[摘 要]WebGIS與現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育深度融合，促進(jìn)了現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育信息化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化發(fā)展。文章從WebGIS和遠(yuǎn)程教育地圖的概念出發(fā)，介紹了WebGIS技術(shù)在遠(yuǎn)程教育地圖系統(tǒng)開發(fā)的需求分析、設(shè)計(jì)方案、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能模塊等，并進(jìn)行了運(yùn)行測(cè)試，最后探討了位置服務(wù)應(yīng)用在遠(yuǎn)程教育地圖中的意義。

[關(guān)鍵詞]WebGIS;遠(yuǎn)程教育;遠(yuǎn)程教育地圖;數(shù)字化學(xué)習(xí)

[中圖分類號(hào)]G434 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1008-7656（2019）03-0022-04

引言

現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育是以網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、信息技術(shù)為基礎(chǔ)的一種新型教育形態(tài)或教學(xué)模式。推廣并使用現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育技術(shù)，不僅需要依托強(qiáng)大的信息化基礎(chǔ)設(shè)施為支撐，也需要雄厚的資金支持才能取得快速發(fā)展。遠(yuǎn)程教育具有普通教育不可比擬的網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)，比如，電大系統(tǒng)開展的遠(yuǎn)程教育，其網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、學(xué)習(xí)機(jī)構(gòu)布局，大大突破時(shí)空、地域限制;其豐富的學(xué)習(xí)資源，可以覆蓋城鄉(xiāng)的各個(gè)角落，為社會(huì)個(gè)體創(chuàng)造“人人可學(xué)，時(shí)時(shí)能學(xué)”的機(jī)會(huì)[1]。在我國(guó)教育事業(yè)發(fā)展過程中，遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)主要包括普通高校的網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院（遠(yuǎn)程教育學(xué)院）、各級(jí)開放大學(xué)（廣播電視大學(xué)系統(tǒng)）和社會(huì)各類遠(yuǎn)程教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等[2]。這些遠(yuǎn)程教育機(jī)構(gòu)，不但要有完善的教育基礎(chǔ)硬件設(shè)施，也需要有優(yōu)良的教育教學(xué)師資力量，更離不開現(xiàn)代信息技術(shù)的強(qiáng)力支撐。將WebGIS引入到現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育中，既可以共享教育數(shù)據(jù)信息，也可以方便學(xué)習(xí)者尋找學(xué)習(xí)資源，促進(jìn)學(xué)習(xí)者之間的溝通和交流，Web教育地圖是未來遠(yuǎn)程教育發(fā)展的重要技術(shù)手段。研究GIS基礎(chǔ)算法，準(zhǔn)確判斷不同類型空間實(shí)體之間的位置關(guān)系[3]， 能為GIS的Web應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。文章在參考Web地圖和信息技術(shù)教育研究的基礎(chǔ)上，提出“WebGIS技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用”模型，其目的是為了在遠(yuǎn)程教育中應(yīng)用Web地圖，對(duì)“遠(yuǎn)程教育地圖”的理論創(chuàng)新和Web應(yīng)用提供參考。

一、基本概念

（一）WebGIS

WebGIS是將Web技術(shù)應(yīng)用在GIS信息服務(wù)及產(chǎn)品開發(fā)中，將Web頁(yè)面作為GIS服務(wù)界面，提供地圖數(shù)據(jù)發(fā)布、查詢、共享、交流協(xié)作和業(yè)務(wù)處理能力，包括集中模型、C/S模式和B/S模式。

（二）遠(yuǎn)程教育地圖

遠(yuǎn)程教育地圖是現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育理論和方法與GIS地圖服務(wù)為代表的信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，主要為遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)者提供地圖數(shù)據(jù)查詢服務(wù)，將地理信息技術(shù)應(yīng)用到遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)模式改革中，創(chuàng)新遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)理論和方法，實(shí)現(xiàn)教育資源、社會(huì)、地理位置一體化的有效配置和合理安排。

二、需求分析

（一）跨區(qū)域?qū)W習(xí)

隨著教育技術(shù)的快速發(fā)展，對(duì)教育信息化提出了更高要求，將人工智能、移動(dòng)學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、位置服務(wù)等各類信息技術(shù)廣泛與遠(yuǎn)程教育相融合，應(yīng)用領(lǐng)域越來越趨向智能化、跨地區(qū)、同步性和協(xié)作發(fā)展。但是，傳統(tǒng)的數(shù)字化學(xué)習(xí)通常是在平臺(tái)中學(xué)習(xí)固定的資源，學(xué)科之間和地區(qū)之間缺乏必要的聯(lián)系和溝通，學(xué)習(xí)資源共享比較困難，造成學(xué)習(xí)資源的重復(fù)建設(shè)和浪費(fèi)，產(chǎn)生數(shù)據(jù)孤島。

