趙政權(quán)，羅 虹

（1.云南國土資源職業(yè)學(xué)院國土空間信息學(xué)院，云南 昆明 652501）

電子地圖技術(shù)的快速發(fā)展，對導(dǎo)航與位置服務(wù)專業(yè)的學(xué)生提出了新的崗位要求，傳統(tǒng)的地圖實(shí)習(xí)多側(cè)重于學(xué)生制圖的基本技能[1-2]，本次實(shí)習(xí)從行業(yè)崗位的需求出發(fā)，綜合地圖制圖、WebGIS等相關(guān)知識，目的是采集導(dǎo)航電子地圖制作的相關(guān)要素，制作較完整的導(dǎo)航電子地圖，并以此為基礎(chǔ)進(jìn)行地圖發(fā)布和路徑分析，以提升學(xué)生的綜合能力，幫助學(xué)生應(yīng)對即將開始的頂崗實(shí)習(xí)。

1 實(shí)習(xí)區(qū)域概況

云南國土資源職業(yè)學(xué)院主校區(qū)屬陽宗海風(fēng)景名勝區(qū)管轄范圍，位于昆明市東南部。整個實(shí)習(xí)區(qū)域圍繞學(xué)校主校區(qū)，面積約為20 km2，海拔在1 768～2 160 m之間，高差近400 m。自然資源豐富，確保為整個實(shí)習(xí)過程提供空間保障。

2 導(dǎo)航電子地圖設(shè)計

通過對多所測繪類高等院校制圖實(shí)習(xí)的考察，同時咨詢了校企合作的多個企業(yè)，導(dǎo)航電子地圖綜合實(shí)習(xí)設(shè)計了一套特色鮮明、難度適中、內(nèi)外業(yè)相結(jié)合、適應(yīng)職業(yè)崗位需求、培養(yǎng)制圖綜合能力的實(shí)習(xí)方案（見圖1）。

圖1 導(dǎo)航電子地圖實(shí)習(xí)設(shè)計方案

2.1 導(dǎo)航電子地圖實(shí)習(xí)設(shè)計方案

導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過程需要經(jīng)過計劃設(shè)計、工作前準(zhǔn)備、情報信息收集、外業(yè)實(shí)地采集作業(yè)、內(nèi)業(yè)編繪處理、數(shù)據(jù)入庫及成果質(zhì)量檢查、地圖發(fā)布與路徑分析等過程。

在計劃設(shè)計階段，需根據(jù)行業(yè)需求和市場需求，構(gòu)建電子地圖的可視化表達(dá)內(nèi)容與應(yīng)用功能需求，設(shè)計階段需明確實(shí)習(xí)范圍和產(chǎn)品成果標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)生按照計劃設(shè)定實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)采集處理的任務(wù)目標(biāo)、作業(yè)內(nèi)容、進(jìn)度安排、設(shè)計路線等內(nèi)容。

工作前準(zhǔn)備主要讓學(xué)生對實(shí)習(xí)區(qū)域的范圍、難度、路線有一定了解，會使用儀器和GIS相關(guān)軟件，有一定解決問題的能力。

情報信息收集的主要內(nèi)容包括實(shí)習(xí)區(qū)域的行政區(qū)劃分布、交通旅游信息、氣候天氣特點(diǎn)及地方風(fēng)土人情信息等內(nèi)容，對信息更新方面讓學(xué)生主要關(guān)注道路施工竣工信息、重要設(shè)施及服務(wù)機(jī)構(gòu)的變化情況等變更信息。

在外業(yè)作業(yè)中，需提前準(zhǔn)備外業(yè)數(shù)據(jù)采集的實(shí)習(xí)記錄表、進(jìn)度安排表、小組分工說明、實(shí)習(xí)安全手冊等，并為外業(yè)數(shù)據(jù)采集準(zhǔn)備最新的實(shí)習(xí)區(qū)域遙感影像、底圖數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)采集手簿、數(shù)據(jù)采集的手持GNSS接收機(jī)、數(shù)據(jù)采集用的專用軟件及工作記錄表等。在外業(yè)實(shí)地采集地理數(shù)據(jù)時，注意采集幾何信息、屬性信息、關(guān)系信息，且采集的精度應(yīng)滿足要求。

