基于天地图Web API的民俗文化遗产保护系统研发
——以锡伯族大西迁为例

基于天地图Web API的民俗文化遗产保护系统研发
——以锡伯族大西迁为例

牛文渊1，2，郑江华1，2，韩林芝3

( 1．新疆大学资源与环境科学学院，新疆乌鲁木齐830046; 2．新疆智慧城市与环境建模普通高校重点实验室，新疆乌鲁木齐830046; 3．新疆维吾尔自治区发改委经济研究院，新疆乌鲁木齐830000)

一、引言

文化是自然环境和社会环境的产物，古老的传统文化既有值得发展与变革的地方，也有迫切地需要保护与发扬之处。互联网为传统文化的创新发展提供了契机和必要条件［1］，能够为其生存发展赋予新的活力。而今移动互联网更是呈现井喷式发展趋势，我国移动互联网用户总数已达8．38亿(截至到2014年1月)，这对传统文化造成更为巨大的冲击，使得保护与发扬势在必行，同时也为创新发展提供更为成熟的条件和机遇［2］。国家测绘地理信息局在互联网大发展的背景下，以促进国家信息化建设为目的倡导建设了国家地理信息公共服务平台“天地图”。本文在研究锡伯族民俗文化遗产的基础上，根据锡伯族大西迁集中体现于地理空间迁移的特性，探究并实施了利用数字化手段和天地图Web API技术将该民族文化进行保护发扬、创新发展的方案。

二、研究背景

1．天地图Web API

天地图是数字中国的重要组成部分，是国家地理信息公共服务平台的公众版，它集成了海量的基础地理信息资源［3］，以门户网站和服务接口两种形式向公众、企业、专业部门、政府部门提供24 h不间断的一站式地理信息服务。API( application programming interface)是指应用程序编程接口，天地图Web API就是天地图的Web服务接口，由JavaScript语言编写而成，能够帮助开发者将天地图服务资源嵌入到各种类型、各种行业的Web应用中。这类Web应用本质上就是基于Internet平台和网络协议实现空间数据的共享与互操作及相关业务功能的网络地理信息系统( GIS)，即WebGIS［4］。利用天地图Web API进行WebGIS开发，不仅能够共享和高效利用天地图数据，更能有效缓解地理信息资源开发利用中技术难度大、建设成本高、动态更新难等突出问题，因而能够在提高开发效率的同时获得有质量保障的地理数据来源［5］。

2．锡伯族民俗文化遗产

锡伯族是古代鲜卑的后裔，世居松花江、嫩江流域及远东滨海地区。乾隆皇帝于1764年下令调派锡伯官兵驻守新疆，锡伯族的1020名官兵及3275名眷属由盛京(今沈阳)出发西迁入疆，谱写了中华民族历史上一部远征西域、保家护国的伟大篇章［6］。锡伯族文化底蕴深厚，锡伯人的西迁节、贝伦舞、弓箭制作技艺等都被列入国际级非物质文化遗产名录。在当今多元文化融合为少数民族文化带来冲击与威胁的背景下，以及以互联网为代表的信息技术大发展的机遇下，我们应当积极探索运用现代化的方法对这份延续数百年的民族文化遗产进行保护、传承与发扬［7］。

三、系统分析与设计

1．设计目标

结合互联网和WebGIS能够提供的条件，筛选与地理位置关联的锡伯族非物质文化遗产信息，设计实现具备如下功能的服务系统［8］:

1)在矢量地图和遥感影像上精确地展示锡伯族大西迁的途经点和路线图。

2)与锡伯族大西迁相关的信息资料、多媒体文件与地图上的相关地点有序融合、按需展示。

3)实现古今地名、锡伯语地名、别名美称及各类相关信息资料的搜索与展示。

4)提出系统汉语与锡伯语双语表现的实施方案。

5)实现跨平台展示，除计算机外，还应在主流操作系统的移动设备上正常运行。

2．系统分析

锡伯族大西迁最主要体现在地理空间的转移之上，人们试图了解这段历史文化时，最主要的需求也集中在准确的、可视化的迁移线路之上。地图的可视化展示是满足这一需求的最佳选择，同时也能够借助地图的认知功能，为用户留下最直观的认识和最深刻的印象，因此系统设计之初就与地图和GIS密不可分［9-10］。天地图拥有多比例尺矢量数据、多分辨率遥感影像数据及功能强大简单易用的API，因此借助天地图Web API将系统设计为WebGIS成为首选［11-12］。

