基于GPS定位系統(tǒng)的校園電子地圖應(yīng)用

山東協(xié)和學(xué)院 陳欣欣 楊艷云

隨著科技的發(fā)展，紙質(zhì)地圖逐漸淡出人們的視線，取而代之的是電子地圖。隨著高校的不斷發(fā)展，校園建筑面積不斷擴(kuò)大，其內(nèi)部設(shè)施也日趨豐富多樣，為了方便廣大師生的出行，切實(shí)解決找不到路、不好找路的問題，我們將探討利用編程技術(shù)、GIS(地理信息系統(tǒng)）和GPS移動(dòng)定位技術(shù)等，結(jié)合校園特點(diǎn)以及使用者的喜好，設(shè)計(jì)、開發(fā)一款校園電子地圖，并對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行分析。

GPS主要由空間衛(wèi)星、地面監(jiān)控系統(tǒng)和系統(tǒng)設(shè)備幾部分組成。GPS導(dǎo)航及定位技術(shù)給人類生活帶來極大便利，其精密的全球定位、簡便的觀測(cè)、優(yōu)異的實(shí)時(shí)性、良好的抗干擾性能等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛應(yīng)用。

1 前景

人們?nèi)粘Ｊ褂玫牡貓D很多，比如高德、百度地圖等。這種電子地圖方便、準(zhǔn)確、快捷，可通過手機(jī)端隨時(shí)修正路線和辨識(shí)方向。電子地圖可以找到最優(yōu)路線，同時(shí)還會(huì)提供幾個(gè)備選路線，包括離你最近的路線、時(shí)間最短的路線、紅綠燈最少的道路、步行最少的路線等以及選擇這條路線的基本費(fèi)用，比如選擇高架路線，就會(huì)包括過路費(fèi)、過橋費(fèi)等。隨著電子地圖的不斷深入，許多企業(yè)也逐漸認(rèn)識(shí)到電子地圖的重要性，明確企業(yè)所處的位置、方便用戶查找企業(yè)各大分店的位置和最佳路線等。電子地圖的廣泛使用，為企業(yè)推送信息帶來了便捷。雖然這種電子地圖適用范圍廣，服務(wù)種類豐富，定位準(zhǔn)確，但是對(duì)于大學(xué)這種相對(duì)封閉的區(qū)域來看，使用率不高。

2 校園電子地圖應(yīng)用調(diào)研狀況分析

為了深入了解該地圖的適用性、實(shí)用性，我們有針對(duì)性的在我校選取眾多學(xué)生和教職工人員進(jìn)行了問卷調(diào)查。

問卷主要包括三個(gè)方面：第一，了解被調(diào)查者的基本信息；第二，了解師生們對(duì)校內(nèi)路線、設(shè)施、建筑的看法、意見，經(jīng)常活動(dòng)的范圍、校內(nèi)建筑間的聯(lián)系，是否熟悉周邊環(huán)境等；第三，針對(duì)電子地圖的希冀，即有什么樣的建議、存在問題的原因和解決對(duì)策等一系列相關(guān)調(diào)查。該調(diào)查問卷一共選擇500份樣本，其中，學(xué)生樣本400份，占比80%；教職樣本100份，占比20%。調(diào)查樣本對(duì)年級(jí)、學(xué)院與專業(yè)等方向綜合考慮、均衡分配，符合實(shí)際情況，具有一定的代表性、客觀性和全面性，調(diào)查問卷的分析結(jié)果比較可觀。調(diào)研主要包括以下問題：