讓學(xué)生明確外業(yè)成果質(zhì)量檢查的主要內(nèi)容：①通過GNSS軌跡確認(rèn)作業(yè)區(qū)域內(nèi)所有道路是否已經(jīng)采集；②檢查所有新采集的道路及道路形狀修改處與其周邊的興趣點(diǎn)（POI）邏輯關(guān)系是否正確；③檢查POI是否有重復(fù)采集的情況；④確認(rèn)外業(yè)復(fù)雜路口的拍照是否清晰可用。

內(nèi)業(yè)作業(yè)主要是對外業(yè)采集的成果進(jìn)行加工處理，主要包括：①將外業(yè)采集時記錄在紙質(zhì)或者其他介質(zhì)上的信息錄入或?qū)氲綌?shù)據(jù)庫中。②利用ArcGIS軟件對地理數(shù)據(jù)的幾何、屬性及關(guān)系信息進(jìn)行編輯加工。③利用多種軟件進(jìn)行符號庫的設(shè)計。數(shù)據(jù)入庫時必須對數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，包括拓?fù)潢P(guān)系和邏輯關(guān)系的合理性、信息完整性、正確性。

成果歸檔的文件主要包括：①外業(yè)采集的原始成果；②內(nèi)業(yè)處理及質(zhì)量檢查后的電子地圖數(shù)據(jù)；③包含有數(shù)據(jù)名稱和來源、制作單位、時間、數(shù)據(jù)格式等的數(shù)據(jù)說明文件；④作業(yè)安全手冊、實(shí)習(xí)手冊、實(shí)習(xí)報告、各類表格、數(shù)據(jù)字典、質(zhì)量檢查說明等文檔資料。

地圖發(fā)布與路徑分析主要將電子地圖的成果發(fā)布到Web端，并利用ArcGISAPIfor JavaScript進(jìn)行最短路徑分析[3]。

2.2 主要構(gòu)成要素

電子地圖的構(gòu)成要素主要包括：道路交通要素、索引要素、背景要素、文字注記信息、行政境界要素、多媒體要素及其他要素。

2.2.1 道路交通要素

道路交通要素主要在導(dǎo)航路網(wǎng)的基礎(chǔ)上，圍繞道路主題、索引主題及其他主題分別與道路主題之間建立引導(dǎo)、立交等關(guān)系。

1）道路分類。道路的功能等級常作為表征道路通行能力的一個級別參數(shù)，在導(dǎo)航中常以此為參考進(jìn)行道路綜合取舍，按功能等級分為高速公路、國道、省道、縣鄉(xiāng)道路、村道、內(nèi)部道路、道路之間的連接路等；按道路形態(tài)分為出入口、連接路、高架、橋梁、隧道、環(huán)島、匝道、輔路、規(guī)劃中道路等。以上類別是導(dǎo)航電子地圖路網(wǎng)要素需要表示的基本屬性，在導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行路徑計算和路徑引導(dǎo)中起著關(guān)鍵性的作用。本次實(shí)習(xí)結(jié)合影像地圖及外業(yè)調(diào)查的數(shù)據(jù)綜合分類。

2）道路形狀。學(xué)生可以采用遙感影像預(yù)處理成果，也可利用GNSS接收機(jī)采集道路中心線軌跡。

3）道路掛接關(guān)系及屬性。學(xué)生現(xiàn)場觀察，根據(jù)通行信息用繪制草圖的方式記錄道路口交叉處的掛接關(guān)系，同時在紙質(zhì)屬性表上記錄道路等級、車道數(shù)、車道方向、速度限制、通行方向、鋪設(shè)狀態(tài)、紅綠燈、有無路燈等信息。

4）禁止信息。主要是讓學(xué)生現(xiàn)場采集道路與道路之間的通行規(guī)則，一般根據(jù)現(xiàn)場的“禁止左轉(zhuǎn)”、“禁止右轉(zhuǎn)”、“禁止直行”等標(biāo)牌判斷。

5）標(biāo)志標(biāo)線。指道路分隔線、警告標(biāo)志等信息。

2.2.2 索引要素

索引主要是一種供用戶進(jìn)行目的地查詢、選擇并引導(dǎo)路徑的基礎(chǔ)要素。主要包括：POI索引（賓館、學(xué)校、醫(yī)院、餐飲、旅游景點(diǎn)、商場等）、地址索引、道路交叉點(diǎn)索引、點(diǎn)門牌索引等。興趣點(diǎn)的信息越豐富越有利于檢索，POI信息的采集主要屬性如下：

