逯暉 尚建貞

河南商業(yè)高等?？茖W(xué)校現(xiàn)代教育與實(shí)驗(yàn)中心，鄭州 450044

基于GIS技術(shù)的數(shù)字校園建設(shè)研究

逯暉 尚建貞

河南商業(yè)高等?？茖W(xué)?，F(xiàn)代教育與實(shí)驗(yàn)中心，鄭州 450044

“數(shù)字校園”是信息技術(shù)運(yùn)用于教育改革過程所形成的新式研究成果，它主要建立在傳統(tǒng)校園和校園網(wǎng)環(huán)境的基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的信息化手段，實(shí)現(xiàn)教學(xué)、科研、管理和服務(wù)等各項(xiàng)資源的全部數(shù)字化。目前來說，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的數(shù)字化校園水平較高，我國(guó)的數(shù)字校園研究起步較晚，還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)。文章在介紹數(shù)字校園和GIS技術(shù)的基礎(chǔ)上，研究了GIS技術(shù)在建設(shè)數(shù)字校園中的必要性，以及基于GIS技術(shù)的數(shù)字校園系統(tǒng)的基本功能和特點(diǎn)。

數(shù)字校園；GIS；信息管理

1.數(shù)字校園的概念

隨著網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的普及，數(shù)字技術(shù)正在迅速改變?nèi)祟愘囈陨娴纳鐣?huì)，并使人類的工作和生活環(huán)境具備了越來越多的數(shù)字化特征?！皵?shù)字校園”是信息技術(shù)運(yùn)用于教育改革過程所形成的新式研究成果，它主要建立在傳統(tǒng)校園和校園網(wǎng)環(huán)境的基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的信息化手段，實(shí)現(xiàn)教學(xué)、科研、管理和服務(wù)等各項(xiàng)資源的全部數(shù)字化，在物理校園的基礎(chǔ)上構(gòu)建一個(gè)信息化數(shù)字校園空間，使現(xiàn)實(shí)的校園環(huán)境在功能、時(shí)間和空間上得到延伸，從而實(shí)現(xiàn)全部教育過程數(shù)字化的目標(biāo)。

目前來說，歐美發(fā)達(dá)國(guó)家的教育信息化研究起步較早，水平較高，其校園網(wǎng)的特點(diǎn)是：具有統(tǒng)一的集成平臺(tái)將多樣的系統(tǒng)整合在一起；提供統(tǒng)一的用戶信息管理服務(wù)；多種應(yīng)用都以網(wǎng)絡(luò)方式實(shí)現(xiàn)一站式服務(wù)，并提供統(tǒng)一和易用的門戶站點(diǎn)；利用成熟的流程管理、協(xié)同工作應(yīng)用軟件，在很大程度上取代傳統(tǒng)的教學(xué)辦公方式；校園的外延無限擴(kuò)大，幾萬甚至幾十萬名的學(xué)生和教師都存在于不用時(shí)間和空間的數(shù)字校園的范圍中。

國(guó)內(nèi)數(shù)字校園的研究開發(fā)起步相對(duì)較晚，還沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，其特點(diǎn)是無統(tǒng)一規(guī)則，無統(tǒng)一的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)；校內(nèi)各部門沒有統(tǒng)一的管理機(jī)制；研究投入不大；無長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，信息化管理集成度還較低。

2.數(shù)字校園的建設(shè)需要GIS技術(shù)

GIS (地理信息系統(tǒng))是在計(jì)算機(jī)軟、硬件系統(tǒng)支持下，對(duì)整個(gè)或部分地球表面（包括大氣層在內(nèi)）與空間和地理分布有關(guān)的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、管理、運(yùn)算、分析、顯示和描述表達(dá)的技術(shù)系統(tǒng)，其中空間分析能力改變了傳統(tǒng)的信息處理方式，使人們處理地理信息逐漸由數(shù)值領(lǐng)域進(jìn)入到了空間領(lǐng)域。一般的MIS(管理信息系統(tǒng))系統(tǒng)無法考慮空間信息，因而就無法直觀的表達(dá)數(shù)據(jù)的空間概念，而采用GIS技術(shù)就可以順利完成所有與空間信息相關(guān)的任務(wù)以及與其他現(xiàn)有非空間數(shù)據(jù)的無縫結(jié)合。

