一種基于GIS的維漢雙語(yǔ)新疆縣域動(dòng)態(tài)天氣服務(wù)客戶(hù)端研制?

排孜拉江·帕爾哈提，鄭江華

(1.新疆大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，新疆 烏魯木齊830046)

0 引言

有80%左右的信息與位置有關(guān)，位置服務(wù)（Location Based Services,LBS）已經(jīng)成為地理信息產(chǎn)業(yè)的支柱.新疆是多民族聚居的地區(qū)，少數(shù)民族在常住人口中占比近60%，因此，少數(shù)民族語(yǔ)言文字軟件具有相當(dāng)大的用戶(hù)市場(chǎng)，然而基于位置服務(wù)的軟件卻很罕見(jiàn).2005年8月首個(gè)采用地理信息系統(tǒng)制圖軟件和其它制圖工具集成應(yīng)用技術(shù)的維吾爾文地圖集《新疆維吾爾自治區(qū)地圖集》首發(fā)；在2009年出版發(fā)行了維吾爾文版《中國(guó)地圖》以及《世界地圖》[1～3]，這些地圖的維吾爾文標(biāo)記還是依賴(lài)于CoreDraw等平面制圖工具，缺少有效的工具型地理信息系統(tǒng)（Geographical Information System,GIS）軟件和維吾爾文地圖表達(dá)范式支持，這一直是維吾爾文地理信息服務(wù)推廣的瓶頸.本研究小組自2008年探索性地進(jìn)行了維漢雙語(yǔ)烏魯木齊公交查詢(xún)系統(tǒng)的研制[4]，并初步開(kāi)展了基于MapXtreme的維吾爾文新疆縣域動(dòng)態(tài)天氣信息查詢(xún)系統(tǒng)的研制[5]，特別是實(shí)現(xiàn)了基于谷歌在線地圖的動(dòng)態(tài)天氣維吾爾文查詢(xún)與發(fā)布[6]，以此為基礎(chǔ)嘗試了一種可嵌入其他網(wǎng)站用戶(hù)定義位置的維漢雙語(yǔ)位置服務(wù)信息提供機(jī)制[7].依照3G通訊和移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)，GIS應(yīng)用由傳統(tǒng)的單機(jī)向移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用轉(zhuǎn)變，而智能手機(jī)日益成為GIS技術(shù)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用重要新平臺(tái)[8].本文提供了一種在維吾爾文Android系統(tǒng)下基于GIS的維漢雙語(yǔ)新疆縣域動(dòng)態(tài)天氣服務(wù)客戶(hù)端，便于客戶(hù)使用以及產(chǎn)品市場(chǎng)化.本文的研究是已有研究成果的深化和延伸.

1 關(guān)鍵問(wèn)題與關(guān)鍵技術(shù)

1.1 移動(dòng)終端操作系統(tǒng)及其對(duì)維吾爾文的支持

目前，手機(jī)上操作系統(tǒng)主要有Symbian、Windows Phone(Windows Mobile)、Android、iOS、Black Berry、Bada、MeeGo、Maemo、Palm、MTK.截止2013年5月，Android系統(tǒng)的全球市場(chǎng)占有率達(dá)到75%[9]，這主要和Android系統(tǒng)的開(kāi)源性密不可分，這種開(kāi)源性使得其應(yīng)用與開(kāi)發(fā)的前景無(wú)可限量，特別是可以更好面對(duì)全球各個(gè)區(qū)域的語(yǔ)言差異的挑戰(zhàn).研究面向Android系統(tǒng)智能手機(jī)用戶(hù)具有更大代表性和用戶(hù)應(yīng)用范圍.2011年年中，出現(xiàn)了結(jié)合維吾爾文的書(shū)寫(xiě)特點(diǎn)以及Android開(kāi)放平臺(tái)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的維吾爾文Android平臺(tái)[10]，這對(duì)維吾爾文用戶(hù)的通信和整個(gè)新疆地區(qū)的信息化水平有重要的意義[11].在移動(dòng)終端底層平臺(tái)上更好地支持了本研究涉及的地圖及其屬性標(biāo)記信息的表達(dá)和查詢(xún)顯示.

