基于GIS的可視化虛擬校慶

收稿日期：2023-05-26

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2024.04.033

摘? 要：校慶是指在指定時間（通常在建校周年紀(jì)念日前后）組織在校師生、社會知名校友及有關(guān)人士參加的慶?；顒?。文章以江蘇科技大學(xué)90周年校慶為背景，基于GIS可視化服務(wù)平臺，打造可視化虛擬校慶場景，為廣大師生、校友、社會各界人士提供虛擬校慶應(yīng)用服務(wù)，提高校慶活動的參與度及互動性，并展示如何通過可視化虛擬校慶來提升校慶的價值和意義。

關(guān)鍵詞：校慶；可視化；GIS

中圖分類號：TP39? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? 文章編號：2096-4706（2024）04-0162-05

Visual Virtual Anniversary of the Founding of a College Based on GIS

LIANG Qinhao

（Jiangsu University of Science and Technology， Zhenjiang? 212100， China）

Abstract： Anniversary of the founding of a college refers to a celebration activities organized at a designated time （usually before or after the anniversary of the founding of the school） for the participation of teachers， students， well-known alumni， and relevant individuals. This paper takes the 90th anniversary celebration of Jiangsu University of Science and Technology as the background， based on the GIS visualization service platform， to create a visual virtual anniversary celebration scene， providing virtual anniversary celebration application services for teachers， students， alumni， and people from all walks of life， improving the participation and interactivity of anniversary celebration activities， and demonstrating how to enhance the value and significance of anniversary celebrations through visual virtual anniversary celebrations.

Keywords： anniversary of the founding of a college; visualization; GIS

0? 引? 言

校慶是一種社會文化現(xiàn)象，為展示學(xué)校在過去所取得的成就以及對未來的展望而舉行的慶典活動，包含慶祝學(xué)校周年的各種紀(jì)念性、儀式性和教育性活動。2023年是江蘇科技大學(xué)辦學(xué)90周年華誕，作者借此良機搭建可視化虛擬校慶平臺，以真實校園為藍(lán)本，基于校園物理環(huán)境，利用寬帶網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，實現(xiàn)整個校園地理信息系統(tǒng)的搭建，并以此為基礎(chǔ)，融入校慶元素，對校慶期間的業(yè)務(wù)屬性數(shù)據(jù)、空間位置數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，為在校師生及各界校友提供校慶活動引導(dǎo)、宣傳，為學(xué)校提供校慶活動信息發(fā)布的官方平臺，促進(jìn)校友互動交流，了解校慶動向。

1? 平臺建設(shè)理念

舉辦校慶活動，對于提升學(xué)校知名度、弘揚大學(xué)精神具有舉足輕重的作用。可視化虛擬校慶平臺，旨在打破校慶活動的時間和空間限制，使在校師生及社會各界人士能夠線上參與各類校慶活動?？梢暬恢梅?wù)平臺是以真實校園為基礎(chǔ)，利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)構(gòu)建校園的可視化地理信息系統(tǒng)。該平臺能夠多維度展示校園的信息，并提供場景數(shù)據(jù)的可視化服務(wù)和智能應(yīng)用。通過接入和展示靜態(tài)、動態(tài)數(shù)據(jù)，為校園師生提供信息化、智能化和智慧化應(yīng)用。

可視化虛擬校慶是基于可視化位置服務(wù)平臺，從校園宣傳展示、校慶精細(xì)化引導(dǎo)、多方式校友互動、多維度數(shù)據(jù)統(tǒng)計等多層面打造的智慧場景應(yīng)用，通過二維線劃地圖和三維建模相結(jié)合的展示形式，融入校慶專題元素展現(xiàn)學(xué)校校園文化和校園景觀，傳播、彰顯江蘇科技大學(xué)校園文化。同時結(jié)合校慶的流程及各類慶典、學(xué)術(shù)、文體活動，為校內(nèi)師生、各級校友提供一個智慧化、可視化的校慶平臺及其向母校抒發(fā)情感的通道，實現(xiàn)由現(xiàn)實空間向虛擬空間的延伸。對母校的祝?？梢跃?xì)到現(xiàn)在或曾經(jīng)具有重要意義的地點或建筑物上，勾起大家共同的回憶，促進(jìn)各界人士對校園的關(guān)注，展示學(xué)校過去所取得的成就以及對未來的展望。