1）地理位置，指POI的坐標(biāo)。主要通過手持GNSS采集。因校區(qū)坐落山頂，周圍區(qū)域高差較大，遇到信號不好的情況，可以采用奧維互動地圖的編輯工具進(jìn)行手機(jī)端采集工作，將2種方式相互結(jié)合，以達(dá)到數(shù)據(jù)采集的目的。

2）名稱信息，POI的名稱。一般采集相應(yīng)POI的牌匾名稱，牌匾一般懸掛于門簾上方或醒目位置。外業(yè)采集時需拍照記錄以供后期驗(yàn)證和更新。

3）分類信息，野外現(xiàn)場調(diào)查判斷POI的類別，可以根據(jù)POI規(guī)模、營業(yè)活動、進(jìn)出人員的活動、內(nèi)部人員的工作環(huán)境、工作內(nèi)容等判斷該P(yáng)OI的分類。POI分類可以為提高查詢檢索的效率和便利性帶來一定好處。

4）電話號碼及地址信息，記錄POI聯(lián)系電話信息及地址信息。需要學(xué)生根據(jù)現(xiàn)場情況查看、詢問，一般可以通過索要名片等方式獲取。

5）其他信息，外業(yè)應(yīng)根據(jù)采集標(biāo)準(zhǔn)要求采集其他相關(guān)信息。

2.2.3 背景要素

基本背景信息包括建筑層、鐵路、水系、植被等信息。建筑層的主要類型包括房屋建筑、街區(qū)及圍墻等；鐵路主要包括普通鐵路、高速鐵路、地鐵及輕軌等；水系包括江、河、湖、水庫、池塘、水渠及水溝等；植被主要涵蓋公園、景區(qū)、綠化帶、林地及經(jīng)濟(jì)植物等。背景信息一般依據(jù)顯示比例尺分級設(shè)定不同的顯示內(nèi)容和詳細(xì)程度。

2.2.4 文字注記信息

文字注記方便用戶瀏覽、査詢興趣點(diǎn)和道路網(wǎng)絡(luò)，同時也有利于增強(qiáng)導(dǎo)航地圖的界面顯示美觀度，起到導(dǎo)航應(yīng)用輔助作用。文字注記主要表達(dá)地名、道路名、公園、機(jī)場、車站、大學(xué)、醫(yī)院、小區(qū)、山峰、名勝古跡以及具有方位意義的立交橋、隧道、湖泊、島嶼、河流、城市內(nèi)部的重要建筑和單位。

2.2.5 其余要素

行政境界要素在實(shí)習(xí)范圍主要是鄉(xiāng)鎮(zhèn)和村界，主要用于定位計算；多媒體要素主要包括道路模式圖（高速路口出入口模式圖、路口模式圖等）、實(shí)景圖（路口實(shí)景圖、街景圖、三維模型的效果圖片等）、標(biāo)志標(biāo)牌圖片（各類道路標(biāo)牌、交通標(biāo)志、興趣點(diǎn)分類圖標(biāo)、品牌LOGO等）及其他用于傳達(dá)信息的資料圖片。

2.3 主要交通要素屬性

道路屬性調(diào)查需包括多種基本信息，如道路弧段屬性表[4]。此外還需要道路弧段限速表、道路弧段限制表、道路名稱表、道路結(jié)點(diǎn)表、路口信息表、車道信息與聯(lián)通關(guān)系表等等。

3 實(shí)習(xí)教學(xué)及成果展示

在外業(yè)的采集工作及基本的矢量化工作之后，內(nèi)業(yè)作業(yè)的重點(diǎn)就轉(zhuǎn)移到地圖的渲染方面，主要包括道路分層分類處理、符號庫設(shè)計、電子地圖制作與發(fā)布、路徑分析。本次實(shí)習(xí)主要從高速公路、縣道、鄉(xiāng)道、村道及內(nèi)部道路5個等級區(qū)分，顏色按照導(dǎo)航電子地圖圖形符號[5]要求制作，輔以互聯(lián)網(wǎng)地圖的圖式參照，道路細(xì)節(jié)部分處理如圖2所示。導(dǎo)航電子地圖中有多種設(shè)計靈活的符號，可以增加地圖的美觀，同時有指引要素的功能。符號庫的色彩模型采用RGB模型，利用FontCreator建立字體庫并導(dǎo)入ArcGIS進(jìn)行綜合取舍，主要是POI和交通標(biāo)志要素類型的符號設(shè)計，綜合設(shè)計如圖3所示。