1.2 移動(dòng)終端的維吾爾文輸入法

實(shí)現(xiàn)移動(dòng)終端維吾爾文輸入法加載主要有兩種方式：（1）在系統(tǒng)中加入完善的維吾爾文字符集的字體，前提是獲得手機(jī)root權(quán)限；（2）在應(yīng)用中內(nèi)嵌維吾爾文字體，此方法操作簡(jiǎn)便，更易實(shí)現(xiàn)，從而更受歡迎.最初的維吾爾文Android系統(tǒng)自帶的字體包含維吾爾文字符集，但其顯示并不完全符合維吾爾文表達(dá)習(xí)慣、不美觀，不完善.而新疆大學(xué)多語(yǔ)種信息處理實(shí)驗(yàn)室也曾提供了較為完善的Android系統(tǒng)維吾爾文輸入法[12].本研究擬采用MultiLing輸入法（MultiLing Keyboard），其作為Google Play商店上的一款功能全面的多國(guó)語(yǔ)言輸入法，可以將這款輸入法無(wú)限擴(kuò)展為多語(yǔ)言輸入法.目前，已實(shí)現(xiàn)在此輸入法包中添加優(yōu)化的維吾爾文字庫(kù)包，可以用長(zhǎng)按與滑動(dòng)的方式輕松切換各語(yǔ)言及輸入法.

1.3 移動(dòng)終端地圖標(biāo)記的維吾爾文表達(dá)顯示

面向互聯(lián)網(wǎng)（特別是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)）的維吾爾文地圖應(yīng)用罕有見(jiàn)到，其中的一個(gè)主要原因是：這類(lèi)應(yīng)用的地圖服務(wù)器或地圖容器不支持維吾爾文地圖標(biāo)記.這是一個(gè)基于地圖的維吾爾文位置服務(wù)應(yīng)用的一個(gè)重要技術(shù)瓶頸.利用EOT(OpenType Font)字庫(kù)即可解決此難題.微軟公司發(fā)布一款WEFT(Microsoft Web Embedding Font Tool)軟件，可以很方便地解決在網(wǎng)頁(yè)中嵌入特殊字體這一難題.能夠?qū)⒕W(wǎng)頁(yè)中字體制作成一個(gè)EOT格式的壓縮字庫(kù)，這個(gè)字庫(kù)中僅包含在網(wǎng)頁(yè)中使用到的文字，因此，體積非常小巧.當(dāng)客戶(hù)訪問(wèn)這個(gè)頁(yè)面的時(shí)候，瀏覽器會(huì)自動(dòng)下載該字庫(kù)，將其中的字體在網(wǎng)頁(yè)上顯示出來(lái)[6].網(wǎng)頁(yè)自定義字體技術(shù)解決了維吾爾文的表達(dá)問(wèn)題，該解決方案曾用于研究小組的WEB維吾爾文地圖標(biāo)記，證明了其有效性[6]，在本研究中，將用于支持智能移動(dòng)終端維吾爾文地圖標(biāo)記的實(shí)現(xiàn).

1.4 移動(dòng)終端基于GIS的維吾爾文空間查詢(xún)實(shí)現(xiàn)

根據(jù)已有文獻(xiàn)和研究小組的實(shí)際測(cè)試，目前主流的國(guó)內(nèi)外地理信息系統(tǒng)工具軟件均不支持維吾爾文的地圖標(biāo)記和圖元的維吾爾文屬性信息存儲(chǔ)，這也造成了維吾爾文地圖圖元空間信息和屬性信息互動(dòng)查詢(xún)的障礙.本研究由于針對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，同樣可以采用EOT技術(shù)，有效解決這一問(wèn)題，當(dāng)然根本性的解決還需要依賴(lài)工具型維吾爾文地理信息系統(tǒng)軟件及維吾爾文空間數(shù)據(jù)庫(kù)的支持.

