基于GIS技術的數字校園建設研究

逯暉 尚建貞

河南商業高等專科學校現代教育與實驗中心，鄭州 450044

基于GIS技術的數字校園建設研究

逯暉 尚建貞

河南商業高等專科學校現代教育與實驗中心，鄭州 450044

“數字校園”是信息技術運用于教育改革過程所形成的新式研究成果，它主要建立在傳統校園和校園網環境的基礎上，利用先進的信息化手段，實現教學、科研、管理和服務等各項資源的全部數字化。目前來說，歐美發達國家的數字化校園水平較高，我國的數字校園研究起步較晚，還沒有統一的標準。文章在介紹數字校園和GIS技術的基礎上，研究了GIS技術在建設數字校園中的必要性，以及基于GIS技術的數字校園系統的基本功能和特點。

數字校園；GIS；信息管理

1.數字校園的概念

隨著網絡和計算機技術的普及，數字技術正在迅速改變人類賴以生存的社會，并使人類的工作和生活環境具備了越來越多的數字化特征。“數字校園”是信息技術運用于教育改革過程所形成的新式研究成果，它主要建立在傳統校園和校園網環境的基礎上，利用先進的信息化手段，實現教學、科研、管理和服務等各項資源的全部數字化，在物理校園的基礎上構建一個信息化數字校園空間，使現實的校園環境在功能、時間和空間上得到延伸，從而實現全部教育過程數字化的目標。

目前來說，歐美發達國家的教育信息化研究起步較早，水平較高，其校園網的特點是：具有統一的集成平臺將多樣的系統整合在一起；提供統一的用戶信息管理服務；多種應用都以網絡方式實現一站式服務，并提供統一和易用的門戶站點；利用成熟的流程管理、協同工作應用軟件，在很大程度上取代傳統的教學辦公方式；校園的外延無限擴大，幾萬甚至幾十萬名的學生和教師都存在于不用時間和空間的數字校園的范圍中。

國內數字校園的研究開發起步相對較晚，還沒有統一的標準，其特點是無統一規則，無統一的開發標準；校內各部門沒有統一的管理機制；研究投入不大；無長遠規劃，信息化管理集成度還較低。

2.數字校園的建設需要GIS技術

GIS (地理信息系統)是在計算機軟、硬件系統支持下，對整個或部分地球表面（包括大氣層在內）與空間和地理分布有關的數據進行采集、存儲、管理、運算、分析、顯示和描述表達的技術系統，其中空間分析能力改變了傳統的信息處理方式，使人們處理地理信息逐漸由數值領域進入到了空間領域。一般的MIS(管理信息系統)系統無法考慮空間信息，因而就無法直觀的表達數據的空間概念，而采用GIS技術就可以順利完成所有與空間信息相關的任務以及與其他現有非空間數據的無縫結合。

GIS技術的特點是界面簡單直觀，圖文并茂，形式上圖同一張地圖，可實現真正意義上的圖文互動，能以專題圖的形式進行可視化分析，以及進行各種空間檢索和空間分析。處理空間數據具有獨到之處，適用于層面較多、數據來源較復雜的環境。

隨著近年來我國教育事業的迅速發展，各個學校紛紛開始建設新校區，新校區的建設規模一般都超過老校區，建設工作基本上按照“統一規劃、分步實施”的原則實施，一幢幢現代化的大樓拔地而起，校內道路縱橫交錯，地下各種管網密布，隨著校園的建設和發展，這些管網不斷增加，系統越來越龐大，復雜程度越來越高。針對這一情況，采用傳統的管理方法顯然已經不能滿足現代化學校管理的需要，因此利用GIS組織、分析和管理各類相關數據，建立數字校園管理系統，才能使學校各個部門的建設和管理實現高效、合理、便利、科學。

3.GIS數字校園管理系統的基本功能和特點

3.1 校園建設信息管理

主要根據經過數字化的校園地形圖、校園規劃總平面圖、建設總平面等信息建立空間數據庫，對校園內的建筑、道路、橋梁、河流、景觀綠化等用三維模型的方式進行分析、統計、查詢和管理。

