郭力娜，吳 怡，王小剛

(華北理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063009)

基于WebGIS的高考擇校查詢服務(wù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

郭力娜，吳 怡，王小剛

(華北理工大學(xué) 礦業(yè)工程學(xué)院，河北 唐山 063009)

針對(duì)當(dāng)前高考擇校參考信息普遍存在的查詢結(jié)果直觀性、易讀性和對(duì)比性差，空間定位、空間分析與可視化表達(dá)不夠等問題，設(shè)計(jì)了一個(gè)基于地理信息系統(tǒng)(WebGIS)的高考擇校查詢服務(wù)系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用ArcGIS為數(shù)據(jù)表示手段，采用B/S模式工作，既可實(shí)現(xiàn)對(duì)分?jǐn)?shù)線和高校的查詢，又可使查詢結(jié)果與GIS空間數(shù)據(jù)庫中的地圖相匹配，實(shí)現(xiàn)查詢結(jié)果的多樣化空間表達(dá)。

地理信息系統(tǒng)；高考擇校查詢；GIS產(chǎn)品

在當(dāng)前和今后很長(zhǎng)一段時(shí)期，高考仍將是大部分普通家庭孩子接受高等教育從而改變?nèi)松蛎\(yùn)的重要途徑。因此，家長(zhǎng)和考生不僅努力備考，而且根據(jù)成績(jī)單選擇高等學(xué)校和專業(yè)時(shí)更是慎之又慎。長(zhǎng)期以來，高考擇校相關(guān)信息多以紙質(zhì)材料為主，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展及其在家庭中的普及，加之學(xué)校、家庭對(duì)高考的重視，有越來越多的人開始制作擇校信息查詢網(wǎng)頁等。但是，目前網(wǎng)上可查的擇校信息在結(jié)果表現(xiàn)上有不夠直觀的缺點(diǎn)，當(dāng)模糊查詢結(jié)果有很多時(shí)，其對(duì)比性和易讀性也不夠友好。這主要是因?yàn)榇蟛糠志W(wǎng)頁信息多以MIS系統(tǒng)存儲(chǔ)，其空間定位、空間分析和可視化表達(dá)效果不夠，而GIS平臺(tái)技術(shù)可以較好地實(shí)現(xiàn)上述分析和表達(dá)。

基于此，本研究以ArcGIS為技術(shù)平臺(tái)[1]，以統(tǒng)籌高校綜合信息為主，建立一個(gè)可視化表達(dá)高校信息的查詢服務(wù)網(wǎng)站，將普通的信息查詢與地理信息相結(jié)合，使用戶在查詢高校信息的同時(shí)可以獲知高校的實(shí)地位置，并將查詢結(jié)果以直觀性強(qiáng)的圖、表等形式顯示出來，希望可以幫助高考生更好地?fù)裥?，同時(shí)進(jìn)一步幫助其了解和適應(yīng)大學(xué)生活。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)目標(biāo)

本系統(tǒng)主要用戶是高考學(xué)生及其家長(zhǎng)，系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)主要從方便用戶使用的角度考慮。經(jīng)調(diào)研分析，用戶使用系統(tǒng)的主要訴求有以下幾方面：①詳細(xì)了解各高校歷年招生錄取情況；②分析對(duì)比同類高校錄取情況；③重點(diǎn)了解有報(bào)考意向?qū)W校的詳細(xì)信息；④了解大學(xué)生活等。故系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要實(shí)現(xiàn)以下功能：分?jǐn)?shù)線查詢、擇校推薦、具體學(xué)校詳細(xì)信息查詢、大學(xué)生活服務(wù)信息瀏覽與互動(dòng)。

1.2 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)基于B/S架構(gòu)，使用Web瀏覽器作為客戶端，利用Microsoft Visual Studio 2010，F(xiàn)lex Builder3.0完成系統(tǒng)開發(fā)，使用HTML，MXML進(jìn)行頁面布局，套用CSS格式，并引用jQuery中的部分文件為網(wǎng)頁添加動(dòng)態(tài)效果。系統(tǒng)功能開發(fā)選擇JavaScript與ActionScript客戶端腳本語言，以減輕服務(wù)器壓力。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 系統(tǒng)邏輯結(jié)構(gòu)

