高校数字化校园地理信息系统的研究分析

李心颖 李 峰

（1.海口经济学院，海南 海口571127；2.海南大学 应用科技学院，海南 海口571101）

1 地理信息系统的发展

1.1 地理信息系统

地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是以采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据的计算机系统。 它由硬件、软件、数据和用户有机结合而构成，它的主要功能是实现地理空间数据的采集、编辑、管理、分析和统计。 地理信息系统是融计算机图形学与数据库技术于一体，将图形与数据有机地结合在一起，存储和处理空间信息的高新技术。 它把地理位置与相关属性有机地结合起来，根据实际需要准确、真实、图文并茂地输出给用户，满足系统建设、管理以及系统对空间信息的要求，并实现了数据的可视化，同时借助于地理信息系统独有的空间分析功能和可视化表达，可对系统进行各种辅助分析决策。

随着计算机技术的飞速发展，地理信息的处理、分析手段日趋先进，GIS 技术日臻成熟，GIS 的应用领域不断扩大， 成为一门重要的自然科学分支，地理信息系统已深入到生活的方方面面。

1.2 WEBGIS

WebGIS(也称为Internet GIS)就是利用互联网技术，在Web 上实现空间数据的存储、显示、空间分析及输出，并能回答用户提出的问题，进行决策支持的系统，它是地理信息系统在万维网上的实现。目前信息技术以及Internet 的飞速发展与广泛应用，人们对分布式应用研究以及共享信息和知识需求不断增长，从而对GIS 的研究也发生了根本变化。随着“数字地球”概念的提出，推动了全球的信息化，这是对真实地球及其相关现象的统一性的数字化重视和认识。实现“数字地球”离不开网络化GIS 的支持，国际互联网的迅猛发展使其必将成为GIS软件的运行环境， 基于Web 的GIS 应用已越来越成为广大GIS 用户新的迫切需求， 而对这方面的研究已成为GIS 发展的必然趋势。WebGIS 在信息的快速发布，数据的及时更新、使用的简单灵活等方面具有传统地理信息系统无法比拟的优点。 随着国家信息基础设施、国家空间基础设施的逐渐完善，以及在“数字地球”、“数字城市”、“数字区域”“数字行业”等工程的推动下，WebGIS 在各行各业中得到广泛的应用。

2 高校校园信息管理现状

随着我国城市建设日新月异的发展，高等院校已作为城市的重要组成部分，近几年来，国家对高等教育投入的逐年增加，尤其是随着高校的扩招和合并，高校规模越来越大。我国高等学校校园面积大、建筑物多、设备多，功能齐全，各种管网、供电和通信线路交叉分布，这些信息用常规的管理方法难以实现有效的管理。高等院校的校园信息化管理建设越来越受到重视，但目前这方面的工作存在不少问题：

1）为适应教育和社会发展需要，各个高校都在加大改革力度，表现在从校园的建设与绿化、师资力量、教学方法、专业设置和招生数量等方面都进行了不同程度的改革与变化，使管理工作日趋复杂；

2）很多高校为了适应现代化教学的需要和招生人数的增加，对校园面积进行了扩增，采取学校资源合并或建立新校区，无论是合并的还是新建的校区，大都不在一处，规划管理工作自成体系，各自为政；原有的管理信息系统互不兼容，信息的管理和操作不统一，不规范；规划管理信息资料整体上不够完整，不够准确；

3）部分高校尽管已开展信息管理“数字化”的工作，但整个规划管理过程高度抽象、不直观、费时费力；信息加工的时间周期长，信息量不丰富；在实际操作中，仍然采用传统的手工、分散的作业方式，造成工作效率没有得到实质的提高；

4）当前各高校都需要扩大招生，在对外交流和宣传中对校园建设和硬件环境缺乏合理形象地表现，在校园中对各种建筑及资源没有做到直观的表达。

以上情况均对校园规划及信息化管理工作带来许多不便与困难，传统的管理模式已远远不能满足高校的发展需要。过去校园管理模式可视为一种静态模式，无论是数据的更新还是信息的展示远远不能满足当前处于动态变化中的校园发展需要。而GIS 作为一种能科学管理和综合分析具有空间内涵的地理数据，能对规划、管理、决策和研究提供所需信息的综合性技术系统，是有效解决校园信息与管理问题的先进技术工具。

