三维虚拟校园.docx

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三维虚拟校园

三维虚拟校园

师慧三维校园可视化管理平台

【说明书】

河南师慧信息技术有限公司

二零一六年

一、方案概述

1.1需求背景

随着高校扩建的步伐不断加快以及招生宣传的竞争，集成校园导航、校容校貌展示、招生宣传、校园物联网管理的三维可视化校园系统，将是大势所趋，将成为校园管理不可缺少的有力助手，对学校的对外形象宣传、招生宣传、高效管理将产生重要的作用。

学校是一个大型建设区域，人、财、物及校园环境都在不断的变化之中，各类信息广泛且在动态变化。

近年来，为适应社会发展需要，各高校都加大改革力度，开展大规模校园建设、购置设备、引进教师、扩大招生等，所有这些都给高校的管理工作带来很大困难，管理工作非常复杂。

Ø校园基建项目进展快，校园地貌变化大，多校区管理给校内外人员熟悉不同校区情况带来不便。

Ø学校各个机构、建筑等情况的介绍仍停留在传统的文字与图片结合的模式中，只能给校内外人员以静态信息展示，不够生动、直观。

Ø学校对人、财、物信息管理应用独立建设，且基本都是基于MIS管理模式，只停留在管理所有对象的属性信息方面，忽略了其空间属性及意义，表现方式单一。

1.2总体框架

WebGIS是利用互联网来扩展和完善地理信息系统功能的一项新技术。

校园地理信息综合服务解决方案即是基于校园GIS应用平台，建设各类专业资源管理系统有效的对学校空间数据进行采集、存储、检索、建模、分析和输出，并提供上层的校园地理信息综合服务。

通过与学校各类应用进行集成和整合，以直接明了的方式进行地理信息的展示，帮助学校进行合理的资源配置，为校园教科研、管理和社区生活提供便利。

1.3应用范围

（一五八三七一七八四八七）

1.3.1校园资源管理服务

校园资源管理服务包括绿化资源管理、房产资源管理、资产资源管理、管网资源管理、基础设施资源管理，为校级管理部门和部门级管理单元服务，把传统的离散管理信息和校园的地理位置紧密结合，使各种管理更加及时、有效、直观和职能，为决策支持、日常运维、统计分析、统计查询服务。

1.3.2地理信息增值服务

地理信息增值服务包括：

社会、生活、教学、办公等领域的增值服务，建设和校内各个业务系统和应用场景对地理信息的需求接口，提升各个应用服务的地理信息需求，满足校内会议、活动、公告、集会对校内大范围位置定位的需求及信息的地理关联服务能力，同时可以关联不同的互联网访问方式，如手机、触摸屏等，更好的展示了校园的形象。

1.3.3智能交通信息查询

智能交通信息查询包括：

校内的道路查询、车位查询、导航服务、和校内相关的热点公交查询、新进人员的校内热点区域漫游导航等，利用互联网关于地理信息方面的技术和展现力，提高校内多校区、大面积情况下对位置查询的需求服务能力。

1.3.4其他应用

1）可视化展示服务

通过三维、精细化微地图、全景等立体可视化手段，实现校园信息的可视化展示呈现，直观宣传美丽校园，逼真展示校园炫丽风貌，提升校园领先形象，提升考生报考就读意愿。

对于新生，可视化校园可让其方便快捷的熟悉校园，也可以促进访客及学术交流，提升业界形象。

2）精细化位置服务

校园三维、户内微地图的建设，实现户内外路径规划、实时户内外导航（GPS/WIFI定位结合），基于房间相关GIS平台直观呈现数字校园的业务系统。

平安校园方面：

强化了校园内的位置引导，规范人流、车流秩序，方便设施设备巡视，减少安全隐患。

智慧生活方面：

提供路径规划和实时定位导航，并结合周边生活服务信息与业务系统信息的呈现，支持LBS相关的活动召集、社交互动。

智慧学习方面：

在微地图直观呈现寝室、教室、实验室的动态信息，支持预约预定。

同时，基于校园移动APP的使用，学生可以实现寝室、教室、实验室的位置信息的查询与路径规划导航，为学生进行学习场所的选择带来便捷。

绿色校园方面：

通过路径规划和引导，减少校园车辆尾气排放；通过实验室节能安全环保监视，引导节能环保。

3）可视化智能动态监管服务

●建设内容

基于校园精细化微地图，对接智能视频监控，实现可视化视频监控调阅、基于微地图区域的视频浓缩、视频排查；打造校内实验室、教室、寝室实时状态的查询监管系统和可视化设备管理系统，实现校内环保状态、污染源、水系、电力数据的实时查看监管，建设校园交通动态实时查询（摆渡车或校车的发车地点和时间，主要交通干道的当前交通状况）。

