基于MapGIS與Android的掌上校園的設計與實現

閆文豪 賈瑞斌 黃河浪 曾小娟 羅津

摘 要：如今智能手機行業蓬勃發展，而基于位置的移動應用更是層出不窮，占據了各行各業，基于這樣的背景，設計一款移動GIS應用十分有價值且具有現實意義；掌上校園是一款基于GIS與Android的移動應用，主要服務大學校園內學子的校園生活，充當學子們的生活管家、學習助手；文章主要介紹該應用的設計思路與實現過程及實現感想。

關鍵詞：移動GIS；掌上校園；Android；MapGIS

1 引言

隨著移動互聯網的發展與普及，移動應用也如雨后春筍般快速發展并覆蓋各行各業；繼智能手機支持GPS導航后，眾多應用程序的開發都與位置緊密關聯，如社交行業的微博、騰訊微信等，旅游行業的面包旅行、攜程旅行等，餐飲行業的美食達人、美食天下等，這使得移動GIS備受人們親睞。

結合GIS與Android進行開發符合當下移動互聯網的發展趨勢。本文擬學生最熟悉的大學校園為研究對象，利用Android的優勢-通過圖、文、視頻、全景、動畫等各種方式生動形象地向新生介紹校園內的各種境況，實時向老生展示校園動態，利用GIS的強大的空間特點幫助新生快速熟悉校園環境，同時可以方便老生的校園生活，不僅可以宣傳校園，還可以豐富校園生活，讓校園生活更有活力、更有意義。GIS的核心是地圖，考慮到數據的來源與真實性，江西師范大學，運用當下熱門的移動GIS設計一款以學生為主體服務對象的智能手機應用，Android系統的市場份額一款服務校園學子、活躍校園生活、展現校園活力與激情的為宗旨的應用。

2 設計思路概述

2.1 設計目標

以江西師范大學校園為地圖背景，通過Android平臺以文字、圖片、視頻、全景、動畫等方式來展示校園的各種信息，利用GPS實現GIS對地圖的位置信息的操作與管理，通過定位了解地圖的地物信息，進而展示校園內的環境，充當用戶的導航者，通過緩沖區分析，幫助用戶了解周邊的環境，為用戶提供一些有效的選擇。整個應用以用戶為中心，緊密結合地圖為用戶服務，充分體現移動GIS的優勢。

通過MapGIS K9 SP3軟件對校園地圖進行數字化，并利用MapGIS Mobile 9地圖功能開發該應用的技術方案。

2.2 “地圖+展示+互動”的功能定位

江西師大掌上校園智能應用功能大體分為三大模塊：（1）地圖基本操作功能，，主要是針對地圖的一些基本操作和分析功能，如放大、縮小、畫點、標記、緩沖區分析等。（2）校園信息數據展示功能，這主要是對存入SQL Server數據庫中的數據，通過Android文字、圖片、動畫、全景、視頻等多種表現形式展現給用戶；（3）用戶互動功能，核心功能，用戶通過注冊登錄本應用就可以對校園內的多種信息（餐飲、課程、兼職、培訓等）進行評價、發布，不僅可以及時地了解校園內的動態還可以隨時發表自己的觀點，充分調動用戶的參與性，體現整個校園活躍的互動氛圍。

3 應用設計

3.1 應用功能設計

根據應用的功能設置和要求，應用的主要功能主要包括：查詢校園資訊，學習，校園餐飲，校園信息，社團活動，附近查詢。總體技術流程如圖1所示。

3.2 應用結構設計

3.2.1 數據庫設計

掌上校園應用中包括地圖空間數據、學校信息屬性數據兩大數據類型。其中地圖空間數據利用MapGIS制作完成，并存儲到jxnu.db地圖中，學校信息屬性數據存儲在cater數據庫（SQL server 2008 R2）中。在進行數據庫設計時，首先通過數據分層、圖層管理、屬性編碼和空間索引設計從而建立空間數據庫，然后進行屬性數據庫設計，最后建立空間數據庫與屬性數據庫的連接關系。數據框圖如圖2所示。

3.2.2 地圖空間數據

本數據包含在jxnu.db中，jxnu.xml為索引。jxnu.db中包括有jxnucampus、教學辦公、公寓樓、馬路、食堂五個面狀圖層，lines、道路兩個線狀圖層，銀行、快遞、超市等點狀圖層。

3.2.3 學校信息屬性數據

本應用的學校信息數據來源于江西師范大學官網和自己在江西師范大學校內收集與調查。本數據庫包含：用戶信息（UserRegistion）、餐飲（repast）、專業（Profession）、課程（Courses）、社團（Organization）、課程評價（CoursesComment）等25個表。

用戶信息由賬號、用戶名、用戶信息、密碼四個字段組成。用戶信息表主要是用戶注冊之后存儲用戶信息，方便管理用戶。

餐飲表記錄餐飲店鋪相關信息。餐飲表由店名、類別、地址、電話、老板、外賣、樓層、特色菜、店鋪圖、簡介、評價、特色菜圖集十二個字段組成。餐飲表包含江西師范大學五個食堂內各店鋪的信息。

專業是很多學生關注掌上校園應用的重要因素。江西師范大學有很多專業，我們用一個表記錄這些專業，字段包括專業名、創辦時間、專業簡介、所屬學院、地址。

為調動在校大學生對掌上校園的充分關注。該應用針對學生自己要上什么課呢？哪個課好？誰授課？有多少個學分？授課地點等信息提供了查詢和評價界面。課程表包括課程名、授課教師、授課教室、學分、課程簡介、所屬專業、課程評價字段。

社團是大學中的一個特色，它能豐富大學生的業余生活，讓大學生活的更加多姿彩。社團表記錄江西師范大學的各個社團信息，包括社團名、所屬學院、社團主席、主席電話、社團簡介、創辦時間、社團類別等字段信息。

