发布时间：2023-10-08 10:05:52
绪论：一篇引人入胜的数字校园的建设，需要建立在充分的资料搜集和文献研究之上。搜杂志网为您汇编了三篇范文，供您参考和学习。
中图分类号：G647文献标识码：A
近年来，以网络通讯技术和多媒体技术为核心的信息技术发展迅猛，信息化在教育行业也如火如荼地进行着。教育信息化的主要特点是在教学过程中广泛应用以电脑多媒体和网络通讯为基础的现代化信息技术，其表现为教材多媒体化、资源全球化、教学个性化、学习自主化、活动合作化、管理自动化、环境虚拟化。民办高校作为我国高等教育的后起之秀，应解放思想，实现跳跃式发展。其中，推进数字化校园建设，对民办高校是挑战，更是机遇。
一、数字化校园的内涵
数字化校园是利用计算机技术、网络通讯技术对学校的教学、科研、管理和生活服务等所有信息资源进行全面数字化，并科学规范地对这些信息资源进行整合和集成，以构成统一的用户管理、统一的资源管理、统一的权限控制；提升传统校园的效率，扩展传统校园的功能，最终实现教育过程的全面信息化，从而达到提高教学质量、科研和管理水平，增强办学综合实力的目的。
二、数字化校园系统的主要架构
（一）校园网络硬件基础平台。校园网络硬件基础平台是校园数字化的基础。没有完整的校园网络，数字化校园建设就是纸上谈兵。安全而顺畅的网络平台是联系校园网络中各个站点的强力纽带，犹如虚拟世界里的高速公路，有了它，所有的信息才能安全而快速地到处流动。
（二）应用支撑平台。为使校内每个用户实现对Internet的访问，需要建立DHCP服务以及DNS服务，为每个主机动态分配IP地址，解析其所访问的域名。同时，还应建立身份认证系统，以管理校内用户的上网。除此之外，为满足日常教学、管理需要，还应该提供常用的网络服务，如用于文件共享的FTP服务、E-mail邮件服务、服务器等。
（三）公共数据平台。公共数据平台建设是校园信息化建设的重点和基础。信息精准、内容全面、架构合理的公共数据平台是整个数字化校园的心脏，通过统一的数据库平台，招生信息、教师信息、学生信息、教学信息、资产信息、财务信息、图书信息、就业信息等所有数据信息就可以统一于一处，避免数据的不一致，保证业务部门对其他部门最新数据的获得，为校内管理人员、教师和学生提供详尽而准确的各类数据；为决策层提供全面而及时的各类报表作为信息支撑。
（四）应用系统建设。数字化校园应用系统主要包括招生管理系统、迎新系统、教务管理系统、学生管理系统、图书管理系统、资产管理系统、财务管理系统、人力资源管理系统、就业管理系统、校园一卡通系统、OA办公系统、决策支持系统，等等。应用系统是连接公共数据平台具体业务人员的窗口和平台，它提供了一种简易、方便的界面，来协助教工完成学校的管理工作、教学工作，帮助学生更好地进行学习。
（五）统一身份认证。已有应用系统，由于权限管理机制和身份认证方式的不一致，导致一个用户登录不同的系统需要多个账号和密码，给用户的使用带来很大不便。另外，信息采集和系统管理分散于各职能机构，加重了部门的负担，影响了工作效率。统一身份认证系统的建设，将用户权限统一管理，实现了用户的单点登录。当用户从一个功能进入到另一个功能应用时，系统平台依据用户的角色与权限，提供该用户相应的活动“场所”、信息资源和基于其权限的功能模块和工具，避免了重复登陆带来的不便。
（六）综合信息门户。综合信息门户服务作为数字校园窗口，以浏览器的方式向用户展现数字校园的应用信息，通过与统一身份认证系统的结合，将学校里所有的业务应用信息集成在一起，如E-mail系统、教务管理系统、OA办公系统、图书管理系统、一卡通信息查询系统等。
（七）系统与信息安全体系。随着近年来互联网用户暴涨，信息安全事件也呈现出大幅增长态势，建立系统与信息安全体系，保护信息系统的软硬件及相关数据，使之不因偶然或者恶意侵犯而遭受破坏、更改及泄露，保证信息系统能够连续、可靠、正常地运行，成为数字化校园建设进程中亟待解决的问题。这主要体现在技术安全措施、相关规章制度的制定与执行、对互联网用户教育引导等方面。
三、民办院校数字化校园面临的不利条件
（一）资金短缺，项目实施无法得到保障。民办院校由于其天生的特性――一切全部靠自己。因此，建设资金都是自筹的，且学校大部分资金用于教学与实训的建设，信息化建设资金严重不足。
（二）重硬轻软，利用率不高。只注重硬件投资，应用系统建设投入不足，“重硬轻软”现象严重，以致信息化应用水平低，同时造成硬件资源浪费。
