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摘要：本文在介绍数字校园和GIS技术基础上，研究GIS技术在数字校园建设进程中所起的作用，研究基于GIS技术的数字校园体系结构和特点。
关键词：GIS；数字校园
中图分类号：TP311文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2008)33-1301-02
The Research for GIS Digital School System
LI Yi-ming
(Hunan Institute of Science and technology,Yueyang 414006,China)
Abstract: The paper describesDigital Campus and GIS. The paper also gets the approach to solution and application of the GIS Digital Campus based on intelligent Agent tools.
Key words: GIS; Digital Campus
1 引言
1998年1月31日美国前副总统戈尔提出了数字地球的概念，在国内，“数字中国”、“数字城市”、“数字国土”、“数字矿山”、“数字河流”、“数字社区” 等概念被不断的提出，极大的推动了我国信息化的进程。在这样的一个背景下，很多高校都提出要建设自己的“数字校园”。本文在介绍数字校园和GIS技术基础上，研究GIS技术在数字校园建设进程中所起的作用，研究基于GIS技术的数字校园体系结构和特点。
2 数字校园的理念及特点
数字化校园是利用计算机技术、网络通讯技术对学校的教学、科研、管理和生活服务等所有信息资源进行全面的数字化，并科学规范地对这些信息资源进行整合和集成，以构成统一的用户管理、统一的资源管理和统一的权限控制；通过组织和业务流程再造，推动学校进行制度创新、管理创新，最终实现教育信息化、决策科学化和管理规范化。数字校园将原有信息系统的数据进行整合，形成统一的、科学的信息平台。数字校园的架构主要建立在校园网环境的基础上，为Browser／Server类型，面向教学、科研、管理、服务的信息化，其功能的划分以职能部门的职责为基准，其界面多以文字叙述和表格为主，辅以图片进行说明。
3 GIS技术概述
地理信息系统（Geographic information system 简称GIS）是一门集计算机科学、地理学、环境科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科有时也称为资源与环境信息系统其是在计算机硬件、软件系统的支持下以地理数据库为基础采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据为地理研究和地理决策服务的空间信息系统。GIS技术特点可归纳为：
3.1 数据输入
数据输入是建立地理数据库必须的过程，数据输入功能指将地图数据、物化遥测数据、统计数据和文字报告等输入、转换成计算机可处理的数字形式的各种功能。除了在地图上手扶跟踪数字化、图形扫描外，目前GIS的输入越来越多地借助非地图形式，RS（遥感技术）数据和GPS（全球定位系统）数据已成为GIS的重要数据来源。
3.2 数据处理
GIS对空间数据的处理主要包括数据编辑、数据综合、数据变换等，最终形成具有拓扑关系的空间数据库。GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据，如何有效地存储和管理这两类数据是GIS的基本问题。大多数GIS系统采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它们分成若干图层分别存储，把选定的图层叠加在一起就形成了一张满足某些特殊要求的专题地图。
3.3 空间分析和统计
