数字人文视域下百年党史GIS思政系统

2021-05-23石嘉磊高德祥李莹赵菁怡王庆

电脑知识与技术 2021年11期

石嘉磊高德祥李莹赵菁怡王庆

摘要：从数字人文研究角度出发，结合GIS对中国共产党成立百年来革命、建设、改革各个历史时期实现信息整合和可视化展示，进而开展百年党史思政教育。基于GIS强大的时空信息数据处理、空间分析等特点，采用组件GIS技术、数据库技术初步构建了数字人文视域下百年党史GIS思政系统。系统使用SQL Server建立数据库实现对人物、会议、战役、灾害事件、赛事、脱贫攻坚、教育、军事等信息的组织管理，开发实现了用户管理、地图基础操作、检索查询、统计分析、可视化、动态模拟、综合服务等功能。该系统的构建对于高校思政课堂教育具有一定应用价值以及为历史爱好者的研究提供便捷。

关键词：数字人文;GIS技术;百年党史;思政

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）11-0012-05

GIS Ideological and Political System of Centenary Party History in the View of Digital Humanity

SHI Jia-lei， GAO De-xiang， LI Ying， ZHAO Jing-yi， WANG Qing

（School of Geosciences， Yangtze University， Wuhan 430100， China）

Abstract： From the perspective of Digital Humanities， it integrates and displays visually the information of revolution， construction and reform of the Communist Party of China in the past 100 years， so that ideological and political education of the party history can be carried out. Based on the characteristics of GIS， such as powerful spatial-temporal information data processing and spatial analysis， the GIS ideological and political system of the party's history in the past 100 years under the digital humanistic vision is preliminarily constructed by using component GIS technology and database technology. The system uses SQL server to establish a database to realize the organization and management of people， conferences， campaigns， disaster events， events， poverty alleviation， education， military and other information， and develops and realizes the functions of user management， map basic operation， retrieval and query， statistical analysis， visualization， dynamic simulation and comprehensive service. The construction of the system has certain application value for the ideological and political education in Colleges and universities， and provides convenience for the history researchers.

Key words： digital humanities; GIS technology; centennial party history; ideological and political

1 背景

随着网络技术和新媒体的快速普及，结合数字技术对人文学科的研究迅速发展[1]。这两大领域之间的相互交融，创造了一个全新领域，即数字人文[2]。2019年，大数据视域下数字人文研究入选“中国十大学术热点”，为近年来快速兴起的数字人文浪潮又增一波推力[3]。数字人文涉及多学科交叉融合，包括计算机科学、文学、历史、政治等[4]。数字人文将计算技术应用于海量数字人文资料，拓展了人文学科研究的思路与形式，对人文学术的研究过程与角度产生了深远的影响[5]。尤其是数字人文与历史地理学的研究合作，创新了历史地理信息化的研究道路[6]。

从1921年到2021年，中国共产党将走过辉煌灿烂的一百年历史[7]。中国共产党带领中国人民走过热血挥洒的战争年代、百废待兴的重建年代，迎来经济发展的和平年代[8]，以及习近平特色社会主义新时代[9]。在科技、军事、教育、經济、法治、生态文明等方面都取得了长足发展[10]。百年来，历经革命、建设、改革各个历史时期，为铭记党和国家的发展历程，记录历史人文的时空信息，本文从数字人文视域对百年党史进行研究展示。

地理信息系统（GIS）具有强大的地理信息处理和空间分析技术特点，可用于构建虚拟地理信息空间，为政府和企业提供管理决策提供一定的应用价值[11]。随着国内外学者对GIS的应用探索，开发了历史地理领域运用GIS拓展研究的新视角。以GIS为载体开发的主题性地理信息系统逐渐成为当前数字人文研究的主流[1]。

