GIS在高校办学水平评估中的应用与开发

胡红

(上饶师范学院 数学与计算机科学学院,上饶 334001)

GIS在高校办学水平评估中的应用与开发

胡红

(上饶师范学院 数学与计算机科学学院,上饶 334001)

为解决传统评估方法重复工作量大、信息化程度低、评价结果不能通过图形直观体现等的不足，以教育部颁布的《办学指标》为依据，采集评估对象的地理空间及属性数据并以可视化开发软件为平台利用GIS组件对象方法连接集成，构建了能将地理空间与一般属性信息一体化管理、图形化统计分析和展示的普通高校基本办学水平评估系统，为高校办学水平评估信息的多元化和可视化起了积极的推动作用。

GIS； 组件； 办学水平评估； MapObjects

0 引言

2004年2月教育部颁布的《普通高等学校基本办学条件指标(试行)》(以下简称《办学指标》)文件对各层次高校的各个基本办学指标作了明确规定。未达标准的高校将被给予限制招生或暂停招生的黄、红牌警示。但由于高校校园范围普遍较大、师生数量多、指标评估相关数据信息多源且复杂(包括师资设备、教学行政用房等多种对象空间的和非空间的信息)等的原因，以致于以纸质表格、纸质地图和一般表格应用软件为主要工具的传统办学指标评估方法存在着重复工作量大[1]、信息化程度低、统计分析结果不能通过图形直观体现等诸多不足。

地理信息系统(GIS)是管理和研究地理空间数据的技术系统，它不仅可以对校园内各空间实体的一般属性数据作各种统计与分析，还可以对各实体的地理空间数据进行各种处理和管理，实现空间数据的图形可视化分析与展示。由此，为解决传统办学指标评估方法暴露出的上述不足，笔者提出利用GIS组件和可视化开发软件研制基于GIS的普通高校基本办学水平评估系统的设想，拟将办学指标评估涉及的地理空间信息和一般属性数据信息一体化集成、对其进行可视化的管理与分析，以期能使用户能真正从纸质的或普通MIS的枯燥图文中解脱出来，最终提高高校办学水平评估的信息化和可视化水平[2]。

1 系统开发思路和数据准备

1.1 系统开发思路

从《办学指标》文件中获取普通高校办学水平评估的指标体系、指标标准，确立相关指标的评估计算模型，而后收集系统所需的图形和属性数据，并对其进行必要的处理和组织，建立评估对象信息库，最后利用组件GIS技术、数据库技术及面向对象编程技术开发目标系统。

1.2 系统数据获取与处理

由表1可知，建立系统应首先收集好两类数据，即用于表示各评估对象空间特性的地理图形数据和用于描述各评估对象一般属性的属性数据[3]。以某大学为例，笔者选用的数据有：⑴是从Google Earth中截取到的最新校园平面高清卫星影像；⑵是教学楼(含多媒体教室和语音实验室等)、图书馆等工程设计图纸的扫描影像。由于栅格影像在存储、编辑、拷贝、拓扑求解、显示输出等方面都存在缺陷[4]，上述图像必须进行矢量化处理，以便GIS系统更好地利用。为此，笔者采用ARCMAP、ARCCATLOG对它们进行矢量化处理，提取生成的矢量图层以ESRI公司的Shape文件格式存储，这些图层文件不仅载有相应类别评估对象的地理空间图形、位置等的信息，还载有表示各评估对象基本属性(如对象ID、对象名称等)的内部属性数据信息。此外，为实现指标评估，还必须为参与评估的各对象准备相应指标信息，即对象的外部属性数据信息。如：对于图书馆对象，我们就应通过实际调研为其获取描述其藏书量、进书量、进书时间等的外部属性数据信息。评估对象的外部属性数据信息本研究采用SQL SERVER存储和管理。

表1 普通高校基本办学条件指标合格标准

2 系统功能设计

目标系统主要包含以下几个功能模块：

2.1 系统管理模块

该模块主要包括如下功能：⑴用户管理：系统用户的添加、删除、权限设置等；⑵评估指标及其标准的设置与修改；⑶系统数据备份与恢复。

2.2 GIS功能模块

该模块主要包括如下功能：(1)数据加载与关联 实现地理空间图形数据的加载、显示和移除，图形与外部属性数据联接等的功能；(2)数据的浏览、编辑与更新 主要包括图层的缩放、漫游、全景、鹰眼，要素图形的编辑、移动、删除，要素属性信息的查看、更新等的功能；(3)信息查询 支持两种信息查询方式，一是基于位置的查询，也就是从图到属性的查询，二是基于属性的查询，也就是从属性到图的查询，如用户可根据地物名称查询主教学楼所在方位、空间外观；(4)专题渲染 该功能以增强图层可视化效果、帮助用户对图层信息更好地辨认理解和分析为目的，主要有标注渲染、分类渲染两种功能；(5)数据输出功能 指各种专题地图、报表、图表等的创建和显示输出功能。

