基于WebGIS的高考擇校查詢服務系統(tǒng)設計方案

郭力娜，吳 怡，王小剛

(華北理工大學 礦業(yè)工程學院，河北 唐山 063009)

基于WebGIS的高考擇校查詢服務系統(tǒng)設計方案

郭力娜，吳 怡，王小剛

(華北理工大學 礦業(yè)工程學院，河北 唐山 063009)

針對當前高考擇校參考信息普遍存在的查詢結果直觀性、易讀性和對比性差，空間定位、空間分析與可視化表達不夠等問題，設計了一個基于地理信息系統(tǒng)(WebGIS)的高考擇校查詢服務系統(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，既可實現(xiàn)對分數(shù)線和高校的查詢，又可使查詢結果與GIS空間數(shù)據(jù)庫中的地圖相匹配，實現(xiàn)查詢結果的多樣化空間表達。

地理信息系統(tǒng)；高考擇校查詢；GIS產(chǎn)品

在當前和今后很長一段時期，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\的重要途徑。因此，家長和考生不僅努力備考，而且根據(jù)成績單選擇高等學校和專業(yè)時更是慎之又慎。長期以來，高考擇校相關信息多以紙質材料為主，隨著計算機的發(fā)展及其在家庭中的普及，加之學校、家庭對高考的重視，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果表現(xiàn)上有不夠直觀的缺點，當模糊查詢結果有很多時，其對比性和易讀性也不夠友好。這主要是因為大部分網(wǎng)頁信息多以MIS系統(tǒng)存儲，其空間定位、空間分析和可視化表達效果不夠，而GIS平臺技術可以較好地實現(xiàn)上述分析和表達。

基于此，本研究以ArcGIS為技術平臺[1]，以統(tǒng)籌高校綜合信息為主，建立一個可視化表達高校信息的查詢服務網(wǎng)站，將普通的信息查詢與地理信息相結合，使用戶在查詢高校信息的同時可以獲知高校的實地位置，并將查詢結果以直觀性強的圖、表等形式顯示出來，希望可以幫助高考生更好地擇校，同時進一步幫助其了解和適應大學生活。

1 系統(tǒng)總體設計

1.1 系統(tǒng)目標

本系統(tǒng)主要用戶是高考學生及其家長，系統(tǒng)功能設計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詳細了解各高校歷年招生錄取情況；②分析對比同類高校錄取情況；③重點了解有報考意向學校的詳細信息；④了解大學生活等。故系統(tǒng)設計主要實現(xiàn)以下功能：分數(shù)線查詢、擇校推薦、具體學校詳細信息查詢、大學生活服務信息瀏覽與互動。

1.2 系統(tǒng)總體結構

系統(tǒng)基于B/S架構，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，以減輕服務器壓力。系統(tǒng)結構見圖1。

圖1 系統(tǒng)邏輯結構

1.3 數(shù)據(jù)庫設計

對任何系統(tǒng)而言，其核心模塊都是面向不同服務對象的數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫質量的優(yōu)劣，直接影響著系統(tǒng)目標的成敗。本系統(tǒng)通過地理數(shù)據(jù)庫進行空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的管理。本系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)是以全國行政區(qū)劃圖為工作底圖，主要圖層即“高?！眻D層通過實時收集全國高校相關信息，利用ArcGIS Desktop矢量化和符號化得到。地圖的發(fā)布用ArcGIS for Server實現(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)對服務器的壓力。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

整個系統(tǒng)主要由擇校功能模塊和生活服務功能模塊組成。其中，擇校功能模塊是本系統(tǒng)的核心，該模塊可以實現(xiàn)對高?；拘畔⑴c各高校近幾年招生分數(shù)的查詢，以及依據(jù)分數(shù)完成的擇校推薦查詢，且查詢結果可以使用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)功能框架結構見圖2。