空间分析是为了解决地理空间问题而进行的数据分析与数据挖掘，是从GIS目标之间的空间关系中获取派生的信息和新的知识，是从一个或多个空间数据图层中获取信息的过程。空间分析通过地理计算和空间表达挖掘潜在的空间信息，其本质包括探测空间数据中的模式；研究数据间的关系并建立空间数据模型；使得空间数据更为直观表达出其潜在含义；改进地理空间事件的预测和控制能力。GIS的空间分析分为两大类：矢量数据空间分析和栅格数据空间分析。矢量数据空间分析包括：空间数据查询和属性数据分析，缓冲区分析，网络分析等。栅格数据空间分析包括：记录分析、叠加分析、统计分析等。
3.4 地图显示与输出
图形数据的数字化、编辑和操作分析过程、用户查询检索结果等都可以显示在屏幕上。而最终结果输出，除屏幕显示外，可根据用户要求输出到打印机、绘图仪、或者记录在磁带、磁盘上。输出结果可以是数据、表格、报告、统计图、专题图等多种形式。针对不同的外围设备，系统应备有相应的接口支持软件。
3.5 二次开发和编程
大多数GIS系统都提供二次开发环境，包括提供专用语言的开发环境，用户可在自己编程环境中调用GIS的命令和函数。系统配有专门的控件，供用户的开发语言（C ，VB，VC ，Dephi，…）调用等等。用户可以很方便地编制自己的菜单和程序，生成可视化的用户界面，完成GIS的应用功能的开发。
4 GIS技术在数字校园建设进程中所起的作用
在数字校园建设中，包括信息的获取、处理和应用，可以采取不同方式的遥感与非遥感手段获得海量的校园数据，并用计算机将它们和与之相关的其它数据以及应用模型结合起来，同时，利用GIS 强大的图形空间数据处理、分析能力，把反映不同空间区位的属性数据置于空间“面”上进行分析，改变传统管理模式，实现真正意义上的图文互动，以及进行可视化分析和各种空间检索和空间分析。在网络系统中重现真实的校园。
GIS 作为一种能科学地管理和综合地分析具有空间内涵的地理数据的工具，能提供精确的地理信息及规划、管理、决策和研究所需的技术处理方法。所以应该将GIS技术和数字校园结合起来，在管理中充分体现信息的作用， 把反映不同的空间区位的属性数据置于空间“面”上进行分析，改变管理的传统模式，采用计算机信息系统的方法， 实现校园管理从手工作业到电子化、程序化、信息化的飞跃，使校园管理工作真正做到方便、直观、快捷。校园面积大、师生员工多，校园规划、设施管理和人员信息统计等仅靠人工管理和决策易发生较大偏差，特别是在信息查询方面存在较大弊端。利用现有信息资料， 制定大学通用的基本信息编码，建立统一的覆盖全校的基本信息数据中心(CDC)，充分运用GIS 技术，建立数字化校园，使学校的管理更加信息化、规范化，并且提供分析和决策功能，提高决策的科学性，减少决策失误。
5 基于GIS技术的数字校园体系结构和特点
1) 各个建筑物的具体位置和相关建筑的详细布局：对地图上的任意一个建筑物能够实现地图的放大、缩小、漫游、选定操作，并提供鸟瞰图和图例以取得对所需图形资料的最佳可视效果；并可提供距离、面积计算功能， 以便于作规划设计与分析工作。
2) 建筑物楼层位置查询：不仅可以查询、显示建筑物的楼层信息，而且可通过点选来查询该楼层相关部门的房间面积、类型和功能以及在该层平面图的详细位置，并实现地图的定位显示。
3) 教师和学生信息管理：提供对教师和学生基本信息的管理和维护功能，能够实现对人员信息的插入、删除、修改等操作和动态更新。年度教学课程表的编排：提供对年度教学课程表的管理和维护功能，能够综合考虑教室、课程、班级、教师等诸方面的因素，统筹兼顾，能够基本排出既符合教学规律，又满足各方面要求的课表。
4) 数据的查询与检索：提供空间信息和属性数据的查询功能，并将抽象晦涩的地理位置信息用色彩鲜明、直观明了的图像和表格形式显示出来以供用户方便应用。
5) 图形处理功能：对地图实现任意放大、缩小、漫游及还原等功能．以取得对所需图形资料的最佳可视效果．并可提供距离、面积计算功能，以便于作规划设计与分析工作。
6 结论
GIS技术因其处理空间信息的独特性备受关注，将其运用于校园的数字化建设是必然之选，GIS技术与数字校园相结合是高校管理自动化、科学化、网络化、和智能化的一种趋势。
参考文献：
[1] 宋金玲，肖寒，盛业华.GIS在数字校园建设中的应用[M].北京测绘.2002.
[2] 姜真杰，方陆明，寿韬.GIS技术在数字校园建设中的应用[M].计算机工程与设计.2003.
[3] 徐平，陈伟清，苏红军.GIS－MapObjects支持下的数字校园建设[M].矿山测量.2007.