经过资料整理和数据收集，可将锡伯族大西迁的路线具体表现为22个包含精确地理坐标的迁移地点，同时每个迁移地点包含古地名、现地名、锡伯语地名、介绍信息等多种属性信息［13］，因此考虑使用PostGIS建立空间数据库，并使用ASP．NET技术实现系统。PostGIS是对象关系型数据库Post-GreSQL的空间数据扩展，支持OpenGIS( open geodata interoperation specification，开放的地理数据互操作规范)中所有空间数据类型，同时其开源的特性将大大降低系统的开发成本。ASP．NET技术是一种跨平台的动态网页技术，在能够保证系统与数据库交互的同时又具有更强的跨平台适用性。

3．系统架构

根据以上的设计与分析，系统在总体上采用3层架构设计［4，14-15］，如图1所示，客户端是Web浏览器，作为设计的最顶层，它只负责与服务器交换表单数据，并将数据以友好的方式展示给用户。业务逻辑层包含了地图服务器和Web服务器，地图服务器负责处理WebGIS相关的业务，其中最主要的是处理客户端的异步请求，通常情况下这些请求是借助由JavaScript语言编写的地图API实现的，地图服务器将这些请求处理并在地图数据库中调取相关数据后返回给客户端，再辅以其他地图功能，最终使得WebGIS相关功能顺利实现; Web服务器负责处理系统的除WebGIS以外的全部功能，主要的业务逻辑是获取客户端的访问请求，将请求中客户端传送的表单数据通过XML服务或组建服务进行处理，如需数据交换则交给数据访问层，数据访问层访问数据库的结果返回后，再根据需要进行处理，最终将处理的结果以Web页面的方式返回客户端。数据层是通过ADO．NET操纵数据为业务逻辑层提供数据服务，如存储数据操作结果、返回数据检索结果等，RDBMS指的是关系型数据库管理系统。

四、系统关键技术

1．搭建天地图Web API开发环境与初始化地图

搭建开发环境是基于天地图Web API进行开发的首要任务，应当首先应使用＜! DOCTYPE html＞标签声明文档类型，然后通过下列语句引入API文件:

＜script language = " javascript " type = " text/javascript " src="http:∥api．tianditu．com/js/maps．js"＞＜/script＞

这样就搭建了一个运用天地图Web API进行页面开发的环境，API中预定义的各种类就可被用于创建实例。接下来用TMap类创建地图实例并进行初始化设置，核心代码如下:

其中: var map=new TMap( "mapDiv")可创建地图实例并与用DOM( document object model，文档对象模型)将其指定存放在ID为“mapDiv”的div中，map．centerAndZoom方法可以定制地图初始显示的中心点经纬度和缩放级别。另外应当注意的是创建与初始化地图应当放在onLoad( )函数中供body的 onLoad事件调用，这样可以在页面加载时实现地图 初始化并避免出现意外的行为。

图1 系统架构

2．数据获取与数据库设计

大西迁途经地点的空间地理位置是系统的核心数据，数据获取的方式主要是通过《清代锡伯族官兵和家属西迁新疆伊犁戍边行进路线示意图》［13］总结迁移地点名称，结合史料进行修正补充，再通过天地图Web API开发小型程序按地名搜索和读取经纬度。所获得的经纬度等空间信息需要放入Post-GIS空间数据库，而其余有关地名、迁移史料等属性数据需要放入PostgreSQL关系型数据库，二者通过主键约束可实现同一迁移地点的空间数据与属性数据的绑定。部分数据库主要内容如图2所示，数据库结构设计见表1。

图2 数据库主要内容展示

3．在地图上添加锡伯族西迁信息

系统的核心功能是将锡伯族迁移过程的途经地点在地图上展示，并以此为基础展示相关的文本信息和多媒体信息。天地图提供的Tmarker类用于在地图上创建地标，该地标还能响应用户事件实现一定的函数调用功能，因此可以用于展示迁移的途经地点，并绑定相应的文本数据和多媒体文件进行展示。核心代码如下:

