校園是一(yī)個(gè)複雜(zá)的生(shēng)态體系,承載著(zhe)學校廣大師(shī)生(shēng)的教學、科研、管理以及日常生(shēng)活,這些活動所涉及的信息大部分都與校園空間數據相(xiàng)關。
近年(nián)來,華中科技(jì)大學通(tōng)過制定滿足智慧校園建設需求的基礎空間數據庫規範,建設“一(yī)張圖”基礎空間信息服務平台,實現了校園空間數據的信息化管理與展示,為(wèi)學校教學、科研、管理等各類信息系統提供了精準的地理空間數據信息,保證了各業(yè)務系統中地理空間數據的一(yī)緻性。
在此基礎上(shàng),通(tōng)過與“一(yī)張圖”平台的深度集成,正逐步實現學校各類數據與應用基于校園空間地圖的展示與操作以及基于空間數據的深度挖掘,為(wèi)學校管理提供更加直觀、精準和有力的支撐。
精準測量, 構建校園基礎空間信息數據庫 華中科技(jì)大學利用無人機(jī)傾斜攝影技(jì)術(shù)采集了覆蓋兩大校區、共8平方公裡(lǐ)的校園景觀紋理,采集内容包括建築物(wù)、道路(lù)、湖(hú)泊與植被等,應用專業(yè)處理軟件(jiàn)及三維模型處理軟件(jiàn),生(shēng)成了實景校園三維地圖、虛拟校園三維地圖、正射影像平面地圖、二維平面地圖等多(duō)種形式的地圖。 對校園内291棟教學辦公樓以及學生(shēng)宿舍繪制了分層平面圖,将其疊加在二維平面地圖上(shàng),賦予其平面地圖坐标,形成了一(yī)整套重點突出、色彩協調、符号形象、圖面美觀的地圖系統(圖1)。 圖1 校園“一(yī)張圖”系統平台 除地圖展示外,該系統還(hái)提供了空間數據查詢、量算(suàn)、光(guāng)照(zhào)模拟、熱力分布、路(lù)網導航等基礎能(néng)力。 保持實時, 建立地名地址更新聯動機(jī)制 地名地址是重要的空間基礎數據,也是學校各類信息系統所需的常用信息。由于沒有統一(yī)标準,各信息系統中對樓棟等同一(yī)地理實體的描述不盡相(xiàng)同,無法實現關聯分析。 因此,必須建立校園标準地名地址庫。其次,校園内每年(nián)都會(huì)有大量的建築物(wù)、構築物(wù)拆建。同時,由于校園文化的變遷,各類地理實體也存在更名、集成和補漏等情況,标準地名地址數據并不是一(yī)成不變的,必須随著(zhe)校園面貌的變遷和校園文化的發展進行不斷更新。 為(wèi)解決上(shàng)述問題,華中科技(jì)大學首先制訂了一(yī)套标準地名地址數據的建庫技(jì)術(shù)規範,使之成為(wèi)對同一(yī)地理實體要素進行描述的實際标準。然後,對校園各類地名地址進行逐一(yī)梳理,形成校園标準地名地址數據,同時發布全校使用。 在此基礎上(shàng),建設了标準地名地址管理系統,實現了地名地址的分級授權管理,形成了地名地址的周期更新制度,保證了學校标準地名地址的長(cháng)期有效性。 激活數據, 為(wèi)業(yè)務系統提供地名标準服務 為(wèi)保證各個(gè)業(yè)務系統對同一(yī)地理實體描述的一(yī)緻性,“一(yī)張圖”基礎空間信息服務平台提供了地名地址數據的标準化服務,通(tōng)過校園地圖圖查屬性的功能(néng),實現用戶在地圖上(shàng)可視化選擇建築物(wù)、房間等信息,完成地名地址數據填報(bào),達到(dào)數據規範統一(yī)、可靠錄入的目的。 同時對業(yè)務系統運行中積累下(xià)的大量存量地名地址數據提供了數據修改服務,批量進行數據标準化清洗,規範統一(yī)成為(wèi)标準的地名地址數據,使存量業(yè)務數據跟地理實體一(yī)一(yī)對應起來。 