（三）业务流程不规范，员工工作流程随意化，信息标准缺乏。学校各职能部门都制定了相应的内部流程，使工作有章可循，但部门间鲜有规范的业务往来流程。同时，学校虽制定了部分编码规则，但较完备的信息标准仍没有建成。业务流程脱节和信息标准不完善，给数字化校园建设带来很多困扰，特别是公共数据平台的建设。
（四）软件开发能力不足，现有系统之间无法互通。自身研发力量薄弱，开发能力有限，多采用外包形式。因此，缺乏统一的软件设计规范，存在较多兼容性问题，各个系统之间无法进行数据的共享，出现了部分的数据重复现象，造成资源的浪费。各系统之间缺乏统一认证，不能实现统一门户、单点登录。
四、推进数字化校园建设的策略和措施
（一）取得领导支持，成立专门领导小组。数字化校园建设所需的投资，对于民办高校是一笔不小的开销，因此需要领导深刻认识到其重要性，并下定决心推行信息化建设。信息部也应该将自身数字化校园建设使命与学校发展目标紧密结合起来，以取得领导支持。另外，数字化校园建设涉及到全校各个部门，必须成立由各部门领导参加的信息化领导小组，监督信息部进行数字化校园建设，并带动各部门积极参与、通力配合。
（二）深入调研、总体规划、分步实施、逐步推广。各个部门没有专门的信息化人员，无法制定信息化发展规划。这就要求信息部必须深入业务部门，详细了解情况，并利用自身在数字化校园方面所掌握的信息，引导业务部门考虑自身信息化发展规划，建立部门发展目标；对收集来的需求，进行整理、分析，去除不合理需求，整合不同部门相似需求，以此制定数字化校园建设规划，提交信息化领导小组讨论。在实施过程中，要根据学校财务状况，及时作出调整，保证主次，分步实施，逐步推广。
（三）规范业务流程，建立实施保障制度。数字化校园建设是一个系统工程，要求学校各部门也应该像一个有序系统，各种信息在各个部门之间顺畅流通。根据以上所述，部门内部没有太大问题，主要是业务部门之间的流程需要进行规范，这是一个比较难的工作，需要有高层领导的大力支持。
数字化校园建设具有体系化的技术要求，需要从校园网络安全、数据中心建设、用户身份认证、校园信息管理、统一信息门户等多个方面进行统一的规划和设计，来保证虚拟数字化教育环境的安全、实用、先进和稳定，以期为教师和学生们提供多维度的一站式教学服务和教学体验。可见，数字化校园建设应当始终以服务教学、服务教师、服务学生为中心。因此，本文对XX学院数字化校园建设的设计与实现的探讨将围绕这一中心，按照数字化校园建设前期准备、平台或软件设计、应用与推行的流程进行，并提出有关数字化校园建设设计与实现的建议或意见。
1数字化校园建设的前期准备
数字化校园的建设是以一定的必备设施为基础的，因此，在进行数字化校园建设之前首先要确保院校具备相应的条件。
（1）院校要培养一批具有高水平专业技术的数字化校园建设的人才队伍。学校可以以院校内计算机专业的优秀学生为培养对象，并引进专业的数字化校园系统设计专家为指导，以保证数字化校园建设的技术水准和对学生主体建议的充分尊重和科学采纳。
（2）要保证试点学院的网络覆盖水平，整合校内可用数据资源，根据校内实际情况进行数字化校园建设的统一规划，并制定分步实施的具体方案，注重对数字化校园系统实用性的掌握。在这一方面，需要通过校内硬件设施的完善来奠定数字化校园系统的设计基础。比如，以校园图书馆为例，学校要在传统借阅方式的条件下对现有图书资源进行分类和整理，按照有关图书分类原则将全部图书进行电子归档，并建立电子阅览室。
（3）按照方案，进行小范围的试验设计。在试验用数字化系统设计完成后，可通过校内宣传来号召学生和教师进行数字化校园体验，并采用体验问卷调查的方式收集用户的反馈建议和意见，为全面化的数字化校园建设积累经验。
2数字化校园系统的具体设计
（1）院校必须具有可供在校教师和学生正常浏览校内信息、检索查询、视频学习以及资料传输等功能的校园网络。从教务管理和教学管理系统的整合出发，进行教学情况的实时动态设计。
（2）院校需要为学生订制具有经身份验证的、可用于考勤签到、自助餐饮、图书借阅和机房计费管理等功能的校园一卡通。通过校园一卡通与数字化校园系统的程序设计来实现校园学习与课余生活的数字化。需要注意的是，院校必须保证学生和教师在使用校园网络和一卡通过程中个人信息和隐私的安全保密，但学校数字化校园系统管理人员可根据用户信息进行校园信息的管理和数据中心的维护。