您對(duì)于電子產(chǎn)品的使用程度？

您在陌生的環(huán)境中偏向于使用地圖還是找人詢問？

你對(duì)導(dǎo)航類產(chǎn)品的了解程度有多少？

你的手機(jī)里目前是否裝有地圖導(dǎo)航軟件？

您在選擇導(dǎo)航地圖的時(shí)候，更看重的是什么？

您認(rèn)為學(xué)校的建筑風(fēng)格的同一性程度好嗎？

您覺得學(xué)校的分區(qū)（如教學(xué)區(qū)、生活區(qū)、運(yùn)動(dòng)區(qū)等）明顯嗎？

您覺得學(xué)校的道路網(wǎng)絡(luò)呈什么形狀？

通過調(diào)查問卷的形式深入了解學(xué)生們對(duì)電子地圖的需求，基本功能等，為未來的發(fā)展提供了可行性方案。首先，的確存在一部分學(xué)生仍不熟悉校園情況的問題，而且還有一些非常熟悉校園情況的同學(xué)也對(duì)校內(nèi)電子地圖充滿了期待，可見電子地圖是可行的。其次，通過研究發(fā)現(xiàn)，廣大師生對(duì)電子地圖的需求不僅停留在基礎(chǔ)功能層面，如基本的多維地圖、GIS地理信息導(dǎo)航、標(biāo)識(shí)、實(shí)景、實(shí)時(shí)功能等，還提出了一些特有的功能，比如關(guān)于校內(nèi)資源的可視化管理，食堂餐廳特色，特定的活動(dòng)領(lǐng)域、活動(dòng)區(qū)域時(shí)間及快遞存取人流量的問題都提出了新的要求和建議。再次，調(diào)查了解了同學(xué)們對(duì)電子地圖的喜好，不僅僅需要通過技術(shù)實(shí)現(xiàn)電子地圖的基本功能，還需要針對(duì)學(xué)校內(nèi)部的所有位置點(diǎn)進(jìn)行定位，明確各個(gè)地點(diǎn)的路徑導(dǎo)航，并能夠保證界面簡潔直觀，給用戶更為直觀的感受。整體來看，該調(diào)查基本達(dá)到了預(yù)期目的，能夠明確學(xué)生對(duì)校內(nèi)地圖的需求，但問卷也存在一些不足之處，比如問卷答題質(zhì)量不一，專業(yè)、年級(jí)存在問卷分配不均的狀況。

3 地圖設(shè)計(jì)與開發(fā)

校園電子地圖服務(wù)平臺(tái)以山東協(xié)和學(xué)院郭店校區(qū)空間信息為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)校內(nèi)地理空間數(shù)據(jù)加以組織，建設(shè)與集成各類與地理信息相關(guān)的資源管理系統(tǒng)，將地圖作為校內(nèi)外人員熟悉校園的入口為用戶提供各類校園服務(wù)。

3.1 服務(wù)對(duì)象

該地圖的服務(wù)對(duì)象主要是校內(nèi)師生，前來學(xué)校了解參觀人員，校外考試人員等不熟悉校園內(nèi)部環(huán)境的人員。

3.2 技術(shù)原理

該地圖基于API（Application Program Interface）的新興技術(shù)與傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫信息系統(tǒng)，運(yùn)用編程技術(shù)，并結(jié)合GIS（地理信息系統(tǒng)）技術(shù)和GPS移動(dòng)定位技術(shù)，以本校校區(qū)空間信息為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對(duì)校區(qū)空間數(shù)據(jù)進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、檢索、建模、分析、輸出后加以組織，通過建立二維平面地圖、三維地圖基礎(chǔ)平臺(tái)，直觀地顯示校園信息，便于用戶查找地理位置信息，并能夠?qū)Φ貓D進(jìn)行平移、縮放、顯示比例尺等操作；使用全景圖控件，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)共享；建設(shè)與集成各類與地理信息相關(guān)的資源管理系統(tǒng)，將特定的地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行捆綁，從地圖的視角整合校內(nèi)各個(gè)信息服務(wù)系統(tǒng)，以彌補(bǔ)傳統(tǒng)校園服務(wù)系統(tǒng)的不足，從而進(jìn)一步提供更為方便、快捷的生活。

3.3 功能設(shè)計(jì)

該地圖利用GIS、GPS等技術(shù)結(jié)合校園內(nèi)部位置信息，有效地將平臺(tái)接口技術(shù)引入到校園信息查找服務(wù)系統(tǒng)中。該地圖主要包括獲取自身定位、基本地圖瀏覽、分類瀏覽、展示校園信息，并在此基礎(chǔ)上，為用戶提供各類公共服務(wù)和生活服務(wù)。如若系統(tǒng)出現(xiàn)異常問題，可以通過后臺(tái)管理功能對(duì)信息數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)，修復(fù)系統(tǒng)問題，此外，通過后臺(tái)管理系統(tǒng)還可以進(jìn)行一系列其他操作，比如在二維、三維地圖添加編輯各種多媒體掛件，包括視頻、圖片、實(shí)景等。

該系統(tǒng)分為地圖瀏覽、校園地點(diǎn)查詢、校園信息顯示、校園路徑導(dǎo)航以及其他功能服務(wù)、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫管理六大功能模塊，各模塊具體功能如下：

（1）地圖瀏覽：根據(jù)校園實(shí)景建立二維平面地圖及三維虛擬地圖。二維平面地圖調(diào)取現(xiàn)有成熟的地圖圖層或采用繪制圖層方式進(jìn)行圖層渲染，二維地圖可以實(shí)現(xiàn)放大、縮小、任意查看、任意拖動(dòng)，導(dǎo)航、測(cè)距、綜合查詢等功能。三維地圖要求建筑物大小、尺寸、外形等各方面要逼近實(shí)景，地圖設(shè)置多層級(jí)以供多級(jí)大小縮放，并且地圖覆蓋范圍包括我校周邊的道路、公交站點(diǎn)和主要建筑物。

