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基本信息
- 項目名稱：
- 多維校園GIS信息平臺
- 小類：
- 數(shù)理
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 校園GIS信息平臺是基于數(shù)字校園的理念建立的新型校園信息系統(tǒng)，它在傳統(tǒng)校園信息平臺基礎(chǔ)上，利用先進的地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感、計算機、軟件工程等技術(shù)手段，將校園各種資源數(shù)字化，最終形成一個可以虛擬現(xiàn)實的校園漫游系統(tǒng)。平臺包括二維和三維虛擬界面，使來訪者足不出戶就可以領(lǐng)略校園的風(fēng)土人情；同時基于GIS技術(shù)的強大空間分析功能可以為校園的規(guī)劃管理提供更加友好實用的決策支持平臺。
- 詳細介紹：
- 在傳統(tǒng)的校園管理中，校園空間信息是以單一靜態(tài)的地圖形式繪制出來，并且將空間實體和校園相關(guān)信息分開管理,系統(tǒng)屬性數(shù)據(jù)的錄入、分析和管理幾乎不涉及空間信息。如今校園管理和規(guī)劃所需的數(shù)據(jù)中有許多是建立在空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上,外來人員參觀學(xué)校、新生入學(xué)報到、校園建筑群的規(guī)劃，都需要提前了解校園的地理空間信息和人文信息,如查詢定位、路徑分析、專題地圖輸出，甚至是三維模擬漫游。隨著用戶需求增多和現(xiàn)代3S技術(shù)發(fā)展，一個新型的校園信息系統(tǒng)的設(shè)計和開發(fā)已經(jīng)成為校園管理的重要組成。 “校園GIS（地理信息系統(tǒng)）”是在傳統(tǒng)校園的基礎(chǔ)上，利用先進的GIS（地理信息系統(tǒng)），計算機，網(wǎng)絡(luò)，圖形學(xué)，VR等技術(shù)和手段，將校園現(xiàn)有各種資源數(shù)字化，最終形成一個可以虛擬現(xiàn)實的校園漫游系統(tǒng)。它使來訪者足不出戶就可以身臨其境般的領(lǐng)略校園的風(fēng)土人情；同時基于GIS技術(shù)的強大空間分析功能可以為校園規(guī)劃管理者提供友好實用的決策支持平臺。 多維校園GIS的主要研究內(nèi)容是利用當(dāng)今前沿的3S技術(shù)把校園的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)結(jié)合起來進行可視化表達，提供可以動態(tài)疊加顯示的“二維平面校園”和“三維虛擬校園”，以及強大的空間查詢和空間分析功能。具體來說，東北師范大學(xué)大學(xué)“校園GIS”系統(tǒng)包括“二維平面校園”、“三維虛擬校園”和“二三維交互操作”三個核心功能模塊，此外還有地圖切換，系統(tǒng)輸出，交互操作，風(fēng)格設(shè)置，問題反饋，幫助等其他子功能模塊。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 本系統(tǒng)是基于北京超圖公司的GIS平臺和VS語言平臺進行的組件式開發(fā)。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整體采用了三層構(gòu)架，底層的數(shù)據(jù)層負責(zé)數(shù)據(jù)的讀寫存儲和管理；中間邏輯層負責(zé)模型的構(gòu)建與應(yīng)用；頂部表現(xiàn)層負責(zé)用戶交互和界面呈現(xiàn)。而系統(tǒng)內(nèi)部特色核心技術(shù)——GIS的功能是基于Supermap各種控件和功能模塊開發(fā)的，調(diào)用的屬性方法事件必須符合約定俗成的接口規(guī)范。系統(tǒng)設(shè)計的核心功能模塊有三個:二維模塊、三維模塊、二三維交互模塊。它們彼此之間緊密耦合，共同實現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)分析、三維飛行、專題地圖制作等高級GIS空間分析功能。 校園GIS信息平臺作為校園的數(shù)字空間平臺，不僅是數(shù)字大學(xué)工程和數(shù)字地球的重要組成，更是GIS技術(shù)在國民社會經(jīng)濟中應(yīng)用價值的重要體現(xiàn)。項目在以下方面具有一定的特色：1)二三維一體化；2)3S技術(shù)集成；3)豐富的交互式操作；4)強大的GIS空間分析功能；5）跨平臺開發(fā)；6）技術(shù)推廣、平臺可移植性強，用于防災(zāi)應(yīng)急、服務(wù)業(yè)等系統(tǒng)。 關(guān)鍵技術(shù)：二維技術(shù)包括1）路徑分析2）放大鏡、鷹眼3）專題地圖制作向?qū)?)用戶修改信息的保存。三維技術(shù)包括1）三維飛行路徑的繪制2）校園積水模擬模型的選擇3）三維場景的載入4）三維模擬模塊封裝
科學(xué)性、先進性
- 1）.對比傳統(tǒng)校園信息平臺，引入了GIS技術(shù)和地學(xué)空間分析知識，使校園成為一個可以動態(tài)顯示的數(shù)字虛擬校園,提供更好的決策支持服務(wù)。 2）.對比傳統(tǒng)GIS系統(tǒng)，將二維GIS和三維GIS結(jié)合，綜合各自優(yōu)點開發(fā)二三維一體化的多維GIS平臺，體現(xiàn)了前沿的GIS理念即Realspace GIS（真空間GIS）。 3）.對比傳統(tǒng)計算機系統(tǒng)開發(fā)，該平臺是以地學(xué)知識和GIS空間分析為背景和理論支持，系統(tǒng)后臺代碼的編寫、模塊的設(shè)計、參數(shù)的設(shè)定具有明顯的地學(xué)含義。 4）.對比傳統(tǒng)GIS項目，引入3S空間信息集成集成技術(shù)，體現(xiàn)了最前沿地理信息系系統(tǒng)的學(xué)科技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展前景。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 省級“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品大賽一等獎； 校級“家曦杯”課外科技作品大賽特等獎； 國家核心期刊發(fā)表論文一篇。