本文立足于数字人文视域，利用GIS处理时空数据的特点，设计了百年党史GIS思政系统，运用数字化技术以地图形式展现党的发展历程中，代表性的人物事件信息、社会发展变革、国家战略决策等信息。为党的历史发展资料的数字化、人物——事件存储管理和检索查询提供便捷高效的研究管理平台，以期运用到思政课堂或学术研究，传播爱国教育。

2 数字人文与GIS

2.1 數字人文概述

数字人文起源于20世纪50年代的人文计算[12]，是一门将技术与人文逻辑相结合的研究学科。其融合了现代计算机及通信技术、文献学、统计学、历史学等学科的理论方法与技术方法。数字人文为人文研究提供新的视角，为历史地理学的发展提供了全新的解决思路[13]。在我国，数字人文研究尚处于起步阶段，文学、历史、艺术等人文学科已初步采用数字人文的研究方法[14]。

数字人文目标是实现人文研究的升级和创新发展[2]，改变知识获取、标注、比较的方式，通过分析、可视化等手段重塑知识，帮助人文研究学者与社会大众更好地了解信息之间的关联，把握人文知识的宏观发展规律和趋势[15]。数字人文的技术体系主要包括数字化技术、数据管理和分析技术、可视化技术、虚拟现实和增强现实技术、机器学习技术等[16]。

2.2 GIS概述

地理信息系统（ Geographic information System，GIS）是在计算机软硬件系统支持下，是一种包含位置、属性、时态三大基本特征和采集、管理、分析、可视化、应用五大基本功能的计算机系统，地理信息技术已经广泛应用于资源规划、环境保护、生活服务、基础建设、学术研究等行业[17]。地理信息系统的特征如下：

1）具有空间数据采集、处理、分析和输出功能;

2）可实现多维可视化表达与显示;

3）对各种地理现象进行动态模拟与动态展示;

4）具有空间分析、多要素综合分析和动态预测能力;

5）实现对大量时空数据进行统一集中管理。

2.3 GIS在数字人文研究中的应用

将GIS技术应用于历史地理研究，有助于把历史时空的地理要素在以现代地理坐标系为参照系的数字化地图上展示，促进对历史地理学数据的进一步挖掘与发现[18]。近年来，国内许多学者利用GIS构建实现了空间分析和跨学科交叉研究的数据平台。张玉坤等以时空GIS为技术支持，建立明长城防御体系基础信息数据库，为明长城文化研究提供了全面高效的技术支持[19]。陈刚以 “六朝建康历史地理信息化”项目为例，对历史地理学领域应用时空GIS研究方法的整合与统一做出总结[20]。李凯、王艳军利用GIS的时空信息数据管理、空间分析及可视化特点，开发了基于WebGIS的中国近现代史信息服务系统[21]。陈熙、杨光辉利用GIS构建中国古籍资源库及古籍研究数字保障体系，展示了古籍地理信息的空间分布及演变，促进了古籍文化的社会推广[22]。李明杰、杨璐嘉利用GIS技术，以明代雕版印刷的古籍资源为研究对象，设计开发了“明代古籍版刻地理信息系统”[23]。叶超、塔娜聚焦于流动性的大尺度城市空间与稳定性的小尺度社区空间，将人文地理与GIS结合研究，得到地方性研究新的方法与可操作的手段[24]。以及复旦大学历史地理研究中心建立了中国历史地理信息系统（CHGIS）[25]。

3 系统设计及开发环境

3.1 系统总体体系架构设计

3.1.1 系统目标

基于组件GIS和网络开发技术构建百年党史GIS思政系统，实现GIS基本数据操作、对百年党史人物和事件的检索查询、结合地图以时空数据的形式进行展示，从时空角度对百年党史人物和事件进行分析，得到不同于传统资料分析方法的数字化结果。通过建立信息化的百年党史人文地理信息研究系统，完整且系统性地展示百年党史的发展历程，开放给高校与大众使用，实现以党的伟大人物与事件为核心的思政平台的建立、教育展示与爱国精神文化推广。