2? 實踐案例

“江蘇科技大學(xué)可視化校慶”是為學(xué)校辦學(xué)90周年制作的校慶專題平臺，回眸九秩芳華，學(xué)校立足“船舶、海洋、蠶?！碧厣珒?yōu)勢，以服務(wù)國家海洋強國戰(zhàn)略、“一帶一路”建設(shè)和社會進(jìn)步為己任，為我國船舶工業(yè)發(fā)展和國防現(xiàn)代化建設(shè)做出積極貢獻(xiàn)。90年來，學(xué)校為國家社會經(jīng)濟發(fā)展培養(yǎng)了近20萬名高素質(zhì)人才，在長期的辦學(xué)歷程中，學(xué)校始終與時代同呼吸、與民族共命運，堅持“育人為本、責(zé)任為先、公平為上、學(xué)術(shù)為魂”的辦學(xué)理念，秉承“篤學(xué)明德、經(jīng)世致用”的校訓(xùn)，大力弘揚“江海襟懷、同舟共濟、揚帆致遠(yuǎn)”的“船魂”精神。

2.1? 可視化位置服務(wù)平臺

可視化位置服務(wù)平臺以地理信息系統(tǒng)（GIS）作為支撐核心，通過建設(shè)2.5D虛擬仿真校園地圖、基于校園真實環(huán)境1：1還原的矢量室內(nèi)外一體化地圖并接入各類業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)，解決校園業(yè)務(wù)場景下不同業(yè)務(wù)部門對空間可視化的差異性需求。如圖1所示為可視化位置服務(wù)平臺架構(gòu)圖。

該平臺系統(tǒng)最獨特的優(yōu)點在于支持影像數(shù)據(jù)、矢量數(shù)據(jù)、屬性數(shù)據(jù)的高度集成和分布式管理。通過集成化界面，控制地圖平移、地圖縮放、地圖偏心、地圖方向、地圖切換、地圖復(fù)位、樓層切換、校區(qū)切換、建筑標(biāo)簽、測距/測面等位置信息，實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的查詢與處理。支持空間數(shù)據(jù)的輸入、顯示、編輯、分析、輸出，以及構(gòu)建和管理大型空間數(shù)據(jù)庫。GIS引擎作為位置服務(wù)平臺的地理支撐引擎，采用3857投影坐標(biāo)，通過多維度、跨平臺的系統(tǒng)建設(shè)，實現(xiàn)戶內(nèi)、戶外地理信息及相關(guān)數(shù)據(jù)的可視化展現(xiàn)，并提供地圖的標(biāo)準(zhǔn)接口。

2.2? 底層地理信息數(shù)據(jù)采編

底層地理信息數(shù)據(jù)采編是構(gòu)建可視化位置服務(wù)平臺的基礎(chǔ)，包含三維虛擬仿真模型數(shù)據(jù)、精細(xì)化微地圖數(shù)據(jù)的采集。根據(jù)校園的實際大小，收集所屬范圍內(nèi)的建筑、河流、湖泊、道路、地板、綠化、景觀、公共設(shè)施、山體、橋梁、樹木等，疊加百度/高德地圖顯示，實現(xiàn)三維虛擬仿真校園建設(shè)。對校園室內(nèi)外區(qū)域（包含但不限于教室、實驗室、公共行政區(qū)域、圖書館等）進(jìn)行精細(xì)化微地圖數(shù)據(jù)采編，涵蓋學(xué)校主要建筑物室內(nèi)外一體化微地圖數(shù)據(jù)的采編。提供學(xué)校的標(biāo)準(zhǔn)地理信息數(shù)據(jù)庫，標(biāo)記編碼校園各個位置的相關(guān)信息，精細(xì)化呈現(xiàn)校內(nèi)公共區(qū)域。

2.3? 校園地圖構(gòu)建

2D校園地圖在完成對底層地理信息數(shù)據(jù)的采編后，對數(shù)據(jù)進(jìn)行清理、投影轉(zhuǎn)換、坐標(biāo)系對齊等操作。在GIS中存儲不同類型的地理數(shù)據(jù)（包括建筑物、道路、停車場、綠化等），并為每個要素創(chuàng)建不同的圖層。在不同的圖層繪制建筑物輪廓、道路和路徑線條?？筛鶕?jù)需要將不同的圖層疊置在一起，也可調(diào)整圖層的順序和透明度。完成地圖設(shè)計后，以可交互式Web地圖格式導(dǎo)出地圖，予以共享和展示，如圖2所示。

圖2? 江蘇科技大學(xué)2D校園地圖

2.5D三維虛擬仿真校園地圖是通過3Ds Max建模渲染軟件以及Tilecache地圖瓦片緩存器，對校園地圖進(jìn)行斜45度渲染并加載到可視化位置服務(wù)平臺中而得到的。采用分級加載技術(shù)，支持柵格化瓦片無縫加載三維虛擬仿真地圖數(shù)據(jù)，實現(xiàn)區(qū)域范圍內(nèi)三維虛擬仿真地圖呈現(xiàn)。無須安裝任何插件，借助Jsp+Html+Css技術(shù)實現(xiàn)多瀏覽器兼容和直接訪問，采用地圖三維圖層組+Vector特效圖層+Marker標(biāo)注圖層完成建筑物高亮顯示特效，如圖3所示。

