大數據背景下GIS可視化在高校信息化建設中的應用探索①

周杰

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?隨著互聯網科技、云計算科學的興起和快速發展，在現代化教育建設中智慧校園已成為一種必然趨勢。結合當前大數據背景，對GIS（Geographic Information System，地理信息系統）在智慧校園信息化建設中的功能應用進行探索性研究。通過介紹GIS技術、數據可視化功能，并結合應用實例展示GIS在高校空間分布整體表達方面的優勢，以此為高校信息化建設提供技術支持。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?GIS可視化;大數據;智慧校園;信息化建設

[中圖分類號] ?G647 ? ? ? ? ? [文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）16-0048-02

一、GIS概述及應用

地理信息系統（Geographic Information System或Geo-Information System，GIS）又稱“地學信息系統”。GIS最初是在計算機硬、軟件系統支持下，應用在對整個或部分地球表層空間中的有關地理時空分布信息進行獲取、處理及表達的過程中。GIS作為一種基于計算機科學發展而來的技術工具，它將視覺化效果和地理分析功能與傳統的數據庫操作集成在一起，可以對通過傳感器獲取的空間信息根據需要進行相應數據處理，最終以數字可視化形式呈現出來，這對提高數據信息利用率有顯著的積極作用。隨著科技日新月異的發展與現代社會需求的不斷變革，地理信息系統已逐漸發展為一門綜合性學科，基于地理學與地圖學，結合新興的遙感科學和計算機技術，現已廣泛應用在不同的領域。

作為信息技術發展中的先進技術手段，地理信息系統從最開始的一些基礎信息應用向更為廣闊、復雜的領域拓展，如智慧城市建設、氣候變化研究、物流服務設計以及相關軍事應用等。目前，地理信息系統與多種學科相互貫通，在為其他學科提供技術和方法的同時，在技術實施和理論研究上也獲得了進一步的完善。GIS與測繪的結合，可提高測量的精度與準確性;GIS與遙感的結合，可使其空間分布更加完整;GIS與地圖學和CAD等的結合，可描述更多基礎數據的細節。而在智慧校園建設中，基于大數據背景，結合GIS技術對高校信息進行科學的整合與優化，對推動我國教育現代化、科學化、智慧化發展有重要意義。

二、大數據背景下的GIS可視化

（一）數據可視化

數據可視化是一種關于數據視覺表現形式的科學技術研究，通過某種概要形式將相應所需信息的各種屬性和變量信息進行提取的較為高級的技術方法，借助圖形化、數字化手段，清晰有效地傳達與溝通信息。這種技術方法是基于圖形信息、圖像處理、計算機視覺及用戶界面，通過表達、建模以及對立體、表面、屬性以及動畫的顯示，對數據加以可視化解釋。與其他特殊技術方法（如立體建模等）相比，數據可視化所涵蓋的技術方法要廣泛得多。

（二）GIS可視化

GIS可視化技術是以計算機技術、地圖技術、認知技術和信息傳輸技術為基礎，動態、直觀和形象地解釋地理空間信息，并發現其中的信息規律。主要包括地圖數據可視化、地理信息可視化、分析結果可視化三方面內容。基于GIS的統計數據可視化流程分為兩點：一是從行政單元直接進行統計數據查詢;二是從選擇指標入手，先構造數據庫查詢語句，再進行統計數據查詢。先將查詢結果在數據表格中展示出來，然后對表格中的數據進行統計分析、空間插值分析，最后再將分析結果直觀、便捷、形象地表達出來。

基于當前大數據背景下，GIS是目前空間信息表達最有效的手段，通過GIS可視化技術可以彌補傳統統計數據分析的空間表達不足，可以更加直觀地分析、表達數據，并揭示空間信息的演化規律。GIS三維可視化功能突破了空間信息在二維平面地圖中單一表達的限制，在高校這種各空間信息具有極強的功能性，建筑信息極具穩定性的特定范疇，從空間角度，為各種教學活動、社交活動、師生生活行為提供更高效、更優質的輔助決策支持。

三、GIS可視化功能在高校信息化建設中的應用

隨著數字校園的發展，智慧校園的概念也應運而生，它是建立在數字校園基礎上的產物，也是現代教育發展所必須經歷的階段之一。伴隨著社會科技的高速發展，現代教育對高校信息化建設的要求越來越高，智能化、精細化、可持續的智慧校園建設已經成為高校信息化建設的必然趨勢。而依托計算機科學的、具有強大空間分析功能的GIS技術則為智慧校園建設提供了必要的技術支持。