GIS技術(shù)的特點(diǎn)是界面簡(jiǎn)單直觀，圖文并茂，形式上圖同一張地圖，可實(shí)現(xiàn)真正意義上的圖文互動(dòng)，能以專題圖的形式進(jìn)行可視化分析，以及進(jìn)行各種空間檢索和空間分析。處理空間數(shù)據(jù)具有獨(dú)到之處，適用于層面較多、數(shù)據(jù)來源較復(fù)雜的環(huán)境。

隨著近年來我國(guó)教育事業(yè)的迅速發(fā)展，各個(gè)學(xué)校紛紛開始建設(shè)新校區(qū)，新校區(qū)的建設(shè)規(guī)模一般都超過老校區(qū)，建設(shè)工作基本上按照“統(tǒng)一規(guī)劃、分步實(shí)施”的原則實(shí)施，一幢幢現(xiàn)代化的大樓拔地而起，校內(nèi)道路縱橫交錯(cuò)，地下各種管網(wǎng)密布，隨著校園的建設(shè)和發(fā)展，這些管網(wǎng)不斷增加，系統(tǒng)越來越龐大，復(fù)雜程度越來越高。針對(duì)這一情況，采用傳統(tǒng)的管理方法顯然已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化學(xué)校管理的需要，因此利用GIS組織、分析和管理各類相關(guān)數(shù)據(jù)，建立數(shù)字校園管理系統(tǒng)，才能使學(xué)校各個(gè)部門的建設(shè)和管理實(shí)現(xiàn)高效、合理、便利、科學(xué)。

3.GIS數(shù)字校園管理系統(tǒng)的基本功能和特點(diǎn)

3.1 校園建設(shè)信息管理

主要根據(jù)經(jīng)過數(shù)字化的校園地形圖、校園規(guī)劃總平面圖、建設(shè)總平面等信息建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)校園內(nèi)的建筑、道路、橋梁、河流、景觀綠化等用三維模型的方式進(jìn)行分析、統(tǒng)計(jì)、查詢和管理。

GIS數(shù)字校園管理系統(tǒng)能夠提供校園內(nèi)任何地物的空間信息和屬性數(shù)據(jù)的查詢，并能將抽象晦澀的地理位置信息用色彩鮮明、直觀明了的圖像和表格形式顯示出來，以供用戶方便使用。

3.2 校園建筑信息管理

全面的建筑信息管理需要將校園內(nèi)各類建筑的相關(guān)圖紙進(jìn)行數(shù)字化處理，如教學(xué)樓、行政樓、圖書館、實(shí)驗(yàn)樓、學(xué)生宿舍、餐廳等等，系統(tǒng)將各個(gè)建筑的建筑平面、結(jié)構(gòu)平面、強(qiáng)電、弱電、消防、給排水等圖紙數(shù)字化處理后，納入系統(tǒng)統(tǒng)一管理。對(duì)校園建筑的建筑平面、功能分布、樓層房間均能實(shí)現(xiàn)查詢和管理，另外可以方便地查詢到建筑的強(qiáng)電、弱電、綜合布線、消防報(bào)警、給排水等方面的信息。進(jìn)一步細(xì)化后，可將建筑功能分布、學(xué)生宿舍的學(xué)生居住位置等信息一并納入系統(tǒng)管理。

GIS數(shù)字校園管理系統(tǒng)對(duì)校園地圖上的任意一個(gè)建筑物，都能夠?qū)崿F(xiàn)地圖的放大、縮小、漫游、選定操作，并提供鳥瞰圖和圖例以取得對(duì)所需圖形資料的最佳可視效果，并提供距離、面積計(jì)算功能，以便于作規(guī)劃設(shè)計(jì)和分析工作。對(duì)于建筑物樓層位置查詢，不僅可以查詢、顯示建筑物的樓層信息，而且可以通過點(diǎn)選來查詢?cè)摌菍酉嚓P(guān)部門的房間面積、類型和功能以及在該層平面圖的詳細(xì)位置，并可以實(shí)現(xiàn)地圖的定位顯示?？梢孕薷牡貓D，新增、刪除、編輯地物、圖層、樓層等，以使新建樓或者對(duì)建筑進(jìn)行修改能夠及時(shí)地反映到校園地理信息系統(tǒng)中來，保證信息的及時(shí)更新。