圖3? 江蘇科技大學(xué)2.5D校園地圖

2.4? 數(shù)據(jù)存儲

可視化位置服務(wù)平臺利用PostgreSQL及PostGIS空間數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲。PostgreSQL是一款開源的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，符合SQL標(biāo)準(zhǔn)，同時提供事務(wù)處理、子查詢、多版本并行控制及數(shù)據(jù)完整性檢查等功能。但關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)類型可能無法滿足所有業(yè)務(wù)需求，為此，可以將復(fù)雜的數(shù)據(jù)類型作為對象存儲在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫中，并提供索引機制和簡單的操作。PostGIS是對象關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)PostgreSQL的一個擴展，PostGIS提供如下空間信息服務(wù)功能：空間對象、空間索引、空間操作函數(shù)和空間操作符。將PostGIS空間數(shù)據(jù)引擎與PostgreSQL關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)合使用，可實現(xiàn)對空間信息和屬性信息的統(tǒng)一管理，以及對地理空間數(shù)據(jù)的高效訪問。如圖4所示為可視化位置服務(wù)平臺應(yīng)用管理界面。

2.5? 虛擬校慶場景打造

根據(jù)校慶活動的實際需要，基于仿真三維地圖，結(jié)合GIS的位置服務(wù)，為廣大師生、校友、社會各界人士提供可視化場景應(yīng)用服務(wù)，將地理信息和空間位置數(shù)據(jù)完美結(jié)合，并融入校慶元素，實現(xiàn)虛擬校園和真實校園的無縫銜接，并以虛擬參與的方式融入校慶的各項活動，突破時間、空間和技術(shù)上的限制?？梢暬c場景由用戶層、展示層、應(yīng)用層、支撐層和數(shù)據(jù)層五個層次構(gòu)成，如圖5所示。

圖5? 可視化校慶場景架構(gòu)圖

1）用戶層。包括確定目標(biāo)用戶群體，了解這些群體對校慶活動的興趣及其對互動方式、信息獲取途徑的需求。在校慶業(yè)務(wù)場景中，用戶分為學(xué)生、教師、校友和社會人員四大類群體。

2）展示層。包括PC Web端、HTML手機端和大屏終端。PC Web端提供豐富的交互功能和信息展示服務(wù)。HTML手機端精簡和優(yōu)化內(nèi)容，確保信息在小屏幕上易于瀏覽和閱讀。大屏終端提供視覺沖擊力強的元素，以增強用戶的參與感和互動體驗。

3）應(yīng)用層。包括點亮校園、校慶祝福墻、互動分享、云留影、校友專屬頭像、校史回顧、校史問答等功能模塊。使用戶獲得沉浸式返校體驗，用戶在參與這些活動時能夠感受到歸屬感和自豪感，加深對校園歷史和發(fā)展歷程的認(rèn)知和興趣。

4）支撐層。包括柵格地圖引擎、云校慶場景。柵格地圖引擎是實現(xiàn)地圖顯示和交互的關(guān)鍵技術(shù)，它可以處理地理空間數(shù)據(jù)，將地理信息轉(zhuǎn)化為可視化的柵格圖像，并提供地圖顯示、導(dǎo)航、標(biāo)注、縮放等功能。支撐層可為用戶提供穩(wěn)定、高效的服務(wù)，為可視化校慶應(yīng)用的實現(xiàn)和運行提供重要的技術(shù)支撐。

5）數(shù)據(jù)層。包括地理數(shù)據(jù)庫、時空數(shù)據(jù)庫、業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫和非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。地理數(shù)據(jù)庫用于存儲和管理與地理空間相關(guān)的數(shù)據(jù)，如校園地圖、建筑物位置、地理邊界等；時空數(shù)據(jù)庫用于存儲和處理與時間和空間相關(guān)的數(shù)據(jù)，如校慶活動的時間、地點、持續(xù)時間等；業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)庫用于存儲與校慶相關(guān)的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，如校友信息、活動參與記錄等；非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)包括校慶活動中產(chǎn)生的文本、圖片、音頻、視頻等非結(jié)構(gòu)化格式的數(shù)據(jù)。

2.6? 校友互動

校友互動內(nèi)容包括點亮校園、校慶祝福墻、互動分享、云留影、校友專屬頭像等。點亮校園是基于學(xué)校建筑物的位置，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)移動設(shè)備，為校友提供一個拾憶互動的平臺，根據(jù)校友的互動和點亮操作情況，基于建筑物呈現(xiàn)校友的互動熱力數(shù)據(jù)，實現(xiàn)對校園景點、教學(xué)樓、實驗樓等不同亮度的展示。

校慶祝福墻的設(shè)立使校友能夠隨時隨地為母校送祝福，基于地圖位置發(fā)布對學(xué)校的回憶記錄、生日祝福，為校慶提供一個基于學(xué)校建筑物展示祝福的回憶長廊，并在虛擬校慶場景中實時滾動呈現(xiàn)校友祝福語。

