基于GPS定位系统的校园电子地图应用

山东协和学院 陈欣欣 杨艳云

随着科技的发展，纸质地图逐渐淡出人们的视线，取而代之的是电子地图。随着高校的不断发展，校园建筑面积不断扩大，其内部设施也日趋丰富多样，为了方便广大师生的出行，切实解决找不到路、不好找路的问题，我们将探讨利用编程技术、GIS(地理信息系统）和GPS移动定位技术等，结合校园特点以及使用者的喜好，设计、开发一款校园电子地图，并对其应用进行分析。

GPS主要由空间卫星、地面监控系统和系统设备几部分组成。GPS导航及定位技术给人类生活带来极大便利，其精密的全球定位、简便的观测、优异的实时性、良好的抗干扰性能等优点得到了广泛应用。

1 前景

人们日常使用的地图很多，比如高德、百度地图等。这种电子地图方便、准确、快捷，可通过手机端随时修正路线和辨识方向。电子地图可以找到最优路线，同时还会提供几个备选路线，包括离你最近的路线、时间最短的路线、红绿灯最少的道路、步行最少的路线等以及选择这条路线的基本费用，比如选择高架路线，就会包括过路费、过桥费等。随着电子地图的不断深入，许多企业也逐渐认识到电子地图的重要性，明确企业所处的位置、方便用户查找企业各大分店的位置和最佳路线等。电子地图的广泛使用，为企业推送信息带来了便捷。虽然这种电子地图适用范围广，服务种类丰富，定位准确，但是对于大学这种相对封闭的区域来看，使用率不高。

2 校园电子地图应用调研状况分析

为了深入了解该地图的适用性、实用性，我们有针对性的在我校选取众多学生和教职工人员进行了问卷调查。

问卷主要包括三个方面：第一，了解被调查者的基本信息；第二，了解师生们对校内路线、设施、建筑的看法、意见，经常活动的范围、校内建筑间的联系，是否熟悉周边环境等；第三，针对电子地图的希冀，即有什么样的建议、存在问题的原因和解决对策等一系列相关调查。该调查问卷一共选择500份样本，其中，学生样本400份，占比80%；教职样本100份，占比20%。调查样本对年级、学院与专业等方向综合考虑、均衡分配，符合实际情况，具有一定的代表性、客观性和全面性，调查问卷的分析结果比较可观。调研主要包括以下问题：

您对于电子产品的使用程度？

您在陌生的环境中偏向于使用地图还是找人询问？

你对导航类产品的了解程度有多少？

你的手机里目前是否装有地图导航软件？

您在选择导航地图的时候，更看重的是什么？

您认为学校的建筑风格的同一性程度好吗？

您觉得学校的分区（如教学区、生活区、运动区等）明显吗？

您觉得学校的道路网络呈什么形状？

通过调查问卷的形式深入了解学生们对电子地图的需求，基本功能等，为未来的发展提供了可行性方案。首先，的确存在一部分学生仍不熟悉校园情况的问题，而且还有一些非常熟悉校园情况的同学也对校内电子地图充满了期待，可见电子地图是可行的。其次，通过研究发现，广大师生对电子地图的需求不仅停留在基础功能层面，如基本的多维地图、GIS地理信息导航、标识、实景、实时功能等，还提出了一些特有的功能，比如关于校内资源的可视化管理，食堂餐厅特色，特定的活动领域、活动区域时间及快递存取人流量的问题都提出了新的要求和建议。再次，调查了解了同学们对电子地图的喜好，不仅仅需要通过技术实现电子地图的基本功能，还需要针对学校内部的所有位置点进行定位，明确各个地点的路径导航，并能够保证界面简洁直观，给用户更为直观的感受。整体来看，该调查基本达到了预期目的，能够明确学生对校内地图的需求，但问卷也存在一些不足之处，比如问卷答题质量不一，专业、年级存在问卷分配不均的状况。

3 地图设计与开发

校园电子地图服务平台以山东协和学院郭店校区空间信息为基础数据，对校内地理空间数据加以组织，建设与集成各类与地理信息相关的资源管理系统，将地图作为校内外人员熟悉校园的入口为用户提供各类校园服务。

