浅谈GIS技术在数字实验室建设中的应用

兰金德

摘要：现代GIS不管是从学科发展层面，还是从技术应用层面，均应达成理论与实践的有机统一，而实验室显然是实践教学中必不可少的一部分。文章通过阐述GIS技术及数字实验室，对GIS技术下的数字实验室建设展开探讨，旨在为如何促进GIS技术下数字实验室建设的有序开展研究适用提供一些思路。

关键词：GIS技术；数字实验室；建设

中图分类号：P208 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2017）07-0230-02

伴随GIS产业的不断发展，GIS已然进入网络化时代，传统实验室已难以满足当前实际教学、科研需求，建设具备现代网络功能，并且可有效满足教学、科研等多功能的数字实验室显得尤为必要[1]。由此可见，对GIS技术下的数字实验室建设开展研究，有着十分重要的现实意义。

1 GIS技术下数字实验室结构体系

GIS技术下的数字实验室建设是是一项涉及面十分广的系统工作，不论是其中的基础工作开展，还是一系列应用服务系统的构建，均务必要开展科学合理的规划设计。就数字实验室建设目的及内容层面而言，可将其结构体系划分成四个层次，分别为基础层、技术层、数据层以及应用层，数字实验室结构体系。

具体而言，基础层指的是基础设施，该层次为数字实验室提供了网络基础保障，唯有网络基础设施，数字方可运转，方可构筑起数字的空间。基础层由网络环境、软硬件条件以及数字实验室建设相关规范标准等组成。作为数字实验室建设的一大关键内容，基础层会对技术层、数据层以及应用层运行质量效率造成极大程度影响，因而，还可将基础层视作数字实验室建设的前提基础。技术层是数字实验室建设有序开展的支撑前提，是网络的基本服务，是数字传输的软件前提。

网络设施犹如全面数字实验室的“脉搏”，数字实验室要想得以有效实现，务必要得到网络设施的支持。自结构层面而言，数字实验室网络体系是一种混合架构，由B/S结构、C/S结构结合组成。其中，B/S结构是以局域网为前提的开放型实验室管理，C/S结构是以Internet为前提的实验支持服务管理系统[3]。旨在依托一系列先进科学技术为数字实验室搭建公共技术服务平台，这些技术包括GIS技术、网络技术、计算机技术、可视化技术等等，并且GIS技术凭借其综合集成功能，可为数字实验室提供切实可靠的核心技术保障。

GIS技术下的数字实验室建设对应的数据库通常可划分成两种，即空间数据库和属性库。其中，空间数据库由基础地形图、专题信息数据、管网图等组成；属性库由实验室建筑物数据库、设备管理库、统计数据库、实验教师学生信息库、科研资料库等组成。依托ID代码的构建，空间数据库与属性库相互间得以有效联系，空间数据库中各个基本图形均对应着一个相关的属性数据文件，各个基本元素均对应着一条相关的属性文件记录，如此以来，便为用户借助空间数据库开展检索及调用属性库提供了极大便利，另外也可借助属性库对相关数据进行检索，获取图形资料。

应用层，亦可称之为信息服务系统，是直接向用户提供服务的系统，是数字实验室建设的最终系统实现，还是校内用户主要应用界面，依托该统一界面可为广大用户提供各式各样的应用系统服务。应用层在数字实验室扮演的主要角色是结合数字实验室服务目标及受众群体，构建针对的专业系统，为每一应用部门提供可靠技术保障。应用层将各个用户群体实际需求作为切入点，进而提供满足用户、专业业务需求的服务。

2 GIS技术下的数字实验室建设

2.1 GIS技术下的数字实验室硬件建设

结合数字实验室结构体系，在开展数字实验室硬件建设过程中，应注重开展好四方面建设工作，分别为数据信息中心、控制处理中心、发布及应用扩展中心、网络中心。其中，在数据信息中心硬件建设方面，主要包括：（1）信息数据收集设备，诸如电子计算机、GPS全站仪、遥感图像分析仪、彩色合成仪等；（2）输出设备，诸如打印机、绘图仪、交换机等；（3）输入设备，诸如平板扫描仪、数字化仪、工程扫描仪等；（4）处理设备，诸如高性能电子计算机等。在控制处理中心硬件建设方面，主要包括：信息数据收集设备，诸如GPS接收机等；输入设备，诸如平板扫描仪、数字化仪等。在發布及应用扩展中心硬件建设方面，主要包括：（1）信息数据收集设备，诸如电子计算机、GPS数字相机等；（2）输出设备，诸如打印机、绘图仪、投影仪等；（3）输入设备，诸如平板扫描仪、数字化仪、教学展示台等；在网络中心硬件建设方面，依托先进的Web技术，基于对原本网络架构的保留，对校园网络中心进行有效应用，进而缩减设备闲置及浪费[4]。

2.2 GIS技术下的数字实验室软件平台建设

相较于硬件建设，GIS软件需要消耗更大的成本，这是由于GIS对应涉及的面十分广泛，可涉及到各式各样的软件类型，主要包括：（1）计算机系统软件，诸如计算机操作系统、数据库管理系统、服务程序、编译程序等，这些软件均是数字实验室日常工作中所不可或缺的。（2）GIS软件及支持软件，伴随科学技术的不断发展，近年来GIS软件推陈出新，当前市面上可供选择的GIS软件多种多样，在对其开展选择过程中，应当尽可能选界面方便、功能强大及二次开放能力强的软件。与此同时，还可积极寻求相关软件企业，与他们构建起合作伙伴关系，从合作方获取免费或者尽可能低价的升级方案；支持软件，包括有计算机辅助设计软件、计算机图像处理软件以及多媒体制作软件等。（3）应用分析程序，该种程序指的是技术人员或者用户结合实际需求设计制作的，作用于相关特定应用任务的程序，属于GIS软件功能的有效延伸，也是用户尤为注重的切实用以地理分析的部分，还是空间数据中获得地理信息的重中之重。

3 结语

GIS技术下的数字实验室建设是一项复杂的系统工程，涉及面十分广泛，要得到各方的配合、援助。鉴于此务必要清楚认识GIS技术及数字实验室特征内涵，结合数字实验室建设实际情况，强化对GIS技术的科学合理应用，积极促进GIS技术下数字实验室建设的有序开展。

参考文献

[1]王政，张彩霞.GIS创新实验室建设探索与实施[J].河北联合大学学报（社会科学版），2016，16（6）：106-112.

[2]赵华龙.GIS实验室建设与管理模式的探索[J].高校实验室工作研究，2008，（2）：85-87.

[3]卢凤珠，吴达胜.基于GIS技术的高校数字实验室建设[J].设计艺术研究，2004，23（5）：103-104.endprint