●建设意义

平安校园方面：

通过基于微地图的智能视频监控、视频浓缩，实现校园安全监控、事件分析能力的区域联动和可视化操控，提高安保效率。

智慧生活方面：

基于校内实验室、教室、寝室实时状态的可视化查询，实现基于地图直观的实验室预约申请、教室预约申请、寝室申请入住，并通过交通动态实时查询，为师生带来有效快捷的出行实时资讯。

智慧学习方面：

微地图视频监控，实验室、教室、寝室的动态监管与管理，可视化设备管理，这几大应用系统的融合，实现对校内学生学习活动的有效快捷的监管与安排，保障学生学习活动有序、安全的开展。

绿色校园方面：

通过校内环保状态、污染源、水系、电力数据的实时查看监管，并结合微地图进行直观的呈现，实现校内环保实时状况、污染实时状态的实时监管，引导节能环保升级，提高师生环境保护意识。

4）可视化移动互联服务

●建设内容

打造校园专属移动客户端，融合可视化智能服务平台的相关应用与呈现手段，并实现基于手机APP的消息推送、移动定位导航、移动社交互动、一键报警救援等功能。

●建设意义

平安校园方面：

通过手机客户端实时微地图定位与一键报警救援功能，在校内人员发生紧急事件时，快捷应对、快速救援。

智慧生活方面：

手机APP消息推送、移动社交互动、生活周边信息移动推送等功能的结合，给校内师生营造了可视化地图LBS互动交流平台，实现生活、学习、交友、出游等活动信息更加精准的交互。

智慧学习方面：

通过可视化智能服务平台相关应用与移动APP的融合，实现校内师生在学习中基于APP的信息交互，并基于移动消息推送，实现重要学习信息通知的精准送达。

为学生提供一个移动的、可视化的学习交流互动平台。

绿色校园方面：

通过手机APP的消息推送，实现通知、公告、新闻、重要资讯的实时发布，也可支持部分商家活动宣传的广告推送，从而实现校内各类信息的无纸化交互，一是节约纸张资源，二是减少废物污染，从而有效倡导校园的绿色环保行动；同时，通过APP直观LBS呈现校园风情、环保设备、环境监视信息，有助于师生了解校园生态，保护校园环境。

1.4用户价值

Ø管理精细化：

增强学校精细化管理，切实改善校园服务质量。

Ø合理决策：

依托数据更新服务，更完美展现校内地理信息，提高信息分析、检索的准确性，为管理决策提供更合理依据。

Ø直观便捷：

服务于高校后勤各类业务应用，多元化的信息呈现方式，提升应用的直观性、及人性化。

Ø丰富展现力：

二维、三维、卫星影像图无缝整合，展现力丰富、渲染力强，表现方式更生动。

二、建设规划

2.1平台建设目标

综合利用“3S”技术，以符合高校基础地理信息采集技术体系和标准体系为前提，以基础地理信息数据库为基础，以软件系统为支撑，通过产品服务、技术服务和分析服务等多种模式，为高校提供地理信息服务的应用平台。

Ø通过平台建设，建立统一的地理信息标准,避免信息标准混乱，信息不能交流和共享。

Ø对分散在各业务部门的基础及专题地理信息进行分析、整合、分类、抽取、逻辑集中，建立服务于数字化校园建设的基础地理信息数据库。

Ø可以将分散、异构的GIS应用进行聚合，实现各种GIS应用服务的无缝接入和集成；

2.2平台功能规划

2.2.1地图数据服务

提供地理信息服务的基础地图数据发布服务，通过遵循OGC开放标准的WFS-T和WMS服务器，可以把地图数据作为maps/images来进行WEB发布。

2.2.2空间信息服务

提供一个支持GIS数据存储的空间信息处理系统，将所有的空间信息数据类型（矢量、栅格、网格、影像、网络、拓扑）统一在单一、开放的、基于标准的数据管理环境中，实现对空间信息的集中分析管理。

2.2.3GIS应用服务框架

提供地图编辑、地图信息的放大、缩小、全图显示、鹰眼显示、地图漫游、属性查询、距离测量、环境分析（缓冲区分析）、结果打印等一系列应用实现API接口，供各类GIS应用系统调用。

2.3平台基础应用

2.3.1目标查询

根据用户输入关键字（可自动智能补全，并提供相关下拉框选项供选择）查询校内教室、实验室、办公室、校内各生活设施位置，并在电子地图上标识出该位置，同时显示简介信息，如果用户想更详细了解相关信息可通过链接访问相关网页。

