基本信息
- 项目名称：
- 多维校园GIS信息平台
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 校园GIS信息平台是基于数字校园的理念建立的新型校园信息系统，它在传统校园信息平台基础上，利用先进的地理信息系统（GIS）、遥感、计算机、软件工程等技术手段，将校园各种资源数字化，最终形成一个可以虚拟现实的校园漫游系统。平台包括二维和三维虚拟界面，使来访者足不出户就可以领略校园的风土人情；同时基于GIS技术的强大空间分析功能可以为校园的规划管理提供更加友好实用的决策支持平台。
- 详细介绍：
- 在传统的校园管理中，校园空间信息是以单一静态的地图形式绘制出来，并且将空间实体和校园相关信息分开管理,系统属性数据的录入、分析和管理几乎不涉及空间信息。如今校园管理和规划所需的数据中有许多是建立在空间数据基础上,外来人员参观学校、新生入学报到、校园建筑群的规划，都需要提前了解校园的地理空间信息和人文信息,如查询定位、路径分析、专题地图输出，甚至是三维模拟漫游。随着用户需求增多和现代3S技术发展，一个新型的校园信息系统的设计和开发已经成为校园管理的重要组成。 “校园GIS（地理信息系统）”是在传统校园的基础上，利用先进的GIS（地理信息系统），计算机，网络，图形学，VR等技术和手段，将校园现有各种资源数字化，最终形成一个可以虚拟现实的校园漫游系统。它使来访者足不出户就可以身临其境般的领略校园的风土人情；同时基于GIS技术的强大空间分析功能可以为校园规划管理者提供友好实用的决策支持平台。 多维校园GIS的主要研究内容是利用当今前沿的3S技术把校园的空间数据和属性数据结合起来进行可视化表达，提供可以动态叠加显示的“二维平面校园”和“三维虚拟校园”，以及强大的空间查询和空间分析功能。具体来说，东北师范大学大学“校园GIS”系统包括“二维平面校园”、“三维虚拟校园”和“二三维交互操作”三个核心功能模块，此外还有地图切换，系统输出，交互操作，风格设置，问题反馈，帮助等其他子功能模块。
作品图片
作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 本系统是基于北京超图公司的GIS平台和VS语言平台进行的组件式开发。系统结构整体采用了三层构架，底层的数据层负责数据的读写存储和管理；中间逻辑层负责模型的构建与应用；顶部表现层负责用户交互和界面呈现。而系统内部特色核心技术——GIS的功能是基于Supermap各种控件和功能模块开发的，调用的属性方法事件必须符合约定俗成的接口规范。系统设计的核心功能模块有三个:二维模块、三维模块、二三维交互模块。它们彼此之间紧密耦合，共同实现了网络分析、三维飞行、专题地图制作等高级GIS空间分析功能。 校园GIS信息平台作为校园的数字空间平台，不仅是数字大学工程和数字地球的重要组成，更是GIS技术在国民社会经济中应用价值的重要体现。项目在以下方面具有一定的特色：1)二三维一体化；2)3S技术集成；3)丰富的交互式操作；4)强大的GIS空间分析功能；5）跨平台开发；6）技术推广、平台可移植性强，用于防灾应急、服务业等系统。 关键技术：二维技术包括1）路径分析2）放大镜、鹰眼3）专题地图制作向导4)用户修改信息的保存。三维技术包括1）三维飞行路径的绘制2）校园积水模拟模型的选择3）三维场景的载入4）三维模拟模块封装
科学性、先进性
- 1）.对比传统校园信息平台，引入了GIS技术和地学空间分析知识，使校园成为一个可以动态显示的数字虚拟校园,提供更好的决策支持服务。 2）.对比传统GIS系统，将二维GIS和三维GIS结合，综合各自优点开发二三维一体化的多维GIS平台，体现了前沿的GIS理念即Realspace GIS（真空间GIS）。 3）.对比传统计算机系统开发，该平台是以地学知识和GIS空间分析为背景和理论支持，系统后台代码的编写、模块的设计、参数的设定具有明显的地学含义。 4）.对比传统GIS项目，引入3S空间信息集成集成技术，体现了最前沿地理信息系系统的学科技术和产业化发展前景。