1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

對(duì)任何系統(tǒng)而言，其核心模塊都是面向不同服務(wù)對(duì)象的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫質(zhì)量的優(yōu)劣，直接影響著系統(tǒng)目標(biāo)的成敗。本系統(tǒng)通過地理數(shù)據(jù)庫進(jìn)行空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的管理。本系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)是以全國(guó)行政區(qū)劃圖為工作底圖，主要圖層即“高?！眻D層通過實(shí)時(shí)收集全國(guó)高校相關(guān)信息，利用ArcGIS Desktop矢量化和符號(hào)化得到。地圖的發(fā)布用ArcGIS for Server實(shí)現(xiàn)，使用的地圖經(jīng)過切片處理[2]，這樣可加快地圖加載的速度并且減少系統(tǒng)對(duì)服務(wù)器的壓力。地圖數(shù)據(jù)所含其他圖層數(shù)據(jù)見表1。

表1 圖層數(shù)據(jù)

1.4 系統(tǒng)框架與功能模塊

整個(gè)系統(tǒng)主要由擇校功能模塊和生活服務(wù)功能模塊組成。其中，擇校功能模塊是本系統(tǒng)的核心，該模塊可以實(shí)現(xiàn)對(duì)高?；拘畔⑴c各高校近幾年招生分?jǐn)?shù)的查詢，以及依據(jù)分?jǐn)?shù)完成的擇校推薦查詢，且查詢結(jié)果可以使用Flex提供的豐富的專題圖表(如餅狀圖、柱狀圖、折線圖)形式形象地展示[3]。系統(tǒng)功能框架結(jié)構(gòu)見圖2。

圖2 系統(tǒng)功能框架圖

2 關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

2.1 ArcGIS for Server

ArcGIS是美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所(Enviroment System Research Institute，ESRI)開發(fā)的新一代GIS軟件，是世界上應(yīng)用最廣泛的GIS軟件之一。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要利用其ArcGIS for Server軟件技術(shù)，因?yàn)樗商峁V泛的基于Web的GIS服務(wù)[4]，以支持在分布式環(huán)境下實(shí)現(xiàn)地理數(shù)據(jù)管理、制圖、地理處理、空間分析、編輯和其他的GIS功能。

2.2 Web技術(shù)

Web客戶端設(shè)計(jì)技術(shù)主要使用了HTML語言、Java Applets、腳本程序、CSS、DHTML、插件技術(shù)以及VRML技術(shù)。Web服務(wù)器則采用了Windows Server內(nèi)部集成的性能優(yōu)越的Web服務(wù)器Internet Information Server IIS 7.0。

2.3 WebGIS技術(shù)

WebGIS是工作在Internet上的地理信息系統(tǒng)，是地理信息系統(tǒng)的延伸和發(fā)展[5]。WebGIS具有傳統(tǒng)GIS的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的檢索、查詢、編輯等基本功能，同時(shí)也是Internet上地理信息發(fā)布、共享和交流協(xié)作的基礎(chǔ)。WebGIS能充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，將基礎(chǔ)性、全局性的處理交由服務(wù)器執(zhí)行，而數(shù)據(jù)量較小的簡(jiǎn)單操作則由客戶端直接完成。

3 系統(tǒng)主要功能及實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)Web客戶端有3個(gè)界面，安排在頁面右上角，從左到右分別是主頁界面、相關(guān)信息界面和地圖模式界面。其中，前兩個(gè)界面主要從視覺和高校學(xué)習(xí)生活動(dòng)態(tài)信息瀏覽等方面實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的“生活服務(wù)功能”，地圖模式界面則主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的高考擇校功能。

3.1 系統(tǒng)首頁及生活服務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)

首頁主要向用戶展示一些高校生活氣息濃厚的圖片和學(xué)校全新生活的指導(dǎo)意見以及名校校訓(xùn)，使用戶通過這些抽象和具象的信息對(duì)自己即將面對(duì)的學(xué)校生活形成初步的認(rèn)知，能夠?qū)ψ约旱拇髮W(xué)生活進(jìn)行明確的規(guī)劃。相關(guān)信息界面中，用戶可以自主瀏覽服務(wù)端發(fā)布的高校排名信息，及時(shí)了解最新數(shù)據(jù)，以便對(duì)自己的擇校方向做出合理調(diào)整。