Ø查询功能

系统提供多种地图查询的功能，包括属性查询和空间查询。

通过属性检索，在输入框中输入一个条件或多个条件的组合，得到相关的空间信息查询结果；通过点选、矩形、圆形、多边形查询等多种查询工具（如下图），地图上高亮显示被选中范围内所有的校区内的建筑物信息，并弹出信息列表显示对应的属性数据信息及实景照片。

点选

多边形选择

地图上被选中的范围会高亮显示并能够显示选中区域的相关信息。

（如下图）

楼栋信息查询

并且系统支持二维与2.5维的地图切换，在2.5维地图上也支持属性的查询定位。

Ø定位功能

可以在系统的消息框中输入关键字条件，定位其在地图上的空间位置。

通过系统可以定位学校的教学楼、实验楼、办公楼、食堂等楼栋。

（如下图）

也可以通过系统定位到办公楼、教学楼等的每一层，以及每一层的房间并得到相关的属性信息及实景，（如下图）。

2.3.2路线查询

在一个学校中，交通信息是与每一个师生的日常生活密切相关的。

所谓"衣食住行"，因此出行是学校中每一个人日常生活中必不可少的行为。

因此，在地理信息服务系统中，特地提供了独特的学校交通信息查询功能，为师生提供包括公交信息、公交换乘、最优路径四种交通信息查询。

其中，公交信息查询方式可以查询学校周边公交线路的走向以及经过站点等线路的详细信息，也可以查询学校任何一点处用户设定范围内的公交线路信息。

公交换乘查询方式可以查询各校区之间最优的公交换乘方案信息。

最优路径查询方式可以查询学校任何两点之间最优的行进路线信息。

2.3.3校园浏览

通过分类目录查找管理机构、院系设置、科研机构以及各类生活设施分布图及详细信息。

【地图标注】

【点击看楼】

2.3.4全景校园

采用专业数码相机和鱼眼镜头，使用专业可升降和旋转云台，在校园内重要场所进行360度旋转拍摄，将拍摄后的照片使用专业漫游软件进行合成，生成Flash文件（生成时内嵌入箭头指示和标记，并同步生成缩略鸟瞰图），然后加载到校园的360度实景播放平台上，通过Flash自动播放和鼠标控制播放，这样就可以在校园内全方位看到重要场所实际的情况，并根据场景箭头指示实现漫游，犹如身临其境。