（一）教學活動可視化

教學活動可視化是基于智能化環境感知和監控設備來實現的。智慧校園管控的數據設備操作簡單、應用便捷，以現有設備為基礎、以樓為單位，每棟樓的監控設備都可作為一個前端傳感器，監控設備運行過程中所捕獲的各種信息數據可及時被采集，并實時傳遞到監控管理終端。

基礎數據信息已具備的前提下，下一步就是如何對海量數據進行智能統計分析并有效運用。基于GIS的強大統計功能可實現可視化地圖的視頻調閱，結合GIS空間信息展示功能，監控攝像頭的分布情況可在校園微地圖上一覽無遺，打破傳統拓撲圖呈現方式，更加直觀地查看探頭的位置信息、品牌型號等基本信息，管理使用者可選擇查看當前攝像頭的實時監控畫面，支持校園內不同樓宇單位跨樓層的設備呈現，可實現精確到樓層的監控設備的調閱。并有效提高監控管理效率，做到精確管理校園、保障校園環境的安全。

（二）社交活動可視化

社交活動可視化旨在為師生個性化提供優質的辨別服務。可視化設計能將其中最有價值的關鍵數據整合呈現出來，實現空間數據和統計數據之間的有機結合，并以最明了的方式全方位展現全部校園活動信息，有助于決策管理者更直觀地了解多維度可視化數據，以便更高效地做出科學智慧的決策。此外，GIS信息可視化在智慧校園終端的顯示應當是多元的，不僅限于基礎網頁PC端，還可在目前便于用戶操作的手機移動端，以及常用于校園宣傳展示的戶外屏幕端等。

通過GIS對基礎數據進行查詢結果統計分析和空間插值分析，在高校智能信息服務平臺上，教師和學生將享受與個人信息相匹配、與興趣需求相適應的個性化推送，無用信息流將被有效減少，這對教師教學、學生生活以及學校的管理都更為便捷高效。智慧校園中師生的需求一定要放在高校信息化建設中的首位。在滿足師生需求的前提下，綜合考慮技術和管理方案，以構建和諧穩定、便捷安全、可持續發展的智慧校園。

（三）生活服務可視化

生活服務可視化主要是通過對師生校園卡、支付寶的消費行為數據，微信、QQ、釘釘等社交軟件的個人信息、使用習慣等海量數據進行整合，通過GIS統計數據可視化功能，利用相應數據庫訪問組件，將數據庫中有關數據進行提取，基于統計數據和空間數據間的關系，將讀取的數據進行直觀地、可視化地表達出來。分析可視化就是對查詢結果進行統計分析和空間插值分析的過程，然后對分析結果進行可視化表達，諸如專題圖形的表格表達、統計圖表達，可視化柵格表達、可視化等值圖表達以及統計數據和空間數據間的可視化三維顯示圖表達等。

另外，生活服務可視化也可應用于師生、校外訪問等自助式信息服務咨詢。例如，識別校外人員來訪，根據需求進行校園導航指引服務;智能引導新生入學報到，三維可視化校園地圖智慧化指引幫助新生高效便捷地完成報道流程;精細化宿舍實況瀏覽用于新生宿舍選定，可有效減輕高校總務處與后勤服務管理的壓力;基于GPS精細化定位技術，結合GIS空間信息分布功能，可構建基于位置的校內智能簽到系統，提供更加直觀、智能化的課堂簽到、會議簽到、活動簽到、宿舍查寢、即時考勤、考試簽到等服務。

四、結語

在當前大數據背景時代下，如何利用好海量的數據資源，有效地利用各項技術進行智慧校園建設，對高校信息化建設、創新教學方式方法、為廣大師生提供更智慧便捷的服務等都具有重要意義。而在地理空間數據中作為信息獲取、數據處理、結果分析的重要工具和學科的GIS技術，正符合這類兼具行政管理性和公益服務性范疇，且區域內建筑功能特性穩定的高校信息化建設的需求。GIS可視化應用于高校智慧校園的建設，有助于學校基礎設施建設、學術氛圍營造、人文環境養成等方方面面，二者的有機結合極大地豐富了智慧校園的建設內容，開創了高校信息化建設的新方向。

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編輯 李 靜