基于GIS的可视化虚拟校庆

收稿日期：2023-05-26

DOI：10.19850/j.cnki.2096-4706.2024.04.033

摘  要：校庆是指在指定时间（通常在建校周年纪念日前后）组织在校师生、社会知名校友及有关人士参加的庆祝活动。文章以江苏科技大学90周年校庆为背景，基于GIS可视化服务平台，打造可视化虚拟校庆场景，为广大师生、校友、社会各界人士提供虚拟校庆应用服务，提高校庆活动的参与度及互动性，并展示如何通过可视化虚拟校庆来提升校庆的价值和意义。

关键词：校庆；可视化；GIS

中图分类号：TP39  文献标识码：A  文章编号：2096-4706（2024）04-0162-05

Visual Virtual Anniversary of the Founding of a College Based on GIS

LIANG Qinhao

（Jiangsu University of Science and Technology， Zhenjiang  212100， China）

Abstract： Anniversary of the founding of a college refers to a celebration activities organized at a designated time （usually before or after the anniversary of the founding of the school） for the participation of teachers， students， well-known alumni， and relevant individuals. This paper takes the 90th anniversary celebration of Jiangsu University of Science and Technology as the background， based on the GIS visualization service platform， to create a visual virtual anniversary celebration scene， providing virtual anniversary celebration application services for teachers， students， alumni， and people from all walks of life， improving the participation and interactivity of anniversary celebration activities， and demonstrating how to enhance the value and significance of anniversary celebrations through visual virtual anniversary celebrations.

Keywords： anniversary of the founding of a college; visualization; GIS

0  引  言

校庆是一种社会文化现象，为展示学校在过去所取得的成就以及对未来的展望而举行的庆典活动，包含庆祝学校周年的各种纪念性、仪式性和教育性活动。2023年是江苏科技大学办学90周年华诞，作者借此良机搭建可视化虚拟校庆平台，以真实校园为蓝本，基于校园物理环境，利用宽带网络技术，实现整个校园地理信息系统的搭建，并以此为基础，融入校庆元素，对校庆期间的业务属性数据、空间位置数据进行采集，为在校师生及各界校友提供校庆活动引导、宣传，为学校提供校庆活动信息发布的官方平台，促进校友互动交流，了解校庆动向。

1  平台建设理念

举办校庆活动，对于提升学校知名度、弘扬大学精神具有举足轻重的作用。可视化虚拟校庆平台，旨在打破校庆活动的时间和空间限制，使在校师生及社会各界人士能够线上参与各类校庆活动。可视化位置服务平台是以真实校园为基础，利用网络技術构建校园的可视化地理信息系统。该平台能够多维度展示校园的信息，并提供场景数据的可视化服务和智能应用。通过接入和展示静态、动态数据，为校园师生提供信息化、智能化和智慧化应用。

可视化虚拟校庆是基于可视化位置服务平台，从校园宣传展示、校庆精细化引导、多方式校友互动、多维度数据统计等多层面打造的智慧场景应用，通过二维线划地图和三维建模相结合的展示形式，融入校庆专题元素展现学校校园文化和校园景观，传播、彰显江苏科技大学校园文化。同时结合校庆的流程及各类庆典、学术、文体活动，为校内师生、各级校友提供一个智慧化、可视化的校庆平台及其向母校抒发情感的通道，实现由现实空间向虚拟空间的延伸。对母校的祝福可以精细到现在或曾经具有重要意义的地点或建筑物上，勾起大家共同的回忆，促进各界人士对校园的关注，展示学校过去所取得的成就以及对未来的展望。

2  实践案例

“江苏科技大学可视化校庆”是为学校办学90周年制作的校庆专题平台，回眸九秩芳华，学校立足“船舶、海洋、蚕桑”特色优势，以服务国家海洋强国战略、“一带一路”建设和社会进步为己任，为我国船舶工业发展和国防现代化建设做出积极贡献。90年来，学校为国家社会经济发展培养了近20万名高素质人才，在长期的办学历程中，学校始终与时代同呼吸、与民族共命运，坚持“育人为本、责任为先、公平为上、学术为魂”的办学理念，秉承“笃学明德、经世致用”的校训，大力弘扬“江海襟怀、同舟共济、扬帆致远”的“船魂”精神。

2.1  可视化位置服务平台

可视化位置服务平台以地理信息系统（GIS）作为支撑核心，通过建设2.5D虚拟仿真校园地图、基于校园真实环境1：1还原的矢量室内外一体化地图并接入各类业务系统数据，解决校园业务场景下不同业务部门对空间可视化的差异性需求。如图1所示为可视化位置服务平台架构图。

