基于天地圖Web API的民俗文化遺產保護系統(tǒng)研發(fā)
——以錫伯族大西遷為例

牛文淵1，2，鄭江華1，2，韓林芝3

( 1．新疆大學資源與環(huán)境科學學院，新疆烏魯木齊830046; 2．新疆智慧城市與環(huán)境建模普通高校重點實驗室，新疆烏魯木齊830046; 3．新疆維吾爾自治區(qū)發(fā)改委經濟研究院，新疆烏魯木齊830000)

一、引言

文化是自然環(huán)境和社會環(huán)境的產物，古老的傳統(tǒng)文化既有值得發(fā)展與變革的地方，也有迫切地需要保護與發(fā)揚之處。互聯網為傳統(tǒng)文化的創(chuàng)新發(fā)展提供了契機和必要條件［1］，能夠為其生存發(fā)展賦予新的活力。而今移動互聯網更是呈現井噴式發(fā)展趨勢，我國移動互聯網用戶總數已達8．38億(截至到2014年1月)，這對傳統(tǒng)文化造成更為巨大的沖擊，使得保護與發(fā)揚勢在必行，同時也為創(chuàng)新發(fā)展提供更為成熟的條件和機遇［2］。國家測繪地理信息局在互聯網大發(fā)展的背景下，以促進國家信息化建設為目的倡導建設了國家地理信息公共服務平臺“天地圖”。本文在研究錫伯族民俗文化遺產的基礎上，根據錫伯族大西遷集中體現于地理空間遷移的特性，探究并實施了利用數字化手段和天地圖Web API技術將該民族文化進行保護發(fā)揚、創(chuàng)新發(fā)展的方案。

二、研究背景

1．天地圖Web API

天地圖是數字中國的重要組成部分，是國家地理信息公共服務平臺的公眾版，它集成了海量的基礎地理信息資源［3］，以門戶網站和服務接口兩種形式向公眾、企業(yè)、專業(yè)部門、政府部門提供24 h不間斷的一站式地理信息服務。API( application programming interface)是指應用程序編程接口，天地圖Web API就是天地圖的Web服務接口，由JavaScript語言編寫而成，能夠幫助開發(fā)者將天地圖服務資源嵌入到各種類型、各種行業(yè)的Web應用中。這類Web應用本質上就是基于Internet平臺和網絡協議實現空間數據的共享與互操作及相關業(yè)務功能的網絡地理信息系統(tǒng)( GIS)，即WebGIS［4］。利用天地圖Web API進行WebGIS開發(fā)，不僅能夠共享和高效利用天地圖數據，更能有效緩解地理信息資源開發(fā)利用中技術難度大、建設成本高、動態(tài)更新難等突出問題，因而能夠在提高開發(fā)效率的同時獲得有質量保障的地理數據來源［5］。

2．錫伯族民俗文化遺產

錫伯族是古代鮮卑的后裔，世居松花江、嫩江流域及遠東濱海地區(qū)。乾隆皇帝于1764年下令調派錫伯官兵駐守新疆，錫伯族的1020名官兵及3275名眷屬由盛京(今沈陽)出發(fā)西遷入疆，譜寫了中華民族歷史上一部遠征西域、保家護國的偉大篇章［6］。錫伯族文化底蘊深厚，錫伯人的西遷節(jié)、貝倫舞、弓箭制作技藝等都被列入國際級非物質文化遺產名錄。在當今多元文化融合為少數民族文化帶來沖擊與威脅的背景下，以及以互聯網為代表的信息技術大發(fā)展的機遇下，我們應當積極探索運用現代化的方法對這份延續(xù)數百年的民族文化遺產進行保護、傳承與發(fā)揚［7］。

三、系統(tǒng)分析與設計

1．設計目標

結合互聯網和WebGIS能夠提供的條件，篩選與地理位置關聯的錫伯族非物質文化遺產信息，設計實現具備如下功能的服務系統(tǒng)［8］:

1)在矢量地圖和遙感影像上精確地展示錫伯族大西遷的途經點和路線圖。

2)與錫伯族大西遷相關的信息資料、多媒體文件與地圖上的相關地點有序融合、按需展示。

3)實現古今地名、錫伯語地名、別名美稱及各類相關信息資料的搜索與展示。

4)提出系統(tǒng)漢語與錫伯語雙語表現的實施方案。

5)實現跨平臺展示，除計算機外，還應在主流操作系統(tǒng)的移動設備上正常運行。

2．系統(tǒng)分析

錫伯族大西遷最主要體現在地理空間的轉移之上，人們試圖了解這段歷史文化時，最主要的需求也集中在準確的、可視化的遷移線路之上。地圖的可視化展示是滿足這一需求的最佳選擇，同時也能夠借助地圖的認知功能，為用戶留下最直觀的認識和最深刻的印象，因此系統(tǒng)設計之初就與地圖和GIS密不可分［9-10］。天地圖擁有多比例尺矢量數據、多分辨率遙感影像數據及功能強大簡單易用的API，因此借助天地圖Web API將系統(tǒng)設計為WebGIS成為首選［11-12］。

經過資料整理和數據收集，可將錫伯族大西遷的路線具體表現為22個包含精確地理坐標的遷移地點，同時每個遷移地點包含古地名、現地名、錫伯語地名、介紹信息等多種屬性信息［13］，因此考慮使用PostGIS建立空間數據庫，并使用ASP．NET技術實現系統(tǒng)。PostGIS是對象關系型數據庫Post-GreSQL的空間數據擴展，支持OpenGIS( open geodata interoperation specification，開放的地理數據互操作規(guī)范)中所有空間數據類型，同時其開源的特性將大大降低系統(tǒng)的開發(fā)成本。ASP．NET技術是一種跨平臺的動態(tài)網頁技術，在能夠保證系統(tǒng)與數據庫交互的同時又具有更強的跨平臺適用性。

3．系統(tǒng)架構

根據以上的設計與分析，系統(tǒng)在總體上采用3層架構設計［4，14-15］，如圖1所示，客戶端是Web瀏覽器，作為設計的最頂層，它只負責與服務器交換表單數據，并將數據以友好的方式展示給用戶。業(yè)務邏輯層包含了地圖服務器和Web服務器，地圖服務器負責處理WebGIS相關的業(yè)務，其中最主要的是處理客戶端的異步請求，通常情況下這些請求是借助由JavaScript語言編寫的地圖API實現的，地圖服務器將這些請求處理并在地圖數據庫中調取相關數據后返回給客戶端，再輔以其他地圖功能，最終使得WebGIS相關功能順利實現; Web服務器負責處理系統(tǒng)的除WebGIS以外的全部功能，主要的業(yè)務邏輯是獲取客戶端的訪問請求，將請求中客戶端傳送的表單數據通過XML服務或組建服務進行處理，如需數據交換則交給數據訪問層，數據訪問層訪問數據庫的結果返回后，再根據需要進行處理，最終將處理的結果以Web頁面的方式返回客戶端。數據層是通過ADO．NET操縱數據為業(yè)務邏輯層提供數據服務，如存儲數據操作結果、返回數據檢索結果等，RDBMS指的是關系型數據庫管理系統(tǒng)。

四、系統(tǒng)關鍵技術

1．搭建天地圖Web API開發(fā)環(huán)境與初始化地圖

搭建開發(fā)環(huán)境是基于天地圖Web API進行開發(fā)的首要任務，應當首先應使用＜! DOCTYPE html＞標簽聲明文檔類型，然后通過下列語句引入API文件:

＜script language = " javascript " type = " text/javascript " src="http:∥api．tianditu．com/js/maps．js"＞＜/script＞

這樣就搭建了一個運用天地圖Web API進行頁面開發(fā)的環(huán)境，API中預定義的各種類就可被用于創(chuàng)建實例。接下來用TMap類創(chuàng)建地圖實例并進行初始化設置，核心代碼如下:

其中: var map=new TMap( "mapDiv")可創(chuàng)建地圖實例并與用DOM( document object model，文檔對象模型)將其指定存放在ID為“mapDiv”的div中，map．centerAndZoom方法可以定制地圖初始顯示的中心點經緯度和縮放級別。另外應當注意的是創(chuàng)建與初始化地圖應當放在onLoad( )函數中供body的 onLoad事件調用，這樣可以在頁面加載時實現地圖 初始化并避免出現意外的行為。

圖1 系統(tǒng)架構

2．數據獲取與數據庫設計

大西遷途經地點的空間地理位置是系統(tǒng)的核心數據，數據獲取的方式主要是通過《清代錫伯族官兵和家屬西遷新疆伊犁戍邊行進路線示意圖》［13］總結遷移地點名稱，結合史料進行修正補充，再通過天地圖Web API開發(fā)小型程序按地名搜索和讀取經緯度。所獲得的經緯度等空間信息需要放入Post-GIS空間數據庫，而其余有關地名、遷移史料等屬性數據需要放入PostgreSQL關系型數據庫，二者通過主鍵約束可實現同一遷移地點的空間數據與屬性數據的綁定。部分數據庫主要內容如圖2所示，數據庫結構設計見表1。

圖2 數據庫主要內容展示

3．在地圖上添加錫伯族西遷信息

系統(tǒng)的核心功能是將錫伯族遷移過程的途經地點在地圖上展示，并以此為基礎展示相關的文本信息和多媒體信息。天地圖提供的Tmarker類用于在地圖上創(chuàng)建地標，該地標還能響應用戶事件實現一定的函數調用功能，因此可以用于展示遷移的途經地點，并綁定相應的文本數據和多媒體文件進行展示。核心代碼如下:

表1 空間數據庫結構設計

其中，P是存放遷移途經地點的經緯度數據的數組，它的每一個元素都是TLngLat類的實例; marker則是存放點狀地標的數組，它的每一個元素都是以P中元素為位置基準創(chuàng)建的Tmarker實例; polygon代表西遷的路線，存放了根據數組P創(chuàng)建的TPolygon折線的實例; map．addOverLay( )方法用于將生成的地標和折線等覆蓋物添加到地圖上; TEvent．addListener( )用于添加和注冊事件監(jiān)聽，它可以監(jiān)聽marker數組中的每一個地標點的mouseover、click等事件，并以后面跟隨的function( )作為響應功能，那么在鼠標滑過該遷移地點的地標時，所需實現的顯示信息浮窗、打開連接文件等功能即可放在該function( )函數中; this．openInfoWinHtml ( )方法可用來打開一個信息浮窗，信息浮窗顯示的內容是為該方法傳遞的HTML片段形式的參數，因此可以放入文本內容、多媒體文件鏈接等［16］。

4．錫伯語版本的系統(tǒng)實現

錫伯語是錫伯族人民從東北遷至新疆后，在滿語的基礎上發(fā)展形成的語言，屬阿爾泰語系滿—通古斯語族滿語支。在傳統(tǒng)模式下錫伯文、滿文的學習極其困難，特別是近30年來錫伯文的社會功能快速退化，使得其已經成為一種瀕危文字，面臨著退出當代社會生活的危機［17］。這種危機使得保護錫伯語的語言文字成為保護該民族傳統(tǒng)文化的首要任務，因此系統(tǒng)特別設定了以錫伯語顯示的功能。實現這一功能需要依次解決3方面的關鍵問題:翻譯、輸入與顯示。

( 1)翻 譯

在漢語系統(tǒng)界面完成后，整理了需要翻譯的文字內容送至新疆察布查爾錫伯自治縣文廣局有關人員進行翻譯，目前翻譯結果已經送回。由于當時受計算機輸入的限制，翻譯結果中少量字符由計算機打印，大量的則為譯者人工書寫。