制作校门、行政楼、图书馆、体育场等室内外场景信息采集、实景在有实景点的地方，在地图上用相机图标标注出来，点击图标，则弹出该地点的实景图。

2.4平台扩展应用

2.4.1校园房地产管理信息系统

校园房产资源管理系统主要是提供给校园房产管理部门使用，通过网络和软件为校内外交流提供一个强大、畅通的信息共享平台，以便科学、规范、灵活、快捷的开展监督管理工作。

该平台适应本校的实际机构设置情况和现在流程，提供丰富而实用的系统功能。

系统采用B/S结构，提供良好的维护性和可扩充性，并且具有高度的灵活性、开放性、兼容性、安全性、高效性、维护性以及稳定性。

系统采用高校统一的管理信息标准的信息格式，提供对旧系统的良好兼容，实现校内外各部门机构间的信息顺畅流转。

系统还提供完善的身份验证和灵活细致的权限控制，保证信息的完整性，并能够高效稳定地运行。

系统可与学校数据中心实现无缝链接。

2.4.2校园地下管网资源管理系统

系统能够基于三维校园主界面对地下管网的图形数据和属性数据进行统一管理，为用户提供模型管理、数据管理、信息查询、数据更新、结果输出、统计、分析和三维显示等功能。

1、管网三维模型管理：

每个模型都有唯一标识符，用户可以对模型进行控制，如改变管网走向、增加删除管网结点或设备，管段三维模型库维护（增、删、改、查）、设备三维模型库维护；

2、管网基础数据管理：

对单个管段、设备的各类属性数据进行维护和管理；

3、三维管网查询与显示：

当鼠标指到某根管道上时，在屏幕范围内应突出显示，有管道配件的，如闸、表等也在鼠标移动到其上时，突出显示。

能够实现目标管道独立查看。

建筑内管网能够分层独立查看。

各不同类型的管线应以不同颜色区分。

网距地面距离和建筑距离作为参数的一部分予以显示，所有参数可以具有显示和隐藏的切换。

允许不同类型的综合管网具有不同的属性结构；

4、管网分析：

可进行横断面分析、施工图分析、连通性分析、停水范围分析、爆管分析等多种分析。

2.4.3校园资源信息综合服务系统

2.4.3.1建筑信息

基于校园地理信息应用平台可通过点击监测建筑，通过弹出窗口能直观的显示出基本信息（功能用途、结构形式、建筑年代、建筑面积、建筑名称、监测点发布及运行情况等信息）。

2.4.3.2环卫管理系统

校园环卫管理是一个复杂的形象工程，涉及面广，管理对象种类较多，数量较大；涉及到的部门的数量也比较多，迫切需要运用现代信息技术提供支持。

建设基于三维校园的校园环卫管理系统是学校后勤部门为保证高效各项功能高效运转和建设活动有序进行而采取的必要的调控行为，是建设现代文明校园不可缺少的要素。

环卫系统基于“网格化”管理模式，实现精确、敏感、高效、全时段、全方位覆盖的管理，使得学校环卫随时随地都能保持干净整洁，同时责权利明确，多劳多得，越干净整洁越能获得好的的收入，极大的调动起了保洁员的积极性和工作责任心。

2.4.3.3绿化管理系统

系统实施目标是通过实施本项目对校园“绿色资产”进行可视化、精确化管理，通过对校园植被进行数据采集、调查分析的基础上，对校园内的灌丛、乔木、绿地、绿篱进行分类，形成系统界、门、纲、目、科、属、种数据类，然后对每个树种进行抽象符号化，建立树种-树龄-冠层-树高回归关系等并将以上采集的数据全部存储到植被数据库中。

同时系统应实现植被的单棵管理、树种管理、区域管理、植被养护计划和养护记录管理等功能。

2.4.4校园安全监督管理

系统通过各种现场总线和以太网与安全防范系统、消防系统对接后，在三维校园主界面上集中浏览查看校园安全防范及消防设备的属性和实时状态，包括视频监控、门禁、周界报警、消防报警主机、消防传感器、阀门、风机等。

系统包括了设备管理、设备状态显示、立体场景监控、消防业务管理、报警管理等功能模块。

1、设备管理：

对安全防范和消防设备的属性、空间位置进行管理；

2、设备状态显示：

通过采集接口，显示设备的实时状态，如门禁的开启、消防传感器和安防探测器的状态（正常、报警、故障）、水阀的开闭……；

3、立体场景监控：

对校园区域的视频和三维场景信息进行处理、整合，而直观、立体地再现监控场景的智能系统。

系统将多路安全防范同时显示在一个三维立体场景中，扩展监管人员的视野，更好、更充分地利用已有的视频信息；

4、消防业务信息管理：

管理消防日常巡查数据、批件、图纸、表格、报告、照片、录像等；

5、报警管理：

接到报警后，立即弹出报警区域的三维仿真模型地图，同时该区域的所有报警相关信息并在地图上突出显示，如视频监控画面、报警探测器的位置和状态。

2.4.5校园应急管理

应急管理包括应急值守、应急指挥、预案管理、资源管理、预测预警、应急演练等功能，可实现对灾情的预警、监测、预防、减缓、处理等工作以及对伤亡人员的抢救、防疫和安置等。

1、应急值守：

实现应急事件接报和事件应急处理。

各类事件由值守人员录入并依据流程进入响应和处理阶段；

2、应急指挥：

实现校园突发事件处置与指挥，包括危险发生时的人员疏散、应急力量调度等；

3、预案管理：

实现河南理工大学所属小、中、大院校应急预案的数字化管理，包括预案的增、删、改、查，以及预案的语义浏览和推理；

4、应急资源管理：

包括应急力量管理、消防等救援设备管理、医疗急救或医务室管理。

实现对人力资源的基础信息维护，工作组织结构的维护，后备力量管理，设备分类管理、设备监控、设备维护保养等；

5、预警预测：

包括学校内外危险源的监控、校内安全监控、学生舆情监控、突发事件征兆研判；

6、应急演练：

通过网络模拟自主学习与校方集体组织两种方式结合，实现对突发事件的应急演练。

2.4.6绿色校园—能耗监测管理系统

利用物联网技术，通过各种智能传感器等设备采集校园内的水、电、热数据，采集上来的各类能耗数据通过三维地理信息系统来呈现，在三维地理信息系统的三维地图上点击某个楼，立即呈现该建筑的能耗等信息。

可为学校后勤管理机构提供更好更科学的决策支持，为科学管理和高效管理奠定基础。

2.4.7移动版/触摸屏版校园地图

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