2.3 评估计算模块

该模块主要根据《办学指标》中一系列的指标测算办法实现，由系统自动统计计算各指标的真实数值，并配以图形直观展示。具体功能描述如下：

⑴百分比计算。包括新增教学科研仪器设备所占比例、具有研究生学位教师和具有高级职称教师在专任教师中所占比例的计算，以及计算结果的存储与图表展示功能。

⑵非百分比的计算与展示。按评估对象有无空间特性，将此功能进行划分：

A．教学行政用房、运动场、教室、实习场所和附属用房等生均面积数的计算与统计，以及结果数据的存储与图表展示功能；

B．师生比、百名学生配教学用计算机台数、百名学生配多媒体教室和语音教室座位数(个)、生均图书(册)、生均年进书量(册)、生均教学科研仪器设备值(单价高于800元)等的计算与统计，以及结果数据的存储与图表展示功能。

⑶综合报表的生成。读取评估结果表中各指标的计算值，生成以指标名称、测定值(统计结果)、标准值、高低指示为字段的评估结果图表。

3 系统的实现

3.1 系统开发方式与开发工具

本系统采用具有小巧灵活、开发便捷等特点的组件式集成二次开发模式开发[5,6]，选择MapObjects2.2(简称MO 2.2)作GIS功能组件，Visual Basic6.0(简称VB6)作为开发语言。其中MO是全球最大的GIS软件供应商ESRI公司在业界最早推出的一个GIS功能组件，它由一个称为Map的ActiveX控件(OCX)和近50个具有事件、方法和属性的可编程OLE对象组成，包括地址匹配对象、数据访问对象、地图显示对象、几何对象、投影对象和实用对象等6个对象组。MO支持广泛的数据格式，支持ODBC 和 ADO 数据访问方式[7]。GIS开发人员可在基于Windows环境的可视化开发平台(如VB、VC等)中调用MO的上述对象组实现各种GIS功能。

3.2 图层与外部属性数据的关联

以Shape文件存储各评估对象信息的地理图层，其空间图形与其内部属性数据之间有自己特定的索引机制，无须额外关联，但每个Shape图层和其外部属性数据之间的关联必须由开发人员自己建立，以实现GIS中真正意义上的空间与属性数据整合和一一对应的效果。为此，本系统采用MO中MapLayer对象的AddRelate方法在图层及其外部属性数据之间建立连接，连接字段为评估对象内外部属性数据记录表的标识字段ID。

3.3 主要功能的实现

⑴系统管理功能 通过菜单查看系统用户信息时，系统管理员可在弹出的窗口中进行用户信息的添加、修改和删除。该功能是应用基于VB的ADO数据库访问技术从用户信息表中读出、并在ListView控件中显示信息实现的。用户信息的添加、修改、删除等主要通过编写ListView的ItemClick、ColumnClick事件代码和设置与引用ListView、ListItem的相关属性实现。评估指标及标准的设置与修改功能的实现方法与此相同，不再重述。

⑵GIS功能 图层数据的加载、显示、浏览、控制和编辑等的功能相对简单，这里主要介绍图层渲染和图文信息查询的实现流程和方法，如图1所示。

图1 专题渲染和图文信息查询的实现思路与方法

⑶评估计算功能

①百分比数的计算统计功能实现相对简单，主要应用基于VB的ADO数据库访问技术，通过定制各种SQL查询条件在各属性数据表中搜索满足要求的纪录数，再套用各评估计算公式求得相应办学指标的计算结果值。例如，计算具有研究生学位教师在专任教师中所占比例，就得先在教师基本情况表中查得具有研究生学位教师的纪录数t和教师总数n(即教师基本情况表的总纪录数)，然后计算(t/n)*100的值，结果即为具有研究生学位的教师在专任教师中所占的百分比数。