圖2 系統(tǒng)功能框架圖

2 關鍵技術及應用

2.1 ArcGIS for Server

ArcGIS是美國環(huán)境系統(tǒng)研究所(Enviroment System Research Institute，ESRI)開發(fā)的新一代GIS軟件，是世界上應用最廣泛的GIS軟件之一。本系統(tǒng)設計主要利用其ArcGIS for Server軟件技術，因為它可提供廣泛的基于Web的GIS服務[4]，以支持在分布式環(huán)境下實現(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

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

2.3 WebGIS技術

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，可以實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)的檢索、查詢、編輯等基本功能，同時也是Internet上地理信息發(fā)布、共享和交流協(xié)作的基礎。WebGIS能充分利用網(wǎng)絡資源，將基礎性、全局性的處理交由服務器執(zhí)行，而數(shù)據(jù)量較小的簡單操作則由客戶端直接完成。

3 系統(tǒng)主要功能及實現(xiàn)

本系統(tǒng)Web客戶端有3個界面，安排在頁面右上角，從左到右分別是主頁界面、相關信息界面和地圖模式界面。其中，前兩個界面主要從視覺和高校學習生活動態(tài)信息瀏覽等方面實現(xiàn)系統(tǒng)設計的“生活服務功能”，地圖模式界面則主要實現(xiàn)系統(tǒng)設計的高考擇校功能。

3.1 系統(tǒng)首頁及生活服務功能的實現(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校全新生活的指導意見以及名校校訓，使用戶通過這些抽象和具象的信息對自己即將面對的學校生活形成初步的認知，能夠對自己的大學生活進行明確的規(guī)劃。相關信息界面中，用戶可以自主瀏覽服務端發(fā)布的高校排名信息，及時了解最新數(shù)據(jù)，以便對自己的擇校方向做出合理調(diào)整。

該部分主要使用HTML語言進行頁面布局，使用CSS文件設定樣式，并引用了jQuery開發(fā)包中的部分文件，使開發(fā)工作變得更加簡便，界面效果更加生動。界面設計使用鮮活而又不失嚴肅的綠色，簡潔明麗地將用戶帶入對大學生活的美好憧憬中。功能實現(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 名校動態(tài)

3.2 擇校模塊功能的實現(xiàn)

點擊主頁右上角的地圖模式，即進入擇校模塊。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”兩個功能標簽，分別實現(xiàn)高校查詢與推薦、周邊高校與分數(shù)線查詢等功能。

3.2.1 地圖操作

使用鼠標可以實現(xiàn)對地圖的基本操作：向上撥動滾輪即為放大，向下?lián)軇訚L輪即為縮小，按住鼠標左鍵拖動鼠標即可實現(xiàn)對地圖的平移操作。在界面初始化后，顯示地圖全圖，可以看到在每個行政區(qū)省會城市的位置顯示出一個氣泡消息框，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，可顯示詳細的高校名稱，鼠標單擊學校名稱附近區(qū)域，可彈出一個對話框，里面列出了該學校的類型、地址、聯(lián)系電話以及可以實現(xiàn)超鏈接的高校網(wǎng)址(點擊網(wǎng)址，可在聯(lián)網(wǎng)狀態(tài)下，進入高校主頁)(見圖7)。

3.2.2 高校推薦

“高校推薦”標簽下有“高校查詢”和“為我推薦”兩個功能區(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)推薦結果查詢相應高校。

(1)高校查詢

使用高校名稱進行檢索，根據(jù)用戶輸入的高校名稱通過QueryTask類和Query屬性值進行查詢，在地圖上標識出該高校的具體地理位置。查找結果中的要素用InfoSymbol氣泡消息框的方式在地圖中標識出[6]，要素的詳細信息(如名稱、類別、地址、電話、網(wǎng)址等，其中的網(wǎng)址是一個超鏈接，在其上單擊將打開學校網(wǎng)站主頁，方便用戶對高校有進一步、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。查詢到的結果以氣泡消息框特別標識，打開消息框的折疊即可查看高校的詳細信息(見圖8)。