互動分享支持校友對各類活動的在線分享，分享時生成校友專屬圖片，可發(fā)送給好友或朋友圈，以此來增加校慶活動的宣傳力度，提升學(xué)校的知名度。校友可在各類模塊中生成不同的分享卡片，包括點亮分享卡片、校友排行榜卡片、建筑物熱度榜卡片等。

云留影是以人臉融合（將圖像中指定的某個人臉，融合進(jìn)另一個人的人臉特征）的方式實現(xiàn)云端合影，在虛擬校慶平臺中，為一些不能到現(xiàn)場參加校慶活動的校友提供云上合影的功能，支持校園自拍或者從相冊中選擇一張自己的照片，將其與學(xué)校提前設(shè)置好的背景圖進(jìn)行合成，支持將合成照片保存到手機或予以分享。

校友專屬頭像由學(xué)校專屬元素地標(biāo)建筑和校慶標(biāo)志組成，支持將多款極具特色的頭像框發(fā)布到虛擬校慶平臺并對各種校慶頭像框的設(shè)計理念和含義加以說明。師生、校友可自行選擇頭像框，生成屬于自己的校慶頭像并下載。如圖6所示為可視化校慶應(yīng)用模塊。

圖6? 可視化校慶應(yīng)用模塊

2.7? 校史回顧

校慶是緬懷過去、展望未來的一種形式。因為校史能夠讓我們認(rèn)識到一所學(xué)校的發(fā)展歷程，它能夠為我們賦予一種濃厚的歷史意識，讓我們深刻認(rèn)識到每一個學(xué)校都有一段獨特的歷史經(jīng)歷。校史也能夠讓我們學(xué)會尊重歷史，珍惜當(dāng)下。校慶的意義在于讓我們深刻地感受歷史的滄桑及其不斷前進(jìn)的腳步，讓校友及全體師生團結(jié)一心，共同守護(hù)母校的興盛發(fā)展。所以校史的傳承和宣傳也是校慶期間重要的活動之一，虛擬校慶平臺打造校史問答、虛擬校史館，為校史的傳承提供互動性、趣味性的創(chuàng)新元素。

校史問答過程讓參與的師生及校友仿佛是在江科大的四維專屬空間里徜徉閑游，從學(xué)校的歷史變革到校友的名人軼事，從豐富的人文特色到獨特的建筑風(fēng)格，從始至今、由表及里。一輪題目下來，讓參與者在不知不覺之間了解、認(rèn)知、感受學(xué)校的發(fā)展與變化。

校史館是展示校園文化的重要窗口。從校史館記錄的學(xué)校創(chuàng)設(shè)變遷、歷史沿革、師生活動、教學(xué)科研等內(nèi)容中可以探究校園文化的內(nèi)涵，從?；?、校訓(xùn)、校歌的創(chuàng)建以及師生風(fēng)貌等方面可以總結(jié)校園文化的外在風(fēng)采。利用信息化技術(shù)將校史資料數(shù)字化，建設(shè)虛擬校史館集中展示豐富的校史資料，拓展展示空間?！霸茀⒂^”校史館是本次校慶活動的深刻內(nèi)涵之核，以圖文瀏覽、全景視頻、VR觀展等形式為用戶營造沉浸式的參觀體驗，幫助師生和校友正確理解學(xué)校的文化和價值觀，強化他們對學(xué)校的熱愛和歸屬感。如圖7所示為虛擬校史館應(yīng)用模塊。

圖7? 虛擬校史館應(yīng)用模塊

3? 結(jié)? 論

校慶不僅僅是歡慶和慶祝，而是一個極具歷史和現(xiàn)實意義的活動。它可以促進(jìn)校園文化的發(fā)展，增強師生之間的團結(jié)協(xié)作，讓大家更好地認(rèn)識學(xué)校，增強師生的歸屬感和自豪感，提高學(xué)校的知名度與美譽度。可視化虛擬校慶為學(xué)校提供一種新的校慶模式，可以使學(xué)校的校友和師生都能夠參與其中，幫助他們更好地了解學(xué)校的文化和歷史，增強他們與學(xué)校的情感聯(lián)系，并向更多人展示校慶風(fēng)采，提升校慶的影響力。可視化虛擬校慶打破了空間和時間的限制，向更多的人分享這個特殊的時刻。此外，該模式可以更有效地傳播有關(guān)學(xué)校的信息，更好地推廣和宣傳學(xué)校，大大增強學(xué)校的社會影響力。

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作者簡介：梁沁豪（1995—），男，漢族，江蘇鎮(zhèn)江人，助理工程師，碩士研究生，主要研究方向：計算機應(yīng)用技術(shù)、計算機軟件與理論。