该平台系统最独特的优点在于支持影像数据、矢量数据、属性数据的高度集成和分布式管理。通过集成化界面，控制地图平移、地图缩放、地图偏心、地图方向、地图切换、地图复位、楼层切换、校区切换、建筑标签、测距/测面等位置信息，实现空间数据的查询与处理。支持空间数据的输入、显示、编辑、分析、输出，以及构建和管理大型空间数据库。GIS引擎作为位置服务平台的地理支撑引擎，采用3857投影坐标，通过多维度、跨平台的系统建设，实现户内、户外地理信息及相关数据的可视化展现，并提供地图的标准接口。

2.2  底层地理信息数据采编

底层地理信息数据采编是构建可视化位置服务平台的基础，包含三维虚拟仿真模型数据、精细化微地图数据的采集。根据校园的实际大小，收集所属范围内的建筑、河流、湖泊、道路、地板、绿化、景观、公共设施、山体、桥梁、树木等，叠加百度/高德地图显示，实现三维虚拟仿真校园建设。对校园室内外区域（包含但不限于教室、实验室、公共行政区域、图书馆等）进行精细化微地图数据采编，涵盖学校主要建筑物室内外一体化微地图数据的采编。提供学校的标准地理信息数据库，标记编码校园各个位置的相关信息，精细化呈现校内公共区域。

2.3  校园地图构建

2D校园地图在完成对底层地理信息数据的采编后，对数据进行清理、投影转换、坐标系对齐等操作。在GIS中存储不同类型的地理数据（包括建筑物、道路、停车场、绿化等），并为每个要素创建不同的图层。在不同的图层绘制建筑物轮廓、道路和路径线条。可根据需要将不同的图层叠置在一起，也可调整图层的顺序和透明度。完成地图设计后，以可交互式Web地图格式导出地图，予以共享和展示，如图2所示。

图2  江苏科技大学2D校园地图

2.5D三维虚拟仿真校园地图是通过3Ds Max建模渲染软件以及Tilecache地图瓦片缓存器，对校园地图进行斜45度渲染并加载到可视化位置服务平台中而得到的。采用分级加载技术，支持栅格化瓦片无缝加载三维虚拟仿真地图数据，实现区域范围内三维虚拟仿真地图呈现。无须安装任何插件，借助Jsp+Html+Css技术实现多浏览器兼容和直接访问，采用地图三维图层组+Vector特效图层+Marker标注图层完成建筑物高亮显示特效，如图3所示。

图3  江苏科技大学2.5D校园地图

2.4  数据存储

可视化位置服务平台利用PostgreSQL及PostGIS空间数据库进行数据存储。PostgreSQL是一款开源的关系型数据库系统，符合SQL标准，同时提供事务处理、子查询、多版本并行控制及数据完整性检查等功能。但关系型数据库的数据类型可能无法满足所有业务需求，为此，可以将复杂的数据类型作为对象存储在关系型数据库中，并提供索引机制和简单的操作。PostGIS是对象关系型数据库系统PostgreSQL的一个扩展，PostGIS提供如下空间信息服务功能：空间对象、空间索引、空间操作函数和空间操作符。将PostGIS空间数据引擎与PostgreSQL关系数据库结合使用，可实现对空间信息和属性信息的统一管理，以及对地理空间数据的高效访问。如图4所示为可视化位置服务平台应用管理界面。

2.5  虚拟校庆场景打造

根据校庆活动的实际需要，基于仿真三维地图，结合GIS的位置服务，为广大师生、校友、社会各界人士提供可视化场景应用服务，将地理信息和空间位置数据完美结合，并融入校庆元素，实现虚拟校园和真实校园的无缝衔接，并以虚拟参与的方式融入校庆的各项活动，突破时间、空间和技术上的限制。可视化校庆场景由用户层、展示层、应用层、支撑层和数据层五个层次构成，如图5所示。

图5  可视化校庆场景架构图

1）用户层。包括确定目标用户群体，了解这些群体对校庆活动的兴趣及其对互动方式、信息获取途徑的需求。在校庆业务场景中，用户分为学生、教师、校友和社会人员四大类群体。

2）展示层。包括PC Web端、HTML手机端和大屏终端。PC Web端提供丰富的交互功能和信息展示服务。HTML手机端精简和优化内容，确保信息在小屏幕上易于浏览和阅读。大屏终端提供视觉冲击力强的元素，以增强用户的参与感和互动体验。

3）应用层。包括点亮校园、校庆祝福墙、互动分享、云留影、校友专属头像、校史回顾、校史问答等功能模块。使用户获得沉浸式返校体验，用户在参与这些活动时能够感受到归属感和自豪感，加深对校园历史和发展历程的认知和兴趣。

4）支撑层。包括栅格地图引擎、云校庆场景。栅格地图引擎是实现地图显示和交互的关键技术，它可以处理地理空间数据，将地理信息转化为可视化的栅格图像，并提供地图显示、导航、标注、缩放等功能。支撑层可为用户提供稳定、高效的服务，为可视化校庆应用的实现和运行提供重要的技术支撑。