圖6 地圖模式下省會高校信息統(tǒng)計

圖7 地圖模式下具體高?；拘畔?/p>

圖8 高校模糊查詢結果示意圖

(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數(shù)為其推薦適合的高校。用戶選擇高校所在地、考生所在地(不同省份的考生分數(shù)線不一樣)、文理科，并輸入考生的分數(shù)。系統(tǒng)將查詢出符合用戶選擇條件、分數(shù)低于或者相近于考生分數(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記出來。用戶還可同時在當前表格中瀏覽查詢結果，單擊表格不同列名還可實現(xiàn)對結果的按字段名排序。也可以在地圖中平移瀏覽查詢結果，打開高校位置消息框的折疊框，進一步查看推薦高校的基本信息及歷年分數(shù)，通過分數(shù)對比確定志愿意向(見圖9)。

3.2.3 輔助功能

輔助功能標簽下主要有分數(shù)線查詢、周邊高校查詢和參觀路線推薦3個功能區(qū)。

圖9 “為我推薦”高校查詢結果示意圖

(1)分數(shù)線查詢

用戶通過選擇查詢省份及批次即時刷新柱狀圖的顯示數(shù)據(jù)，查詢結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數(shù)線。其中橙色柱體為理科分數(shù)線，綠色柱體為文科分數(shù)線，當鼠標懸停在柱體上時，將彈出消息框顯示該柱體的詳細信息(見圖10)。該功能實際并未使用到Arcgis API for Flex開發(fā)包中提供的接口，而是單純使用了Flex的ComoBox控件進行數(shù)據(jù)綁定，使用ColomuChart綁定分數(shù)數(shù)組[7]，直觀顯示歷年分數(shù)數(shù)據(jù)。使用ActionScript編寫腳本，當ComoBox中的選擇項改變時，ComoBox的change事件被觸發(fā)，即時修改ColomuChart的綁定數(shù)。

圖10 分數(shù)線結果示意圖

(2)周邊高校查詢

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

圖11 周邊高校查詢結果示意圖

(3)參觀路線推薦

此模塊用到NAServer以便進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中應用其網(wǎng)址，通過RouteTask類實現(xiàn)最短路徑分析。對于最短路徑的分析，?？奎c的添加可以通過直接單擊地圖主要公路上的點獲得點位。選擇添加站點按鈕后，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，確定起始點后，系統(tǒng)將為用戶計算出一條起始點之間的最短行車路線，用戶可以進一步選擇添加障礙按鈕，在已經(jīng)計算出來的最短行車路線上單擊添加障礙點，此時系統(tǒng)將計算出另外一條避開此障礙點的最短行車路線(見圖12)。

圖12 參觀路線分析結果示意圖

4 結論與討論

(1)高考擇校對每一個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。相比現(xiàn)行的高考志愿填報系統(tǒng)和擇校查詢網(wǎng)頁，本系統(tǒng)將高校的基本信息、地理信息與分數(shù)信息集于一體，在單純的高校信息查找的基礎上添加了高校的地圖數(shù)據(jù)，將考生需要的學校信息在地圖上直接顯示，減少了考生查閱資料的時間。系統(tǒng)中的擇校推薦查詢功能，可以根據(jù)考生的分數(shù)為其推薦分數(shù)檔合適的學校。在實現(xiàn)系統(tǒng)查詢服務的基礎上，同時加入了對高校生活及動態(tài)的發(fā)布展示，幫助考生對高校生活形成正確的認識，為自己的未來大學生活作出相應的規(guī)劃、設計。除上述主要功能外，本系統(tǒng)還設計實現(xiàn)了一系列輔助功能，如周邊高校查詢和參觀路線分析等，但這兩個功能還可進一步豐富完善。

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

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

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(責任編校：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