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與主要功能實(shí)現(xiàn)

2.1 系統(tǒng)架構(gòu)與業(yè)務(wù)邏輯

本研究聚焦在移動(dòng)終端，也就是WebGIS的客戶(hù)端設(shè)計(jì)應(yīng)用，但離不開(kāi)服務(wù)端的支持.隨著智能手機(jī)硬件的升級(jí)，其處理能力已經(jīng)趕上幾年前的臺(tái)式機(jī).從充分利用資源、減少網(wǎng)絡(luò)通訊的角度和增加應(yīng)用商機(jī)的角度，本研究采用了C/S為主的混合架構(gòu)，即主應(yīng)用采用C/S架構(gòu)，地圖和動(dòng)態(tài)天氣服務(wù)采用B/S架構(gòu)的模式.服務(wù)端采用VS2005開(kāi)發(fā)平臺(tái)，集成免費(fèi)的Google Map API地圖服務(wù)組件與實(shí)時(shí)的Yahoo Weather RSS天氣信息，利用微軟提供的網(wǎng)頁(yè)自定義字體（*.EOT）技術(shù)解決了維吾爾文在WEBGIS應(yīng)用中的表達(dá)問(wèn)題.服務(wù)端提供基于WebGIS的新疆縣域?qū)崟r(shí)維吾爾文天氣信息查詢(xún)服務(wù).具體業(yè)務(wù)邏輯見(jiàn)圖1.

2.2 開(kāi)發(fā)環(huán)境與流程

系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境如下：1）操作系統(tǒng)：Windows 7；2）開(kāi)發(fā)語(yǔ)言：Java、XML；3）開(kāi)發(fā)工具：Eclipse、ADT1.5、JDK6.0、Android SDK1.5.

圖1 系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯簡(jiǎn)圖

圖2 客戶(hù)端開(kāi)發(fā)流程

客戶(hù)端的開(kāi)發(fā)流程如圖2所示，包括了從Android開(kāi)發(fā)環(huán)境的搭建、安裝開(kāi)發(fā)平臺(tái)、環(huán)境變量的配置、模擬器運(yùn)行應(yīng)用程序，到真機(jī)測(cè)試的應(yīng)用程序客戶(hù)端的設(shè)計(jì)過(guò)程.運(yùn)行成功后在基于Android框架API的基礎(chǔ)上添加組件，以及用SDK工具調(diào)試應(yīng)用程序，繼而導(dǎo)出APK文件進(jìn)行真機(jī)測(cè)試.

2.3 Android終端地圖服務(wù)實(shí)現(xiàn)

Android提供的地圖庫(kù)不是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的包，Google Map API為L(zhǎng)BS開(kāi)發(fā)者提供了基礎(chǔ)的地圖服務(wù).作為一個(gè)可選的API，在使用該API之前必須顯示在應(yīng)用程序中包含它，即需要在Android Manifest.xml中添加標(biāo)簽來(lái)包含所需要的庫(kù)，如下的XML代碼段所示：

要在Map View控件中查看地圖，需要在應(yīng)用程序中添加Android.Permission.Internet的權(quán)限，如下所示：

在本系統(tǒng)中涉及到的名為com.google.android.maps的包，其在Android中定義了一系列在Google Map上用于顯示、控制和層疊信息的功能類(lèi).可以很方便地支持智能手機(jī)進(jìn)行融合了谷歌地圖技術(shù)的地圖服務(wù)應(yīng)用開(kāi)發(fā)[12].

該系統(tǒng)客戶(hù)端包括了一個(gè)Android應(yīng)用程序涉及到的組件和類(lèi)，它們包括Activity、Intent Receiver、Service、Content Provider.它們?cè)谠撓到y(tǒng)中的布局和功能如圖3所示：

對(duì)于Android應(yīng)用程序與Map View組件的搭配使用上，系統(tǒng)將Map View組件存放在Android.View.View Group文件夾中，作為顯示地圖的View組件.同時(shí)，鑒于Map View需要通過(guò)后臺(tái)的線程來(lái)連接網(wǎng)絡(luò)或者數(shù)據(jù)文件，決定了Map View被Map Activity創(chuàng)建與管理，同時(shí)與Map Activity搭配使用.

