数字三维虚拟校园管理平台
数字三维虚拟校园管理平台
一、平台意义
三维校园首先应站在“网格化校园管理”的高度，面向高等学校，建设基于地理信息系统、虚拟现实、网络技术、分布式计算技术等多种技术以及融合网格化管理的理论与实践经验为一体的应用系统支撑平台，是高校信息化建设中的一个最基础和最重要的平台。系统基于Internet建立以三维地图为表现形式的虚拟校园，再现全校的各种物质资源分布和状态，为高效的精细化管理校园提供便捷的手段和方法，为全校各种资源在空间上的优化配置、在时间上的合理利用、学校基础设施的维护保障、校园景观系统的建设等方面提供有力支撑，三维虚拟校园对大学对外宣传、招生、校容校貌的展示，同时为学校领导宏观、全局地制定大学整体规划和发展战略，减少资源浪费和功能重叠，为可持续发展提供科学决策的现代化工具。
二、建设目标
(1)在现有地图的基础上进行地形图进行修补测，获得学校全球坐标的地图数据，然后在测绘数据和收集的其他信息的基础上建成以校园电子地图为表现形式的三维虚拟校园、绿化环卫、校园综合管线；
(2)以三维公共服务平台为基础，开发出基于Internet和GIS的数字三维虚拟校园管理系统；
(3)建设基于三维校园的的校园绿化管理系统；
(4)建设基于三维校园的的校园环卫管理系统；
(5)建设基于三维校园的的校园绿化管理系统。
(6)同时，在以上系统设计时，综合考虑整个系统的先进性、扩展性和开放性，在满足当前需求的同时充分考虑今后业务需求变化和软件技术的发展趋势，使后续在此之上的开发的其他系统便捷、迅速、有机地结合，满足学校资源高效管理的需要。
三、后期可实施系统
(1)建立基于三维校园的房产管理系统；
(2)建立基于三维校园的设备管理系统；
(3)建立基于三维的综合设施管理系统；
(4)建立基于三维校园的校园安全监控系统
(5)建立基于三维校园的部件维护一体化信息系统；
(6)建立基于三维校园的教室管理系统
(7)建立基于三维校园的会堂管理系统
(8)建立基于三维校园报修管理系统
(9)建立虚拟漫游系统
四、作业依据
(1)《校园测量规范》CJJ8-99；
(2)《全球定位系统校园测量技术规程》CJJ73-99；
(3)《1:5001:10001:2000地形图图式》GB/T7929-1995；
(4)《1:5001:10001:2000地形图数字化规范》GB/T17160-1997；
(5)《测绘产品检查验收规定》CH1002-95；
(6)《测绘产品质量评定标准》CH1003-95；
(7)《数字测绘产品检查验收规定和质量评定标准》
(8)《软件开发规范》GB8566—88；
五、项目理解
三维校园首先应站在“网格化校园管理”的高度，面向高等学校，建设基于地理信息系统、虚拟现实、网络技术、分布式计算技术等多种技术以及融合网格
化管理的理论与实践经验为一体的应用系统支撑平台，是高校信息化建设中的一个最基础和最重要的平台。系统基于Internet建立以三维地图为表现形式的虚拟校园，再现全校的各种物质资源分布和状态，为高效的精细化管理校园提供便捷的手段和方法，为全校各种资源在空间上的优化配置、在时间上的合理利用、学校基础设施的维护保障、校园景观系统的建设等方面提供有力支撑，三维虚拟校园对大学对外宣传、招生、校容校貌的展示，同时为学校领导宏观、全局地制定大学整体规划和发展战略，减少资源浪费和功能重叠，为可持续发展提供科学决策的现代化工具。
在三维公共服务平台基础之上建设的各个子系统是进一步深化三维校园的
应用,共有三个子系统组成:
(1)虚拟校园子系统
三维虚拟校园管理子系统在真实的校园三维场景的图上，将大学历史与文化、大楼、大树与大景、教学科研辅助机构、以及未来发展全部融合的一个平台中，通过此平台可以直观的了解校园、满足校友需要、利于招生、完善大学网站功能、优化领导管理。
系统的建设是数字校园系统建设中最基础、最重要的平台，其他系统的建设都要以三维虚拟校园为载体，在三维虚拟校园的基础上进行系统的扩充和集成。
(2)绿化管理业务系统
本子系统的主要应用部门是后勤处与学校后勤集团，子系统包括两个业务系统：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。