該部分主要使用HTML語言進(jìn)行頁面布局，使用CSS文件設(shè)定樣式，并引用了jQuery開發(fā)包中的部分文件，使開發(fā)工作變得更加簡(jiǎn)便，界面效果更加生動(dòng)。界面設(shè)計(jì)使用鮮活而又不失嚴(yán)肅的綠色，簡(jiǎn)潔明麗地將用戶帶入對(duì)大學(xué)生活的美好憧憬中。功能實(shí)現(xiàn)界面見圖3-圖5。

圖3 系統(tǒng)首頁1

圖4 系統(tǒng)首頁2

圖5 名校動(dòng)態(tài)

3.2 擇校模塊功能的實(shí)現(xiàn)

點(diǎn)擊主頁右上角的地圖模式，即進(jìn)入擇校模塊。該模塊分兩區(qū)：左區(qū)為地圖，基本地圖操作可在此實(shí)現(xiàn)。右區(qū)為擇校功能分類查詢區(qū)，該區(qū)又分為“高校推薦”和“輔助功能”兩個(gè)功能標(biāo)簽，分別實(shí)現(xiàn)高校查詢與推薦、周邊高校與分?jǐn)?shù)線查詢等功能。

3.2.1 地圖操作

使用鼠標(biāo)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖的基本操作：向上撥動(dòng)滾輪即為放大，向下?lián)軇?dòng)滾輪即為縮小，按住鼠標(biāo)左鍵拖動(dòng)鼠標(biāo)即可實(shí)現(xiàn)對(duì)地圖的平移操作。在界面初始化后，顯示地圖全圖，可以看到在每個(gè)行政區(qū)省會(huì)城市的位置顯示出一個(gè)氣泡消息框，打開氣泡消息框，顯示餅狀圖。餅狀圖可以清晰而直觀地展示出各省份中民辦、?？啤⒈究迫N類別高校的數(shù)量及比例(見圖6)。放大地圖，可顯示詳細(xì)的高校名稱，鼠標(biāo)單擊學(xué)校名稱附近區(qū)域，可彈出一個(gè)對(duì)話框，里面列出了該學(xué)校的類型、地址、聯(lián)系電話以及可以實(shí)現(xiàn)超鏈接的高校網(wǎng)址(點(diǎn)擊網(wǎng)址，可在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下，進(jìn)入高校主頁)(見圖7)。

3.2.2 高校推薦

“高校推薦”標(biāo)簽下有“高校查詢”和“為我推薦”兩個(gè)功能區(qū)，用戶可根據(jù)自己的喜好查詢有意向的高校，也可以根據(jù)推薦結(jié)果查詢相應(yīng)高校。

(1)高校查詢

使用高校名稱進(jìn)行檢索，根據(jù)用戶輸入的高校名稱通過QueryTask類和Query屬性值進(jìn)行查詢，在地圖上標(biāo)識(shí)出該高校的具體地理位置。查找結(jié)果中的要素用InfoSymbol氣泡消息框的方式在地圖中標(biāo)識(shí)出[6]，要素的詳細(xì)信息(如名稱、類別、地址、電話、網(wǎng)址等，其中的網(wǎng)址是一個(gè)超鏈接，在其上單擊將打開學(xué)校網(wǎng)站主頁，方便用戶對(duì)高校有進(jìn)一步、更加全面的了解)將在InfoSymbol的DetailState狀態(tài)中顯示。高校查詢功能支持模糊查詢。查詢到的結(jié)果以氣泡消息框特別標(biāo)識(shí)，打開消息框的折疊即可查看高校的詳細(xì)信息(見圖8)。

圖6 地圖模式下省會(huì)高校信息統(tǒng)計(jì)

圖7 地圖模式下具體高校基本信息

圖8 高校模糊查詢結(jié)果示意圖

(2)為我推薦

此功能可以根據(jù)用戶所選條件及用戶輸入的分?jǐn)?shù)為其推薦適合的高校。用戶選擇高校所在地、考生所在地(不同省份的考生分?jǐn)?shù)線不一樣)、文理科，并輸入考生的分?jǐn)?shù)。系統(tǒng)將查詢出符合用戶選擇條件、分?jǐn)?shù)低于或者相近于考生分?jǐn)?shù)的高校。查詢到的高校類別將在地圖與表格中同步顯示，地圖中的高校位置以氣泡消息框的形式在地圖上標(biāo)記出來。用戶還可同時(shí)在當(dāng)前表格中瀏覽查詢結(jié)果，單擊表格不同列名還可實(shí)現(xiàn)對(duì)結(jié)果的按字段名排序。也可以在地圖中平移瀏覽查詢結(jié)果，打開高校位置消息框的折疊框，進(jìn)一步查看推薦高校的基本信息及歷年分?jǐn)?shù)，通過分?jǐn)?shù)對(duì)比確定志愿意向(見圖9)。

