浅析ＧＩＳ及其在校园信息管理中的应用

[摘要]GIS在最近的几十年内得到了飞速的发展，广泛应用于资源调查、环境评估、灾害预测、国土管理、城市规划、交通运输、军事公安、统计等几乎所有领域。在校园信息管理方面，GIS也有广泛的应用。首先介绍GIS，接着探讨GIS在校园信息管理中的应用。

[关键词]地理信息系统 校园信息 校园地理信息系统 应用

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2009）0110070-01

在人类的生活中，80%以上的信息与地球上的空间位置有关。GIS是融合计算机图形和数据于一体，将图形与数据有机地联接在一起，储存和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有机结合起来，根据实际需要准确、真实、图文并茂地输出给用户，满足系统建设、管理以及对空间信息的要求。GIS的出现是信息技术及其应用发展到一定程度的必然产物。高等院校作为积极推广和使用高新技术的集中地，将GIS技术引入到校园管理系统中，会使管理更加高效和科学。

一、GIS

（一）GIS的概念

地理信息系统，简称GIS（Geographic Information System），是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的管理信息系统，用来支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。

（二）GIS的基本类型

一般来说，GIS按其内容可以分为以下三大类：

1．专题信息系统（Thematic Information System）：是具有限定目标和专业特点的GIS，为特定的、专门的目的的服务，如矿产资源管理信息系统、农作物估产信息系统、城市管网信息系统等。

2．区域信息系统（Regional Information System）：主要以区域综合研究和全面的信息服务为目标。区域信息系统可以有不同的规模，如国家级、地区或省级、市级和县级等为各不同级别行政区信息系统；也可以是按自然分区或流域为单位的区域信息系统，如我国黄河流域信息系统，区域资源与环境信息系统等。区域信息系统有时也称为综合信息系统。

3．GIS工具（GIS-Tool）：也称GIS开发平台。它是具有GIS基本功能的工具软件或开发平台，供其他系统调用或进行二次开发。将GIS开发平台与数据库系统结合，用以完成图形图像数字化、地理数据的存储管理、查询检索、结果输出等任务，就可以开发出相应的决策支持系统、专家系统等。

（三）GIS的构成

GIS的应用系统由五个主要部分构成，即硬件、软件、数据、人员和方法。硬件和软件为GIS建设提供环境；数据是GIS的重要内容；方法为GIS建设提供解决方案；人员是系统建设中的关键和能动性因素，直接影响和协调其它几个组成部分。

1．硬件。硬件是指操作GIS所需的一切计算机资源。目前的GIS软件可以在很多类型的硬件上运行，从中央计算机服务器到桌面计算机，从单机到网络环境。除此以外，还包括扫描仪、数字化仪、打印机等外部设备。

2．软件。软件是指GIS运行所必需的各种程序。主要包括计算机系统软件和GIS软件两部分。GIS软件提供存储、分析和显示地理信息的功能和工具。主要的软件部件有：输入和处理地理信息的工具；数据库管理系统工具；支持地理查询、分析和可视化显示的工具；以及使用这些工具的图形用户界面（GUI）。

3．数据。数据是一个GIS应用系统的最基础的组成部分。GIS中的数据主要包括两大类型：空间数据和非空间的属性数据。空间数据是GIS的操作对象和管理内容，是现实世界经过模型抽象的实质性内容。非空间的属性数据用来反映与几何位置无关的属性，即通常所说的非几何属性。

4．人员。人员是GIS中重要的构成要素，因为GIS是一个动态的地理模型，仅有系统软硬件和数据还不能构成完整的GIS，还需要人进行系统组织、管理、维护和数据更新、系统扩充完善以及应用程序开发，并采用空间分析模型提取多种信息。这些人员既包括从事设计、开发和维护GIS系统的技术专家，也包括那些使用该系统并解决专业领域任务的领域专家。

5．方法。方法主要是指空间信息的综合分析方法，即常说的应用模型。它是在对专业领域的具体对象与过程进行大量研究的基础上总结出的规律的表示，利用它来解决实际问题，如基于GIS的农业资源评价模型、校园规划评价模型等。

（四）GIS的主要功能

一个GIS软件系统应具备以下五项基本功能。

1．数据采集与输入。数据采集与输入是指在数据处理系统中将系统外部的原始数据传输给系统内部，并将这些数据从外部格式转换为系统便于处理的内部格式。对多种形式、多种来源的信息，可实现多种方式的数据输入，如图形数据输入、栅格数据输入、GPS测量数据输入和属性数据输入等。