(3)环卫管理业务系统
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。
我们理解环卫系统应该分为两个层次：
第一层次为主要针对目前校园环卫状况实现常规考核功能，用户为学校后勤处，通过对每月一次的例行检查，能对不同的保洁区域进行打分，并实现数据的分析；
公众考核功能，用户为所有在系统注册的用户，后勤处和后勤集团可以为用户设定一定的信誉值，用户进入选定的保洁区域进行打分、赞赏或投票，并可以通过图片进行举证，管理员能在后台查看相关的信息，将打分结果与用户的信誉值关联起来，形成考核结果。
同时实现费用核算功能：采用EXCEL表格的形式展示保洁区域的费用信息，便于统计和分析，并提供打印功能，便于保留存档。
第二层次为面向全校所有后勤环卫部门以及学校一线的清洁工，系统将全校环卫划分为保洁区和养护区，各区又划分为若干子区，按不同保洁等级，不同费用标准，面积进行核算监督，做到全校所有环卫区域处处有人负责，处处有人管，处处有人监督，师生公众共同监督，全员参与，各处面积、费用、保洁标准明晰有据可查，有标准可依，共建共管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。
我们为大学提供的系统包括以上两个层次的内容，学校可根据需要分阶段实施。
(4)基于三维校园的综合管线子系统
校园地下管线是校园重要的基础设施，包括雨水、污水、给水、电力、燃气、电信等，各类管线纵横交错、空间关系复杂。对管线进行可视化管理、科学化管理显得尤为重要。
系统将学校综合管网在三维地图上进行可视化表达，在轻型的平台上实现综合管网功能是非常明智的。子系统应具有管线包括内容：管线编码、管线标注、管线图形的查询定位、管线统计、管线测量、管线标注、管线管理（添加、编辑、修改）等功能。
六.功能分析
1.三维虚拟校园管理子系统需求分析
系统是一个集地理信息系统（GIS）、网络化、虚拟化等多种技术为一体的应用系统，是本项目建设中的一个最基础和最重要的系统。
功能设计:
(1)三维虚拟场景
根据校园实景进行实地测量，形成校园测量数据，并根据实景建立三维虚拟场景。
(2)三维全景
系统提供基于影像拼接的动态360度全景真实的环境，三维全景可以让你从全方位的视角观察现场实景，使用基于Flash的全景技术实现三维全景子系统适合于校园导航以及关键建筑和其内部的实景浏览，能够满足客户的体验需求。
(3)三维漫游。
放大、缩小、拖动漫游，清楚逼真地展示校园建筑、道路、绿化、运动场等区域的外在形象及周边环境。
(4)鹰眼导航
方便浏览地图，利用鹰眼可以从正在浏览的区域快速切换到另一区域，可以清楚主观视图窗口中所显示地图图幅在整幅地图中的位置。
(5)双向查询
由建筑物、道路灯图形信息查询属性信息，由建筑物、道路名称定位图中位置。
(6)搜索查询
输入关键字进行全站模糊搜素查询，根据搜索结果进行地理定位。
(7)地图分析
本系统提供了校园地图分析手段和方式，包括测距、测面、地图输出等。
(8)工具条
包括便签、纠错、全屏等工具条。
(9)图层管理
银行、停车场、路灯、指示牌、垃圾桶等分类设施显示。
(10)建筑物管理
建筑物管理主要实现对校园内建筑物的标注与建筑物信息的维护更新。
(11)单位管理
单位管理在建筑物信息的基础上，实现对校园单位的标注与单位信息的维护更新。
(12)景观管理
景观管理主要实现对校园景观的标注与景观信息的维护更新。
(13)部件管理
部件管理主要管理校园内所有校园基础性功能部件，包括消防设施、体育设施、路灯、指示牌、垃圾桶等。系统可实现对根据部件位置（GPS测量）进行部件定位和添加，系统提供对各类部件的编码，以及对部件信息的维护、查询。系
统基于部件信息的提供强大的统计功能，为部件维护更换提供有利支撑。
(14)其他管理
系统功能菜单动态维护，以适应校园不同的需求。
2.校园绿化管理子系统需求分析
系统可以一目了然的地查询覆盖校园的绿化植被空间数据，包括系统资源（树木、花卉、草坪）的图形信息和属性数据（包括现状数据和规划数据），以及其他相关的专业数据。
