基于Google Maps API等高線地形圖專題網(wǎng)頁的開發(fā)與應(yīng)用

江蘇省鹽城經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)中學(xué)（224007） 馮美順 王 圣 王 霞

Google Maps API（以下簡稱API）是Google為開發(fā)者提供的Maps編程API，目前已升級為第3版。它允許開發(fā)者在不必建立自己的地圖服務(wù)器的情況下，將Google地圖嵌入到網(wǎng)站之中，從而實(shí)現(xiàn)嵌入Google地圖的服務(wù)應(yīng)用。此外，API還提供了大量實(shí)用工具以處理地圖，通過各種服務(wù)向地圖添加內(nèi)容，使開發(fā)者能夠開發(fā)出各種各樣有趣的地圖應(yīng)用程序，等高線地形圖專題網(wǎng)頁（以下簡稱專題網(wǎng)頁）就是一個(gè)基于API開發(fā)的，能應(yīng)用于中學(xué)地理課堂教學(xué)的地圖應(yīng)用程序。

一、地形圖專題網(wǎng)頁的主要功能

根據(jù)中學(xué)地理等高線地形圖的教學(xué)要求和Google地形圖的特點(diǎn)，專題網(wǎng)頁（網(wǎng)址http://www.yckz.cn/dl/contourmap.aspx）在開發(fā)中主要規(guī)劃了以下功能：

1. 顯示區(qū)域等高線地形圖

專題網(wǎng)頁中默認(rèn)顯示的是臺(tái)灣南部某區(qū)域的等高線地形圖，通過平移和縮放操作，還可以隨意顯示其它地區(qū)的等高線地形圖，功能界面如下圖1所示。

圖1 顯示區(qū)域等高線地形圖

2. 標(biāo)記地點(diǎn)

專題地圖允許教師在地圖上任意標(biāo)記地點(diǎn)，并能自動(dòng)顯示標(biāo)記點(diǎn)的海拔高度和點(diǎn)間的水平距離，功能界面如下圖2所示。

圖2 在等高線地形圖上標(biāo)記地點(diǎn)并自動(dòng)顯示海拔

3. 自動(dòng)連接標(biāo)記點(diǎn)并生成地形剖面圖

如果教師在地圖上標(biāo)記了兩個(gè)以上的地點(diǎn)，則這些點(diǎn)能自動(dòng)連接成線。點(diǎn)擊地圖下的“生成剖面圖”按鈕，還可以自動(dòng)繪制出沿路線的地形剖面圖，功能界面如下圖3所示。

圖3 自動(dòng)連接標(biāo)記點(diǎn)并生成地形剖面圖

二、專題網(wǎng)頁的開發(fā)重點(diǎn)與解決技術(shù)

1. 把地圖嵌入網(wǎng)頁中

API是通過JavaScript將地圖嵌入到網(wǎng)頁中的，在網(wǎng)頁上顯示Google地圖只需幾個(gè)簡單的步驟:

· 使用 script 標(biāo)記載入 Google Maps API

· 定義 JavaScript 對象常量

· 編寫創(chuàng)建“map”對象的JavaScript 函數(shù)

設(shè)定以臺(tái)灣南部某地為中心的等高線地形圖的主要代碼如下：

以上代碼中，script標(biāo)記內(nèi)的http://maps.googleapis.com/maps/api/js網(wǎng)址指向Google Maps API JavaScript文件所在的位置，該文件會(huì)載入使用API所需的全部符號與定義，由于專題地圖無需傳感器確定位置，所以還要把sensor參數(shù)的值設(shè)置為false。

API提供了四種地圖類型，分別是道路地圖、地球衛(wèi)星圖像、普通地圖和衛(wèi)星圖以及地形圖，Google地圖網(wǎng)站默認(rèn)的地圖類型是道路地圖（ROADMAP）,專題網(wǎng)頁選用的是地形圖（TERRAIN）。

2. 標(biāo)記地圖上的地點(diǎn)