3.1 服务对象

该地图的服务对象主要是校内师生，前来学校了解参观人员，校外考试人员等不熟悉校园内部环境的人员。

3.2 技术原理

该地图基于API（Application Program Interface）的新兴技术与传统的数据库信息系统，运用编程技术，并结合GIS（地理信息系统）技术和GPS移动定位技术，以本校校区空间信息为基础数据，对校区空间数据进行采集、存储、检索、建模、分析、输出后加以组织，通过建立二维平面地图、三维地图基础平台，直观地显示校园信息，便于用户查找地理位置信息，并能够对地图进行平移、缩放、显示比例尺等操作；使用全景图控件，实现实时共享；建设与集成各类与地理信息相关的资源管理系统，将特定的地理信息数据进行捆绑，从地图的视角整合校内各个信息服务系统，以弥补传统校园服务系统的不足，从而进一步提供更为方便、快捷的生活。

3.3 功能设计

该地图利用GIS、GPS等技术结合校园内部位置信息，有效地将平台接口技术引入到校园信息查找服务系统中。该地图主要包括获取自身定位、基本地图浏览、分类浏览、展示校园信息，并在此基础上，为用户提供各类公共服务和生活服务。如若系统出现异常问题，可以通过后台管理功能对信息数据进行维护，修复系统问题，此外，通过后台管理系统还可以进行一系列其他操作，比如在二维、三维地图添加编辑各种多媒体挂件，包括视频、图片、实景等。

该系统分为地图浏览、校园地点查询、校园信息显示、校园路径导航以及其他功能服务、后台数据库管理六大功能模块，各模块具体功能如下：

（1）地图浏览：根据校园实景建立二维平面地图及三维虚拟地图。二维平面地图调取现有成熟的地图图层或采用绘制图层方式进行图层渲染，二维地图可以实现放大、缩小、任意查看、任意拖动，导航、测距、综合查询等功能。三维地图要求建筑物大小、尺寸、外形等各方面要逼近实景，地图设置多层级以供多级大小缩放，并且地图覆盖范围包括我校周边的道路、公交站点和主要建筑物。

（2）地点查询：对校园各个建筑地点进行信息标注，标注信息可以定期进行更新并存储于数据库中，支持POI（Point of Interest，兴趣点）的信息维护。根据用户输入信息进行数据库信息匹配，列出检索结果。根据用户需要标注目标地点的坐标定位和路线导航服务。

（3）校园信息显示：在地图上点击想要了解的校园具体位置，此位置可以是搜索框内查询的结果或是点击左边导航栏获取的分类结果，点击后会在信息窗口内显示相应的介绍信息，同时能够显示从个人位置到该地点的路线。

（4）校园概况分类浏览：对校内资源进行分类设计，地图左侧设置导航栏，用户可点击导航栏内相应类别，所有分类名称和对应图标随着地图的加载显示在地图浏览界面左侧区域，由此，用户可获取所有校园信息。导航栏分类对象包括：各个学院、行政部门、生活服务设施、教学楼、学生公寓、学校周边建筑等。

（5）校园路径导航：根据用户所选择路径的起点和终点来规划步行路径，点击起点或是终点，能进行上一步和下一步的路径导航。用户可在起点框输入起点来获取自己步行起始点的经纬度坐标，然后在目的地框输入需要到达的目的地，点击搜索即可为您规划步行路径。如：步行导航“孵化中心”至“教务办公室”。

（6）全景图展示：显示地点真实图片，全景图控件可以显示或是隐藏，点击全景控件后进入全景图，拖动控件，全景图位置也随着改变。

（7）公共服务和生活服务：在地图显示模块添加按钮控件，借助下拉列表设置相应服务，设置弹出层和遮罩层实现对于具体服务的点击事件。该模块紧扣校园综合信息服务系统这一主题，充分考虑了用户在浏览校园地图时有可能需要的各类公共服务或者生活服务。

（8）后台管理：该模块包括平台数据库设计、管理权限设计、数据存储设计。允许操作员定期更新地图、照片、实景等信息；允许对用户权限的分配、回收；允许对建筑物、单位、及其它校园信息的标注与修改。

结语：本着方便生活的目的，我们尽可能地以直观逼真的方式进行校园地理信息资源的展示，提供校内各单位的图文介绍、校园风光、全景图展示及校园生活相关的服务信息的查询和导航服务功能，用来弥补传统校园服务系统的不足。该地图的建成使得地图以新方式、更细化地应用到学校生活中；同时，作为提供各类位置服务及资源管理服务的基础平台，该系统还将在学校的教学管理工作发挥更大的作用。

新技术的出现就是为了满足人们的需要，因此，随着时代的发展，地图的形式、内容也应做出相应的改变，与时俱进，不断采用新思路、新方法，本着“方便、快捷、实用”的目的，校园地图为高校资源的可视化管理提出了解决方案，对校内资源进行有效的管理，从而进一步提高高校资源的利用效率，优化高校各类资源的配置，促进高校信息化和智慧校园的建设，推动高校的进一步发展。