（3）除了校园内部网络建设和优化之外，还要注重校内与校外教学资源的整合与远程调取设计。比如，建立教学资源共享平台。首先，学校需要运用一定的资金来进行机房设备的升级和改造，为学生获取更多的学习资源提供良好的硬件设施基础；其次，要通过校园系统和校内图书馆、其他高校教学系统的远程连接来扩大教学资源的共享空间，使学生能够在校内机房随时查阅、观看自己所需的资料或教学视频，此外，也可以借鉴易班社区的设计理念，为学生创建一个能够进行自由交流、学习分享的综合平台。
（4）建立线上线下相衔接的实训教学平台。一方面，学校要在现有数字化平台的基础上购进先进的公共实训软件或系统，建立集“书面宣讲”、“认知实习”、“仿真训练”、“实践操作”于一体的公共实训程序，从而实现数字技术和现代设备的有机结合，以培养和提高学生对理论知识的巩固、实践、训练、应用能力。
（5）在数字化校园平台的应用与推行方面，可建立教师课堂教学评价体系和网络课时考核体系，通过对网络学习成绩的录入来实现数字化校园平台的应用和推广。比如，学校可以将部分上机实训课程纳入期中或期末考核体系，并设学分，以此来督促学生进行数字化校园平台的主动应用，等等。
3结语
目前，数字化校园建设已在我国多地高校得到落实，借助互联网络和数字化信息技术力量所打造而成的虚拟教育环境，不仅改善了教学环境、优化了教学资源，使有限的教学空间和教学范围得到了的延伸和扩展，给教与学带来了极大的便利，还促进了教学应用的高效化，从整体上提升了高校的运行效率。由此，数字化校园之于教育发展的重要意义显而易见。因此，进行数字化校园建设的设计与实现探讨具有较强的现实意义。
参考文献
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1 引言
“数字校园”作为“数字地球”在校园区域的具体应用，就是利用先进的信息化手段和工具，将校园信息按地理坐标组织构建一个数字空间，使得人们犹如现实一样不仅可以实时浏览校园基本信息，还可以对校园三维景观进行放大、缩小、查询分析和校园漫游。目前，国内数字校园的信息化建设已经过了长时间的发展，数字校园的构建及已成为可能。本文着眼于将当前较为成熟的三维建模技术、虚拟现实及相关技术整合在一起，构建出一个具有人机交互、查询功能的数字校园系统，这对最终实现校园教育过程的全面信息化有实际意义。
2 系统的结构设计思想（功能描述）
数字校园系统的构建与其所要建设的内容息息相关。它是以虚拟现实技术为核心，综合利用先进高效的数据采集技术、三维模型重建技术和计算机可视化技术而实现的。为了实现系统三维动态可视化及实时浏览的特点，本系统主要设计了数据载入、实时浏览、属性信息查询和多媒体控制四大功能模块：（1）数据载入模块根据建筑、道路、辅助设施逐层级完成场景数据文件的读取；（2）实时浏览主要功能是通过鼠标键盘等外部设备的输入，用户可控制调节浏览的速度、视点位置、观察视角，实现多方位角度的观察；（3）属性信息查询模块提供了场景中三维实体对象的属性信息查询以满足用户信息查询的需要；（4）多媒体控制模块主要是通过语音介绍功能增强用户在系统环境中漫游时的体验感和沉浸感。
3 系统的实现
3.1 平台的选择
Open Inventor是一种交互式的和面向对象的三维图形软件开发包，该系统为用户提供了大量便利的三维图形元素、组件以及对象操作的方法[[[] 阎锋欣，侯增选，张定华，等.Open Inventor程序设计从入门到精通.北京:清华大学出版社，2007]]，可以完成基本三维对象的显示、选择与交互等功能，还能够完美支持三维音效、三维纹理和多处理器并行渲染技术，正逐渐成为三维图形应用程序开发的标准。鉴于以上优势，本文在对校园场景详细分析的基础上，采用Open Inventor技术进行海量三维模型数据的高效管理和先进的三维动态展示及强大的计算功能之间的交互，这是开发数字校园漫游系统建设的最优选择。
3.2 数据准备
本文中使用的素材主要来源于校园的实地数据，包括图纸资料、实地勘探采集数据、纹理照片数据。其中图纸资料主要包括校园的平面图，部分建筑物的三视图（主视图、俯视图、左视图），校园规划设计图等图纸资料；实地勘探采集数据主要是利用全站仪、三维激光扫描仪、摄影测量等测量技术获取高精度实地数据；而纹理素材直接关系到后续三维场景模型的逼真度效果，因此本文利用已有照片或直接通过数码相机对校园对象取景拍摄获得。