3.2.3 輔助功能

輔助功能標(biāo)簽下主要有分?jǐn)?shù)線查詢、周邊高校查詢和參觀路線推薦3個(gè)功能區(qū)。

圖9 “為我推薦”高校查詢結(jié)果示意圖

(1)分?jǐn)?shù)線查詢

用戶通過選擇查詢省份及批次即時(shí)刷新柱狀圖的顯示數(shù)據(jù)，查詢結(jié)果以柱狀圖方式顯示，為用戶提供符合查詢條件的歷年文理科分?jǐn)?shù)線。其中橙色柱體為理科分?jǐn)?shù)線，綠色柱體為文科分?jǐn)?shù)線，當(dāng)鼠標(biāo)懸停在柱體上時(shí)，將彈出消息框顯示該柱體的詳細(xì)信息(見圖10)。該功能實(shí)際并未使用到Arcgis API for Flex開發(fā)包中提供的接口，而是單純使用了Flex的ComoBox控件進(jìn)行數(shù)據(jù)綁定，使用ColomuChart綁定分?jǐn)?shù)數(shù)組[7]，直觀顯示歷年分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)。使用ActionScript編寫腳本，當(dāng)ComoBox中的選擇項(xiàng)改變時(shí)，ComoBox的change事件被觸發(fā)，即時(shí)修改ColomuChart的綁定數(shù)。

圖10 分?jǐn)?shù)線結(jié)果示意圖

(2)周邊高校查詢

此功能使用Geometry服務(wù)[8]。用戶可在界面右邊點(diǎn)擊操作按鈕“選點(diǎn)”后在地圖中選擇任意點(diǎn)，通過Geometry服務(wù)中的buffer功能，圖中將生成以選擇點(diǎn)為圓心的一定半徑的圓周范圍，具體設(shè)置可通過修改buffer的參數(shù)設(shè)定。緩沖結(jié)束后，IdentifyEvent被觸發(fā)，緩沖區(qū)內(nèi)的高校被識(shí)別出來并在地圖上標(biāo)識(shí)，以InfoSymbol方式在地圖上顯示。選擇刺點(diǎn)按鈕后，用戶可在地圖中單擊選擇任意點(diǎn)，系統(tǒng)將計(jì)算出以所選點(diǎn)位為中心，半徑100 km的地理范圍，并在地圖中生成一個(gè)紅色的緩沖區(qū)標(biāo)識(shí)出該范圍，緩沖區(qū)范圍中的高校即為查詢到的結(jié)果，高校的位置點(diǎn)將彈出氣泡消息框顯示高校詳細(xì)信息。點(diǎn)擊清除按鈕，清除圖中紅色的緩沖范圍，即可在地圖中瀏覽查詢結(jié)果中的高校信息(見圖11)。

圖11 周邊高校查詢結(jié)果示意圖

(3)參觀路線推薦

此模塊用到NAServer以便進(jìn)行接下來的路徑分析[9]，因此首先要在Catalog上發(fā)布NASever和Geometry Sever，然后在Flex中應(yīng)用其網(wǎng)址，通過RouteTask類實(shí)現(xiàn)最短路徑分析。對(duì)于最短路徑的分析，停靠點(diǎn)的添加可以通過直接單擊地圖主要公路上的點(diǎn)獲得點(diǎn)位。選擇添加站點(diǎn)按鈕后，用戶可以在地圖的主要公路圖層的路線上單擊選擇起始點(diǎn)，確定起始點(diǎn)后，系統(tǒng)將為用戶計(jì)算出一條起始點(diǎn)之間的最短行車路線，用戶可以進(jìn)一步選擇添加障礙按鈕，在已經(jīng)計(jì)算出來的最短行車路線上單擊添加障礙點(diǎn)，此時(shí)系統(tǒng)將計(jì)算出另外一條避開此障礙點(diǎn)的最短行車路線(見圖12)。

