校园GIS总体设计

武汉大学

《地理信息系统教程》课程论文

武汉大学校园GIS总体设计

The Overall Design of Campus Geogr aphic Information

System in Wuhan University

学院：资源与环境科学学院

专业：地理科学基地班

学号：2009301110005

姓名：王好峰

任课教师：任福

2011年4月

第一章CGIS概述

1.1 CGIS概念

GIS是由计算机硬件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计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。

校园地理信息系统(Campus Geographic Information System, CGIS)是地理信息系统(GIS)的一个分支，具有地理信息系统的特点和功能，它用图形、图像数字信息来表现校园各种空间及属性要素，为用户提供校园信息的查询、检索和必要的空间分析、统计操作以及按不同用户要求输出相应的专题要素，为校园的发展预测、规划决策以及科学管理提供可靠依据。

校园地理信息系统(CGIS)可以描述为利用计算机软硬件的支持，对学校数据和信息按地理坐标和空间位置进行收集、输入、存储、编辑、查询、检索、显示和管理，以及对这些信息进行统计和分析的综合技术。它在描述一般的数据库的基于矢量图形的校园地理信息系统技术研究基础上，具体完成图形数据库的设计，而且共同分析和使用图形数据和属性数据。系统就是要充分利用GIS对地理坐标和空间位置的表示能力以及空间分析能力，将学校数据和信息及其相关的地理信息以各种专题形式进行管理、使用，为管理部门提供更加丰富和直观的信息资料和决策依据。

1.2 CGIS发展

“数字校园”的历史要追溯到上个世纪，1990年由美国克莱蒙特大学教授凯尼斯·格林(kenneth Green)发起并主持的一项大型科研项目“信息化校园计划”( The Campus Comquting Project)，被认为是数字化校园概念的最早出现。在实践的过程中,数字校园的理念得到了完善和扩充。

随着信息可视化(Information Visualization)技术和GIS技术的发展及广泛应用，出现了一种新的数字校园的理念，即在现实校园的基础上构建可视化的虚拟校园。这是一种基于地球地理坐标系建立的关于校园的空间信息模型，通过信息网络将现实校园的各种信息收集、整理、归纳、存储、分析和优化，进而对校园的各种资源、生态环境、社会环境、教学环境等方面的实体和现象进行模似、仿真、表现、分析和深入认识。基于GIS的数字校园，即校园地理信息系统是由一张电子地图和若于图层组成。

1.3 CGIS的功能和意义

校园地理信息系统的建立和应用，可从根本上改变目前无序的人工管理状态，节省大量的人力、物力;为管理、设计、决策快速准确地提供各种所需的图文、声像并茂的资料。将其应用于学校后勤管理部门，可以提高学校后勤管理的

水平;将CGIS搭乘上校园网络的快车，可以提高管理和决策的透明度，同时也将扩大CGIS的应用范围;将CGIS应用至校务管理部门，可以有效的提高校务管理水平。建立校园地理信息系统的意义归纳起来主要有以下几个方面:

(1)可以成功地用数字产品全面地反映校园地理信息的现状，包括各类建筑物的空间位置、分布及其相互关系。由于系统的空间信息和属性信息都实现了数据库管理，可以生成用户所需的各种数字化信息。

(2)有利于校园资源的更加经济有效的利用。将校园的地理位置信息与学生的选课信息相结合，可以进行各种统计分析和空间分析，实现了教室资源的优化配置。

(3)有利于学生信息的有序化管理。将学生档案信息与地理信息相结合，可快速、准确地进行学生信息的检索查询和定位。

(4)有利于校园各种建筑物的有序化管理。可快速、准确地进行各类建筑物的检索查询和定位，为管理和设计规划提供准确而详细的数据，这种检索和查询是双基于矢量图形的校园地理信息系统技术研究向的，既可以根据图形查属性，又可以根据属性显示相应的图形。