表1 空间数据库结构设计

其中，P是存放迁移途经地点的经纬度数据的数组，它的每一个元素都是TLngLat类的实例; marker则是存放点状地标的数组，它的每一个元素都是以P中元素为位置基准创建的Tmarker实例; polygon代表西迁的路线，存放了根据数组P创建的TPolygon折线的实例; map．addOverLay( )方法用于将生成的地标和折线等覆盖物添加到地图上; TEvent．addListener( )用于添加和注册事件监听，它可以监听marker数组中的每一个地标点的mouseover、click等事件，并以后面跟随的function( )作为响应功能，那么在鼠标滑过该迁移地点的地标时，所需实现的显示信息浮窗、打开连接文件等功能即可放在该function( )函数中; this．openInfoWinHtml ( )方法可用来打开一个信息浮窗，信息浮窗显示的内容是为该方法传递的HTML片段形式的参数，因此可以放入文本内容、多媒体文件链接等［16］。

4．锡伯语版本的系统实现

锡伯语是锡伯族人民从东北迁至新疆后，在满语的基础上发展形成的语言，属阿尔泰语系满—通古斯语族满语支。在传统模式下锡伯文、满文的学习极其困难，特别是近30年来锡伯文的社会功能快速退化，使得其已经成为一种濒危文字，面临着退出当代社会生活的危机［17］。这种危机使得保护锡伯语的语言文字成为保护该民族传统文化的首要任务，因此系统特别设定了以锡伯语显示的功能。实现这一功能需要依次解决3方面的关键问题:翻译、输入与显示。

( 1)翻 译

在汉语系统界面完成后，整理了需要翻译的文字内容送至新疆察布查尔锡伯自治县文广局有关人员进行翻译，目前翻译结果已经送回。由于当时受计算机输入的限制，翻译结果中少量字符由计算机打印，大量的则为译者人工书写。

( 2)输 入

由于系统研发人员不具备锡伯文的读写能力，且存在没有稳定可用的锡伯文输入法的问题，因此人工书写的内容无法直接输入计算机。能够识读书写的老一辈锡伯族人不会使用计算机，会使用计算机的年轻一辈不能进行识读书写，直观地反映出锡伯文面临的危机，正是这种危机促使研发人员排除种种困难，努力实现锡伯语版系统。2013年8月新疆大学研究、设计并编程实现的“索贝特”锡伯文输入法经新疆维吾尔自治区锡伯语言学会的验证、评价与演示，能够很好地运用于Windows平台上的办公软件中，解决了锡伯文的输入难题［18］。进一步将会寻求够识读锡伯文并同时可以使用“索贝特”输入法进行锡伯文输入的专业人员帮助完成输入工作。

( 3)显 示

如果将Web页面的编码类型声明为UTF-8，则可以保证在HTML源文件中加入的锡伯文正常显示在页面前端，声明的源代码如下:

＜meta http-equiv =" Content-Type" content =" text/html; charset=utf-8" /＞

UTF-8是一种针对Unicode的可变长度字符编码，又称万国码，由Ken Thompson于1992年创建。UTF-8用1～6个字节编码Unicode字符，用在网页上可以使同一页面显示中文简体繁体及其他任何语言，也包括锡伯文的字符。

5．移动设备的实现

目前互联网企业在PC端和移动设备上兼容访问的普遍做法是搭建相同的架构、制作不同的前端，在用户访问时判断用户设备类型，进而选择跳转到相应版本。如果移动设备用户请求访问没有搭建移动设备前端的站点，浏览器或搜索引擎会进行转码之后再呈现给用户，这种转码的结果通常是屏蔽CSS样式表、过滤图片而仅保留文本，这样就带来较差的用户体验。本系统嵌入了“天地图Web API”，如果再另外制作针对移动设备的前端，则需要完全使用“天地图API for Android”和“天地图API for iOS”重新搭建另外两个不同的版本才能做到PC和移动设备全覆盖。为了避免这种高成本低效率的做法，选择了搭建简易的浏览器框架或使用移动设备自带浏览器，将系统以Web页面的形式嵌入其中，从而便捷高效地覆盖到包含Android和iOS两大平台的移动端。关键技术包括两部分:

( 1)识别浏览器类别

通过检查DOM ( document object model，文档对象模型)中的navigator．userAgent属性可以检测iPhone和Android设备，如下列代码可以检测常见的几种移动设备:

( 2)根据浏览器类别作出相应调整

如果判断到用户使用的是移动设备对系统进行访问，为了保证正常的系统功能和良好的用户体验，就需要作出相应的调整，主要包括页面布局和事件响应两方面。页面布局主要通过CSS代码实现，检测到不同的设备后为特定元素执行相应的CSS布局方案即可。事件响应的调整主要依靠浏览器本身进行转换，如Android和iOS端主流的浏览器都会将用户“轻触一次屏幕”的操作视为Web页面中的click事件，而“长触屏幕”的操作视为oncontextmenu事件。

五、系统功能展示

系统实施阶段根据系统总体架构展开，主要使用ASP．NET进行客户端页面开发和服务器端组件开发，借助天地图Web API实现WebGIS。图3是系统在PC端的运行效果，图4是系统在Android移动设备上的运行效果。系统的主要功能包括以下方面:

1)将锡伯族大西迁主要的途经地点和迁移路线展示于精准、可缩放的矢量地图上。

2)系统底图可任意缩放、拖动，可根据需要在矢量地图、卫星影像和混合地图之间切换，并且地图区域提供右键快捷菜单，如图5中的标注1和标注2所示。

3)将与迁移地点有关的历史资料、说明文字以信息浮窗的形式展示在地图上的相应位置，并连接更多有关于锡伯族文化遗产的资料页面和多媒体文件，用户单击迁移途经地点或右侧面板中的资料库即可浏览，也可播放“家庙里的烛光”“消失的足印”等发扬锡伯族文化遗产的多媒体文件，如图5中的标注3、标注5，以及图6所示。

4)提供系统内全部资料的便捷查找和搜索功能，如图5中的标注4所示。

5)提供语言切换功能，待专业的锡伯语翻译输入人员完成输入后可便捷实现系统的锡伯语版本，如图5中的标注6所示。

六、结论

1)信息化手段为民俗文化遗产保护和发扬提供了新的手段，对于诸如语言濒临消亡的锡伯族及其大西迁相关的非物质文化遗产的保护和发扬具有重要的促进作用。

2)面向移动用户的文化遗产查询系统为民俗文化遗产保护和发扬提供了更多的受众，有利于将文化遗产的内涵发扬光大。

3)天地图作为我国自主知识产权的在线地图服务，是测绘服务大局、服务社会、服务民生的重要载体，为众多专题化、个性化的位置服务应用提供了广阔的发展平台，能够有效打破国外在线地图的垄断，提供安全的在线地图服务。

4)在享受天地图优质服务的同时积极拓宽其应用领域，发展有潜力的应用案例，能够为天地图和数字中国的工程增光添彩、夯实根基。

图3 系统在PC端运行效果

图4 系统在Android移动端运行效果

图5 系统主要功能概览

图6 图件资料查看界面

致谢:感谢新疆维吾尔自治区察布查尔锡伯自治县锡伯语专家孔淑瑞女士、县文广局吴文泉局长和乌鲁木齐市第四十六中学文艺老师提供的锡伯语翻译支持。

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Research and Development of the Folk Cultural Heritage Protection System Based on TIANDITU Web API —A Case Study in the Sibe Great Migration to the West

NIU Wenyuan，ZHENG Jianghua，HAN Linzhi

在民俗文化面临社会转型和信息浪潮冲击的形势下，以锡伯族大西迁及其民族文化遗产为研究背景和具体实例，收集整理了大西迁相关的资料和数据，运用天地图Web API作为关键技术，提出了锡伯语版本和移动设备运行等关键问题的解决方案，最终设计并实施了以保护锡伯族民俗文化遗产为主题的WebGIS，有益于促进对锡伯族大西迁、锡伯族语言等锡伯族文化遗产的保护与发扬，研究并实践了运用互联网和WebGIS的技术对传统民俗文化进行保护发扬和创新发展的思路与方法。

天地图;地理信息;文化遗产; WebGIS;锡伯族大西迁

郑江华。E-mail: zheng_jianghua@ 126．com

P208

B

0494-0911( 2015) 11-0096-06

牛文渊，郑江华，韩林芝．基于天地图Web API的民俗文化遗产保护系统研发——以锡伯族大西迁为例［J］．测绘通报，2015( 11) : 96-101．

10．13474/j．cnki．11-2246．2015．0356

2014-11-12

新疆维吾尔自治区高层次人才培养计划( 104-40002) ;国家社会科学基金( 15XJL003)

牛文渊( 1987—)，男，硕士，主要从事地理信息系统开发与应用研究。E-mail: niu_wenyuan@ 163．com