淺談GIS技術在數字實驗室建設中的應用

蘭金德

摘要：現代GIS不管是從學科發展層面，還是從技術應用層面，均應達成理論與實踐的有機統一，而實驗室顯然是實踐教學中必不可少的一部分。文章通過闡述GIS技術及數字實驗室，對GIS技術下的數字實驗室建設展開探討，旨在為如何促進GIS技術下數字實驗室建設的有序開展研究適用提供一些思路。

關鍵詞：GIS技術；數字實驗室；建設

中圖分類號：P208 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2017）07-0230-02

伴隨GIS產業的不斷發展，GIS已然進入網絡化時代，傳統實驗室已難以滿足當前實際教學、科研需求，建設具備現代網絡功能，并且可有效滿足教學、科研等多功能的數字實驗室顯得尤為必要[1]。由此可見，對GIS技術下的數字實驗室建設開展研究，有著十分重要的現實意義。

1 GIS技術下數字實驗室結構體系

GIS技術下的數字實驗室建設是是一項涉及面十分廣的系統工作，不論是其中的基礎工作開展，還是一系列應用服務系統的構建，均務必要開展科學合理的規劃設計。就數字實驗室建設目的及內容層面而言，可將其結構體系劃分成四個層次，分別為基礎層、技術層、數據層以及應用層，數字實驗室結構體系。

具體而言，基礎層指的是基礎設施，該層次為數字實驗室提供了網絡基礎保障，唯有網絡基礎設施，數字方可運轉，方可構筑起數字的空間。基礎層由網絡環境、軟硬件條件以及數字實驗室建設相關規范標準等組成。作為數字實驗室建設的一大關鍵內容，基礎層會對技術層、數據層以及應用層運行質量效率造成極大程度影響，因而，還可將基礎層視作數字實驗室建設的前提基礎。技術層是數字實驗室建設有序開展的支撐前提，是網絡的基本服務，是數字傳輸的軟件前提。

網絡設施猶如全面數字實驗室的“脈搏”，數字實驗室要想得以有效實現，務必要得到網絡設施的支持。自結構層面而言，數字實驗室網絡體系是一種混合架構，由B/S結構、C/S結構結合組成。其中，B/S結構是以局域網為前提的開放型實驗室管理，C/S結構是以Internet為前提的實驗支持服務管理系統[3]。旨在依托一系列先進科學技術為數字實驗室搭建公共技術服務平臺，這些技術包括GIS技術、網絡技術、計算機技術、可視化技術等等，并且GIS技術憑借其綜合集成功能，可為數字實驗室提供切實可靠的核心技術保障。

GIS技術下的數字實驗室建設對應的數據庫通常可劃分成兩種，即空間數據庫和屬性庫。其中，空間數據庫由基礎地形圖、專題信息數據、管網圖等組成；屬性庫由實驗室建筑物數據庫、設備管理庫、統計數據庫、實驗教師學生信息庫、科研資料庫等組成。依托ID代碼的構建，空間數據庫與屬性庫相互間得以有效聯系，空間數據庫中各個基本圖形均對應著一個相關的屬性數據文件，各個基本元素均對應著一條相關的屬性文件記錄，如此以來，便為用戶借助空間數據庫開展檢索及調用屬性庫提供了極大便利，另外也可借助屬性庫對相關數據進行檢索，獲取圖形資料。

應用層，亦可稱之為信息服務系統，是直接向用戶提供服務的系統，是數字實驗室建設的最終系統實現，還是校內用戶主要應用界面，依托該統一界面可為廣大用戶提供各式各樣的應用系統服務。應用層在數字實驗室扮演的主要角色是結合數字實驗室服務目標及受眾群體，構建針對的專業系統，為每一應用部門提供可靠技術保障。應用層將各個用戶群體實際需求作為切入點，進而提供滿足用戶、專業業務需求的服務。

2 GIS技術下的數字實驗室建設

2.1 GIS技術下的數字實驗室硬件建設

結合數字實驗室結構體系，在開展數字實驗室硬件建設過程中，應注重開展好四方面建設工作，分別為數據信息中心、控制處理中心、發布及應用擴展中心、網絡中心。其中，在數據信息中心硬件建設方面，主要包括：（1）信息數據收集設備，諸如電子計算機、GPS全站儀、遙感圖像分析儀、彩色合成儀等；（2）輸出設備，諸如打印機、繪圖儀、交換機等；（3）輸入設備，諸如平板掃描儀、數字化儀、工程掃描儀等；（4）處理設備，諸如高性能電子計算機等。在控制處理中心硬件建設方面，主要包括：信息數據收集設備，諸如GPS接收機等；輸入設備，諸如平板掃描儀、數字化儀等。在發布及應用擴展中心硬件建設方面，主要包括：（1）信息數據收集設備，諸如電子計算機、GPS數字相機等；（2）輸出設備，諸如打印機、繪圖儀、投影儀等；（3）輸入設備，諸如平板掃描儀、數字化儀、教學展示臺等；在網絡中心硬件建設方面，依托先進的Web技術，基于對原本網絡架構的保留，對校園網絡中心進行有效應用，進而縮減設備閑置及浪費[4]。

2.2 GIS技術下的數字實驗室軟件平臺建設

相較于硬件建設，GIS軟件需要消耗更大的成本，這是由于GIS對應涉及的面十分廣泛，可涉及到各式各樣的軟件類型，主要包括：（1）計算機系統軟件，諸如計算機操作系統、數據庫管理系統、服務程序、編譯程序等，這些軟件均是數字實驗室日常工作中所不可或缺的。（2）GIS軟件及支持軟件，伴隨科學技術的不斷發展，近年來GIS軟件推陳出新，當前市面上可供選擇的GIS軟件多種多樣，在對其開展選擇過程中，應當盡可能選界面方便、功能強大及二次開放能力強的軟件。與此同時，還可積極尋求相關軟件企業，與他們構建起合作伙伴關系，從合作方獲取免費或者盡可能低價的升級方案；支持軟件，包括有計算機輔助設計軟件、計算機圖像處理軟件以及多媒體制作軟件等。（3）應用分析程序，該種程序指的是技術人員或者用戶結合實際需求設計制作的，作用于相關特定應用任務的程序，屬于GIS軟件功能的有效延伸，也是用戶尤為注重的切實用以地理分析的部分，還是空間數據中獲得地理信息的重中之重。

3 結語

GIS技術下的數字實驗室建設是一項復雜的系統工程，涉及面十分廣泛，要得到各方的配合、援助。鑒于此務必要清楚認識GIS技術及數字實驗室特征內涵，結合數字實驗室建設實際情況，強化對GIS技術的科學合理應用，積極促進GIS技術下數字實驗室建設的有序開展。

參考文獻

[1]王政，張彩霞.GIS創新實驗室建設探索與實施[J].河北聯合大學學報（社會科學版），2016，16（6）：106-112.

[2]趙華龍.GIS實驗室建設與管理模式的探索[J].高校實驗室工作研究，2008，（2）：85-87.

[3]盧鳳珠，吳達勝.基于GIS技術的高校數字實驗室建設[J].設計藝術研究，2004，23（5）：103-104.endprint