3.1.2 系统框架设计

系统采用B/S（浏览器/服务器）体系结构，通过前后端分离架构组件式开发，采用三层架构形式，分为用户层、逻辑层、数据层。如图1所示。

1）数据层。将空间数据和属性数据通过SQL Server进行存储、组织和管理，构建百年党史人文地理信息时空数据库。

2）逻辑层。是系统的中枢，负责系统的主要功能和逻辑处理。由GIS服务器ArcGIS Server提供GIS服务，并为系统配以专门的Web服务器（Tomcat）。二者通过XML格式数据流实现数据的传输。

3）显示层。系统基于Vue.js前端框架和当前主流的网络开发技术Javascript编写，采用Element-UI实现具体的用户界面，为用户提供友好的交互界面，实时显示数据和交互结果。

3.1.3 数据库设计

数据库设计是指根据用户需求研制数据库结构的过程，根据系统思政教育的目标，数据库设计包括两个方面：一是空间数据库的创建。空间数据库是进行数据检索、统计分析的基础，由地理空间信息和专题空间信息共同组成。地理空间信息指建国前后行政区划地图信息，专题空间信息是由人物主要活动地、重大事件发生位置等地理空间坐标组成的点数据和面数据;二是属性数据库的创建。属性数据库的创建主要是对属性数据的属性值进行设计[23]，属性数据库包括人物基本信息表、社会事件信息表、国家事件信息表，基本涵盖了人物、会议、战役、灾害事件、赛事、脱贫攻坚、教育、军事共八项属性数据。利用空间地理数据库技术，通过GIS服务器将空间数据库和属性数据库统一存储到关系数据库SQL中，实现数据的集中管理和应用[26]。

3.2 系统功能设计

“百年党史GIS思政系统”结合GIS的制图技术和空间分析功能，通过建立空间数据库，从地理信息的角度实现对百年党史资料的管理和组织，从时间横轴以地图形式展示人物活动、事件关联、战争发生、国家政策、社会发展等历史数据的空间分布和时空序列变化，为高校师生和社会大众提供思政教育信息。基于对系统需求和用户体验的分析，百年党史GIS思政系统设计有七个功能模块，包括用户管理、地图基础操作、检索查询、统计分析、可视化、动态模拟、综合服务。系统功能设计如图2所示。

1）用户管理：用户登录、账号密码设置，管理员权限设置。

2）地图基础操作：地图缩放、地图量测、地图源选择、图层切换、数据管理基本GIS操作。

3）检索查询：包括人物综合查询和事件综合查询。从时间维度出发，设置年谱功能，在地图上标注活动区域以及动态表达人物、事件随时间演变的过程，方便用户直观的学习研究建国前后历史人物和重大事件，包括英雄人物、重要会议、科技突破、体育赛事、重大灾害等。

4）统计分析：对党在脱贫攻坚、军事发展、高校教育三个方面奋斗的成果进行统计，实现专题分析，输出专题图。脱贫攻坚模块对贫困地区经济生产建设变化进行统计分析。军事发展聚焦军区变化、阅兵武器装备变化、军种变化几个方面统计，展示在党的领导下国防的强大。高校教育着重统计改革开放前后的高校变化，专题分析进行教育发展对比。

5）可视化：以地图为载体建立三维可视化，展示党领导的“一带一路”国家发展建设成果，直观地纵览“一带一路”沿线国家影响范围、中欧班列路线和海上丝绸之路、经济、文化特色、主要贸易商品、基础设施建设需求、重点项目实施等信息，推动“一带一路”信息推广、扩大影响力。

6）动态模拟：分为地图故事模块和战争推演模块。地图故事模块结合地图动态模拟出革命时期红军长征路线、邓小平南下改革开放路线、习近平视察全国路线。战争推演模块模拟百团大战过程、三大解放战争过程、抗美援朝战争过程。

