基于GIS技术的数字校园建设研究

逯晖 尚建贞

河南商业高等专科学校现代教育与实验中心，郑州 450044

基于GIS技术的数字校园建设研究

逯晖 尚建贞

河南商业高等专科学校现代教育与实验中心，郑州 450044

“数字校园”是信息技术运用于教育改革过程所形成的新式研究成果，它主要建立在传统校园和校园网环境的基础上，利用先进的信息化手段，实现教学、科研、管理和服务等各项资源的全部数字化。目前来说，欧美发达国家的数字化校园水平较高，我国的数字校园研究起步较晚，还没有统一的标准。文章在介绍数字校园和GIS技术的基础上，研究了GIS技术在建设数字校园中的必要性，以及基于GIS技术的数字校园系统的基本功能和特点。

数字校园；GIS；信息管理

1.数字校园的概念

随着网络和计算机技术的普及，数字技术正在迅速改变人类赖以生存的社会，并使人类的工作和生活环境具备了越来越多的数字化特征。“数字校园”是信息技术运用于教育改革过程所形成的新式研究成果，它主要建立在传统校园和校园网环境的基础上，利用先进的信息化手段，实现教学、科研、管理和服务等各项资源的全部数字化，在物理校园的基础上构建一个信息化数字校园空间，使现实的校园环境在功能、时间和空间上得到延伸，从而实现全部教育过程数字化的目标。

目前来说，欧美发达国家的教育信息化研究起步较早，水平较高，其校园网的特点是：具有统一的集成平台将多样的系统整合在一起；提供统一的用户信息管理服务；多种应用都以网络方式实现一站式服务，并提供统一和易用的门户站点；利用成熟的流程管理、协同工作应用软件，在很大程度上取代传统的教学办公方式；校园的外延无限扩大，几万甚至几十万名的学生和教师都存在于不用时间和空间的数字校园的范围中。

国内数字校园的研究开发起步相对较晚，还没有统一的标准，其特点是无统一规则，无统一的开发标准；校内各部门没有统一的管理机制；研究投入不大；无长远规划，信息化管理集成度还较低。

2.数字校园的建设需要GIS技术

GIS (地理信息系统)是在计算机软、硬件系统支持下，对整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据进行采集、存储、管理、运算、分析、显示和描述表达的技术系统，其中空间分析能力改变了传统的信息处理方式，使人们处理地理信息逐渐由数值领域进入到了空间领域。一般的MIS(管理信息系统)系统无法考虑空间信息，因而就无法直观的表达数据的空间概念，而采用GIS技术就可以顺利完成所有与空间信息相关的任务以及与其他现有非空间数据的无缝结合。

GIS技术的特点是界面简单直观，图文并茂，形式上图同一张地图，可实现真正意义上的图文互动，能以专题图的形式进行可视化分析，以及进行各种空间检索和空间分析。处理空间数据具有独到之处，适用于层面较多、数据来源较复杂的环境。

随着近年来我国教育事业的迅速发展，各个学校纷纷开始建设新校区，新校区的建设规模一般都超过老校区，建设工作基本上按照“统一规划、分步实施”的原则实施，一幢幢现代化的大楼拔地而起，校内道路纵横交错，地下各种管网密布，随着校园的建设和发展，这些管网不断增加，系统越来越庞大，复杂程度越来越高。针对这一情况，采用传统的管理方法显然已经不能满足现代化学校管理的需要，因此利用GIS组织、分析和管理各类相关数据，建立数字校园管理系统，才能使学校各个部门的建设和管理实现高效、合理、便利、科学。

3.GIS数字校园管理系统的基本功能和特点

3.1 校园建设信息管理

主要根据经过数字化的校园地形图、校园规划总平面图、建设总平面等信息建立空间数据库，对校园内的建筑、道路、桥梁、河流、景观绿化等用三维模型的方式进行分析、统计、查询和管理。