（二）社區(qū)參與建設(shè)

現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育更多的是服務(wù)開放教育教學(xué)和學(xué)習(xí)，很少讓社區(qū)居民參與到數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)中，其主要原因是由于部分教育資源未真正面向社會(huì)開放和位置服務(wù)信息不夠方便，信息傳遞的可達(dá)性較差，較多社區(qū)居民未聽說過遠(yuǎn)程數(shù)字化教育相關(guān)內(nèi)容。另一方面，要讓社區(qū)居民參與遠(yuǎn)程教育數(shù)字化建設(shè)，不得不有意識(shí)地提高居民的文化素質(zhì)，這就要求系統(tǒng)為注冊(cè)用戶提供學(xué)習(xí)規(guī)則和知識(shí)推薦等。

（三）系統(tǒng)業(yè)務(wù)規(guī)劃

系統(tǒng)業(yè)務(wù)涉及到功能模塊、服務(wù)對(duì)象和服務(wù)流程等內(nèi)容，是遠(yuǎn)程數(shù)字化學(xué)習(xí)的核心內(nèi)容。支持位置信息的遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)服務(wù)不僅在遠(yuǎn)程教育模式創(chuàng)新中有著重要作用，還可為社區(qū)學(xué)習(xí)者和開放教育學(xué)生提供空間位置服務(wù)。

（四）個(gè)性化在線學(xué)習(xí)

社區(qū)教育和開放教育面向的服務(wù)對(duì)象大多是非全日制學(xué)習(xí)者，學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)地點(diǎn)都不確定，傳統(tǒng)模式的固定面授無疑會(huì)帶來教學(xué)進(jìn)度緩慢、學(xué)習(xí)效率低等不足，同時(shí)也給教學(xué)管理者和教師帶來時(shí)間方面的不便。在線學(xué)習(xí)不僅可以緩解教學(xué)管理者的壓力，也可以方便學(xué)習(xí)者在任意空閑時(shí)間找到最鄰近的學(xué)習(xí)點(diǎn)，查詢自己最感興趣的學(xué)習(xí)資料，通過各類終端進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí)。

（五）信息共享

利用WebGIS技術(shù)，選擇基于B/S架構(gòu)的標(biāo)準(zhǔn)三層結(jié)構(gòu)體系，結(jié)合Web地圖路線規(guī)劃和數(shù)據(jù)分析模塊，改變傳統(tǒng)的C/S地圖數(shù)據(jù)處理和訪問固定的學(xué)習(xí)資源，從根本上解決空間數(shù)據(jù)共享與互操作，降低產(chǎn)生信息孤島的可能性，實(shí)現(xiàn)跨區(qū)域資源共享，學(xué)習(xí)者查詢和統(tǒng)計(jì)學(xué)習(xí)概況更加方便。

三、遠(yuǎn)程教育地圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

1.支持Web地圖服務(wù)的遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)平臺(tái)采用B/S三層架構(gòu)WebGIS模型，利用中間件技術(shù)框架（如圖1所示）將GIS應(yīng)用系統(tǒng)轉(zhuǎn)換為Web服務(wù)[4]， 結(jié)合.Net、Web和百度地圖，運(yùn)行在微軟IIS組件服務(wù)器上，提供空間信息管理、查詢及輸出結(jié)果的網(wǎng)絡(luò)訪問服務(wù)。

圖1 GIS中間件結(jié)構(gòu)示意圖

2.使用面向?qū)ο蟮姆治龊驮O(shè)計(jì)方法，借助UML進(jìn)行系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

3.借助RSRI公司的ArcIMS和Visual Studio .Net為開發(fā)環(huán)境。

4.ArcXML請(qǐng)求Application服務(wù)器和百度地圖API數(shù)據(jù)訪問接口。

5.使用JavaScript腳本語言在客戶端進(jìn)行界面和功能設(shè)計(jì)。

6.借助微信web開發(fā)者工具V.02.1901230，利用微信小程序完成遠(yuǎn)程教育地圖移動(dòng)端的開發(fā)與設(shè)計(jì)。

四、系統(tǒng)模型結(jié)構(gòu)及功能

（一）模型的結(jié)構(gòu)

