“數字校園”基礎地理信息平臺構建方法研究

劉振　楊雪蓉　馬占生　彭明嘉

摘要：“數字校園”基礎地理信息平臺是學?？茖W化教學、管理和決策的先進工具，是GIS技術在校園空間的綜合應用。文章從當前“數字校園”的需求出發(fā)，總結吸收當前“數字校園”基礎地理信息平臺建設的方法，研究了構建“數字校園”基礎地理信息平臺數據的構建思路、平臺的設計目標以及平臺的建設內容。

關鍵詞：數字校園；基礎地理信息平臺；基礎地理信息服務；數據庫；平臺構建方法 文獻標識碼：A

中圖分類號：P208 文章編號：1009-2374（2016）19-0018-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.19.009

近年來，隨著計算機網絡技術、信息數字化、管理模式場地不斷創(chuàng)新，建設以精確、高效、及時、共享的校園信息數據整合為目的的“數字校園”已經成為當前新型創(chuàng)新校園建設的重要內容?！皵底中@”基礎地理信息平臺則是“數字校園”建設內容的核心內容之一。它以強大的數據管理技術和地理空間信息服務為依托，通過對學校各部門機構的業(yè)務、學生日常管理和學校資源進行深度的數據整合，為校園事務管理、決策提供重要的技術支撐。本文以當前“數字校園”建設的現實需求為出發(fā)點，總結了當前關于“數字校園”基礎地理信息平臺的建設方法，研究了構建“數字校園”基礎地理信息平臺數據的構建思路、平臺的構建目標、平臺的建設內容，為建設符合當前的“數字校園”發(fā)展的校園基礎地理信息平臺提供了一種新的借鑒模式。

1 平臺構建思路

“數字校園”基礎地理信息平臺作為當前“數字校園”建設的基礎系統(tǒng)支撐，必須有一體化服務體系的構建思路。以地理信息技術、計算機網絡技術、數據庫技術、SOA面向服務技術等的技術集成為基礎，使得平臺從海量的數據與單一的信息表達方式中脫離出來，進而實現“數字校園”中各類地理信息服務的“可視化”。所以，在“數字校園”基礎地理信息平臺建設方面，要更好地服務于現代教學信息需求，將可以數字化的信息進行模塊分析，充分結合學校實際管理流程與當前運行模式，以整合當前數字校園實際需求出發(fā)，以實用高效的業(yè)務操作平臺模式進行構建。

2 平臺設計目標與框架設計

考慮到校園具有典型的社區(qū)特性，校園內日常業(yè)務與日常管理工作主要以在校學生與教職員工為主體，“數字校園”基礎地理信息平臺應該以實現校園的數字化管理、校園信息化為構建目標。基礎的框架應以地理數據信息庫為主，將空間基礎地理信息數據與屬性數據統(tǒng)一表達到校園數字地圖上，通過地圖與數據的形式為校園內各個職能部門和學生提供豐富的基礎地理信息服務，實現校園信息管理“一張圖”。同時“數字校園”基礎地理信息平臺的設計框架還應綜合考慮平臺的基礎支撐與數據管理環(huán)境、平臺建設采用的數據標準與系統(tǒng)安全共享體系等，深入研究平臺各個功能應用之間的相互關系，從而保證平臺的科學性、規(guī)范性和高效性。

3 平臺建設內容

根據“數字校園”基礎地理信息平臺構建的思路和目標，平臺的建設主要內容包括如下方面：基礎數據的標準化處理、基礎地理信息數據庫建設、系統(tǒng)開發(fā)平臺的選用和平臺主要功能設計等。

3.1 基礎數據標準化處理

基礎數據標準化是“數字校園”基礎地理信息數據生產、平臺構建的基礎。平臺基礎數據信息標準化是指數據的采集標準化、數據融合科學化、成果數據標準化。對平臺數據搜集和采集以及最后數據成果的生產都必須在國家規(guī)定的法律范圍內，一些法律沒有涉及到的領域，要參照同類學校的建設模式，對數據信息的收集、整理和分析使用，要注意嚴格保密教學對象的隱私，對重要的數據資源要進行加密處理，防止出現數據信息的外泄，給學校正常的教學活動造成不良影響。如在平臺的基礎地理信息數據入庫與分類編碼過程中，依據《大比例尺地形圖數據處理與入庫標準》《“數字校園”基礎地理信息分類與編碼標準規(guī)范》等當前國家現有數據信息標準化體系成果，才能更好地保證平臺數據的兼容性和共享性。