7）综合服务：为用户提供网址链接功能、讨论交流功能、用户反馈功能。

3.3 系统开发环境和关键技术

系统开发环境通过前后端分离架构组件式开发，前端采用基于对象、设计简单、具有动态性和跨平台性等特点的JavaScript脚本语言，后端采用面对对象的高性能、分布性、动态性与多线程性兼具的JAVA语言编写，使用SQL Server建立数据库管理、组织时空数据。使用ArcGIS Online对矢量图层进行操作，并将生成的数据发布到本地服务器中的ArcGIS Server中。

系统建设使用了组件GIS技术，组件GIS是组件式软件在GIS软件开发中的应用，通过把GIS的功能模块划分为控件，每个控件完成对应的功能，再通过开发工具进行集成，形成最终的 GIS 应用[17]。目前著名的GIS软件公司纷纷推出一系列GIS组件产品，本系统选用ESRI公司的ArcEngine进行GIS的二次开发。

4 系统实现

4.1 基础功能

系统的运行是用户通过注册并输入账号和密码进入登录界面，系统登录界面设计简洁实用，体现了设计的友好性。本系统的登录界面如图3所示。

4.2 检索查询功能

本系统对百年来党的发展历史信息检索查询通过两种方式进行：第一，输入关键词进行条件检索查询。系统根据用户选择的分类条件以弹出属性窗口的方式自动展示出相关信息，并在地图上直接标注点位进行高亮显示，实现文字信息与空间位置的相互匹配。第二，利用GIS空间分析技术在地图上任意选取空间区域，对区域内的人物、事件进行检索查询。检索查询功能设置有四种检索子菜单，分别是英雄人物查询、革命战争查询、会议赛事查询、科技创新查询、灾害事件查询。用户可根据系统设置的时间轴，从党的三个重要发展时期：新民主主义革命时期、社会主义建设初期、改革开放时期进行检索查询，检索完成后可以通过点击“清除”功能进行取消。

4.3 统计分析功能

系统对脱贫攻坚、军事发展、高校教育三个党建成果通过生成专题图和热力图的形式进行可视化展示。对全国扶贫工作产生的大数据，包括贫困原因、帮扶效果、贫困地分布等信息进行分类分析。用经济数据图表以及贫困地变化的空间分布地图，明确脱贫攻坚的关键时间节点，通过知网等专业数据文献平台搜集数据，经过汇总处理形成图表，以最直观的专题地图来展现中国近年来在脱贫攻坚事业上取得的伟大成果。对党领导的军队进行统计，实现对军区设置、部队种类、武器装备三个发展变化的专题分析。对改革开放前后党推进高等教育的建设成果，运用缓冲区分析等GIS分析方法得出高校分布、教育普及對比等专题数据。

4.4 可视化与动态模拟功能

通过操作ArcGIS Online实现轨迹路线的地图展示，并发布到ArcGIS Server进行使用。系统对丝绸之路的路线、沿线影响国家的文化经济特色进行三维模型可视化展示，展现党规划的国家发展战略。地图故事和战争模拟模块通过人物活动轨迹、事件发生时序变化、战役发生地点和进行过程实现动态模拟，并在地图中嵌入超链接说明内容，如文本、视频音频介绍。以此来表达党内人士的革命故事、战争历程，达到弘扬革命文化和传播爱国精神的思政目的。

5 结束语

本系统从数字人文研究角度出发，基于组件GIS、前端框架Vue.js和数据库技术初步构建了数字人文视域下百年党史GIS思政系统，实现了将文字、图片记载的党史资料，以电子地图点位标注和动态路线模拟方式进行可视化展示的新方法，为高校思政教育提供一定的参考价值以及为社会大众历史爱好者提高一个可视化平台。当然，本系统尚未完善，仍需要进一步开发，包括数据库的扩充优化、统计分析模块的多样化以及对系统操作界面的设置优化，为用户提供更好的操作体验与实际应用。

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