功能设计
(1)绿化虚拟场景
根据校园实地绿化进行实地采测，形成校园采测数据，并根据采测数据建立
绿化虚拟场景。
(2)绿化漫游
放大、缩小、拖动漫游，清楚逼真展示校园绿化区域以及校园植被分布情况。
(3)鹰眼导航
方便浏览地图，利用鹰眼可以从正在浏览的区域快速切换到另一区域，可以清楚主观视图窗口中所显示地图图幅在整幅地图中的位置。
(4)双向查询
由绿化区域标注、植被图形信息查询属性信息，由区域、植被名称定位图中位置。
(5)查询统计
包括区域查询、景区查询、植被种类查询、植被分布查询，并进行植被分布定位。
(6)地图分析
本系统提供了校园地图分析手段和方式，包括测距、测面、地图输出等。
(7)工具条
包括便签、纠错、全屏等工具条；
(8)图层管理
雪松、油松、银杏、女贞等分类植被显示。
(9)植物管理
根据学校植被调查数据，能够进行栽植、并输入植被详细信息和实地采集图
片。
植物区域动态标注，与单株植物建立点面关系。
(11)植物单位管理
单株、群落、道旁、绿篱、绿地等单位管理。
(12)植物图标管理
植物在图中显示的图标挂件，可进行动态维护更新。
(13)植物词典管理
植物科属、学名、别名、生态描述、分布地区。
(14)植被养护计划和记录管理
可以针对单株、树种、区域、树龄等多种条件进行批量操作。
(15)养护费用的计算与统计
根据植被养护计划和记录生成养护费用统计报表。
3.校园环卫管理子系统需求分析
系统将全校环卫划分为保洁区和养护区，各区又划分为若干子区，按不同保洁等级，不同费用标准，面积进行核算监督。
功能设计
(1)环卫虚拟场景
根据校园实地进行环卫区域划分，形成环卫图数据，并根据环卫划分图建立环卫虚拟场景。
(2)环卫漫游
放大、缩小、拖动漫游，清楚逼真展示校园环卫区域划分及环卫监督情况。
(3)鹰眼导航
方便浏览地图，利用鹰眼可以从正在浏览的区域快速切换到另一区域，可以清楚主观视图窗口中所显示地图图幅在整幅地图中的位置。
(4)地图分析
本系统提供了校园地图分析手段和方式，包括测距、测面、地图输出等。
(5)双向查询
由保洁区域查询区域信息及卫生情况，由保洁区域名称定位图中位置。
(6)公众考评
公众对保洁区域进行考评打分，管理员审核处理。
(7)赞赏投诉
公众对保洁区域进行赞赏投诉，管理员审核处理。
(8)图上考评与赞赏
公众考评、赞赏投诉可以根据区域名称划分进行考评，也可以在图上根据区域标注进行考评。
(9)考评状态
保洁区域考评打分统计查询，并进行输出打印。
(10)费用核算
环卫工工资计算、统计、输出。
(11)保洁区域管理
图上标注保洁区域并输入区域相关信息。
(12)数据库管理
环卫区域表、环卫工数据表、保洁项目分类、保洁标准设定、季节指数设定、环卫区域类型、评判等级分值、区域保洁标准、设定负责人、环卫工分类、环卫任务表。
(13)区域考评管理
环卫考评、系统考评、管理员考评、网友考评、综合考评、综合核算。
(14)公告通知
包括保洁人员信誉度排行、区域洁净度排行、监督工作量排行、公告通知。
4.校园综合管线应用管理子系统需求分析
校园地下管线是校园重要的基础设施，包括雨水、污水、给水、电力、燃气、电信等，各类管线纵横交错、空间关系复杂。对管线进行可视化管理、科学化管理显得尤为重要。
功能设计
(1)管线虚拟场景
根据校园实地进行实地采测，形成管线采测数据，根据管线采测数据建立可视化地下综合管线虚拟场景。
(2)管线漫游
放大、缩小、拖动漫游，清楚逼真展示管线交错分布情况。
(3)鹰眼导航
方便浏览地图，利用鹰眼可以从正在浏览的区域快速切换到另一区域，可以清楚主观视图窗口中所显示地图图幅在整幅地图中的位置。
(4)地图分析
本系统提供了校园地图分析手段和方式，包括测距、测面、地图输出等。
(5)双向查询
由管线标注查询管线信息，由管线条件搜索查询并定位管线分布位置。
(6)管线统计
通过确定统计条件统计数据库中符合条件的管线和管点。并能对统计信息进行报表显示和打印输出。
(7)管线分析
管线量测、断面分析。
(8)管线标注
依据管线不同性质，以不同颜色、不同图层实现管线、管线节点、属性的动态标
注。
(9)管线管理