3 数字校园地理信息系统的研究意义

作为现代城市重要组成部分的高等院校，其校园的科学管理和合理规划越来越引起社会的重视。随着校园信息化建设的发展，“数字校园”技术应运而生，“数字校园”是指学校在开展教学、科研和管理及对外通讯过程中运用宽带、交互性和专业性的局域网实现学校办学的数字化、信息化和智能化，是“数字地球”的微观表现形式在校园区域的具体体现。

校园地理信息系统(Campus Geographic Information System)具有城市地理信息系统的特点和功能，它用图形、图像数字信息来表现校园各种空间及属性要素，用户可以图文并茂的查询校园信息获得最为直观的效果，就如同置身于校园中一般。 并利用系统的数据管理及分析功能对校园各类信息资源进行统一的、科学的组织与管理,从而实现信息资源的共享，为校园的发展预测、规划决策以及科学管理提供可靠依据。

4 数字校园地理信息系统的研究内容

数字校园地理信息系统主要立足于应用，即满足学校的需要为主要目标，为加快校园信息化步伐，提高工作效率，强化信息管理，有必要把校园地理信息可视化和系统化。

1）为了快速、准确获取校园的地理信息，以及为校园的管理、规划、设计提供准确而详细的数据，作为校园数字化的一个重要组成，要建立相应的校园电子地图。 它是基于Web 的一种新型数字地图，能为用户提供在空间上连续的信息描述，提供空间信息的查询、检索等功能。

2）由于地理信息系统的内容可以无限细化，且学校的建设长期处于一种动态的变化之中， 学校内的信息与人员永远处于变化的过程中，所以建立一个“完整”“全面”的校园地理信息需要一定的周期。

3）利用WebGIS 技术研究数字校园系统的解决方案，用图形、图像数字信息来表现校园各种空间及属性要素，把用户从以往的文字查询中解脱出来，获取图文并茂而且最为直接的交互效果，提供各种统计操作、空间分析、专题要素输出等功能。

5 数字校园地理信息系统的功能

校园地理信息系统是一个空间型的信息系统，存储着高校各种资源的大量数据。 为了方便地输入信息快捷地提取数据，并且能够进行多信息源支持下辅助决策与模拟，该系统应具有查询功能，输入、输出功能，数据管理功能以及空间分析功能等。

1）基本功能：包括GIS 所拥有的数据采集、数据变换、数据库管理、信息输出图形、图像显示以及信息查询等功能，该功能为用户提供输入数据、浏览数据、输出数据的基本操作。

（1）数据采集：在系统软硬件环境的基础上，通过数字化、数据录入、数字图像处理等方法获得，并装入可容错数据。

（2）数据变换：将多源数据转换成在系统设计时定义的通用格式，包括数据重构、空间变换以及数据集成三个方面。

（3）数据库管理：包括图形库管理和属性库管理功能，能完成对数据库的基本操作，并且能和其它属性数据库联接，使系统更加灵活，具有开放性。

（4）信息输出：对于所需属性数据及图件资料可以直接输出，并有制图功能。

（5）查询：用户在系统中可对自己感兴趣的某项内容进行定位查询，标题关键字查询，所查询的内容以图形、图像、文字等形式予以显示，以便全方位，多层次地提取信息。

（6）图形显示：该功能为用户提供了开窗，关闭、缩小、放大、漫游、刷新、鹰眼等高效的图形操作功能。

2）数据管理功能

这部分主要面向管理员，管理员可以在自己的权限内管理和维护地图分类以及相应的属性数据，添加和验证相应的数据。

3）多媒体功能

校园信息系统所使用的图形符号和地理数据大多是抽象的，利用多媒体手段，将抽象的点、线、面等图符配以照片、图表、文字等，这样可以多角度，多层次地再现环境信息，并可对某个区域的环境变化进行三维动态模拟。

4）空间分析功能

包括拓扑空间分析，线性网络分析、地形模型分析、空间叠加分析及其它功能，只要按其要求装入数据，设定参数，便可获得分析结果，这些功能是构建模型库的基础。

6 结论

建立基于WebGIS 的数字校园地理信息系统， 是高校管理自动化、科学化、网络化和智能化的一种趋势。对数字校园地理信息系统的研究开发不仅可以为广大师生提供各种校园的空间查询信息服务，也可以为学校管理部门进行校园的发展预测、规划决策以及科学管理提供依据，同时提高高校对外的知名度，为学校创造客观的社会效应。

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