（2）地點(diǎn)查詢：對(duì)校園各個(gè)建筑地點(diǎn)進(jìn)行信息標(biāo)注，標(biāo)注信息可以定期進(jìn)行更新并存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中，支持POI（Point of Interest，興趣點(diǎn)）的信息維護(hù)。根據(jù)用戶輸入信息進(jìn)行數(shù)據(jù)庫信息匹配，列出檢索結(jié)果。根據(jù)用戶需要標(biāo)注目標(biāo)地點(diǎn)的坐標(biāo)定位和路線導(dǎo)航服務(wù)。

（3）校園信息顯示：在地圖上點(diǎn)擊想要了解的校園具體位置，此位置可以是搜索框內(nèi)查詢的結(jié)果或是點(diǎn)擊左邊導(dǎo)航欄獲取的分類結(jié)果，點(diǎn)擊后會(huì)在信息窗口內(nèi)顯示相應(yīng)的介紹信息，同時(shí)能夠顯示從個(gè)人位置到該地點(diǎn)的路線。

（4）校園概況分類瀏覽：對(duì)校內(nèi)資源進(jìn)行分類設(shè)計(jì)，地圖左側(cè)設(shè)置導(dǎo)航欄，用戶可點(diǎn)擊導(dǎo)航欄內(nèi)相應(yīng)類別，所有分類名稱和對(duì)應(yīng)圖標(biāo)隨著地圖的加載顯示在地圖瀏覽界面左側(cè)區(qū)域，由此，用戶可獲取所有校園信息。導(dǎo)航欄分類對(duì)象包括：各個(gè)學(xué)院、行政部門、生活服務(wù)設(shè)施、教學(xué)樓、學(xué)生公寓、學(xué)校周邊建筑等。

（5）校園路徑導(dǎo)航：根據(jù)用戶所選擇路徑的起點(diǎn)和終點(diǎn)來規(guī)劃步行路徑，點(diǎn)擊起點(diǎn)或是終點(diǎn)，能進(jìn)行上一步和下一步的路徑導(dǎo)航。用戶可在起點(diǎn)框輸入起點(diǎn)來獲取自己步行起始點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)，然后在目的地框輸入需要到達(dá)的目的地，點(diǎn)擊搜索即可為您規(guī)劃步行路徑。如：步行導(dǎo)航“孵化中心”至“教務(wù)辦公室”。

（6）全景圖展示：顯示地點(diǎn)真實(shí)圖片，全景圖控件可以顯示或是隱藏，點(diǎn)擊全景控件后進(jìn)入全景圖，拖動(dòng)控件，全景圖位置也隨著改變。

（7）公共服務(wù)和生活服務(wù)：在地圖顯示模塊添加按鈕控件，借助下拉列表設(shè)置相應(yīng)服務(wù)，設(shè)置彈出層和遮罩層實(shí)現(xiàn)對(duì)于具體服務(wù)的點(diǎn)擊事件。該模塊緊扣校園綜合信息服務(wù)系統(tǒng)這一主題，充分考慮了用戶在瀏覽校園地圖時(shí)有可能需要的各類公共服務(wù)或者生活服務(wù)。

（8）后臺(tái)管理：該模塊包括平臺(tái)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、管理權(quán)限設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)計(jì)。允許操作員定期更新地圖、照片、實(shí)景等信息；允許對(duì)用戶權(quán)限的分配、回收；允許對(duì)建筑物、單位、及其它校園信息的標(biāo)注與修改。

結(jié)語：本著方便生活的目的，我們盡可能地以直觀逼真的方式進(jìn)行校園地理信息資源的展示，提供校內(nèi)各單位的圖文介紹、校園風(fēng)光、全景圖展示及校園生活相關(guān)的服務(wù)信息的查詢和導(dǎo)航服務(wù)功能，用來彌補(bǔ)傳統(tǒng)校園服務(wù)系統(tǒng)的不足。該地圖的建成使得地圖以新方式、更細(xì)化地應(yīng)用到學(xué)校生活中；同時(shí)，作為提供各類位置服務(wù)及資源管理服務(wù)的基礎(chǔ)平臺(tái)，該系統(tǒng)還將在學(xué)校的教學(xué)管理工作發(fā)揮更大的作用。

新技術(shù)的出現(xiàn)就是為了滿足人們的需要，因此，隨著時(shí)代的發(fā)展，地圖的形式、內(nèi)容也應(yīng)做出相應(yīng)的改變，與時(shí)俱進(jìn)，不斷采用新思路、新方法，本著“方便、快捷、實(shí)用”的目的，校園地圖為高校資源的可視化管理提出了解決方案，對(duì)校內(nèi)資源進(jìn)行有效的管理，從而進(jìn)一步提高高校資源的利用效率，優(yōu)化高校各類資源的配置，促進(jìn)高校信息化和智慧校園的建設(shè)，推動(dòng)高校的進(jìn)一步發(fā)展。