支持地理位置服務(wù)的遠(yuǎn)程教育地圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)原理包括用戶使用瀏覽器訪問系統(tǒng)授權(quán)的數(shù)據(jù)和信息，提供了直接訪問方式和間接訪問方式，直接訪問方式就是充分利用GIS構(gòu)件，再通過GIS服務(wù)器訪問GIS數(shù)據(jù)庫(kù)，獲取所需的信息，完成空間分析功能。間接方式是將數(shù)據(jù)處理請(qǐng)求提交到Web服務(wù)器，再通過構(gòu)件訪問GIS服務(wù)器獲得空間數(shù)據(jù)庫(kù)的地理數(shù)據(jù)。遠(yuǎn)程教育地圖系統(tǒng)結(jié)構(gòu)功能見下頁(yè)圖2。

（二）系統(tǒng)主要功能介紹

遠(yuǎn)程教育地圖系統(tǒng)主要包括如下功能模塊。

1.空間信息、屬性信息的雙向查詢。在WebGIS地圖上，可以根據(jù)地圖實(shí)體的屬性查詢實(shí)體的空間信息，也可以根據(jù)實(shí)體的空間信息查詢實(shí)體的屬性（詳細(xì)地址、聯(lián)系電話和基本簡(jiǎn)介）等，還可查詢實(shí)體周圍的環(huán)境、酒店、餐館、銀行、醫(yī)院和公交站等便利數(shù)據(jù)，進(jìn)行最近路線規(guī)劃及查詢，可以將二維平面實(shí)體圖與衛(wèi)星影像無縫切換，實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星遙感數(shù)據(jù)和場(chǎng)景要素的動(dòng)態(tài)顯示。

2.地圖實(shí)體屬性管理。在系統(tǒng)中，可以設(shè)置地理實(shí)體的名稱、所屬類別、聯(lián)系電話、地理位置（經(jīng)緯度）、詳細(xì)地址、開放時(shí)間等信息。

3.用戶管理。主要是設(shè)置用戶的賬號(hào)和密碼、所屬部門、用戶權(quán)限分組等信息。

4.功能模型及應(yīng)用管理。該模塊可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能的無限擴(kuò)展，可任意添加功能模型，自定義模型的數(shù)據(jù)表，完成數(shù)據(jù)表的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，定義數(shù)據(jù)字段（單行文本、多行文本、下拉列表、復(fù)選框、單選框、日期、日期+時(shí)間、文件、綁定其他單個(gè)模型、上傳多圖、密碼、組織架構(gòu)、身份證文本、地理經(jīng)緯度、綁定其他多個(gè)模型等），定義字段類型（輸入項(xiàng)、檢索項(xiàng)、必填項(xiàng)和管理項(xiàng)），字段狀態(tài)等。

5.標(biāo)簽及數(shù)據(jù)接口。可自定義數(shù)據(jù)接口、自定義數(shù)據(jù)標(biāo)簽、自定義SQL數(shù)據(jù)查詢，實(shí)現(xiàn)功能模塊的二次開發(fā)。

6.空間分析?？稍谄矫娴貓D上進(jìn)行歐幾里得的空間距離分析，完成空間實(shí)體的緩沖區(qū)分析、實(shí)體的非直線距離測(cè)算等功能，并將專題地圖加載完成后，聯(lián)合顯示地圖數(shù)據(jù)。

7.學(xué)習(xí)資源庫(kù)。通過系統(tǒng)功能定義學(xué)習(xí)資源模型，包括學(xué)習(xí)資源標(biāo)題、發(fā)布者、資源類型、形式和內(nèi)容，按一定的標(biāo)準(zhǔn)添加的系統(tǒng)中。學(xué)習(xí)者利用學(xué)習(xí)資源模塊使用關(guān)鍵詞能快速檢索到所需學(xué)習(xí)資源。

8.移動(dòng)端微信小程序。在移動(dòng)終端采用html5技術(shù)通過調(diào)用百度API對(duì)地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問，在申請(qǐng)?jiān)L問百度地圖密鑰和相關(guān)信息的前提下，地圖開發(fā)者可以免費(fèi)調(diào)用百度API數(shù)據(jù)訪問接口。本系統(tǒng)以南寧市中心經(jīng)緯度為固定地位坐標(biāo)，具體實(shí)現(xiàn)代碼如下：

<view style=‘height：{{screenHeight}}px’>

<map id=“myMap”show-location longitude=“108.297233556”latitude=“22.8064929356”markers=“{{markers}}”/>