关键词：GIS；数字校园
中图分类号：TP311文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2008)33-1301-02
The Research for GIS Digital School System
LI Yi-ming
(Hunan Institute of Science and technology,Yueyang 414006,China)
Abstract: The paper describesDigital Campus and GIS. The paper also gets the approach to solution and application of the GIS Digital Campus based on intelligent Agent tools.
Key words: GIS; Digital Campus
1 引言
1998年1月31日美国前副总统戈尔提出了数字地球的概念，在国内，“数字中国”、“数字城市”、“数字国土”、“数字矿山”、“数字河流”、“数字社区” 等概念被不断的提出，极大的推动了我国信息化的进程。在这样的一个背景下，很多高校都提出要建设自己的“数字校园”。本文在介绍数字校园和GIS技术基础上，研究GIS技术在数字校园建设进程中所起的作用，研究基于GIS技术的数字校园体系结构和特点。
2 数字校园的理念及特点
数字化校园是利用计算机技术、网络通讯技术对学校的教学、科研、管理和生活服务等所有信息资源进行全面的数字化，并科学规范地对这些信息资源进行整合和集成，以构成统一的用户管理、统一的资源管理和统一的权限控制；通过组织和业务流程再造，推动学校进行制度创新、管理创新，最终实现教育信息化、决策科学化和管理规范化。数字校园将原有信息系统的数据进行整合，形成统一的、科学的信息平台。数字校园的架构主要建立在校园网环境的基础上，为Browser／Server类型，面向教学、科研、管理、服务的信息化，其功能的划分以职能部门的职责为基准，其界面多以文字叙述和表格为主，辅以图片进行说明。
3 GIS技术概述
地理信息系统（Geographic information system 简称GIS）是一门集计算机科学、地理学、环境科学、空间科学、信息科学和管理科学为一体的新兴边缘学科有时也称为资源与环境信息系统其是在计算机硬件、软件系统的支持下以地理数据库为基础采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面与空间和地理分布有关的数据为地理研究和地理决策服务的空间信息系统。GIS技术特点可归纳为：
3.1 数据输入
数据输入是建立地理数据库必须的过程，数据输入功能指将地图数据、物化遥测数据、统计数据和文字报告等输入、转换成计算机可处理的数字形式的各种功能。除了在地图上手扶跟踪数字化、图形扫描外，目前GIS的输入越来越多地借助非地图形式，RS（遥感技术）数据和GPS（全球定位系统）数据已成为GIS的重要数据来源。
3.2 数据处理
GIS对空间数据的处理主要包括数据编辑、数据综合、数据变换等，最终形成具有拓扑关系的空间数据库。GIS中的数据分为栅格数据和矢量数据，如何有效地存储和管理这两类数据是GIS的基本问题。大多数GIS系统采用了分层技术，即根据地图的某些特征，把它们分成若干图层分别存储，把选定的图层叠加在一起就形成了一张满足某些特殊要求的专题地图。
3.3 空间分析和统计
空间分析是为了解决地理空间问题而进行的数据分析与数据挖掘，是从GIS目标之间的空间关系中获取派生的信息和新的知识，是从一个或多个空间数据图层中获取信息的过程。空间分析通过地理计算和空间表达挖掘潜在的空间信息，其本质包括探测空间数据中的模式；研究数据间的关系并建立空间数据模型；使得空间数据更为直观表达出其潜在含义；改进地理空间事件的预测和控制能力。GIS的空间分析分为两大类：矢量数据空间分析和栅格数据空间分析。矢量数据空间分析包括：空间数据查询和属性数据分析，缓冲区分析，网络分析等。栅格数据空间分析包括：记录分析、叠加分析、统计分析等。