2．数据编辑与处理。数据编辑主要包括图形编辑和属性编辑。图形编辑主要包括拓扑关系建立、图形编辑、图形整饰、图形变换、投影变换、误差校正等功能，属性编辑主要与数据库管理结合在一起完成。

3．数据的存储与管理。数据的有效组织与管理，是GIS系统应用成功与否的关键。主要提供空间与非空间数据的存储、查询检索、修改和更新的能力。目前广泛使用的GIS软件大多数采用空间分区、专题分层的数据组织方法，用GIS管理空间数据，用关系数据库管理属性数据。

4．空间查询与分析。空间查询与分析是GIS的核心和其有别于其他信息系统的本质特征，分为三个层次的内容。

（L）空间检索：包括从空间位置检索空间物体及其属性、从属性条件检索空间物体；

（2）空间拓扑叠加分析：实现空间特征（点、线、面或图像）的相交、相减、合并等，以及特征属性在空间上的连接；

（3）空间模型分析：如BUFFER分析、网络分析、图像分析、三维模型分析、多要素综合分析及面向专业应用的各种特殊模型分析等。

5．可视化表达与输出。GIS通常以人机交互方式来选择显示的对象与形式，对于图形数据，根据要素的信息密集程度，可选择放大或缩小显示。GIS不仅可以输出全要素地图，也可以根据用户需要，分层输出各种专题图、各类统计图、图表及数据等。

二、GIS在校园信息管理中的应用

（一）校园地理信息的管理

建立和应用CGIS，可以从根本上改变校园大部分信息的人工管理状态，如：学院综合信息（校园全景、党政机关、教学部门、后勤服务等）、学院各种教育资源信息（教学楼、图书馆、宿舍等）、校园基础设施信息（建筑物、道路、地下管线等）、校园人文景观信息（塑像、水池、绿地等），通过独立分层的方式对校园各种数据进行管理，不但能较强地体现出校园信息数据的地理属性，而且使得信息的管理更加高效化、条理化。

（二）校园信息的查询检索

校园信息除包含一般城市建筑物所具有的信息（如校内建筑物本身图形信息及属性信息）外，还包含教工、学生信息及其对校内相关建筑物利用情况等各种空间及属性信息。CGIS将这些信息可以以图形数据、图像数据、统

计表数据以及文字数据等形式反映出来。图形数据是CGIS的基础表现形式，主要通过校园的地形图、建筑平面图等形式表达校园地形、地物的空间分布；图像数据主要以相片的形式表达各种校园信息；统计表数据以专题表格或示图的形式表达各种统计信息，如：仪器设备情况、教室面积等；文字数据以文字介绍的形式来表现信息，如：信息工程学院简介。CGIS可以提供文字查询、地图查询、图像查询以及教学资源等信息的查询。例如：学生处情况简介、教室分布情况、地下管线的位置等。

（三）在校园的发展规划、决策支持、评价等方面的应用

CGIS充分利用GIS的分析、处理、操作功能，为校园的发展划、决策支持、评价等提供空间信息与非空间信息相结合的数据分析功能，为学校决策层提供辅助。例如，为学校的施工建设及时提供准确而现势的各种资料，如：管线的位置、埋深、临近管线的位置、管线的横断面、纵断面、长度等，以此数据进行空间分析以及纵横断面的分析，为决策提供依据，从而减少因地下管线信息不明或不准确而造成的各种损失。

三、结束语

高校的管理水平对其未来的发展具有举足轻重的作用。GIS为高校校园的动态管理与规划提供了一个有效的、现代化的管理工具，应用GIS技术，能更高效、直观、综合地管理空间和属性信息。它比单纯的基于属性数据库的管理信息系统具有更直观、信息容量更大的优点。它能有效地提高高校的管理水平，是手工分散管理所无法比拟的，我们应该充分利用GIS这一科学的工具来实现高校科学的、动态的管理规划工作。

参考文献：

[1]王亚民，GIS及其应用[M].西安：西安电子科技大学出版社，2006(6).

[2]陈旭，浅析校园GIS[J].重庆工学院学报，2001(4).

[3]王震远等，校园GIS的探讨和研究[J].北京建筑工程学院学报，2001(12).

作者简介：

党晓宁，渤海大学信息科学与工程学院2007级研究生。