随着城市地理信息系统的建设逐步由数字城市转向更为高级的智慧城市^[1]，乡村地理信息系统的建设也势在必行。美丽乡村工程要求从生态、环境、经济、规划等多角度、全方位统筹建设社会主义新农村^[2]。如何将社会经济等属性信息和空间位置信息有效结合并表达出来是美丽乡村建设面临的主要问题。基于智能手机、平板电脑等手持设备的移动地理信息系统既具有强大的空间分析和可视化表达功能，也具有高效的宣传和展示功能，无疑是推进美丽乡村建设的有力工具。

我国不少地区已经尝试建立美丽乡村地理信息系统。金宝石等人利用地理信息系统将信息管理系统、办公自动化系统和决策支持系统有机结合起来，实现了乡村人口、交通、产业发展、土地利用的综合分析、模拟、预报和预测等功能，为乡村发展提供了科学合理的规划和决策依据^[3]。李东利用航空影像、卫星数据、数字高程模型等2D或3D数据，构建了基于B/S结构的数字乡村系统，将乡村地形地貌、自然资源和人工构筑物以三维虚拟形式进行表现，实现了电子政务与三维地理信息系统的结合^[4]。浙江省安吉县利用面向服务架构技术，将多源地理信息服务智能无缝聚合起来，实现异构数据的互通联动，以电子地图为展示载体和服务入口，提供乡村展示、出行导航等服务，开启了互联网地图乡村地理信息服务新模式^[5]。

随着计算机技术的不断发展，乡村地理信息系统包含的内容逐步增多，功能愈发强大，在简单的信息管理的基础上，利用面向服务的结构体系^[6]，逐步增加了电子政务、决策支持等功能。到目前为止，乡村地理信息系统已能够利用智能手机、平板电脑提供出行导航、旅游指南^[7]等实时生活服务。但是，乡村地理信息系统易用性却始终没有得到很好的解决。早期的系统主要基于桌面的C/S或B/S结构，不能移动使用。之后，基于智能手机App的乡村地理信息系统虽然解决了使用场景受限的问题，却要求用户为不常用的功能安装相对庞大的应用，而后续应用的更新、升级等操作对用户而言又是一大挑战。微信作为智能手机的必备应用，若将其与乡村地理信息系统结合起来，无疑是解决后者易用性问题的可行尝试。本文以浙江省淳安县为例，设计并实现了以微信公众平台为基础的美丽乡村地理信息系统。

1 微信公众平台接入技术 1.1 微信公众平台

微信公众平台是腾讯公司在微信的基础上新增的功能模块，主要面向名人、政府、媒体、企业等机构进行推广业务。根据微信公众平台开放的应用程序编程接口，任何机构都可以针对此接口开发并构建自己的第三方服务平台，定制应用和服务，实现和机构业务的无缝对接^[8]。

微信公众平台共有3种不同类型的账号，即订阅号、服务号和企业号。订阅号每天可向用户群发一条消息，主要用于媒体杂志等。服务号每月只能向用户推送4条消息，但可以通过自定义菜单拥有更多的交互功能，其向用户发送的消息不会像订阅号那样折叠在订阅号文件夹中，而是直接出现在微信聊天列表中，更具宣传效果。企业号主要对内使用，用于管理内部企业员工、团队，需要有成员的通信信息验证才可以关注成功企业号。

1.2 微信公众平台服务模式分析

1) 查询的服务模式：利用关键字和知识库构建自动回复系统，实现对用户的文本或语音查询的精准响应。注册用户的服务方式：利用微信的社交网络服务特性和媒体属性，吸引新用户，黏住老用户，可迅速提升应用用户量。位置的服务方式^[9]：利用微信的LBS(location based service)服务，可以实现自动签到和查询当前位置的兴趣点等功能。主动推送服务方式：利用公众账号的主动消息推送功能，向用户推送图文消息，如提醒、通知等^[10]。

2) 微信公众号开发者模式：微信公众平台默认编辑模式的公众号管理工具，可人工实现消息回复、用户管理、消息群发等功能。编辑模式操作方便、节约成本，但也导致公众号创意受限、功能简单，也不能随着时间和事件的变化及时更新消息。针对这一弱点，微信为公众账号推出了基于第三方消息接口的开发者模式。

