基于WebGIS的高校信息服務(wù)平臺(tái)研究

潘曉虹　劉春玲　季冬梅　鄭芬萍　方波

摘 要： 當(dāng)今社會(huì)對(duì)教育信息量的巨大需求，使得推進(jìn)教育信息化刻不容緩。數(shù)據(jù)顯示，85%的信息系統(tǒng)中信息與地理位置有關(guān)，充分整合空間數(shù)據(jù)庫和屬性數(shù)據(jù)庫的地理信息系統(tǒng)是一種集成這些信息的有效方法?；赪ebGIS的高校信息服務(wù)平臺(tái)為人們提供高校信息和地理服務(wù)，目的是為了提高用戶查詢高校地理位置、行車路線以及各所高校的相關(guān)信息的效率，讓他們能盡快地找到自己所需要的信息，為其填報(bào)志愿、專業(yè)交流、制定人才培養(yǎng)方案等提供方便。

關(guān)鍵詞： WebGIS； 高校信息服務(wù)平臺(tái)； 空間數(shù)據(jù)庫； 屬性數(shù)據(jù)庫

中圖分類號(hào)：TP399 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1006-8228（2013）09-15-02

0 引言

隨著信息時(shí)代的到來，當(dāng)今社會(huì)人士對(duì)教育信息的需求也快速增加，推進(jìn)教育信息化刻不容緩[1]。有數(shù)據(jù)顯示，85%的信息系統(tǒng)中信息與地理位置有關(guān)。網(wǎng)上現(xiàn)有專業(yè)的地圖，比如最常用的百度地圖，現(xiàn)在廣泛使用的E都市地圖等，都能夠查到具體的地址。但國內(nèi)外對(duì)公共高校信息服務(wù)平臺(tái)的研究與建設(shè)，還是跟不上當(dāng)今社會(huì)的需求，做得也不夠完善。我們?cè)谧霰狙芯康拇罅壳捌谛枨笳{(diào)研和分析的時(shí)候發(fā)現(xiàn)，對(duì)整個(gè)高校信息服務(wù)平臺(tái)的建設(shè)，包括高校信息查詢系統(tǒng)的設(shè)計(jì)等并不完善，作深入研究的也是屈指可數(shù)。

1 地理信息系統(tǒng)簡介

地理信息系統(tǒng)（Geography Information System，簡稱GIS）是一種解決這些信息集成的有效方法，所以近幾年地理信息系統(tǒng)迅速風(fēng)靡于軟件行業(yè)[2]。桌面地理信息系統(tǒng)軟件（MapInfo）是集數(shù)據(jù)可視和信息地圖的一種軟件。MapInfo Professional是一套強(qiáng)大的、基于Windows的一種地圖方式的解決方案，它有很強(qiáng)大的報(bào)表能力以及數(shù)據(jù)表現(xiàn)能力，創(chuàng)建了質(zhì)量比較高的地圖，從而提高效率[3]；這個(gè)軟件可以將地理數(shù)據(jù)和信息的關(guān)系用直觀的方式展現(xiàn)出來，運(yùn)用強(qiáng)大的數(shù)據(jù)分析能力，讓用戶更好地獲取信息；MapInfo Professional的各類強(qiáng)大功能，已經(jīng)延伸至眾多企業(yè)，在很多方面有著廣泛的應(yīng)用。

2 系統(tǒng)體系設(shè)計(jì)基礎(chǔ)

Browser/Server模式是在傳統(tǒng)的Client/Server模式的中間加了一層。Client/Server模式的應(yīng)用服務(wù)程序從結(jié)構(gòu)上分為四層：數(shù)據(jù)捕獲（Data Capture）、業(yè)務(wù)規(guī)則（Business Rules）、應(yīng)用接口（Application Interface）和應(yīng)用服務(wù)器（Application Server）。該模式的優(yōu)點(diǎn)是，系統(tǒng)的客戶端應(yīng)用程序和服務(wù)器部件分別運(yùn)行在不同的計(jì)算機(jī)上，硬件環(huán)境和軟件環(huán)境發(fā)生改變時(shí)，它一樣可以正常運(yùn)行，具有適應(yīng)性和靈活性。在Client/Server模式中，系統(tǒng)的各個(gè)功能部件都充分的分離，客戶端應(yīng)用程序的開發(fā)集中在數(shù)據(jù)的顯示和分析方面，而服務(wù)器的開發(fā)則集中在數(shù)據(jù)庫的管理方面，這樣省略了在一個(gè)新的應(yīng)用開發(fā)過程中對(duì)一個(gè)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行編程的麻煩，提高了效率，也更大程度地減少了系統(tǒng)開發(fā)的費(fèi)用。而Browser/Server模式在傳統(tǒng)的Client/Server模式的中間增加了一層功能即為Web服務(wù)器層，客戶機(jī)所負(fù)責(zé)的各類事件都由Web服務(wù)器層負(fù)責(zé)，這樣就提高了效率，我們只需將瀏覽器安裝在客戶端就可以。這個(gè)模式將C/S里的服務(wù)器當(dāng)作數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，而在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器上創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫，并安裝數(shù)據(jù)庫的管理系統(tǒng)。Web服務(wù)器的作用就只剩下對(duì)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行訪問。這樣，Web服務(wù)器既是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的瀏覽器，又是瀏覽器的服務(wù)器。這樣形成了“肥/瘦客戶機(jī)”的形式，如果要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行擴(kuò)充，只需在中間層上增加服務(wù)即可。這樣就能用較少的資源，建立起伸縮性較強(qiáng)的系統(tǒng)。