作品所處階段
- 中試階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 非專利技術(shù)（技術(shù)秘密）轉(zhuǎn)讓
作品可展示的形式
- 現(xiàn)場展示、圖片、錄像、磁盤
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- （一）系統(tǒng)使用：本系統(tǒng)包含二維平面校園、三維虛擬校園、二三維交互等界面，界面的操作都是以人機交互為理念，點點式操作方式，極少文本輸入，交互性極強，是一種積極的決策支持系統(tǒng)。 （二）技術(shù)特點。1.空間數(shù)據(jù)庫特點：基于地球空間的數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)量龐大，不僅包含有傳統(tǒng)意義上的基于關(guān)系的屬性數(shù)據(jù)庫，而且還含有存儲地理對象相關(guān)信息的空間數(shù)據(jù)庫。2.系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)特點：跨平臺開發(fā)，二三維一體化，3S技術(shù)集成。 （三）應(yīng)用推廣、市場分析：系統(tǒng)擴展性、可移植性強。軟件系統(tǒng)實現(xiàn)的圖元與對應(yīng)屬性間互查以及兩地間最短路徑等功能都是可以移植到其他的校園、企業(yè)中，只需改變內(nèi)部底層空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫即可（系統(tǒng)地圖切換功能是一個實例）。類似于學(xué)校的其他機構(gòu)也可以使用我們的技術(shù)，比如說大型醫(yī)院，重病患者或者急診患者出于首次到這個大醫(yī)院，分科不清楚的情況下可以使用該系統(tǒng)。此外，系統(tǒng)可以擴展到城市規(guī)劃、防災(zāi)減排等社會經(jīng)濟領(lǐng)域。
同類課題研究水平概述
- 目前，國內(nèi)一些高校如清華大學(xué)、南京大學(xué)、華北水利水電學(xué)院等已經(jīng)相繼開發(fā)了校園GIS信息平臺的實例。這些平臺大多集中在二維GIS平臺開發(fā)，二維空間分析功能局限在基本的操作和查詢方面；三維GIS大多是場景的載入和基本操作，缺少三維GIS分析，如飛行模擬、校園積水模擬、天氣模擬等。二三維一體化的多維校園GIS信息平臺在國內(nèi)還是第一次提出。 二維與三維一體化的Realspace GIS技術(shù)體系產(chǎn)品。Realspace GIS（真空間GIS）技術(shù)體系能保證二維與三維GIS技術(shù)的無縫融合，包括：二維與三維在數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)存儲方案、數(shù)據(jù)管理、可視化和分析功能的一體化，提供海量二維數(shù)據(jù)直接在三維場景中的高性能可視化、二維分析功能在三維場景中的直接操作和越來越豐富的三維分析功能。Realspace GIS突破三維GIS以前只能滿足查一查看一看的應(yīng)用瓶頸，推動三維GIS的深度應(yīng)用。 本課題涉及學(xué)科領(lǐng)域包括：空間信息三維可視化技術(shù)、虛擬現(xiàn)實、GIS 組件式開發(fā)、軟件工程等?！翱臻g信息三維可視化技術(shù)”一直就是業(yè)界的研究熱點，尤其是近幾年，國內(nèi)外相關(guān)技術(shù)的研究呈現(xiàn)出了前所未有壯麗情景。美國率先推出了備受認(rèn)可的Google Earth、Skyline、Virtual Earth、World Wind、ArcGIS Explorer等軟件。國內(nèi)也先后推出了價格相對低廉的類似產(chǎn)品如LTEarth(靈圖)、GeoGlobe(吉奧)、EV-Globe(國遙新天地)等。 三維GIS作為GIS的一個非常重要發(fā)展方向（還有WebGIS和時態(tài)GIS），其研究范圍涉及數(shù)據(jù)庫、計算機圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實等多門科學(xué)領(lǐng)域。目前，國內(nèi)外許多學(xué)者對三維GIS的三維結(jié)構(gòu)、三維建模以及單一領(lǐng)域的應(yīng)用提出了多種方法和技術(shù)手段。現(xiàn)有的三維GIS，在三維場景可視化、實時漫游等系統(tǒng)功能方面取得了較好的成果，但是在空間數(shù)據(jù)的復(fù)雜分析與決策支持方面的能力還較弱，三維空間信息的網(wǎng)絡(luò)化與標(biāo)準(zhǔn)化等問題也有待進一步深化和完善。通過與虛擬現(xiàn)實、人工智能等技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，三維GIS能更加真實、生動地表現(xiàn)現(xiàn)實世界，為我們更好地洞察和理解現(xiàn)實世界提供了更多樣的選擇?？傊?，三維信息技術(shù)在各行業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)取得了令人矚目的成就。