3.4 地图显示与输出
图形数据的数字化、编辑和操作分析过程、用户查询检索结果等都可以显示在屏幕上。而最终结果输出，除屏幕显示外，可根据用户要求输出到打印机、绘图仪、或者记录在磁带、磁盘上。输出结果可以是数据、表格、报告、统计图、专题图等多种形式。针对不同的外围设备，系统应备有相应的接口支持软件。
3.5 二次开发和编程
大多数GIS系统都提供二次开发环境，包括提供专用语言的开发环境，用户可在自己编程环境中调用GIS的命令和函数。系统配有专门的控件，供用户的开发语言（C ，VB，VC ，Dephi，…）调用等等。用户可以很方便地编制自己的菜单和程序，生成可视化的用户界面，完成GIS的应用功能的开发。
4 GIS技术在数字校园建设进程中所起的作用
在数字校园建设中，包括信息的获取、处理和应用，可以采取不同方式的遥感与非遥感手段获得海量的校园数据，并用计算机将它们和与之相关的其它数据以及应用模型结合起来，同时，利用GIS 强大的图形空间数据处理、分析能力，把反映不同空间区位的属性数据置于空间“面”上进行分析，改变传统管理模式，实现真正意义上的图文互动，以及进行可视化分析和各种空间检索和空间分析。在网络系统中重现真实的校园。
GIS 作为一种能科学地管理和综合地分析具有空间内涵的地理数据的工具，能提供精确的地理信息及规划、管理、决策和研究所需的技术处理方法。所以应该将GIS技术和数字校园结合起来，在管理中充分体现信息的作用， 把反映不同的空间区位的属性数据置于空间“面”上进行分析，改变管理的传统模式，采用计算机信息系统的方法， 实现校园管理从手工作业到电子化、程序化、信息化的飞跃，使校园管理工作真正做到方便、直观、快捷。校园面积大、师生员工多，校园规划、设施管理和人员信息统计等仅靠人工管理和决策易发生较大偏差，特别是在信息查询方面存在较大弊端。利用现有信息资料， 制定大学通用的基本信息编码，建立统一的覆盖全校的基本信息数据中心(CDC)，充分运用GIS 技术，建立数字化校园，使学校的管理更加信息化、规范化，并且提供分析和决策功能，提高决策的科学性，减少决策失误。
5 基于GIS技术的数字校园体系结构和特点
1) 各个建筑物的具体位置和相关建筑的详细布局：对地图上的任意一个建筑物能够实现地图的放大、缩小、漫游、选定操作，并提供鸟瞰图和图例以取得对所需图形资料的最佳可视效果；并可提供距离、面积计算功能， 以便于作规划设计与分析工作。
2) 建筑物楼层位置查询：不仅可以查询、显示建筑物的楼层信息，而且可通过点选来查询该楼层相关部门的房间面积、类型和功能以及在该层平面图的详细位置，并实现地图的定位显示。
3) 教师和学生信息管理：提供对教师和学生基本信息的管理和维护功能，能够实现对人员信息的插入、删除、修改等操作和动态更新。年度教学课程表的编排：提供对年度教学课程表的管理和维护功能，能够综合考虑教室、课程、班级、教师等诸方面的因素，统筹兼顾，能够基本排出既符合教学规律，又满足各方面要求的课表。
4) 数据的查询与检索：提供空间信息和属性数据的查询功能，并将抽象晦涩的地理位置信息用色彩鲜明、直观明了的图像和表格形式显示出来以供用户方便应用。
5) 图形处理功能：对地图实现任意放大、缩小、漫游及还原等功能．以取得对所需图形资料的最佳可视效果．并可提供距离、面积计算功能，以便于作规划设计与分析工作。
6 结论
GIS技术因其处理空间信息的独特性备受关注，将其运用于校园的数字化建设是必然之选，GIS技术与数字校园相结合是高校管理自动化、科学化、网络化、和智能化的一种趋势。
参考文献：
[1] 宋金玲，肖寒，盛业华.GIS在数字校园建设中的应用[M].北京测绘.2002.
[2] 姜真杰，方陆明，寿韬.GIS技术在数字校园建设中的应用[M].计算机工程与设计.2003.
[3] 徐平，陈伟清，苏红军.GIS－MapObjects支持下的数字校园建设[M].矿山测量.2007.