高校數字化校園地理信息系統的研究分析

李心穎 李 峰

（1.海口經濟學院，海南 海口571127；2.海南大學 應用科技學院，海南 海口571101）

1 地理信息系統的發展

1.1 地理信息系統

地理信息系統（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據的計算機系統。 它由硬件、軟件、數據和用戶有機結合而構成，它的主要功能是實現地理空間數據的采集、編輯、管理、分析和統計。 地理信息系統是融計算機圖形學與數據庫技術于一體，將圖形與數據有機地結合在一起，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，根據實際需要準確、真實、圖文并茂地輸出給用戶，滿足系統建設、管理以及系統對空間信息的要求，并實現了數據的可視化，同時借助于地理信息系統獨有的空間分析功能和可視化表達，可對系統進行各種輔助分析決策。

隨著計算機技術的飛速發展，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)就是利用互聯網技術，在Web 上實現空間數據的存儲、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，它是地理信息系統在萬維網上的實現。目前信息技術以及Internet 的飛速發展與廣泛應用，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 的研究也發生了根本變化。隨著“數字地球”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象的統一性的數字化重視和認識。實現“數字地球”離不開網絡化GIS 的支持，國際互聯網的迅猛發展使其必將成為GIS軟件的運行環境， 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 發展的必然趨勢。WebGIS 在信息的快速發布，數據的及時更新、使用的簡單靈活等方面具有傳統地理信息系統無法比擬的優點。 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“數字地球”、“數字城市”、“數字區域”“數字行業”等工程的推動下，WebGIS 在各行各業中得到廣泛的應用。

2 高校校園信息管理現狀

隨著我國城市建設日新月異的發展，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、供電和通信線路交叉分布，這些信息用常規的管理方法難以實現有效的管理。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展需要，各個高校都在加大改革力度，表現在從校園的建設與綠化、師資力量、教學方法、專業設置和招生數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代化教學的需要和招生人數的增加，對校園面積進行了擴增，采取學校資源合并或建立新校區，無論是合并的還是新建的校區，大都不在一處，規劃管理工作自成體系，各自為政；原有的管理信息系統互不兼容，信息的管理和操作不統一，不規范；規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“數字化”的工作，但整個規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，仍然采用傳統的手工、分散的作業方式，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境缺乏合理形象地表現，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劃及信息化管理工作帶來許多不便與困難，傳統的管理模式已遠遠不能滿足高校的發展需要。過去校園管理模式可視為一種靜態模式，無論是數據的更新還是信息的展示遠遠不能滿足當前處于動態變化中的校園發展需要。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據，能對規劃、管理、決策和研究提供所需信息的綜合性技術系統，是有效解決校園信息與管理問題的先進技術工具。

3 數字校園地理信息系統的研究意義

作為現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劃越來越引起社會的重視。隨著校園信息化建設的發展，“數字校園”技術應運而生，“數字校園”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、交互性和專業性的局域網實現學校辦學的數字化、信息化和智能化，是“數字地球”的微觀表現形式在校園區域的具體體現。

校園地理信息系統(Campus Geographic Information System)具有城市地理信息系統的特點和功能，它用圖形、圖像數字信息來表現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。 并利用系統的數據管理及分析功能對校園各類信息資源進行統一的、科學的組織與管理,從而實現信息資源的共享，為校園的發展預測、規劃決策以及科學管理提供可靠依據。

4 數字校園地理信息系統的研究內容

數字校園地理信息系統主要立足于應用，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、規劃、設計提供準確而詳細的數據，作為校園數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 的一種新型數字地圖，能為用戶提供在空間上連續的信息描述，提供空間信息的查詢、檢索等功能。

2）由于地理信息系統的內容可以無限細化，且學校的建設長期處于一種動態的變化之中， 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 技術研究數字校園系統的解決方案，用圖形、圖像數字信息來表現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，提供各種統計操作、空間分析、專題要素輸出等功能。

5 數字校園地理信息系統的功能

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

1）基本功能：包括GIS 所擁有的數據采集、數據變換、數據庫管理、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據、瀏覽數據、輸出數據的基本操作。

（1）數據采集：在系統軟硬件環境的基礎上，通過數字化、數據錄入、數字圖像處理等方法獲得，并裝入可容錯數據。

（2）數據變換：將多源數據轉換成在系統設計時定義的通用格式，包括數據重構、空間變換以及數據集成三個方面。

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

（4）信息輸出：對于所需屬性數據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）數據管理功能

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據，添加和驗證相應的數據。

3）多媒體功能

校園信息系統所使用的圖形符號和地理數據大多是抽象的，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，多層次地再現環境信息，并可對某個區域的環境變化進行三維動態模擬。

4）空間分析功能

包括拓撲空間分析，線性網絡分析、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據，設定參數，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 的數字校園地理信息系統， 是高校管理自動化、科學化、網絡化和智能化的一種趨勢。對數字校園地理信息系統的研究開發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展預測、規劃決策以及科學管理提供依據，同時提高高校對外的知名度，為學校創造客觀的社會效應。

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