3.3 三维模型构建
欧洲实验摄影测量组织OEEPE在1994年的调查表明，90%以上的用户对建筑物数据感兴趣，70%以上的对交通网络和植被数据感兴趣，30%以上的对公用与电信设施数据感兴趣[[[] 朱庆，李宗华.三维城市建模的若干工程问题探讨:第四届海峡两岸GIS发展研讨会暨中国GIS协会第十届年会. 中国云南，2006，200～204]]。因此本文将建筑物作为数字校园建模最重要的对象，再根据地物在校园中的实际地理位置坐标、大小、朝向和纹理结构等建立可构成虚拟校园环境的3 维地物对象库。校园中建筑物对象主要通过几何建模的方法构建三维模型，对于规则建筑根据建筑的结构特征和建模精度要求选用基于3Ds Max的人机交互式建模、基于近景摄影测量的建模，对于结构复杂的建筑使用三维激光扫描技术采集三维数据，再利用基于点云的建模技术构建三维模型。整个建模流程如图1所示。
图1 建模流程图
类似于邮政桶、路灯等规则物体的建模主要采用公告板（billboard）技术，即将一副带有alpha通道的贴图映射到一个平面上，用户浏览过程中根据视线的方向不断旋转调整平面的角度，保证该平面的法向量始终与观察者的视点向量成180°角。而树木、花草等重复出现的不规则物体，本文利用一种改进的建模方式Doubleboard技术，采用两个同样大小互相垂直的平面为建模基础，再在这两块薄面片上分别映射相同的具有alpha通道的纹理贴图。这种技术保证用户在远处的时候，无论从什么角度都可以看到相同的树木图像，且模型的复杂度和文件大小没有明显增加。两种方法中纹理图像大小调整的原则均是数据量不宜过大，同时不能过于失真，最好通过场景调试确定[[[] 施育等.VRML2.0使用速成.北京：清华大学出版社，1998]]。
为了逼真地表现整个校园的环境，需以校园场景为中心添加逼真的大地和天空以及远处的建筑物等背景图。分析整个校园环境分布后发现校园主干道在整个校园中起到基线的作用，本文以学校校园总体图为底图利用SketchUp勾勒出校园的主干道，再以此为基础根据各对象空间相对位置关系将场景组织到一起的，为数字校园系统添加如同自然界的天空球体和地面。
3.4 纹理映射
纹理作为物体表面的细节，可直观改变场景中对象的表达效果。对于距离观察者较远区域及用户不能交互操作的对象物体，可以用纹理表达取代复杂的几何模型[[[] Sander Pedro V., Gu Xianfeng, Gortler Steven J., et al. Silhouette Clipping: Proceedings of SIGGRAPH 2000, ACM, 327～334]]，这种技术很好地平衡了场景的真实感和实时性。对于建筑顶部可以利用航空正射影像或高分辨率航片提取建筑物顶部信息，没有航空正射影像的，可以采用相近纹理代替；如果某些地方不易获取，则通过获取局部，再通过图像处理软件进行拼接。考虑到拍摄的原始图像存在图像倾斜、变形、色调不一致等问题，需对这些像片进行预处理和正射纠正。本文主要通过Photoshop专业图像处理软件对采集的图像进行处理。图2是校园某建筑纹理贴图前后对比图，左侧模型为白模，右侧模型是使用了铁锈、墙砖纹理图片后的效果图。
图2 使用纹理映射前后的效果图
4 系统分析
该系统实现了校园三维景观的可视化仿真，是基于现实校园的三维虚拟环境，与传统的二维校园图形相比更加直观、生动、逼真。在漫游过程中，鉴于灵活性和实用性的特点，重点实现了校园场景三维模型的创建、纹理映射等优化操作，并通过键盘鼠标控制，实现前后左右的平移、视点变换、俯仰以及角度旋转等动作。图3、图4分别为视点在竖直面、水平面内不同角度观察到的场景效果。
图3 俯仰效果演示
图4 水平面旋转效果图
5 结束语
本系统实现了数字校园的构建，研究了数字校园中模型构建的主要流程和优化，大范围场景可视化技术以及三维场景的集成浏览等问题。随着虚拟现实技术与虚拟地理环境学科的逐渐成熟，三维数字校园还需要增添更加丰富的内容，系统的功能将会进一步得到完善。通过现代化手段，三维数字校园系统还可以实现学校教学、科研、管理等活动的全过程，从而达到提高教学质量、科研水平和管理水平的目的。
[1] 阎锋欣，侯增选，张定华，等.Open Inventor程序设计从入门到精通.北京:清华大学出版社，2007