( 2)輸 入

由于系統(tǒng)研發(fā)人員不具備錫伯文的讀寫能力，且存在沒有穩(wěn)定可用的錫伯文輸入法的問題，因此人工書寫的內容無法直接輸入計算機。能夠識讀書寫的老一輩錫伯族人不會使用計算機，會使用計算機的年輕一輩不能進行識讀書寫，直觀地反映出錫伯文面臨的危機，正是這種危機促使研發(fā)人員排除種種困難，努力實現錫伯語版系統(tǒng)。2013年8月新疆大學研究、設計并編程實現的“索貝特”錫伯文輸入法經新疆維吾爾自治區(qū)錫伯語言學會的驗證、評價與演示，能夠很好地運用于Windows平臺上的辦公軟件中，解決了錫伯文的輸入難題［18］。進一步將會尋求夠識讀錫伯文并同時可以使用“索貝特”輸入法進行錫伯文輸入的專業(yè)人員幫助完成輸入工作。

( 3)顯 示

如果將Web頁面的編碼類型聲明為UTF-8，則可以保證在HTML源文件中加入的錫伯文正常顯示在頁面前端，聲明的源代碼如下:

＜meta http-equiv =" Content-Type" content =" text/html; charset=utf-8" /＞

UTF-8是一種針對Unicode的可變長度字符編碼，又稱萬國碼，由Ken Thompson于1992年創(chuàng)建。UTF-8用1～6個字節(jié)編碼Unicode字符，用在網頁上可以使同一頁面顯示中文簡體繁體及其他任何語言，也包括錫伯文的字符。

5．移動設備的實現

目前互聯網企業(yè)在PC端和移動設備上兼容訪問的普遍做法是搭建相同的架構、制作不同的前端，在用戶訪問時判斷用戶設備類型，進而選擇跳轉到相應版本。如果移動設備用戶請求訪問沒有搭建移動設備前端的站點，瀏覽器或搜索引擎會進行轉碼之后再呈現給用戶，這種轉碼的結果通常是屏蔽CSS樣式表、過濾圖片而僅保留文本，這樣就帶來較差的用戶體驗。本系統(tǒng)嵌入了“天地圖Web API”，如果再另外制作針對移動設備的前端，則需要完全使用“天地圖API for Android”和“天地圖API for iOS”重新搭建另外兩個不同的版本才能做到PC和移動設備全覆蓋。為了避免這種高成本低效率的做法，選擇了搭建簡易的瀏覽器框架或使用移動設備自帶瀏覽器，將系統(tǒng)以Web頁面的形式嵌入其中，從而便捷高效地覆蓋到包含Android和iOS兩大平臺的移動端。關鍵技術包括兩部分:

( 1)識別瀏覽器類別

通過檢查DOM ( document object model，文檔對象模型)中的navigator．userAgent屬性可以檢測iPhone和Android設備，如下列代碼可以檢測常見的幾種移動設備:

( 2)根據瀏覽器類別作出相應調整

如果判斷到用戶使用的是移動設備對系統(tǒng)進行訪問，為了保證正常的系統(tǒng)功能和良好的用戶體驗，就需要作出相應的調整，主要包括頁面布局和事件響應兩方面。頁面布局主要通過CSS代碼實現，檢測到不同的設備后為特定元素執(zhí)行相應的CSS布局方案即可。事件響應的調整主要依靠瀏覽器本身進行轉換，如Android和iOS端主流的瀏覽器都會將用戶“輕觸一次屏幕”的操作視為Web頁面中的click事件，而“長觸屏幕”的操作視為oncontextmenu事件。

五、系統(tǒng)功能展示

系統(tǒng)實施階段根據系統(tǒng)總體架構展開，主要使用ASP．NET進行客戶端頁面開發(fā)和服務器端組件開發(fā)，借助天地圖Web API實現WebGIS。圖3是系統(tǒng)在PC端的運行效果，圖4是系統(tǒng)在Android移動設備上的運行效果。系統(tǒng)的主要功能包括以下方面:

1)將錫伯族大西遷主要的途經地點和遷移路線展示于精準、可縮放的矢量地圖上。

2)系統(tǒng)底圖可任意縮放、拖動，可根據需要在矢量地圖、衛(wèi)星影像和混合地圖之間切換，并且地圖區(qū)域提供右鍵快捷菜單，如圖5中的標注1和標注2所示。