僅有上述代碼還不能夠支持教師在專題地圖上自由標(biāo)記地點(diǎn)的交互操作。在API中，地圖上顯示的每個(gè)對象都已包含了大量命名的事件，開發(fā)者可以通過在event命名空間中注冊addListener事件偵聽器，對用戶操作做出響應(yīng)。專題地圖中，需要?jiǎng)?chuàng)建的用戶操作響應(yīng)是當(dāng)他們在點(diǎn)擊地圖時(shí)，在所點(diǎn)擊的位置創(chuàng)建一個(gè)標(biāo)記。實(shí)現(xiàn)這樣的操作效果，首先需要在初始化地圖函數(shù)中添加地圖事件偵聽器，然后再構(gòu)造出相應(yīng)的事件處理程序。專題地圖中添加的事件偵聽器的語句如下，它的三個(gè)參數(shù)分別是地圖、鼠標(biāo)單擊和添加標(biāo)記函數(shù)。

google.maps.event.addListener(map, 'click',addMarker);

Google地圖上的標(biāo)記是指地圖上的單個(gè)位置，它與專題網(wǎng)頁中根據(jù)點(diǎn)自動(dòng)連成的折線一樣，都屬于疊加層。API中的疊加層是地圖上與經(jīng)緯度坐標(biāo)綁定的對象，會(huì)隨用戶拖動(dòng)或縮放地圖而移動(dòng)。設(shè)置標(biāo)記用google.maps.Marker方法，而把點(diǎn)連成折線則應(yīng)使用google.maps.Polyline方法，示例代碼如下。

google.maps.Marker方法中position屬性將決定該標(biāo)記在地圖上的位置，因此必須指定一個(gè)LatLng對象(經(jīng)緯度坐標(biāo))。google.maps.Polyline方法中，path屬性值是必須指定的，不過與標(biāo)記單個(gè)位置的點(diǎn)不同，它需要指定為LatLng對象的數(shù)組，并且只有當(dāng)數(shù)組中包含兩個(gè)以上的值時(shí)，折線才會(huì)顯示。專題地圖中，LatLng對象的值是由用戶點(diǎn)擊地圖時(shí)產(chǎn)生的，并由參數(shù)location負(fù)責(zé)傳遞。

3. 顯示海拔與距離

專題地圖上點(diǎn)的海拔高度和折線的實(shí)際距離，是通過調(diào)用API的外部服務(wù)得到的，其中地面上點(diǎn)的海拔數(shù)據(jù)是由ElevationService服務(wù)提供的，而DistanceMatrixService則提供距離服務(wù)。通過構(gòu)建海拔和距離服務(wù)對象，可實(shí)現(xiàn)在專題地圖上顯示海拔和水平距離的功能。服務(wù)對象構(gòu)建的代碼如下：

A P I中單獨(dú)地點(diǎn)的海拔服務(wù)請求使用的是getElevationForLocations()方法，由于繪制地表剖面圖需要取得剖面線上一系列點(diǎn)的海拔，因此需要調(diào)用getElevationAlongPath() 方法，在調(diào)用此方法時(shí)，必須傳遞一個(gè)沿剖面線提取多少個(gè)點(diǎn)的參數(shù)。調(diào)用getElevationAlongPath的代碼格式如下。

為防止出現(xiàn)濫用服務(wù)的現(xiàn)象，API對海拔服務(wù)設(shè)置了評分限制，對距離服務(wù)雖沒有設(shè)評分限制，但如果在特定時(shí)間內(nèi)請求過多，也會(huì)返回OVER_QUERY_LIMIT（超過查詢限制）的響應(yīng)代碼。

三、專題網(wǎng)頁在教學(xué)中的應(yīng)用

1. 判讀山地地形部位

初中地理教材通過一幅“等高線示意”圖，把直觀的立體山體與該山體經(jīng)過等高面切割后產(chǎn)生的等高線在平面上的投影相結(jié)合的方法，說明了等高線繪制的基本原理，既形象又直觀，有利于學(xué)生對等高線地形圖的理解，但要求學(xué)生能從等高線地形圖上分析出山地不同部位的等高線形態(tài)特點(diǎn)，還是顯得非常抽象。專題網(wǎng)頁中的地形圖，把等高線直接繪制在俯視的立體地形之上，使等高線與實(shí)際地形有機(jī)地結(jié)合在一起，緩坡、陡坡、山脊、山谷和鞍部等山地不同部位的等高線形態(tài)特點(diǎn)一目了然，非常直觀（見上圖1）。教師通過平移地圖，還可以讓學(xué)生觀察更多感興趣的區(qū)域等高線地形圖（比如自己家鄉(xiāng)的），進(jìn)一步豐富和充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，提高學(xué)生的等高線地形圖判讀能力。