获奖情况及鉴定结果
- 省级“挑战杯”课外科技作品大赛一等奖； 校级“家曦杯”课外科技作品大赛特等奖； 国家核心期刊发表论文一篇。
作品所处阶段
- 中试阶段
技术转让方式
- 非专利技术（技术秘密）转让
作品可展示的形式
- 现场展示、图片、录像、磁盘
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- （一）系统使用：本系统包含二维平面校园、三维虚拟校园、二三维交互等界面，界面的操作都是以人机交互为理念，点点式操作方式，极少文本输入，交互性极强，是一种积极的决策支持系统。 （二）技术特点。1.空间数据库特点：基于地球空间的数据库的数据量庞大，不仅包含有传统意义上的基于关系的属性数据库，而且还含有存储地理对象相关信息的空间数据库。2.系统开发技术特点：跨平台开发，二三维一体化，3S技术集成。 （三）应用推广、市场分析：系统扩展性、可移植性强。软件系统实现的图元与对应属性间互查以及两地间最短路径等功能都是可以移植到其他的校园、企业中，只需改变内部底层空间数据库和属性数据库即可（系统地图切换功能是一个实例）。类似于学校的其他机构也可以使用我们的技术，比如说大型医院，重病患者或者急诊患者出于首次到这个大医院，分科不清楚的情况下可以使用该系统。此外，系统可以扩展到城市规划、防灾减排等社会经济领域。
同类课题研究水平概述
- 目前，国内一些高校如清华大学、南京大学、华北水利水电学院等已经相继开发了校园GIS信息平台的实例。这些平台大多集中在二维GIS平台开发，二维空间分析功能局限在基本的操作和查询方面；三维GIS大多是场景的载入和基本操作，缺少三维GIS分析，如飞行模拟、校园积水模拟、天气模拟等。二三维一体化的多维校园GIS信息平台在国内还是第一次提出。 二维与三维一体化的Realspace GIS技术体系产品。Realspace GIS（真空间GIS）技术体系能保证二维与三维GIS技术的无缝融合，包括：二维与三维在数据模型、数据存储方案、数据管理、可视化和分析功能的一体化，提供海量二维数据直接在三维场景中的高性能可视化、二维分析功能在三维场景中的直接操作和越来越丰富的三维分析功能。Realspace GIS突破三维GIS以前只能满足查一查看一看的应用瓶颈，推动三维GIS的深度应用。 本课题涉及学科领域包括：空间信息三维可视化技术、虚拟现实、GIS 组件式开发、软件工程等。“空间信息三维可视化技术”一直就是业界的研究热点，尤其是近几年，国内外相关技术的研究呈现出了前所未有壮丽情景。美国率先推出了备受认可的Google Earth、Skyline、Virtual Earth、World Wind、ArcGIS Explorer等软件。国内也先后推出了价格相对低廉的类似产品如LTEarth(灵图)、GeoGlobe(吉奥)、EV-Globe(国遥新天地)等。 三维GIS作为GIS的一个非常重要发展方向（还有WebGIS和时态GIS），其研究范围涉及数据库、计算机图形学、虚拟现实等多门科学领域。目前，国内外许多学者对三维GIS的三维结构、三维建模以及单一领域的应用提出了多种方法和技术手段。现有的三维GIS，在三维场景可视化、实时漫游等系统功能方面取得了较好的成果，但是在空间数据的复杂分析与决策支持方面的能力还较弱，三维空间信息的网络化与标准化等问题也有待进一步深化和完善。通过与虚拟现实、人工智能等技术的结合应用，三维GIS能更加真实、生动地表现现实世界，为我们更好地洞察和理解现实世界提供了更多样的选择。总之，三维信息技术在各行业的应用已经取得了令人瞩目的成就。