GIS数字校园管理系统能够提供校园内任何地物的空间信息和属性数据的查询，并能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，以供用户方便使用。

3.2 校园建筑信息管理

全面的建筑信息管理需要将校园内各类建筑的相关图纸进行数字化处理，如教学楼、行政楼、图书馆、实验楼、学生宿舍、餐厅等等，系统将各个建筑的建筑平面、结构平面、强电、弱电、消防、给排水等图纸数字化处理后，纳入系统统一管理。对校园建筑的建筑平面、功能分布、楼层房间均能实现查询和管理，另外可以方便地查询到建筑的强电、弱电、综合布线、消防报警、给排水等方面的信息。进一步细化后，可将建筑功能分布、学生宿舍的学生居住位置等信息一并纳入系统管理。

GIS数字校园管理系统对校园地图上的任意一个建筑物，都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，并提供距离、面积计算功能，以便于作规划设计和分析工作。对于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，而且可以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，并可以实现地图的定位显示。可以修改地图，新增、删除、编辑地物、图层、楼层等，以使新建楼或者对建筑进行修改能够及时地反映到校园地理信息系统中来，保证信息的及时更新。

3.3 校园管网信息管理

校园地下布设的管网线路，当面临着学校扩建或者设备更新的时候，就不可避免地要查找地下管线的信息，如果要把所有的相关信息全部找出，人力物力花费巨大而且针对一个点而言计算不一定准确，容易造成事故。

GIS数字校园管理系统可以按照不同的应用图层进行数字化处理，建立全面的地下管网综合空间数据库，对校园内的自来水、雨污水、天然气、强电、通讯弱电等地下管道进行管理和相关数据查询。对校园隐蔽工程实现数字化管理，为今后校园的地下管网的查询、施工、管理提供了完善的数据资料。

3.4 校园设备信息管理

校园设备管理主要完成校园主要设施及其相关设备的管理，包括设备图片管理、设备查询、属性修改、设备维修及维修查询等功能。可纳入管理的设备包括：教学设备、给排水、通风排烟、空调、消防、供配电、综合布线、广播、监控等系统的相关设备。通过网络可进行设备查询、管理、报修、维修中的状态、维修后的反馈评价等等，使各种问题得到及时的解决，并能够大大地提高工作效率。

3.5 教学资源信息管理

运用GIS技术设计定位查询系统，能迅速、准确地掌握全校公用资源及其分布，完成对相关教学资源的空间信息和属性信息的查询功能。系统可根据输入的查询条件，如学号、时间等条件显示当时应上什么课以及在哪个教室上课，并能实现教室的地图定位显示，包括该教室所在教学楼的楼层及该层的平面位置。系统还可查询教室使用状态，输入教学楼或实验楼的名称、时间段等条件查询教室的使用状态，若占用，则显示占用的情况（谁在使用，在上什么课程等），否则显示为可用状态，也可根据指定时间显示所有空闲教室的教师号或教室。

3.6 教师和学生信息管理

提供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、教师等各方面的因素，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.小结

GIS技术因其处理空间信息的独特性备受关注，在数字校园管理系统中应用GIS技术可以大大提高各类信息管理的能力和效率，GIS数字校园要比单纯的管理信息系统有着更直观，信息容量更大的优点，它能将校园的规划、建设、管理、综合决策等各个方面集合成为一个统一的系统，有效的提高学校的管理水平，同时也为我们创造高效、灵活、舒适的工作、学习、生活环境，GIS数字校园将是未来学校管理的必然趋势。

[1]邬伦，刘瑜，张晶，等.地理信息系统——原理、方法和应用[M].北京：科学出版社.2001

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10.3969/j.issn.1001-8972.2011.13.086

逯晖（1983-），女，汉族，助教，硕士，毕业于武汉大学遥感信息工程学院地理信息系统专业，研究方向为计算机应用与软件开发。

尚建贞（1979-），男，汉族，硕士研究生，主要从事计算机网络协议和网络管理方面的研究。