②非百分比数的计算统计功能实现相对复杂。其中，对B类无空间特性的评估对象的统计计算方法仍采用上述①中的方法进行，但对于A类具有空间特性的评估对象的属性的统计计算方法与思路,如图2所示。

图2 教学设施等生均面积数计算的实现思路与方法

③系统对结果数据的图表展示功能采用VB自带的MSChart控件实现。具体方法是：先使用一个ADO Recordset对象从统计结果数据表获取包含指标名、评估值和标准值的记录及字段数据，然后将MSChart的DataSource属性设为该Recordset对象，并设置MSChart的chartType属性为VtChChartType2dBar确定要显示的图表为柱状图。生成的统计图表样式,如图3所示。

图3 办学指标统计图表

关键代码如下：

…… ’连接数据库

strQuery = "select 指标名,评测值,标准值 from tjResult" ’创建一个SQL查询

’ 打开查询记录集rsProducts

rsProducts.Open strQuery, cn, adOpenKeyset

With MSChart1

’将MSChart1.DataSource设为rsProducts

Set .DataSource = rsProducts

.ShowLegend = True ’ 显示图例

.chartType = VtChChartType2dBar ’显示柱状图

’设置图表中数据点标签的摆放位置

.Plot.SeriesCollection(1).DataPoints().Item(-1).DataPointLabel. LocationType = _

VtChLabelLocationTypeAbovePoint

End With

4 总结

建立评估对象地理空间及一般属性信息一体化信息库，按组件式GIS构建思想设计和开发了基于GIS的普通高校基本办学水平评估系统。与使用手工操作和普通MIS的评估方式相比，该系统允许用户基于地理空间图形界面快速查询某一具体评估对象的地理空间图形及相应评估指标的信息，能对相应指标快速统计评估并以图表直观展示结果，这不仅提高了高校办学水平评估的信息化和可视化程度，同时也实现了评估系统信息的多元化，解决了评估工作中有关评估对象空间信息难以表达、难以测算和难以管理等诸多问题，同时小巧灵活、成本低廉且效率较高的组件式系统开发模式可为GIS在高校办学管理与建设等方面的应用提供良好参考。

[1] 武德峰,于红梅.普通高校基本办学条件指标监测系统的开发[J].吉林工程技术师范学院学报,2002,23(12): 62-63.

[2] 游晓明,帅典勋,刘升.基于GIS的数字校园教学管理系统的设计与集成[J].计算机工程与设计,2005,26(11): 2895-2897.

[3] 教育部关于印发《普通高等学校基本办学条件指标(试行)》的通知[EB/OL]. (2014-12-25).http://www.moe.edu.cn /publicfiles/business/htmlfiles/moe/s7050/201412/xxgk_180515.html.

[4] 建设工程教育网.为什么要将栅格地图矢量化[EB/ OL].[2013-08-19].http://www.jianshe99.com/new/201308/ma2013081916562592363313.shtml.

[5] 王志恒,胡卓玮,国巧真.GIS设计与开发课程中的组件式开发案例实现[J].测绘科学,2015,40(7):164-168.

[6] 杨漾,谢健文,胡月明,等.GIS技术在农作物病虫害监测预警系统中的应用[J].广东农业科学,2012, (10): 200-202.

[7] 傅金祥,刘畅,朱志峰,等.基于MO的饮用水源保护区划信息系统的设计与初步实现[J].沈阳建筑大学学报(自然科学版),2012,28(3): 533-537.

The Application and Development of GIS in the Level Evaluation of Running a General Colleges

Hu Hong

(College of Mathematics and Computer Science,Shangrao Normal University,Shangrao 334001,China)

In order to solve the problems of traditional evaluation methods such as heavy workload, low level of information, and the intuitivity of evaluation results reflected by graphics, based on the school running indexes promulgated by the Ministry of Education, the author collected the assessment object geographic spatial and attribute data, connected and integrated these data by using GIS component object method on the visualization software development platform, constructed a basic school running level evaluation system of general colleges. This system has integrated management, statistics analysis and visual display of geographic space and general attribute information. This study can play an active role in promoting the diversification and visualization of the evaluation information.

GIS; Components; Level evaluation of school running; MapObjects

江西省计算机科学与技术特色专业资助项目(赣教高字[2010]82号)。

胡红(1980-)，女，汉族，景德镇人，上饶师范学院，数学与计算机科学学院，讲师，硕士，研究方向:计算机应用与教学，上饶 334001

1007-757X(2017)02-0026-04

TP311

A

2016.05.15)