5）数据层。包括地理数据库、时空数据库、业务数据库和非结构化数据。地理数据库用于存储和管理与地理空间相关的数据，如校园地图、建筑物位置、地理边界等；时空数据库用于存储和处理与时间和空间相关的数据，如校庆活动的时间、地点、持续时间等；业务数据库用于存储与校庆相关的业务数据，如校友信息、活动参与记录等；非结构化数据包括校庆活动中产生的文本、图片、音频、视频等非结构化格式的数据。

2.6  校友互动

校友互动内容包括点亮校园、校庆祝福墙、互动分享、云留影、校友专属头像等。点亮校园是基于学校建筑物的位置，结合互联网移动设备，为校友提供一个拾忆互动的平台，根据校友的互动和点亮操作情况，基于建筑物呈现校友的互动热力数据，实现对校园景点、教学楼、实验楼等不同亮度的展示。

校庆祝福墙的设立使校友能够随时随地为母校送祝福，基于地图位置发布对学校的回忆记录、生日祝福，为校庆提供一个基于学校建筑物展示祝福的回忆长廊，并在虚拟校庆场景中实时滚动呈现校友祝福语。

互动分享支持校友对各类活动的在线分享，分享时生成校友专属图片，可发送给好友或朋友圈，以此来增加校庆活动的宣传力度，提升学校的知名度。校友可在各类模块中生成不同的分享卡片，包括点亮分享卡片、校友排行榜卡片、建筑物热度榜卡片等。

云留影是以人脸融合（将图像中指定的某个人脸，融合进另一个人的人脸特征）的方式实现云端合影，在虚拟校庆平台中，为一些不能到现场参加校庆活动的校友提供云上合影的功能，支持校园自拍或者从相册中选择一张自己的照片，将其与学校提前设置好的背景图进行合成，支持将合成照片保存到手机或予以分享。

校友专属头像由学校专属元素地标建筑和校庆标志组成，支持将多款极具特色的头像框发布到虚拟校庆平台并对各种校庆头像框的设计理念和含义加以说明。师生、校友可自行选择头像框，生成属于自己的校庆头像并下载。如图6所示为可视化校庆应用模块。

图6  可视化校庆应用模块

2.7  校史回顾

校庆是缅怀过去、展望未来的一种形式。因为校史能够让我们认识到一所学校的发展历程，它能够为我们赋予一种浓厚的历史意识，让我们深刻认识到每一个学校都有一段独特的历史经历。校史也能够让我们学会尊重历史，珍惜当下。校庆的意义在于让我们深刻地感受历史的沧桑及其不断前进的脚步，让校友及全体师生团结一心，共同守护母校的兴盛发展。所以校史的传承和宣传也是校庆期间重要的活动之一，虚拟校庆平台打造校史问答、虚拟校史馆，为校史的传承提供互动性、趣味性的创新元素。

校史问答过程让参与的师生及校友仿佛是在江科大的四维专属空间里徜徉闲游，从学校的历史变革到校友的名人轶事，从丰富的人文特色到独特的建筑风格，从始至今、由表及里。一轮题目下来，让参与者在不知不觉之间了解、认知、感受学校的发展与变化。

校史馆是展示校园文化的重要窗口。从校史馆记录的学校创设变迁、历史沿革、师生活动、教学科研等内容中可以探究校园文化的内涵，从校徽、校训、校歌的创建以及师生风貌等方面可以总结校园文化的外在风采。利用信息化技术将校史资料数字化，建设虚拟校史馆集中展示丰富的校史资料，拓展展示空间。“云参观”校史馆是本次校庆活动的深刻内涵之核，以图文浏览、全景视频、VR观展等形式为用户营造沉浸式的参观体验，帮助师生和校友正确理解学校的文化和价值观，强化他们对学校的热爱和归属感。如图7所示为虚拟校史馆应用模块。

图7  虚拟校史馆应用模块

3  结  论

校庆不仅仅是欢庆和庆祝，而是一个极具历史和现实意义的活动。它可以促进校园文化的发展，增强师生之间的团结协作，让大家更好地认识学校，增强师生的归属感和自豪感，提高学校的知名度与美誉度。可视化虚拟校庆为学校提供一种新的校庆模式，可以使学校的校友和师生都能够参与其中，帮助他们更好地了解學校的文化和历史，增强他们与学校的情感联系，并向更多人展示校庆风采，提升校庆的影响力。可视化虚拟校庆打破了空间和时间的限制，向更多的人分享这个特殊的时刻。此外，该模式可以更有效地传播有关学校的信息，更好地推广和宣传学校，大大增强学校的社会影响力。

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作者简介：梁沁豪（1995—），男，汉族，江苏镇江人，助理工程师，硕士研究生，主要研究方向：计算机应用技术、计算机软件与理论。