潘曉虹　劉春玲　季冬梅　鄭芬萍　方波

摘 要： 當今社會對教育信息量的巨大需求，使得推進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； 空間數(shù)據(jù)庫； 屬性數(shù)據(jù)庫

中圖分類號：TP399 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2013）09-15-02

0 引言

隨著信息時代的到來，當今社會人士對教育信息的需求也快速增加，推進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)外對公共高校信息服務(wù)平臺的研究與建設(shè)，還是跟不上當今社會的需求，做得也不夠完善。我們在做本研究的大量前期需求調(diào)研和分析的時候發(fā)現(xiàn)，對整個高校信息服務(wù)平臺的建設(shè)，包括高校信息查詢系統(tǒng)的設(shè)計等并不完善，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是一套強大的、基于Windows的一種地圖方式的解決方案，它有很強大的報表能力以及數(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，運用強大的數(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)點是，系統(tǒng)的客戶端應(yīng)用程序和服務(wù)器部件分別運行在不同的計算機上，硬件環(huán)境和軟件環(huán)境發(fā)生改變時，它一樣可以正常運行，具有適應(yīng)性和靈活性。在Client/Server模式中，系統(tǒng)的各個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，這樣省略了在一個新的應(yīng)用開發(fā)過程中對一個數(shù)據(jù)庫進行編程的麻煩，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，客戶機所負責的各類事件都由Web服務(wù)器層負責，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。這個模式將C/S里的服務(wù)器當作數(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相關(guān)的數(shù)據(jù)庫進行訪問。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”的形式，如果要對系統(tǒng)進行擴充，只需在中間層上增加服務(wù)即可。這樣就能用較少的資源，建立起伸縮性較強的系統(tǒng)。

HTTP請求形式多種多樣，常見的有Get請求、Post請求、Head請求等。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現(xiàn)，主要事物在服務(wù)器端實現(xiàn)，形成三層結(jié)構(gòu)。它的工作機制是：客戶端通過瀏覽器與服務(wù)器交互，用戶的請求通過瀏覽器發(fā)送到服務(wù)器端，服務(wù)器收到用戶請求后響應(yīng)用戶請求，判斷用戶的請求行為，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)實現(xiàn)的。從體系結(jié)構(gòu)上進行劃分，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)請求，應(yīng)用層服務(wù)器在接收到服務(wù)請求后會執(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)實現(xiàn)

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

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

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

⑵ 后臺管理系統(tǒng)所實現(xiàn)的功能主要有：登錄平臺、新增學校、修改學校以及刪除學校等。

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

⑴ 能夠支持對校園地圖進行相應(yīng)的操作，包括：放大、縮小、漫游、直線距離計算以及全視圖恢復等。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出學校間或校區(qū)間兩個位置點間的最短路徑信息，從而能夠針對用戶當前位置，給用戶推薦最佳路徑。

⑶ 能夠點擊地圖中相關(guān)對象，進行相應(yīng)地圖圖層對象信息的瀏覽和查看，并以多種媒體形式進行展示，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 支持教育和教學信息動態(tài)展現(xiàn)功能，以便用戶對高校信息有一個更為全面詳細的了解。

4 空間數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和實現(xiàn)

圖1是系統(tǒng)按層狀結(jié)構(gòu)對數(shù)據(jù)進行組織并提供用戶端進行顯示的原理圖[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)合實際需要對不同圖層進行顯示、隱藏等操作。實現(xiàn)原理是：電子地圖的顯示具有Background map層，這里的Background map層是用戶進行不同控制時均顯示的圖層，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)平臺的需要，按照不同級別進行不同程度的控制，從而實現(xiàn)圖層分類，并分別與數(shù)據(jù)庫中不同表中的數(shù)據(jù)相對應(yīng)[5]。根據(jù)用戶的不同控制指令，系統(tǒng)會及時作出不同圖層操作的反應(yīng)，以達到用戶端不同的視覺效果。

在地圖顯示窗口中，每一個圖形對象的數(shù)據(jù)表都是用一個圖層來表示的。例如：顯示一個高校信息表、一個街道表，甚至表示一個行政區(qū)的表格?？梢詫⒚總€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，同時可以看到地圖的所有標示。比如：第一個圖層包含各類學校和教育機構(gòu)，第二個圖層包含各個道路信息，第三個圖層包含區(qū)域等等。將所有透明的圖層疊加起來，就組成了本平臺需要顯示的高校信息地圖。每個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話框。

5 結(jié)束語

本文通過對WebGIS相關(guān)技術(shù)和理論的研究，運用ASP以及MapXtreme組件，研究用ASP開發(fā)WebGIS的方法，并且為了驗證理論的可行性，設(shè)計了基于WebGIS的高校信息服務(wù)平臺，結(jié)合地理信息系統(tǒng)，充分利用GIS強大的數(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，發(fā)揮了互聯(lián)網(wǎng)信息傳遞迅速的強大優(yōu)勢，大大縮短了信息采集與發(fā)布的時間，為用戶提供了各個學校機構(gòu)的地理位置查詢和教育教學信息的平臺，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，各個高校電子地圖數(shù)據(jù)庫的及時更新問題等。高校數(shù)量一直在變動，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)不實時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：

[1] 鄧輝.高校信息工作體系的整體審視[J].社會科學家，2008.5.

[2] 曹瑜，胡光道.地理信息系統(tǒng)在國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀[J].計算機與現(xiàn)代化，1999.3.

[3] 王景中，王博，李會丹.基于MapXtreme的Web GIS開發(fā)技術(shù)[J].北京工業(yè)大學學報，2009.35（11）.

[4] 張靜，李莉，陳宜金.GIS在公共安全領(lǐng)域的應(yīng)用[J].地理信息世界，2006.4.

[5] Guoqing Zhou （Zhenyu Tan， Ming Xie）. Web-based urban 3D GIS：virtual environment of 3D model visualization. Old Dominion University， USA. Asia GIS Conference 2003.