(5)由于使用了计算机管理，管理信息便于传输，适合一次建设，多家共享。使用网络分析工具来优化资源调配，作各种应急处理，提高了决策的科学性。

就目前而言，校园地理信息系统的建立是一个热门的课题。武汉大学作为中国的一所著名高等学府，在该方面的研究和实施还并未完善，我谨希望能通过这篇论文表达自己的一些想法。

第二章WHu CGIS 系统调查分析

本文主要是介绍武汉大学校园GIS的总体设计方案，因此，对于该校园GIS建设的系统调查分析阶段，只是简要提供一些理论方面的内容，并不针对武汉大学作具体的分析。

2.1 武汉大学概述

武汉大学是中央部属高校，教育

部直属重点综合性大学，是国家“985

工程”和“211工程”重点建设高

校。学校占地面积5167亩，建筑面积

252万平方米。2000年经合校组建后，，

校园增加到四个校区分别为：文理学

部（即原国立武汉大学校区）、工学部、

信息学部、医学部。武汉大学学科门

类齐全、综合性强、特色明显，涵盖

了哲、经、法、教育、文、史、理、工、农、医、管理等11个学科门类。学校现有普通本科生31280人，硕士研究生10731人，博士研究生6736人，其中包括港澳台侨学生566人，有外国留学生 1491 人。学校现有专任教师3500余人，其中正副教授2300余人。

作为中国的一所著名的高等学府，武汉大学有着庞大的师资队伍、管理机构、科研机构、项目以及各种建筑，它们之间的关系错综复杂。同时，武汉大学包括四个不同的学部，其中，文理学部和工学部相邻，而信息学部和它们之间相隔着一条马路，医学部位于工学部北侧，距离较远。长久以来，地理空间上的间隔等各方面的原因为武汉大学的管理以及学生教师等的生活或学习带来了极大的不便，严重阻碍了校园的运行及发展。同时，武汉大学部门繁杂，包括党群部门，行政部门（教务部，人事部，财务部，保卫部等），直属部门（图书馆，档案馆，校医院，体育部等）以及后勤部门在内的众多部门都需要应用GIS系统对数据进行管理。因此，建立一个能够满足学生生活学习、教师教学科研、校园管理、外来单位及人员等多方面的合理便捷的校园GIS势在必行。

2.2 需求调查与分析（简要）

需求调查与分析，是对用户以及相应的用户群的要求和对用户以及其群体的情况进行调查分析。调查的主要内容概括如下：

（1）用户的性质、规模、结构、职责。应当了解用户单位工作性质，机构设置的职责，工作任务的目的、规模，以及他们系统支持的强度，并调查哪些部门、哪些人员的职责同欲建GIS有直接、间接关系。

（2）传统的处理和管理方法。要详细了解传统方法的作业流程及存在的主要问题，以便全面衡量工作广度、深度及要突破的关键技术。

（3）要求新系统产生的结果和可获得资料、数据的程度。

（4）用户对应用界面和程序接口的要求。用户对新系统的要求必须明确、具体，有些是直接的，有些是长期的、理想的，都要分门别类，了解透彻。对于资料应了解该资料、数据能否足够支持新系统，并能否及时提供。

（5）潜在用户和地理信息系统的潜力。设计者应当把握潜在用户的要求，在满足当前用户要求的前提下，归纳、抽象推广到更广的用户的需求。

目前，相当大一部分高校的信息管理还停留在MIS模式，主要是对文本、数据资料的管理，在规划管理工作上则基本上是采用传统的分散管理模式。分散管理模式主要是对规划管理信息以图纸和文档资料的方式分别进行分类归档整理，信息之间的内在联系主要靠规划管理人员人工加以描述。这种传统管理模式的不足之处主要表现:规划管理信息资料从整体上说不够完整、不够准确、不够规范;整个规划管理过程高度抽象，不直观生动，费时费力:面对大量的信息，由于操