圖12 參觀路線分析結(jié)果示意圖

4 結(jié)論與討論

(1)高考擇校對(duì)每一個(gè)高考考生來說都是一件影響重大的事情。本系統(tǒng)旨在為考生擇校與了解高校生活信息提供更加完善與直觀的服務(wù)。相比現(xiàn)行的高考志愿填報(bào)系統(tǒng)和擇校查詢網(wǎng)頁，本系統(tǒng)將高校的基本信息、地理信息與分?jǐn)?shù)信息集于一體，在單純的高校信息查找的基礎(chǔ)上添加了高校的地圖數(shù)據(jù)，將考生需要的學(xué)校信息在地圖上直接顯示，減少了考生查閱資料的時(shí)間。系統(tǒng)中的擇校推薦查詢功能，可以根據(jù)考生的分?jǐn)?shù)為其推薦分?jǐn)?shù)檔合適的學(xué)校。在實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)查詢服務(wù)的基礎(chǔ)上，同時(shí)加入了對(duì)高校生活及動(dòng)態(tài)的發(fā)布展示，幫助考生對(duì)高校生活形成正確的認(rèn)識(shí)，為自己的未來大學(xué)生活作出相應(yīng)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)。除上述主要功能外，本系統(tǒng)還設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一系列輔助功能，如周邊高校查詢和參觀路線分析等，但這兩個(gè)功能還可進(jìn)一步豐富完善。

(2)本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了GIS與MIS相結(jié)合，充分利用了GIS空間分析與圖形表達(dá)功能，將查詢結(jié)果形象直觀地表達(dá)出來，提高了查詢結(jié)果的可視性、可讀性，應(yīng)可起到更好的輔助決策作用。從用戶/市場(chǎng)需求角度看，本系統(tǒng)具有很好的開發(fā)價(jià)值，希望可以為未來GIS產(chǎn)品研發(fā)提供一種思路借鑒。

[1] 郭婧.地理信息Web服務(wù)研究與實(shí)踐[D].鄭州：中國(guó)人民解放軍信息工程大學(xué)，2007.

[2] 馬維峰，王曉蕊，高松峰，等.基于服務(wù)器動(dòng)態(tài)緩存和Ajax技術(shù)的WebGIS開發(fā)[J].測(cè)繪科學(xué)，2008，33(5)：204-205.

[3] 塔伯.Flex3權(quán)威指南[M].北京：人民郵電出版社，2009：10-25.

[4] 賈慶雷，萬慶，刑超.ArcGIS Server開發(fā)指南——基于Flex和.NET[M].北京：科學(xué)出版社，2011：30-41.

[5] 王京.基于Flex的WebGIS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].西安：西安科技大學(xué)，2011.

[6] 張瑜.基于Flex和ArcGIS Server的WebGIS設(shè)計(jì)與研究[D].南京：南京林業(yè)大學(xué)，2011.

[7] 呂曉鵬.精通flex3.0——基于actionscript3.0實(shí)現(xiàn)[M].北京：人民郵電出版社，2008：5-30.

[8] 劉光，唐大仕.Web GIS開發(fā)——ArcGIS Server與.NET[M].北京：清華大學(xué)出版社，2009：19-28.

[9] 張競(jìng).GISWebServices系統(tǒng)開發(fā)研究[D].上海：華東師范大學(xué)，2005.

(責(zé)任編校：白麗娟)

A WebGIS-Based Enquiry System for Choice of Universities

GUO Li-na， WU Yi， WANG Xiao-gang

(College of Mining Engineering，North China University of Science and Technology， Tangshan 063009， China)

The authors of this paper have designed a WebGIS-based enquiry system for choice of universities to remedy the defects of the existing information search about university choice， such as complexity， irreadability， unclear contrast， incorrect positioning spatial analysis and poor visual expression. The system， with ArcGIS for data representation and used B/S for working mode， can provide information search about college entrance examination admission scores and colleges and universities，compare the search results with the GIS spatial database map，and achieve diversified spatial expressions of the results.

GIS； university choice； GIS products

TP311.52

A

1672-349X(2015)03-0021-05

10.16160/j.cnki.tsxyxb.2015.03.008