3)將與遷移地點有關的歷史資料、說明文字以信息浮窗的形式展示在地圖上的相應位置，并連接更多有關于錫伯族文化遺產的資料頁面和多媒體文件，用戶單擊遷移途經地點或右側面板中的資料庫即可瀏覽，也可播放“家廟里的燭光”“消失的足印”等發(fā)揚錫伯族文化遺產的多媒體文件，如圖5中的標注3、標注5，以及圖6所示。

4)提供系統(tǒng)內全部資料的便捷查找和搜索功能，如圖5中的標注4所示。

5)提供語言切換功能，待專業(yè)的錫伯語翻譯輸入人員完成輸入后可便捷實現系統(tǒng)的錫伯語版本，如圖5中的標注6所示。

六、結論

1)信息化手段為民俗文化遺產保護和發(fā)揚提供了新的手段，對于諸如語言瀕臨消亡的錫伯族及其大西遷相關的非物質文化遺產的保護和發(fā)揚具有重要的促進作用。

2)面向移動用戶的文化遺產查詢系統(tǒng)為民俗文化遺產保護和發(fā)揚提供了更多的受眾，有利于將文化遺產的內涵發(fā)揚光大。

3)天地圖作為我國自主知識產權的在線地圖服務，是測繪服務大局、服務社會、服務民生的重要載體，為眾多專題化、個性化的位置服務應用提供了廣闊的發(fā)展平臺，能夠有效打破國外在線地圖的壟斷，提供安全的在線地圖服務。

4)在享受天地圖優(yōu)質服務的同時積極拓寬其應用領域，發(fā)展有潛力的應用案例，能夠為天地圖和數字中國的工程增光添彩、夯實根基。

圖3 系統(tǒng)在PC端運行效果

圖4 系統(tǒng)在Android移動端運行效果

圖5 系統(tǒng)主要功能概覽

圖6 圖件資料查看界面

致謝:感謝新疆維吾爾自治區(qū)察布查爾錫伯自治縣錫伯語專家孔淑瑞女士、縣文廣局吳文泉局長和烏魯木齊市第四十六中學文藝老師提供的錫伯語翻譯支持。

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Research and Development of the Folk Cultural Heritage Protection System Based on TIANDITU Web API —A Case Study in the Sibe Great Migration to the West

NIU Wenyuan，ZHENG Jianghua，HAN Linzhi

在民俗文化面臨社會轉型和信息浪潮沖擊的形勢下，以錫伯族大西遷及其民族文化遺產為研究背景和具體實例，收集整理了大西遷相關的資料和數據，運用天地圖Web API作為關鍵技術，提出了錫伯語版本和移動設備運行等關鍵問題的解決方案，最終設計并實施了以保護錫伯族民俗文化遺產為主題的WebGIS，有益于促進對錫伯族大西遷、錫伯族語言等錫伯族文化遺產的保護與發(fā)揚，研究并實踐了運用互聯網和WebGIS的技術對傳統(tǒng)民俗文化進行保護發(fā)揚和創(chuàng)新發(fā)展的思路與方法。

天地圖;地理信息;文化遺產; WebGIS;錫伯族大西遷

鄭江華。E-mail: zheng_jianghua@ 126．com

P208

B

0494-0911( 2015) 11-0096-06

牛文淵，鄭江華，韓林芝．基于天地圖Web API的民俗文化遺產保護系統(tǒng)研發(fā)——以錫伯族大西遷為例［J］．測繪通報，2015( 11) : 96-101．

10．13474/j．cnki．11-2246．2015．0356

2014-11-12

新疆維吾爾自治區(qū)高層次人才培養(yǎng)計劃( 104-40002) ;國家社會科學基金( 15XJL003)

牛文淵( 1987—)，男，碩士，主要從事地理信息系統(tǒng)開發(fā)與應用研究。E-mail: niu_wenyuan@ 163．com