HTTP請(qǐng)求形式多種多樣，常見的有Get請(qǐng)求、Post請(qǐng)求、Head請(qǐng)求等。在B/S結(jié)構(gòu)下，瀏覽器與服務(wù)器交互傳輸，少部分事物在用戶端實(shí)現(xiàn)，主要事物在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，形成三層結(jié)構(gòu)。它的工作機(jī)制是：客戶端通過瀏覽器與服務(wù)器交互，用戶的請(qǐng)求通過瀏覽器發(fā)送到服務(wù)器端，服務(wù)器收到用戶請(qǐng)求后響應(yīng)用戶請(qǐng)求，判斷用戶的請(qǐng)求行為，編譯各種數(shù)據(jù)源的數(shù)據(jù)信息，將數(shù)據(jù)加入到服務(wù)器用于返回給用戶的信息內(nèi)容中，并設(shè)置返回信息的相關(guān)屬性值。最后，服務(wù)器再將這些響應(yīng)信息發(fā)送給客戶端。WebGIS的模塊是基于MapXtreme的網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。從體系結(jié)構(gòu)上進(jìn)行劃分，可以分為三層：表示層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層。表示層以HTTP協(xié)議形式向應(yīng)用層發(fā)出GIS服務(wù)請(qǐng)求，應(yīng)用層服務(wù)器在接收到服務(wù)請(qǐng)求后會(huì)執(zhí)行相應(yīng)的應(yīng)用程序，并向MapXtreme地圖服務(wù)器發(fā)出GIS服務(wù)請(qǐng)求，完成相應(yīng)的GIS服務(wù)后將結(jié)果通過應(yīng)用層返回給表示層。

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

通過對(duì)大量的相關(guān)資料統(tǒng)計(jì)、調(diào)查和分析發(fā)現(xiàn)，我們的設(shè)計(jì)迎合了廣大求學(xué)者以及專家學(xué)者們對(duì)高校信息服務(wù)平臺(tái)的期待。本平臺(tái)把基于Web的地理信息系統(tǒng)作為整個(gè)平臺(tái)的地基，將各個(gè)高校建立在這地基之上，然后再將大家普遍關(guān)注的各個(gè)高校的信息展現(xiàn)在用戶面前。

信息服務(wù)平臺(tái)所實(shí)現(xiàn)的主要功能包括兩大部分：客戶信息系統(tǒng)和后臺(tái)管理系統(tǒng)。

⑴ 客戶信息系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能主要有：教育信息、高校信息、培訓(xùn)信息、交流吧、電子地圖、網(wǎng)站地圖等；

⑵ 后臺(tái)管理系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的功能主要有：登錄平臺(tái)、新增學(xué)校、修改學(xué)校以及刪除學(xué)校等。

該高校信息服務(wù)平臺(tái)通過實(shí)現(xiàn)后，應(yīng)具備以下功能。

⑴ 能夠支持對(duì)校園地圖進(jìn)行相應(yīng)的操作，包括：放大、縮小、漫游、直線距離計(jì)算以及全視圖恢復(fù)等。用戶能夠比較直觀地獲得該校園所具有的地理環(huán)境信息。

⑵ 能夠支持地理分析功能?？梢园凑找蠼o出學(xué)校間或校區(qū)間兩個(gè)位置點(diǎn)間的最短路徑信息，從而能夠針對(duì)用戶當(dāng)前位置，給用戶推薦最佳路徑。

⑶ 能夠點(diǎn)擊地圖中相關(guān)對(duì)象，進(jìn)行相應(yīng)地圖圖層對(duì)象信息的瀏覽和查看，并以多種媒體形式進(jìn)行展示，包括：文本、圖形、聲音和視頻等。