3.2 基礎地理信息數據庫建設

可以說地理基礎信息數據對現代“數字校園”有著非常重要的作用，信息數據的高效傳輸和應用才能保證“數字校園”基礎功能等正常發(fā)揮，從這個角度來看，核心的地理信息數據庫建設是基礎。在滿足學校開展各項教學管理的基礎上，要依據現有數據庫建庫原則與方法，提高數據庫資源的應用效益，未來數據庫資源還可以進行多層次、多維度的開發(fā)，適應更多的服務需求?；A平臺建庫內容由空間數據庫、屬性數據庫與其他數據庫組成?？臻g數據庫以地理空間數據為主，如現勢地形數據庫、地下管線數據庫、影像數據庫、路網數據庫等。屬性數據庫有空間屬性數據庫與專題屬性數據庫構成?？臻g屬性數據庫主要根據地理空間分類進行構建，主要用于校園空間地物的文字解釋；專題屬性數據庫主要依據學校職能，分別從科研、教學、后勤、學生管理、教師隊伍管理等方面出發(fā)構建的供平臺專題數據檢索與分析的數據庫，如各部門業(yè)務及人員管理數據庫、學生信息數據庫、在職人員信息數據庫等專題數據庫。平臺空間數據庫設計如圖2所示：

3.3 系統(tǒng)開發(fā)平臺選用

“數字校園”基礎地理信息平臺的開發(fā)平臺應具備基于GIS功能設計。當前平臺的主流開發(fā)一般采用某一成熟的具備二次功能開發(fā)的GIS軟件或者專業(yè)的組件式GIS軟件（如Arcgis、Supermap Object等）為基礎，以第三方數據服務器（如SQL Server 2005、Oracle等）作為數據的物理存儲介質，基于某一開發(fā)編程平臺（如Microsoft Visual Studio 2008.NET、Visual Basic.NET等）作為開發(fā)平臺的方式進行。以利用Supermap公司提供的SuperMap Objects.NET組件開發(fā)為例：整個基礎平臺根據系統(tǒng)需求可采用C/S架構模式或B/S架構模式，采用C#編程語言和SuperMap Objects.NET組件開發(fā)與定制平臺的核心組件庫、通用組件庫及基礎組件庫，并以此三種組件庫來搭建平臺及專題應用子系統(tǒng)；針對校園基礎信息平臺信息發(fā)布功能，可采用基于服務對象SOA架構模式進行布局，采用Super MapGIS產品所提供的SuperMap Objects.NET和Web Service接口實現異構GIS平臺之間的數據共享及GIS功能共享與定制。

3.4 平臺主要功能設計

在該平臺的主要功能設計方面，最核心的就是校園GIS的系統(tǒng)的功能，其中相關的模塊有數據管理模塊、數據檢索模塊、專題圖定制、信息發(fā)布模塊等。按照技術標準規(guī)范，該系統(tǒng)使用矢量和柵格兩種組成方式。平臺是基于位置服務的信息提供，將與空間位置有關的信息按照各類實體的空間結構、特征、屬性等按照一定的組織方式劃分為層，并按照專題要素進行分層組織，以適應各種專題管理、分析和應用的需要。屬性數據是用以描述空間要素的特征，通常用關系型數據庫管理、增強系統(tǒng)數據檢索功能。如果平臺采用SQL Server 2005或Microsoft Office Access作為屬性數據庫介質，數據間可以通過定義主鍵標識碼來進行空間數據和屬性數據關聯。信息發(fā)布可基于SOA面向服務設計，針對不同部門的業(yè)務和聯系，平臺可以通過定義不同服務接口來實現，提高平臺的信息發(fā)布效率與提供更好的位置服務。比如校園突發(fā)事件功能模塊，平臺通過以校園信息點為驅動，根據信息點類型結合地理位置信息，通過平臺里定義的接口更好地進行服務信息檢索和提供專題熱點信息搜索提示。

4 結語

現代教育教學在不斷探索變革，“互聯網+”的持續(xù)深入發(fā)展，在“數字校園”領域，“互聯網+”結合數據傳輸、信息化處理、計算機通訊等技術，將使得“數字校園”基礎地理信息平臺逐漸成為學?，F代化教育的一個重要發(fā)展內容，也是教育教學水平提升的重要體現?！皵底中@”建設是未來校園軟件、硬件設施建設的重要基礎，在物聯網時代，現代教學模式也在不斷摸索創(chuàng)新，為了提供更優(yōu)質的教學管理服務，讓學生在精確的信息引導下高效學習，校園基礎地理信息平臺作為數字校園的“大腦”更顯得不可或缺。隨著信息技術的高速發(fā)展，城市建設步伐的不斷加快，平臺應用前景將更加廣闊，將在現代教育領域得到更普及的應用與更快的發(fā)展。

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基金項目：湖南高速鐵路職業(yè)技術學院科研基金項目（GTYYB2014-02）。

作者簡介：劉振（1985-），男，湖南隆回人，湖南高速鐵路職業(yè)技術學院講師，研究方向：3S技術集成與應用、工程測量、高鐵精測精調等；楊雪蓉（1988-），女，甘肅武威人，湖南高速鐵路職業(yè)技術學院助理講師，研究方向：鐵路運輸、鐵路行車與調度等。

（責任編輯：黃銀芳）