， 是高校管理自動化、科學化、網(wǎng)絡化和智能化的一種趨勢。對數(shù)字校園地理信息系統(tǒng)的研究開發(fā)不僅可以為廣大師生提供各種校園的空間查詢信息服務，也可以為學校管理部門進行校園的發(fā)展預測、規(guī)劃決策以及科學管理提供依據(jù)，同時提高高校對外的知名度，為學校創(chuàng)造客觀的社會效應。

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