⑷ 支持快速定位和顯示功能，從而能夠給用戶提供比較透明的校園位置。

⑸ 支持教育和教學(xué)信息動(dòng)態(tài)展現(xiàn)功能，以便用戶對(duì)高校信息有一個(gè)更為全面詳細(xì)的了解。

4 空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

圖1是系統(tǒng)按層狀結(jié)構(gòu)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織并提供用戶端進(jìn)行顯示的原理圖[4]。根據(jù)用戶的需求及系統(tǒng)功能的不同，結(jié)合GIS，按圖層進(jìn)行數(shù)據(jù)組織，這樣既有利于數(shù)據(jù)的層次性有效管理，又有利于用戶結(jié)合實(shí)際需要對(duì)不同圖層進(jìn)行顯示、隱藏等操作。實(shí)現(xiàn)原理是：電子地圖的顯示具有Background map層，這里的Background map層是用戶進(jìn)行不同控制時(shí)均顯示的圖層，根據(jù)不同地區(qū)的不同狀況，這里的背景圖層表示不同的功能圖層，如本區(qū)地形狀況，其他圖層在此圖層的基礎(chǔ)上，根據(jù)平臺(tái)的需要，按照不同級(jí)別進(jìn)行不同程度的控制，從而實(shí)現(xiàn)圖層分類，并分別與數(shù)據(jù)庫中不同表中的數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)[5]。根據(jù)用戶的不同控制指令，系統(tǒng)會(huì)及時(shí)作出不同圖層操作的反應(yīng)，以達(dá)到用戶端不同的視覺效果。

在地圖顯示窗口中，每一個(gè)圖形對(duì)象的數(shù)據(jù)表都是用一個(gè)圖層來表示的。例如：顯示一個(gè)高校信息表、一個(gè)街道表，甚至表示一個(gè)行政區(qū)的表格。可以將每個(gè)代表不同意思的圖層想象為透明圖層，一層一層按照約定的次序疊加在一起，鳥瞰下去，同時(shí)可以看到地圖的所有標(biāo)示。比如：第一個(gè)圖層包含各類學(xué)校和教育機(jī)構(gòu)，第二個(gè)圖層包含各個(gè)道路信息，第三個(gè)圖層包含區(qū)域等等。將所有透明的圖層疊加起來，就組成了本平臺(tái)需要顯示的高校信息地圖。每個(gè)Map都是很多透明圖層的集合。圖層集合由很多圖層子元素所組成。圖層子元素可以被添加和刪除，圖層集合中的子元素是否顯示可以控制，管理人員可以刪除圖層、添加圖層、更改圖層屬性或者順序等的對(duì)話框。

5 結(jié)束語

本文通過對(duì)WebGIS相關(guān)技術(shù)和理論的研究，運(yùn)用ASP以及MapXtreme組件，研究用ASP開發(fā)WebGIS的方法，并且為了驗(yàn)證理論的可行性，設(shè)計(jì)了基于WebGIS的高校信息服務(wù)平臺(tái)，結(jié)合地理信息系統(tǒng)，充分利用GIS強(qiáng)大的數(shù)據(jù)綜合、地理模擬和空間分析功能，使信息展示更為直觀、生動(dòng)，發(fā)揮了互聯(lián)網(wǎng)信息傳遞迅速的強(qiáng)大優(yōu)勢，大大縮短了信息采集與發(fā)布的時(shí)間，為用戶提供了各個(gè)學(xué)校機(jī)構(gòu)的地理位置查詢和教育教學(xué)信息的平臺(tái)，為用戶查詢高校地理位置及各所高校的相關(guān)信息提供了一定的方便。

現(xiàn)階段，本研究已經(jīng)初步解決了高校信息服務(wù)的核心問題，但是還存在需要進(jìn)一步研究與解決的問題，比如：各所高校信息數(shù)據(jù)庫的信息更新問題，各個(gè)高校電子地圖數(shù)據(jù)庫的及時(shí)更新問題等。高校數(shù)量一直在變動(dòng)，高校信息千變?nèi)f化。Mapinfo電子地圖數(shù)據(jù)更是既繁多又昂貴，一個(gè)簡單的大中型城市的電子地圖數(shù)據(jù)就需要幾十到上百萬的人民幣資金，這還不包括以后數(shù)據(jù)更新的人力物力成本。城市的腳步越來越快，道路的數(shù)據(jù)不斷更新，如果系統(tǒng)不實(shí)時(shí)更新道路和高校信息數(shù)據(jù)，那么本系統(tǒng)的各類數(shù)據(jù)將與實(shí)際上的道路和高校信息脫軌，本研究就失去了服務(wù)初衷，因此電子地圖數(shù)據(jù)更新功能亟待解決。此外，由于同類的研究較少，進(jìn)度也比較緩慢，WebGIS系統(tǒng)的開發(fā)還處于發(fā)展階段，本研究是在GIS技術(shù)網(wǎng)絡(luò)化方面的初次嘗試，在提高系統(tǒng)效率和完善功能方面還有待進(jìn)一步提高和完善，也希望有更多的人用更好的技術(shù)來支持教育事業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

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