截止2021年(nián)10月(yuè)21日,共建設标準地名地址數據50161個(gè)。 融合推廣, 挖掘業(yè)務數據潛在關聯 校園地名地址标準化後,将标準推廣到(dào)各類信息系統中,對各信息系統中地名地址信息進行規範統一(yī),将地理實體上(shàng)的業(yè)務數據進行一(yī)一(yī)對應、準确定位、完整展現,進而實現聯合分析與應用,增強數據的凝聚性和流動性,挖掘數據蘊含的潛在價值,分析其相(xiàng)互影響與關聯關系。 “一(yī)張圖”平台在疫情防控中助力“健康校園”,通(tōng)過将校内居住人員(yuán)信息與地理位置信息挂接匹配,完成了對校内10850套房屋進行實際居住人員(yuán)登記共計42042人次。 圖2 無線AP網絡管理示意 在信息化設施管理方面,基于網絡與計算(suàn)中心網絡資源管理的業(yè)務,對校内無線AP設備、網絡節點組和光(guāng)纜進行管理(圖2),實現在校園地圖的基礎上(shàng)可視化無線AP、網絡節點組的位置信息、光(guāng)纜管線的走向信息,進而對無線AP設備信号範圍、連接熱力等進行空間關聯性分析,查找無線AP網絡信号覆蓋盲區、反映人員(yuán)密集狀況,進行網絡節點組連通(tōng)性分析等。 當前,網絡設備資源管理服務已納入全校24771個(gè)AP點位,551個(gè)網絡節點組和682條光(guāng)纜,實現了網絡資源直觀、高(gāo)效、精準的管理。 服務師(shī)生(shēng), 為(wèi)師(shī)生(shēng)提供地圖導航 為(wèi)了讓校園空間信息化建設成果更好地服務師(shī)生(shēng),基于“一(yī)張圖”平台的華中科技(jì)大學校園電(diàn)子地圖系統(圖3)于2021年(nián)9月(yuè)1日上(shàng)線運行,及時為(wèi)2021級新生(shēng)提供了校園地圖查詢、路(lù)線規劃等服務。 圖3 校園電(diàn)子地圖系統 校園電(diàn)子地圖提供餐飲、購物(wù)、銀(yín)行等244個(gè)詳細的生(shēng)活類位置服務,學院、機(jī)關部處、直屬單位、附屬單位等92個(gè)校内組織機(jī)構位置信息,繪制路(lù)網116公裡(lǐ)。師(shī)生(shēng)可使用電(diàn)子地圖查詢學院、生(shēng)活場所的位置,并可以通(tōng)過設置起點和終點進行路(lù)徑規劃。 目前,校園地圖已累計訪問量37829次,訪問人數11254人,2021級新生(shēng)共有6403人使用校園地圖服務找到(dào)了相(xiàng)應的地址。 高(gāo)度集成, 探索數字孿生(shēng)校園 目前,華中科技(jì)大學正積極推進從(cóng)人、空間和活動三個(gè)維度,将學生(shēng)、人事(shì)、資産、教學、科研、實驗室、交通(tōng)、安防、消防、後勤園林等各類管理信息系統的數據與“一(yī)張圖”平台進行對接,實現高(gāo)度集成、融合和聯動,利用大數據、人工(gōng)智能(néng)、5G、可視化等技(jì)術(shù)手段探索可映射物(wù)理校園的數字孿生(shēng)校園。在數字孿生(shēng)校園中,可通(tōng)過數字世界和物(wù)理世界的複制、回放(fàng)、融合、交互,最終建成具有決策輔助和指揮功能(néng)的“校園大腦(nǎo)”。 作者:吳馳、鄭競力、李俊峰(華中科技(jì)大學網絡與信息化辦公室) 責編:陳永傑