基于GIS的数字校园系统设计

　　随着我国高校管理体制的改革，许多高校相继合并，同一院校有多个校区，给学校的教学和管理带来了诸多不便。同时，高等院校的校园面积较大、建筑物较多，地上、地下的管网、供电和通信线路交叉分布，用常规的管理方法难以实现有效的管理，应用GIS 技术有助于解决这些问题。本系统以河南师范大学校区为例，在GIS 技术支持下对校园地形、房屋、道路、山地等进行显示和管理，实现数字小区的初步设想。河南师范大学校区正处在发展和扩建阶段，数字校园的建设意义更为突出。

　　"数字校园"信息系统主要采用了地理信息系统技术、网络技术、数据库技术、GPS 技术，用可视化集成开发工具和地理信息系统ActiveX 控件以及Web 服务器进行二次开发。在"校园巡逻"子系统的研究中，集成了GIS 和GPS, GIS 系统通过采用标准数据接口方式，从GPS 系统实时数据库中读取巡逻人员的定位数据，并在校园电子地图上实时显示。在"校园管网"子系统的研究中，集成了地理信息系统和SCADA, GIS 系统通过采用标准数据库接口方式，调用实时招测函数方式或TCP 报文方式从SCADA 系统实时数据库中读取管网实时数据，通过ADO从关系数据库中读取管网历史数据库，与SCADA 系统进行通信，并在GIS上显示SCADA 数据。在"数字校园"空间信息发布模块中，集成了GIS 和网络技术，通过TCP/IP 协议以及XML 传输语言，基于B/S 结构方式对系统中的各类空间信息、属性信息进行发布。

　　一、"数字校园"信息系统总体设计建立系统模块

　　1.电子地图模块

　　提供基本的电子地图浏览功能，通过校园鸟瞰，整体浏览以及小区内部具体房间的空间形状三级描述，可以以无缝衔接的方式显示出来，也可以通过用户的双击查看相对应的下一级地图。

　　2. 检索查询模块

　　可以将各种输入的空间信息， 如电网、道路、建筑边界等以不同的颜色和图案显示在屏幕上，也可以输出到彩色打印机和绘图仪上，利用系统的检索功能，只需要移动光标到查询点，则系统自动检索到线或者是多边形信息，并将相关的描述信息列表出来。如需要查找一个地下下水道的情况只需要在屏幕上移动光标到目标地，由系统将地下水道找出列出相关的信息。

　　查询到的信息可以打印输出，供实际的维修施工使用。对描述性信息的查询，可以从数据库中提取符合条件的信息并以报表的形式打印出来。

　　利用鼠标划定区域可以查询选定地物的名称。可以利用图层管理器设置可查询的图层、可见的图层。查询结果多于一个时会在结果列表里显示，并通过点击结果列表具体定位。操作方式包括： 鼠标点击地图，查询选中的地物类； 用鼠标划定圆形区域，查询所包含的地物信息； 用鼠标划定矩形区域，查询所包含的地物信息； 用鼠标划定多边形，查询所包含的地物信息。

　　3. 校园巡逻模块

　　属性库中含有包括卫生清洁人员和保安信息校园服务人员表。该模块提供每天值班人员信息。夜间10 点之后早上凌晨6 点之前保安可以携带有GPS 监控功能的PDA 在校园内巡逻，如果有突发事件或者有校园内住户报警时，可以通过系统的操作人员及时通过报话机向其通知，使其第一时间赶到出事地点。

　　该模块具有历史数据回放功能，选定过去一时间段，查询该时间段内指定车辆的历史数据，并进行历史回显。可以一次对多个跟踪点进行回放，并可在一个窗口里对比出现，各车辆数据将会按照时间顺序同步回放。回放过程中可以随时调整数据回放的速度，可以快进、快退，快进快退过程中可以实时显示当前位置的时间，可以暂时中止回放并随后继续，可以随时终止回放。

　　4. 收费管理模块

　　将每个楼层的收费情况统计出来，每个住户的缴费情况都可入库并且定期更新，还可以查阅历史信息，定期公布汇总后打印报表，交往煤气以及水电公司等单位。

　　5. 校园管网模块

　　地下布设的管网线路，当校园面临扩建或者设备更新的时候，就不可避免的要查找地下管线的信息，如果要把所有的相关地下信息全部找出，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。基于GIS 和SCADA 技术，实时从数据库中读取管网数据，并通过从关系数据库中读取历史数据库，达到动态监测的目的。

　　6. 校园空间信息发布模块

　　学校中各类空间信息总是在不停的发生变化，如新楼房的建立、建筑物的迁址、单位属性信息的变化等等，在今天是正确的信息，明天可能就已经过时，为了能正确的反映这种变化，单凭个人或一个部门，无能为力，通过该模块可以将学校实时的空间信息通过WEB 发布出来，从而实现全校园内信息的共建共享。该模块囊括了电子地图模块的所有功能。

　　7. 权限设置模块

　　系统登录后，根据登录用户的权限设置系统运行环境及可使用的功能项。为不同类型的人员设计不同的权限，只有系统管理人员才可以分配新的用户ID 等。权限的设置读取外部数据库，对不同菜单的属性进行更改完成。

　　8. 日志管理以及系统维护模块

　　可看到对操作员使用者有用的一些日常操作日志和服务移动终端的历史信息内容，并且可以对系统产生的这些日志进行维护，包括对日志的查询，删除和打印；包含所有的控制及调度指令的想过信息，从中可以查询到所有操作员所进行的操作控制信息，其中包括：用户，手持PDA 终端编号，SCADA 终端的操作时间、操作码、子操作码、操作参数等；包含所有的消息类的信息，系统所有产生的消息都可以看到，其中包括：手持PDA 终端编号，发生时间和消息内容等；包括及时保存历史库以及人员库，并对人员入库时设置好权限。如图1 所示。 

　　图1 系统模块整体框架图