当微信公众号开启开发者模式，并将第三方独立服务器的80端口与微信服务器绑定后，微信公众平台将把用户发送至公众号的消息通过HTTP协议以XML的格式转发至该服务器。在服务器上部署消息接口代码，解码消息，并按照定制的逻辑对消息做出响应，然后将响应以同样的格式发送至微信服务器，微信服务器再将消息转发至用户微信界面，从而完成一次完整的交互过程。

2 系统架构与实现 2.1 系统架构

本系统选择微信服务号作为账号主体，并启用开发者模式，设计和实现美丽淳安地理信息系统。

系统在逻辑上采用4层架构设计。最底层为数据层，包括存储在数据库中的纯关系属性数据，如淳安县社会、经济、人口信息等；利用ESRI GeoDatabase模型存储在Oracle中的淳安基础空间数据，如村庄数据、道路数据、景点数据和街景数据等；以及存储在文件中的村庄风貌、非物质文化遗产等图片数据。服务层负责将底层数据以WebService的方式向上层提供，同时采取一定的安全机制，防止非授权的数据访问，避免数据遭到恶意破坏。空间数据利用ArcGIS Server发布为WMS(web map service)、WFS(web feature service)，属性数据利用ASP.NET Web API 2框架发布为REST(representational state transfer)服务。应用层是本系统的核心，对应第三方服务器，其利用C#语言对微信服务器转发来的消息进行解析和响应，实现关键字查询、导航和推送等功能。表现层实质上是微信聊天界面，可以接收用户输入文本、语音、图片和位置信息等。通过微信内置的浏览器，表现层还可以绕过应用层直接与服务层进行交互。系统总体架构图如图 1所示。

2.2 系统功能设计与实现

系统充分利用微信的便携性、社交性、交互手段多样性等优势，提供了相对于传统地理信息平台更便捷化、现代化、互动化和趣味化的使用体验。系统详细功能设计如图 2所示。

微官网指的是适用于微信内置浏览器观看的官方网站。本系统通过微信自定义菜单，从行政区划、风土人情等方面全方位向公众宣传淳安美丽乡村建设成果。美丽淳安是对淳安县的总体介绍，包括生态环境、风俗文化、旅游景点等内容，以图文并茂的方式向用户展示淳安风采。风情小镇通过典型乡镇来展现淳安特色，利用图片动态播放和位置信息空间化等手段呈现乡镇建设进程、乡镇规划和乡镇风貌等信息。富丽乡村是淳安美丽乡村建设成果的集中体现，除去规划和风貌信息，还利用特定乡村的历史变迁图片和历史影响对比来直观展示乡村的发展变化。

微互动利用微信提供的输入口，向用户提供更加有互动性的浏览体验。文本搜索将用户输入的文字与系统后台预置的关键词以一定规则进行模糊匹配，匹配成功便向用户返回特定的信息，如输入“景点”，系统便会返回淳安旅游景点的链接，用户点击链接便可查看淳安所有景点的详细信息。语音查询利用微信提供的API将用户输入的语音信息转成文本，再进行文本搜索。图片共享接收用户通过微信向系统发送的照片，并根据照片位置信息或者用户上传照片时的位置信息，将照片存储到相应行政区的风貌图片库，之后用户通过浏览微官网便可查看上传的照片。当用户发送当前位置信息，系统便会返回包含街景导航功能的页面链接。用户进入页面后可以选取起止目的地进行导航，在支持街景的路段也可以查看街景信息。微互动相对于微官网的被动浏览模式，更具互动性和多样性。

微推送更具主动性，在没有进入公众号聊天界面时也可以向订阅用户发送信息。通过文章模板和微信API，可向用户推送淳安新闻、旅游资讯等图文消息。如果用户同意自动上传当前位置信息，当用户距离某个兴趣点的距离小于阈值时，系统会自动向用户推送该兴趣点的信息，即基于LBS的推荐。通过后台的用户识别管理功能，当需要时可以向特定的用户群发送党务、政务、财务、村务等消息，实现电子村务的功能。

3 结束语

移动互联网的蓬勃发展和智能手机、平板电脑等终端的广泛使用为GIS注入了新活力，提供了新可能^[11]。本文基于微信友好的人机交互界面和庞大的用户基数优势，在开发者模式下，使用C#、HTML5语言、Oracle数据库技术和REST服务技术，设计并实现了一种基于微信公众平台的美丽乡村地理信息服务系统，克服了传统乡村GIS系统在移动终端中使用不便的弱点，提升了乡村建设成果宣传的精准性和实时性，使美丽乡村工程以更加便捷有效的方式服务于大众。