</view>

遠(yuǎn)程教育地圖系統(tǒng)的核心是顯示整個(gè)南寧市地圖，裝入微信小程序以后，主要是將用戶的位置實(shí)時(shí)定位在地圖上，定位功能主要調(diào)用geolocation.getCurrentPosition函數(shù)，實(shí)現(xiàn)代碼：

<script>

var map=new BMap.Map（“allmap”）;

var point=new BMap.Point（經(jīng)度，緯度）;

map.centerAndzoom（point，12）;

var geolocation=new BMap.Geolocation（）;

geolocation.getcurrentPosition（function（r）{

if（this.getStatus（）=BMAP_STATUS_SUCCESS）{

var mk=new BMap.Marker（r.point）;

map.addOverlay（mk）;

map.panTo（r.point）;}

else {alert（’failed’+this.getStatus（））;}

}，{enableHighAccuracy：true}）

</script>

為學(xué)習(xí)者規(guī)劃步行路線，實(shí)現(xiàn)核心代碼：

var map = new BMap.Map（“allmap”）;

map.centerAndZoom（new BMap.Point（經(jīng)度， 緯度）， 11）;

var walking = new BMap.WalkingRoute（map， {renderOptions：{map： map， autoViewport： true}}）;

walking.search（“起點(diǎn)”，“終點(diǎn)”）;

</script>

通過BMap.DrivingRoute函數(shù)還可以為學(xué)習(xí)者提供駕駛路線的時(shí)間和最短距離。

在Utils文件夾中，主要包括app.js，app.json，app.wxss[5]。其中app.js文件中data類的locurl： 主要是設(shè)置網(wǎng)絡(luò)訪問地址;app.json文件，主要是定義pages和Window屬性。在Index文件夾中，主要包括map.js，map.json，map.wxml，map.wxss，qqmap-wx-jssdk.js文件，其中map.js主要是對(duì)頁(yè)面初始設(shè)置，wx.getLocation定義頁(yè)面地圖位置，wx.setNavigationBarTitle定義地圖主題，onReady：初次監(jiān)聽頁(yè)面完成，onShow：頁(yè)面顯示，onHide：監(jiān)聽頁(yè)面隱藏，onUnload監(jiān)聽頁(yè)面卸載;map.wxml初始化定義地圖實(shí)體，并設(shè)置地圖中心位置的經(jīng)緯度。qqmap-wx-jssdk.js中g(shù)etWXLocation使用微信接口進(jìn)行定位，getLocationParam獲取位置參數(shù)，calculateDistance用于單起點(diǎn)到多終點(diǎn)的路線距離（非直線距離）計(jì)算，getDistrictByCityId獲取對(duì)應(yīng)城市ID的區(qū)縣列表，geocoder地址解析，reverseGeocoder逆地址解析，getSuggestion用于模糊檢索，search用于POI周邊檢索。

五、結(jié)語

支持地理位置服務(wù)的遠(yuǎn)程教育地圖系統(tǒng)，可以從不同層次、不同角度為不同需求的用戶提供高效、豐富的空間位置信息和學(xué)習(xí)支持服務(wù)，從而滿足各種信息查詢需求，學(xué)習(xí)者既可以從系統(tǒng)獲取必要的知識(shí)和教學(xué)資源，也可以為學(xué)習(xí)者步行或駕駛提供智能的路線規(guī)劃服務(wù)，滿足社區(qū)居民和遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)者獲取咨詢的能力。將WebGIS與遠(yuǎn)程數(shù)字化學(xué)習(xí)進(jìn)行深度融合，開發(fā)設(shè)計(jì)遠(yuǎn)程教育地圖，在開發(fā)過程中使用地圖API訪問接口，設(shè)計(jì)者只需了解獲取和轉(zhuǎn)換地理坐標(biāo)的方法，熟悉創(chuàng)建流程和必要的類，結(jié)合自定義模型開發(fā)設(shè)計(jì)，可高效創(chuàng)建地圖交互應(yīng)用。在應(yīng)用過程中，學(xué)習(xí)者只需打開手機(jī)微信小程序或者PC就可以快速利用遠(yuǎn)程教育地圖系統(tǒng)相關(guān)資源。經(jīng)過實(shí)踐開發(fā)，將WebGIS信息服務(wù)引入到遠(yuǎn)程教育中，不僅提供了新的教育信息化手段，也使學(xué)習(xí)者能快速查詢到最鄰近的學(xué)習(xí)資源并通過智慧交通規(guī)劃出最短的路程，提高學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效率。

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