GIS數字校園管理系統能夠提供校園內任何地物的空間信息和屬性數據的查詢，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各類建筑的相關圖紙進行數字化處理，如教學樓、行政樓、圖書館、實驗樓、學生宿舍、餐廳等等，系統將各個建筑的建筑平面、結構平面、強電、弱電、消防、給排水等圖紙數字化處理后，納入系統統一管理。對校園建筑的建筑平面、功能分布、樓層房間均能實現查詢和管理，另外可以方便地查詢到建筑的強電、弱電、綜合布線、消防報警、給排水等方面的信息。進一步細化后，可將建筑功能分布、學生宿舍的學生居住位置等信息一并納入系統管理。

GIS數字校園管理系統對校園地圖上的任意一個建筑物，都能夠實現地圖的放大、縮小、漫游、選定操作，并提供鳥瞰圖和圖例以取得對所需圖形資料的最佳可視效果，并提供距離、面積計算功能，以便于作規劃設計和分析工作。對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，而且可以通過點選來查詢該樓層相關部門的房間面積、類型和功能以及在該層平面圖的詳細位置，并可以實現地圖的定位顯示。可以修改地圖，新增、刪除、編輯地物、圖層、樓層等，以使新建樓或者對建筑進行修改能夠及時地反映到校園地理信息系統中來，保證信息的及時更新。

3.3 校園管網信息管理

校園地下布設的管網線路，當面臨著學校擴建或者設備更新的時候，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信息全部找出，人力物力花費巨大而且針對一個點而言計算不一定準確，容易造成事故。

GIS數字校園管理系統可以按照不同的應用圖層進行數字化處理，建立全面的地下管網綜合空間數據庫，對校園內的自來水、雨污水、天然氣、強電、通訊弱電等地下管道進行管理和相關數據查詢。對校園隱蔽工程實現數字化管理，為今后校園的地下管網的查詢、施工、管理提供了完善的數據資料。

3.4 校園設備信息管理

校園設備管理主要完成校園主要設施及其相關設備的管理，包括設備圖片管理、設備查詢、屬性修改、設備維修及維修查詢等功能。可納入管理的設備包括：教學設備、給排水、通風排煙、空調、消防、供配電、綜合布線、廣播、監控等系統的相關設備。通過網絡可進行設備查詢、管理、報修、維修中的狀態、維修后的反饋評價等等，使各種問題得到及時的解決，并能夠大大地提高工作效率。

3.5 教學資源信息管理

運用GIS技術設計定位查詢系統，能迅速、準確地掌握全校公用資源及其分布，完成對相關教學資源的空間信息和屬性信息的查詢功能。系統可根據輸入的查詢條件，如學號、時間等條件顯示當時應上什么課以及在哪個教室上課，并能實現教室的地圖定位顯示，包括該教室所在教學樓的樓層及該層的平面位置。系統還可查詢教室使用狀態，輸入教學樓或實驗樓的名稱、時間段等條件查詢教室的使用狀態，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，也可根據指定時間顯示所有空閑教室的教師號或教室。

3.6 教師和學生信息管理

提供教師和學生基本信息的管理和維護功能，能夠實現對人員信息的插入、刪除、修改等操作和動態更新。年度教學課程表的編排：提供對年度教學課程表的管理和維護功能，能夠綜合考慮教室、課程班級、教師等各方面的因素，統籌兼顧，能夠基本排出既符合教學規律，又滿足各方面要求的課表。

4.小結

GIS技術因其處理空間信息的獨特性備受關注，在數字校園管理系統中應用GIS技術可以大大提高各類信息管理的能力和效率，GIS數字校園要比單純的管理信息系統有著更直觀，信息容量更大的優點，它能將校園的規劃、建設、管理、綜合決策等各個方面集合成為一個統一的系統，有效的提高學校的管理水平，同時也為我們創造高效、靈活、舒適的工作、學習、生活環境，GIS數字校園將是未來學校管理的必然趨勢。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.13.086

逯暉（1983-），女，漢族，助教，碩士，畢業于武漢大學遙感信息工程學院地理信息系統專業，研究方向為計算機應用與軟件開發。

尚建貞（1979-），男，漢族，碩士研究生，主要從事計算機網絡協議和網絡管理方面的研究。