3.3 校園管網(wǎng)信息管理

校園地下布設(shè)的管網(wǎng)線路，當(dāng)面臨著學(xué)校擴(kuò)建或者設(shè)備更新的時(shí)候，就不可避免地要查找地下管線的信息，如果要把所有的相關(guān)信息全部找出，人力物力花費(fèi)巨大而且針對(duì)一個(gè)點(diǎn)而言計(jì)算不一定準(zhǔn)確，容易造成事故。

GIS數(shù)字校園管理系統(tǒng)可以按照不同的應(yīng)用圖層進(jìn)行數(shù)字化處理，建立全面的地下管網(wǎng)綜合空間數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)校園內(nèi)的自來水、雨污水、天然氣、強(qiáng)電、通訊弱電等地下管道進(jìn)行管理和相關(guān)數(shù)據(jù)查詢。對(duì)校園隱蔽工程實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，為今后校園的地下管網(wǎng)的查詢、施工、管理提供了完善的數(shù)據(jù)資料。

3.4 校園設(shè)備信息管理

校園設(shè)備管理主要完成校園主要設(shè)施及其相關(guān)設(shè)備的管理，包括設(shè)備圖片管理、設(shè)備查詢、屬性修改、設(shè)備維修及維修查詢等功能?？杉{入管理的設(shè)備包括：教學(xué)設(shè)備、給排水、通風(fēng)排煙、空調(diào)、消防、供配電、綜合布線、廣播、監(jiān)控等系統(tǒng)的相關(guān)設(shè)備。通過網(wǎng)絡(luò)可進(jìn)行設(shè)備查詢、管理、報(bào)修、維修中的狀態(tài)、維修后的反饋評(píng)價(jià)等等，使各種問題得到及時(shí)的解決，并能夠大大地提高工作效率。

3.5 教學(xué)資源信息管理

運(yùn)用GIS技術(shù)設(shè)計(jì)定位查詢系統(tǒng)，能迅速、準(zhǔn)確地掌握全校公用資源及其分布，完成對(duì)相關(guān)教學(xué)資源的空間信息和屬性信息的查詢功能。系統(tǒng)可根據(jù)輸入的查詢條件，如學(xué)號(hào)、時(shí)間等條件顯示當(dāng)時(shí)應(yīng)上什么課以及在哪個(gè)教室上課，并能實(shí)現(xiàn)教室的地圖定位顯示，包括該教室所在教學(xué)樓的樓層及該層的平面位置。系統(tǒng)還可查詢教室使用狀態(tài)，輸入教學(xué)樓或?qū)嶒?yàn)樓的名稱、時(shí)間段等條件查詢教室的使用狀態(tài)，若占用，則顯示占用的情況（誰在使用，在上什么課程等），否則顯示為可用狀態(tài)，也可根據(jù)指定時(shí)間顯示所有空閑教室的教師號(hào)或教室。

3.6 教師和學(xué)生信息管理

提供教師和學(xué)生基本信息的管理和維護(hù)功能，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)人員信息的插入、刪除、修改等操作和動(dòng)態(tài)更新。年度教學(xué)課程表的編排：提供對(duì)年度教學(xué)課程表的管理和維護(hù)功能，能夠綜合考慮教室、課程班級(jí)、教師等各方面的因素，統(tǒng)籌兼顧，能夠基本排出既符合教學(xué)規(guī)律，又滿足各方面要求的課表。

4.小結(jié)

GIS技術(shù)因其處理空間信息的獨(dú)特性備受關(guān)注，在數(shù)字校園管理系統(tǒng)中應(yīng)用GIS技術(shù)可以大大提高各類信息管理的能力和效率，GIS數(shù)字校園要比單純的管理信息系統(tǒng)有著更直觀，信息容量更大的優(yōu)點(diǎn)，它能將校園的規(guī)劃、建設(shè)、管理、綜合決策等各個(gè)方面集合成為一個(gè)統(tǒng)一的系統(tǒng)，有效的提高學(xué)校的管理水平，同時(shí)也為我們創(chuàng)造高效、靈活、舒適的工作、學(xué)習(xí)、生活環(huán)境，GIS數(shù)字校園將是未來學(xué)校管理的必然趨勢(shì)。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.13.086

逯暉（1983-），女，漢族，助教，碩士，畢業(yè)于武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院地理信息系統(tǒng)專業(yè)，研究方向?yàn)橛?jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件開發(fā)。

尚建貞（1979-），男，漢族，碩士研究生，主要從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和網(wǎng)絡(luò)管理方面的研究。