2. 計(jì)算（估算）高度和坡度

利用專題地圖標(biāo)記地點(diǎn)、自動(dòng)連線、生成剖面和信息提示等功能，教師可引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)等高線地形圖繪制的基本原理，觀察分析專題地圖中標(biāo)記地點(diǎn)的海拔高度、計(jì)算（估算）兩點(diǎn)間的相對高度及坡度和繪制地形剖面圖等，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生從地圖上獲取地理信息、分析和運(yùn)用地理數(shù)據(jù)的能力。此外，通過展示專題地圖操作的交互性和信息反饋的新穎性特點(diǎn)，還讓學(xué)生體驗(yàn)地理信息技術(shù)的魅力，激發(fā)他們學(xué)習(xí)地理知識的興趣。

3. 分析地形對河流、聚落分布和工程建設(shè)等的影響

地形是地理環(huán)境的構(gòu)成要素之一，與其它地理環(huán)境要素和人類活動(dòng)的關(guān)系密切，通過切換和對比顯示一些實(shí)際區(qū)域的地形圖、道路交通地圖和地球衛(wèi)星圖等不同的圖像資料，能引導(dǎo)學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際地分析地形對河流、聚落分布和工程建設(shè)等的影響。

（1）對河流的影響

通過觀察某一地區(qū)的等高線地形圖(圖4)，便可分析出河流常發(fā)育于山谷處，山脊常成為分水嶺，河流的流向總是與等高線的彎曲方向相反、等高線密集的河谷，河流落差大等河流的水系與水文特征。

圖4 地形對河流的影響

（2）對聚落分布的影響

聚落主要分布在平原地區(qū)，山區(qū)聚落規(guī)模通常較小，數(shù)量也少，且多分布在地勢較低的河谷地帶。觀察臺(tái)灣南部某一區(qū)域的等高線地形圖（圖5），可直觀地了解聚落分布的這一特點(diǎn)，結(jié)合地形、河流和交通等條件還能進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生綜合分析這一特點(diǎn)的成因。

圖5 地形對聚落分布的影響

（3）對工程建設(shè)的影響

道路修筑和水庫建壩等建設(shè)工程，均要充分考慮當(dāng)?shù)氐牡匦螚l件。觀察臺(tái)灣南部某山區(qū)公路的分布圖（圖6），可以發(fā)現(xiàn)為了降低坡度和保證運(yùn)輸安全，上山的公路呈成“之”字形彎曲，而山上的公路基本上沿等高線延伸的山區(qū)道路修筑的特點(diǎn)。

圖6 地形對山區(qū)公路修筑的影響

赫奇赫奇水庫位于美國西部加利福尼亞州舊金山市附近，對比觀察美國西部赫奇赫奇水庫大壩的衛(wèi)星圖像與地形圖（圖7）, 不僅能讓學(xué)生感受水利工程的雄偉壯觀，還能引導(dǎo)學(xué)生分析水庫壩址選擇的科學(xué)性。大壩建在等高線密集的河流峽谷處，既可減少工程量和投資，又能增加安全系數(shù)，庫區(qū)范圍是面積較大的寬闊河谷，提供了較大的容水空間，大壩以上有一定的集水面積，能為庫區(qū)提供較充足水源。

圖7 地形對水庫建壩的影響

Google地圖信息量巨大，把專題網(wǎng)頁應(yīng)用于地理課堂教學(xué)之中，不僅能豐富教學(xué)手段、充實(shí)教學(xué)內(nèi)容，而且能增強(qiáng)學(xué)生的感性認(rèn)識，有利于培養(yǎng)學(xué)生的地理邏輯思維能力，提升地理信息素養(yǎng)。