圖2 道路細(xì)節(jié)處理

圖3 符號庫

電子地圖制作完成后則需要檢查拓?fù)潢P(guān)系是否正確、屬性表字段是否標(biāo)準(zhǔn)、齊全、各種符號是否正確、有無遺漏，并檢查地圖內(nèi)容有無不得采集、不得表示的地物及屬性。地圖檢查后則需要進(jìn)行下一步的發(fā)布。地圖服務(wù)是一種通過Web進(jìn)行訪問的方法，首先通過ArcMap制作地圖，然后將地圖作為服務(wù)發(fā)布到ArcGISServer站點(diǎn)上，用于管理ArcMap發(fā)布的各種地圖服務(wù)，通過ArcGISAPI調(diào)用服務(wù)地址，用于后續(xù)的WebGIS開發(fā)。學(xué)生可以利用動態(tài)地圖服務(wù)和緩存切片對發(fā)布的地圖進(jìn)行處理，正式發(fā)布之前一定要檢查地圖有無錯誤警告，發(fā)布后的電子地圖主校區(qū)教學(xué)區(qū)放大如圖4所示。ArcGISAPIfor JavaScript是調(diào)用ArcGISServer RESTAPI接口的一組腳本，可以把Arc-GISServer發(fā)布的地圖服務(wù)和其他資源通過ArcGIS APIfor JavaScript嵌入到Web應(yīng)用中，本次的WebGIS功能是通過API實(shí)現(xiàn)的[6-7]。地圖發(fā)布后，IDE學(xué)生選用Visual Studio Code進(jìn)行網(wǎng)頁端編碼，通過用戶名和密碼登陸Web端ArcGISServer Manager，打開站點(diǎn)目錄，檢查需進(jìn)行路徑分析的電子地圖參數(shù)，是否發(fā)布正確、完整，最后打開編碼好的程序文件，設(shè)置?？奎c(diǎn)和障礙點(diǎn)進(jìn)行路徑分析[8-9]，結(jié)果如圖5所示。

圖4 發(fā)布后的電子地圖（部分）

圖5 路徑分析結(jié)果

4 創(chuàng)新教學(xué)方法和手段

在導(dǎo)航電子地圖綜合實(shí)習(xí)中，不僅要注重學(xué)生知識的應(yīng)用，還要提升綜合素質(zhì)。對教學(xué)方法和手段創(chuàng)新，設(shè)置專業(yè)的制作流程，針對即將要面臨頂崗實(shí)習(xí)的導(dǎo)航與位置服務(wù)專業(yè)的大二學(xué)生能夠快速適應(yīng)企業(yè)的崗位需求[10]。

1）野外調(diào)查。根據(jù)每組每天的外業(yè)調(diào)查計劃路線，檢查每個學(xué)生的手機(jī)端位置早中晚打卡情況，以確保外業(yè)是否按計劃進(jìn)行，確保實(shí)習(xí)進(jìn)度和實(shí)習(xí)安全。白天在野外調(diào)查，晚上要求在教室寫實(shí)習(xí)日志，整理白天的實(shí)習(xí)內(nèi)容、遇到的問題及解決方式等，為撰寫實(shí)習(xí)報告提供參考。

2）切合行業(yè)需求，嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)。本次實(shí)習(xí)參照導(dǎo)航電子地圖的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)，并用互聯(lián)網(wǎng)地圖做為輔助參照進(jìn)行設(shè)計，目的是適應(yīng)職業(yè)崗位需求，提升學(xué)生的制圖水平。

3）涵蓋多個軟件、多門課程，注重綜合能力的提高。導(dǎo)航電子地圖實(shí)習(xí)是安排在第四學(xué)期，在已經(jīng)學(xué)習(xí)了《地圖制圖技術(shù)》、《導(dǎo)航電子地圖》、《Web GIS》及《空間導(dǎo)航定位技術(shù)》等課程的基礎(chǔ)上，綜合應(yīng)用地圖制圖、導(dǎo)航電子地圖、WebGIS的相關(guān)理論和方法，利用activesync_ttrar、奧維手機(jī)互動地圖、ArcMAP、FontCreator、ArcGIS Server、ArcGIS APIfor JavaScript及Visual Studio Code多種軟件進(jìn)行設(shè)計與編輯，形成具有特定風(fēng)格的電子地圖，鍛煉學(xué)生的操作水平，提升學(xué)生的綜合素質(zhì)。