用戶可以對課程評價、打分，所以需要一個表來記錄用戶對課程的評價信息和打分數值，根據課程評價表的信息情況分析課程的受歡迎程度。課程評價表包括課程名、課程評分、用戶帳戶、時間、評價等字段信息。

4 應用實現

4.1 應用功能實現流程

在APP應用的實現過程中，首先對校園地圖空間數據和校園信息數據進行收集和整理，分別進行數字化成圖和數據入庫，然后在Eclipse開發環境里進行功能的設計和實現階段。其中功能分為三大模塊：對地圖的操作功能，數據庫的調用及其顯示功能以及數據庫與地圖交互的功能。系統的基本流程如圖1所示。

4.2 主界面的實現

根據應用的功能設計，同時以便于操作和使用為原則，主界面設計如圖3所示。

為了突出本應用的特色，一進入應用就能看到數字化的地圖，界面的最上方為搜索框，用戶可以通過輸入需要查詢的信息，還可以選擇相應的分類信息進行查詢，最終應用會將結果以合適的方式展現給用戶；右邊圖標為應用的主菜單按鈕，添加了手勢特效，用戶可以單擊菜單或滑動菜單，菜單主要有模擬新生入學、校園、周邊、學習、餐飲、信息、活動七個子菜單；左邊圖標為用戶登錄與注冊按鈕，用戶通過注冊與登錄之后便可以體驗本應用的更多的服務；在主界面，用戶可以對地圖進行放大、縮小、旋轉、標記、查看地物信息等操作。

4.3 菜單的實現

菜單包括七個子菜單：（1）模擬新生入學：這是針對新生報到專門設計的一個模塊，是本應用的一個特色功能；一進入場景，應用就會按照當年新生入學報到的流程模擬新生報到，每一步都會與地圖進行交互，通過定位到地圖上相應的位置，以地圖的空間直觀感讓用戶體驗到場景的真實。（2）校園：校園子功能菜單界面如圖4所示。主要幫助校園新生用戶更好地了解校園，其中包括六個子功能：簡介，界面上方通過頁面效果以文字的形式分類介紹校園，包括校園簡介、校園現任領導、校園歷史沿革、校園信息指南、校園機構、校園視頻；界面下方顯示的是校園內一些美景圖片，通過圖片滾動的形式展示，點擊圖片還可以查看大圖；風光，通過調用數據庫，以圖文并茂的形式展示校園內的景點，還可以查看景點的全景圖；學院，用戶可以查看學校的各個學院的詳細信息，并可以對其開設的專業進行了解，還可以通過定位，到地圖上查看相應的信息；專業，用戶通過查詢專業信息，可以查看所屬學院的信息；寢室，展示校園的寢室信息，分為本科生宿舍、研究生宿舍、周轉房；教室樓，針對校園內的主要的教學樓進行介紹，通過定位到地圖上查看詳細信息，便于用戶進行了解教學樓的結構。（3）周邊：方便用戶查看周邊環境的境況，提供周邊一定范圍內用戶所要查詢信息的結果，如餐飲、營業廳、郵局等，這是基于地圖緩沖區設計的一個功能。（4）學習：學習界面如圖5所示。為了方便用戶的學習，本功能模塊提供教室查詢，課程查詢，課表查看、添加與刪除，查看校園達人、推薦身邊達人幾大功能，用戶可以進行查看課程詳情、添加課程到課表、查看課程評論、添加課程評論、與地圖進行交互可以查看課程上課地點、刪除課表等操作。（5）餐飲：餐飲界面如圖6所示。包括餐飲搜索、店長推薦、吃貨推薦三個功能，可以查看各種餐飲信息，電話預定餐飲，評論餐飲、推薦餐飲，用戶評論與推薦實現了本應用用戶之間的互動。（6）信息：信息界面如圖7所示。為了方便用戶及時了解校園內的各類消息動態，用戶不僅可以查詢校園內的各種信息，還可以自己發布信息。（7）活動：這個功能主要是為了豐富用戶的校園生活，幫助新生更好地計劃校園生活與了解校園活動，為用戶展示校園內的各社團、各校園活動的詳細信息。

5 系統特色

掌上校園的智能應用具有如下特色：（1）多元化智能應用：本應用是基于GIS與Android開發的一個移動GIS應用，結合了地圖、實時定位、拍照攝像、視頻瀏覽等智能應用展示學校組織、學院、專業、風景等信息，是一款較為典型的面向高校學生的多元化校園智能應用。（2）支持更新與互動：以校園學子為中心設計了許多特色功能，如新生模擬入學、空閑教室查詢、選課與評價、校園信息（餐飲、兼職、促銷、講座、培訓等）發布與互動等，部分信息能夠實現實時更新與推送，對于高校學生具有實際參考價值。（3）數據真實可靠：本應用的數據都是基于校園范圍內進行搜集的，經得起用戶-校園學子的考驗。

6 結束語

本應用的服務范圍定位于校園，以學生為中心設計功能，依據新老生不同的需求進行設計與技術實現。對于新生：以江西師范大學地圖為載體，在地圖上可以清晰鳥瞰整個江西師范大學校園，能更快速認識師大，還可以進入“校園資訊”模塊對師大的專業、師資力量、教學環境等有更詳細的了解。對于老生：設計多樣化的服務功能，在“學、玩、吃、消費、視野”五個方面進行服務探索，實現一個的信息展示與互動的掌上校園。

參考文獻

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作者簡介：閆文豪，賈瑞斌，黃河浪，曾小娟.江西師范大學地理與環境學院 2010級GIS專業，本科生。

通訊作者：羅津（1979-），男，江西師范大學地理與環境學院，GIS系 副教授。