題-1_100_100.jpg)
基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 多維校園GIS信息平臺(tái)
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”作品
- 小類：
- 數(shù)理
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡(jiǎn)介：
- 校園GIS信息平臺(tái)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(tái)基礎(chǔ)上，利用先進(jìn)的地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感、計(jì)算機(jī)、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(gè)可以虛擬現(xiàn)實(shí)的校園漫游系統(tǒng)。平臺(tái)包括二維和三維虛擬界面，使來(lái)訪者足不出戶就可以領(lǐng)略校園的風(fēng)土人情；同時(shí)基于GIS技術(shù)的強(qiáng)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(shí)用的決策支持平臺(tái)。
- 詳細(xì)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(lái)，并且將空間實(shí)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(lái)人員參觀學(xué)校、新生入學(xué)報(bào)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(gè)新型的校園信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)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(jìn)的GIS（地理信息系統(tǒng)），計(jì)算機(jī)，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(gè)可以虛擬現(xiàn)實(shí)的校園漫游系統(tǒng)。它使來(lái)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(shí)基于GIS技術(shù)的強(qiáng)大空間分析功能可以為校園規(guī)劃管理者提供友好實(shí)用的決策支持平臺(tái)。 多維校園GIS的主要研究?jī)?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(lái)進(jìn)行可視化表達(dá)，提供可以動(dòng)態(tài)疊加顯示的“二維平面校園”和“三維虛擬校園”，以及強(qiáng)大的空間查詢和空間分析功能。具體來(lái)說(shuō)，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(gè)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(wèn)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(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、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(tái)和VS語(yǔ)言平臺(tái)進(jìn)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(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的讀寫存儲(chǔ)和管理；中間邏輯層負(fù)責(zé)模型的構(gòu)建與應(yīng)用；頂部表現(xiàn)層負(fù)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(jì)的核心功能模塊有三個(gè):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(shí)現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)分析、三維飛行、專題地圖制作等高級(jí)GIS空間分析功能。 校園GIS信息平臺(tái)作為校園的數(shù)字空間平臺(tái)，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(guó)民社會(huì)經(jīng)濟(jì)中應(yīng)用價(jià)值的重要體現(xiàn)。項(xiàng)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(qiáng)大的GIS空間分析功能；5）跨平臺(tái)開發(fā)；6）技術(shù)推廣、平臺(tái)可移植性強(qiáng)，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(chǎng)景的載入4）三維模擬模塊封裝
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 1）.對(duì)比傳統(tǒng)校園信息平臺(tái)，引入了GIS技術(shù)和地學(xué)空間分析知識(shí)，使校園成為一個(gè)可以動(dòng)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(duì)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(diǎn)開發(fā)二三維一體化的多維GIS平臺(tái)，體現(xiàn)了前沿的GIS理念即Realspace GIS（真空間GIS）。 3）.對(duì)比傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)開發(fā)，該平臺(tái)是以地學(xué)知識(shí)和GIS空間分析為背景和理論支持，系統(tǒng)后臺(tái)代碼的編寫、模塊的設(shè)計(jì)、參數(shù)的設(shè)定具有明顯的地學(xué)含義。 4）.對(duì)比傳統(tǒng)GIS項(xiàng)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(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 省級(jí)“挑戰(zhàn)杯”課外科技作品大賽一等獎(jiǎng)； 校級(jí)“家曦杯”課外科技作品大賽特等獎(jiǎng)； 國(guó)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(chǎng)展示、圖片、錄像、磁盤
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- （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(jī)交互為理念，點(diǎn)點(diǎn)式操作方式，極少文本輸入，交互性極強(qiáng)，是一種積極的決策支持系統(tǒng)。 （二）技術(shù)特點(diǎn)。1.空間數(shù)據(jù)庫(kù)特點(diǎn)：基于地球空間的數(shù)據(jù)庫(kù)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(kù)，而且還含有存儲(chǔ)地理對(duì)象相關(guān)信息的空間數(shù)據(jù)庫(kù)。2.系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)特點(diǎn)：跨平臺(tái)開發(fā)，二三維一體化，3S技術(shù)集成。 （三）應(yīng)用推廣、市場(chǎng)分析：系統(tǒng)擴(kuò)展性、可移植性強(qiáng)。軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的圖元與對(duì)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(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)即可（系統(tǒng)地圖切換功能是一個(gè)實(shí)例）。類似于學(xué)校的其他機(jī)構(gòu)也可以使用我們的技術(shù)，比如說(shuō)大型醫(yī)院，重病患者或者急診患者出于首次到這個(gè)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(kuò)展到城市規(guī)劃、防災(zāi)減排等社會(huì)經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域。
同類課題研究水平概述
- 目前，國(guó)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(tái)的實(shí)例。這些平臺(tái)大多集中在二維GIS平臺(tái)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(chǎng)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(tái)在國(guó)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(wú)縫融合，包括：二維與三維在數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)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(chǎng)景中的高性能可視化、二維分析功能在三維場(chǎng)景中的直接操作和越來(lái)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(dòng)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(shí)、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(diǎn)，尤其是近幾年，國(guó)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(guó)率先推出了備受認(rèn)可的Google Earth、Skyline、Virtual Earth、World Wind、ArcGIS Explorer等軟件。國(guó)內(nèi)也先后推出了價(jià)格相對(duì)低廉的類似產(chǎn)品如LTEarth(靈圖)、GeoGlobe(吉奧)、EV-Globe(國(guó)遙新天地)等。 三維GIS作為GIS的一個(gè)非常重要發(fā)展方向（還有WebGIS和時(shí)態(tài)GIS），其研究范圍涉及數(shù)據(jù)庫(kù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)等多門科學(xué)領(lǐng)域。目前，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)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?，F(xiàn)有的三維GIS，在三維場(chǎng)景可視化、實(shí)時(shí)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(wèn)題也有待進(jìn)一步深化和完善。通過(guò)與虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能等技術(shù)的結(jié)合應(yīng)用，三維GIS能更加真實(shí)、生動(dòng)地表現(xiàn)現(xiàn)實(shí)世界，為我們更好地洞察和理解現(xiàn)實(shí)世界提供了更多樣的選擇。總之，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。