4）有學(xué)生參與的成果評價方式。教師列出詳細(xì)的評分細(xì)則，匿名交叉組別，每組學(xué)生分別對一幅地圖成果評分，取平均分作為最后結(jié)果。打分懸殊過大時，教師可以介入指導(dǎo)，這樣的評分方式可以保證全員參與，提高學(xué)生的參與感與積極性，同時提升了學(xué)生對技能的掌握能力。

5）地圖成果公開交流與展示。教師把學(xué)生的成果用大圖紙打印出來，公開展示，提升學(xué)生的自豪感和成就感，也有利于相互交流和學(xué)習(xí)。

5 實(shí)習(xí)效果評價

經(jīng)過兩輪的教學(xué)實(shí)踐，為了客觀反映實(shí)習(xí)教學(xué)質(zhì)量與效果，采用網(wǎng)絡(luò)問卷、成績對比以及競賽拓展3種方式進(jìn)行實(shí)習(xí)效果評價。

1）網(wǎng)絡(luò)問卷。為了更好地了解學(xué)生對于實(shí)習(xí)方案的認(rèn)可度，學(xué)生以匿名形式在小程序端完成網(wǎng)絡(luò)問卷，主要內(nèi)容包括：實(shí)習(xí)課時、內(nèi)外業(yè)組織、實(shí)習(xí)內(nèi)容、考核方式是否合理；實(shí)習(xí)是否能提高學(xué)習(xí)的積極性；實(shí)習(xí)需改進(jìn)的地方等。后臺數(shù)據(jù)顯示80%以上的學(xué)生都覺得此次實(shí)習(xí)可以提升專業(yè)知識學(xué)習(xí)的積極性，均有不同程度的收獲，同時對于學(xué)生的建議會在下一階段的實(shí)習(xí)中加以改進(jìn)。

2）成績對比。分析之前的其他實(shí)習(xí)成績發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生的成績集中在60～70分這個階段，說明很多學(xué)生抱著“及格就行”的心態(tài)，并未重視實(shí)習(xí)過程。針對這一情況，設(shè)計了“學(xué)生參與、注重過程”的考核方式，分階段分任務(wù)的得分方法，保證學(xué)生積極參與整個實(shí)習(xí)過程。大部分學(xué)生的實(shí)習(xí)成績也在70～80分這個階段，保證了學(xué)生實(shí)習(xí)中的參與感、認(rèn)同感。

3）競賽拓展。在2019、2020年校級制圖技能競賽中，學(xué)生能夠充分利用實(shí)習(xí)所學(xué)的知識和技能，在比賽中獲得優(yōu)異的成績，其中包括2個一等獎，3個二等獎。學(xué)校與企業(yè)合作的學(xué)徒制生產(chǎn)實(shí)踐項(xiàng)目、開展測繪類職業(yè)技能鑒定與培訓(xùn)、大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽、專業(yè)學(xué)術(shù)講座等項(xiàng)目都會拓展學(xué)生的視野，提升學(xué)生的綜合能力。

從3個方面對比來看，本次實(shí)習(xí)方案能夠較好地提升學(xué)生的積極性，提高學(xué)生綜合制圖能力，同時為了保證教學(xué)質(zhì)量，學(xué)校隨時會有校級督導(dǎo)組巡查聽課，也會在實(shí)習(xí)中期進(jìn)行教學(xué)檢查以及實(shí)習(xí)后的成果資料檢查。

6 結(jié)語

本次實(shí)習(xí)綜合利用所學(xué)的地圖制圖、GIS及網(wǎng)絡(luò)編程等相關(guān)原理和方法，使用多種軟件操作，內(nèi)外業(yè)相結(jié)合，緊貼行業(yè)需求、規(guī)范作業(yè)過程，嚴(yán)格成果檢查與評定，經(jīng)過2個年級的實(shí)踐后，不斷改進(jìn)方案，設(shè)計了一套特色鮮明、嚴(yán)格規(guī)范、適應(yīng)行業(yè)和職業(yè)崗位能力的實(shí)習(xí)方案，效果良好。同時，實(shí)習(xí)網(wǎng)絡(luò)問卷調(diào)查中顯示學(xué)生均有很大的收獲，個人能力得到充分的鍛煉和提升，為大三的頂崗實(shí)習(xí)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。