圖3 Android終端地圖服務(wù)的實(shí)現(xiàn)

2.4 Android維漢雙語(yǔ)天氣服務(wù)客戶(hù)端用戶(hù)界面實(shí)現(xiàn)

2.4.1 Android維漢雙語(yǔ)天氣服務(wù)客戶(hù)端用戶(hù)主界面

Android維漢雙語(yǔ)天氣服務(wù)客戶(hù)端用戶(hù)主界面由View和View Group對(duì)象組成，UI相對(duì)簡(jiǎn)單，只要有一個(gè)輸入框、一個(gè)查詢(xún)按鈕以及顯示新疆縣域級(jí)以上動(dòng)態(tài)天氣信息框即可.用戶(hù)界面的主配置文件是main.xml，核心代碼：

Android:layout width=”fill parent”

Android:layout height=”fill parent”

Android:orientation=”vertical”>

android:id=”@+id/webView1”

Android:layout width=”match parent”

Android:layout height=”match parent”/>

2.4.2 維吾爾文地圖在手機(jī)屏幕上自適應(yīng)表達(dá)

計(jì)算機(jī)屏幕與手機(jī)屏幕不同，分辨率也不一樣.所以對(duì)手機(jī)屏幕把計(jì)算機(jī)瀏覽器上的源碼進(jìn)行修改并在手機(jī)客戶(hù)端開(kāi)發(fā)中也加上相應(yīng)的調(diào)整，其中我們用了Android Web View控件對(duì)它進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)代碼如下：

mwebView.getSettings().setBuiltInZoomControls(true);

//設(shè)置放大縮小按鈕

mwebView.getSettings().setSupportZoom(true);

//讓支持放大縮小

mwebView.getSettings().setJavaScriptEnabled(true);

//讓支持Java script

mwebView.getSettings().setPluginsEnabled(true);

//讓支持插件

mwebView.getSettings().setJavaScriptCanOpenWindowsAutomatically(true)；//讓自動(dòng)加載Java script

mwebView.setInitialScale(100);

//初始打開(kāi)顯示100%

2.4.3 加載瀏覽器端并顯示查詢(xún)內(nèi)容

地圖在手機(jī)屏幕上的控件設(shè)計(jì)以及自適應(yīng)表達(dá)完成之后，向服務(wù)器端發(fā)送請(qǐng)求，加載瀏覽器端的系統(tǒng)布局.同時(shí)，查詢(xún)內(nèi)容顯示在手機(jī)客戶(hù)端.實(shí)現(xiàn)核心代碼如下：

實(shí)現(xiàn)手機(jī)端查詢(xún)結(jié)果顯示核心代碼：

3 移動(dòng)終端系統(tǒng)界面與測(cè)試

將導(dǎo)出的APK文件安裝到Android系統(tǒng)手機(jī)上，同時(shí)安裝MultiLing維吾爾文輸入法，并運(yùn)行.待Google Map和自定義的新疆縣域級(jí)地圖加載完整后，可在手機(jī)界面顯示的輸入框中輸入要查詢(xún)天氣信息的縣市名稱(chēng)，進(jìn)行維漢雙語(yǔ)查詢(xún).最后，維漢雙語(yǔ)查詢(xún)結(jié)果顯示手機(jī)截圖如圖4、圖5所示.

圖4 移動(dòng)端應(yīng)用程序主界面

圖5 阿拉爾動(dòng)態(tài)天氣查詢(xún)結(jié)果實(shí)例

經(jīng)系統(tǒng)測(cè)試，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，可方便查詢(xún)新疆主要31個(gè)縣市實(shí)時(shí)天氣信息，實(shí)現(xiàn)了基于Android系統(tǒng)智能手機(jī)的維漢雙語(yǔ)新疆縣域天氣動(dòng)態(tài)實(shí)況查詢(xún)系統(tǒng).

4 結(jié)束語(yǔ)

本研究基于GIS系統(tǒng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了針對(duì)主流智能手機(jī)操作系統(tǒng)——Android的維漢雙語(yǔ)新疆縣域動(dòng)態(tài)天氣查詢(xún)系統(tǒng)，并驗(yàn)證了其對(duì)維吾爾文地圖表達(dá)和基于維吾爾文地名屬性的動(dòng)態(tài)天氣和圖元查詢(xún)的有效性.提供Android維吾爾文手機(jī)用戶(hù)一種新穎的位置服務(wù)應(yīng)用.由于用戶(hù)的多樣性，后期工作將考慮在其它操作系統(tǒng)的智能手機(jī)上系統(tǒng)功能的實(shí)現(xiàn).

感謝新疆大學(xué)新疆多語(yǔ)種信息技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室哈利木拉提教授在論文組織上提出的建設(shè)性意見(jiàn).