基于WebGIS的中医药文化学习系统设计与实现

马东玲，陈星彤，任永强，杜伟松，李少天，王妍

(1. 华北理工大学 矿业工程学院，河北 唐山 063210；
2. 华北理工大学 中医学院，河北 唐山 063210)

中医药作为中国优秀传统文化的优秀代表[1,2]，是极具国际竞争力和影响力的重要学科，为中华民族的繁衍和生存做出了不朽的贡献。在现代医学日益发达的今天，中医药在维护人类健康方面仍然发挥着重要作用[3-6]，因此国家正在大力推动着其发展和传承，不仅如此，已有越来越多的非中医专业人士也在关注中医养生保健。为使中医药文化在当代绵延不断地传承下去，中医药文化应该充分配合互联网的兴起，重新展现出新的风貌，迸发出新的魅力，故该项研究设计实现一个基于WebGIS的中医药文化学习系统，通过对中医起源、发展、流传、分布等方面的介绍，结合GIS的空间查询展示功能以及网页动态展示功能，使得中医文化在当今国人中广泛传播开来具有十分重要的现实意义。

1.1 系统需求分析

现今中医药事业正在不断得以繁荣发展，尤其中医养生保健越来越受到非中医专业人士的关注，但是尚缺乏一个合适的途径和平台去了解和学习中医药知识。鉴于此，基于现有中药信息网站的模式，引入了可视化更强的GIS技术，实现了中医药与地理信息相融合的功能。该系统旨在为广大人民群众提供更科学、直观的信息展示平台，为大众提供学习了解相关中医知识的途径。

中医药文化学习系统最大的特色在于系统化、体系化地介绍有关中医药的知识，从用户体验角度出发，寻找用户最想了解的中医药知识，运用GIS技术设计出具有直观效果和教育意义的中医药发展过程动态展示地图。在国家大力提倡文化自信的今天，通过该系统来展示中国传统文化的宝贵精华、中国人民传承千年的文化信仰和中华民族积水成渊的文化底蕴[7-10]。

1.2 MVC架构原理

MVC包括Model 模型、View 视图以及 Controller 控制器[11]。

M代表Model 模型。承载数据，并对用户提交请求进行计算的模块。

V代表View 视图。为用户提供使用界面，与用户直接进行交互。

C代表Controller 控制器。用于将用户请求转发给相应的 Model 进行处理，并根据 Model 的计算结果向用户提供相应响应[12]。

1.3 系统运行环境和开发环境

该系统以Visual Studio 2019和ArcMap10.2作为开发平台，使用GoogleChrome 89.0.4389.90(正式版本)(64 位)作为运行浏览器，运用C#、HTML5、CSS3、JavaScript等作为开发语言，SQL Server Management Studio2008作为后台数据库，使用MVC架构，使用ArcGIS API for JavaScript访问ArcGIS Server提供的地图与空间分析服务。系统在Windows10环境下运行。

2.1 系统功能设计

基于WebGIS的中医药文化学习系统，整合了中医和中药相关知识，充分展示了中医和中药空间分布及发展变化，使得中医发展变化变得简单明了，如图1所示。该系统对于非专业人士十分友好，用户可以轻松理解系统使用方式，轻易操作界面，并完成对系统的查询及使用。该系统在功能上被划分为5个功能模块，分别为中医起源模块、中医诊断模块、道地药材空间分布展示模块、中医文化溯源模块、药膳食疗模块。

图1 系统功能模块图

2.2 数据库详细设计

该系统数据库软件采用的是SQL Server 2008，在数据库中设计后台数据表及关系，用户数据表用于保存注册用户的相关信息，该数据表的逻辑结构设计如表1所示。

表1 管理员个人信息

中药信息主要用于记录各个药材的简介，该数据表的逻辑结构设计如表2所示。

表2 中药信息表

3.1 界面实现

中医药文化学习系统旨在普及中医药知识、提供详细的中医药查询入口，弘扬中华中医药文化，传承优秀民族精粹。中医药文化学习系统界面呼应主题，采用中医设计风格，界面布局合理，增加用户使用的积极性，地图界面简洁大方，方便地图查看使用，菜单栏、导航栏文字精炼易懂，实用性强，体现了人性化的设计。

图2所示为系统主页，其中包括导航栏和中医文化介绍，主要起导航和中医药整体介绍作用。

图2 系统导航栏效果图

图3所示为道地药材地图展示界面，展示了各个省市的道地药材的分布情况。

图3 道地药材分布效果图

图4所示为医书古籍界面，数据库收藏了几十本医书，构成医书库。

图4 医书古籍效果图

3.2 功能实现

在中药图谱中，可以查看其中的药材简介，即可以通过点击药材图片查看具体药材简介，也可以通过按类别功能搜索用户需要了解的药材。功能实现如图5所示。

图5 中药图谱功能图

该系统采用动态地图变换方式对从上古时期中医发源到清朝中医发展进行展示，供用户查看和了解。功能实现如图6所示。

图6 中医溯源地图功能图

该系统采用按经络分类查询穴位的方法，对每条经络进行展示，采用图片加文字形式，更形象地展现穴位和经络详情。功能实现如图7所示。

图7 穴位查询功能图

该系统通过GIS特有的功能，实现人体经络穴位的二维可视化展示，点击具体穴位，对穴位有弹窗显示，如图8所示。

图8 穴位二维展示图

(1)系统功能设置具体包括：中医药文化源流介绍、中医四部经典介绍及导读、中医基础理论知识、中医基本诊断方法、配有穴位简介的人体经络穴位图、地图动态展示常见中草药的道地产区及图片、药食同源中草药的功效及应用和对应药膳推荐等内容。

(2)建立了中医药数据库，将中医起源发展、中医分布、道地产区、道地药材、经络穴位等相关详细信息全部整合在空间数据库中，实现了空间数据和属性的统一控制和调用。

(3)系统实现了中医查询、中药查询、药膳食疗查询、经络穴位查询等功能，并能够实现地图展示等功能，达到了中医药文化可视化的目的。

(4)该系统的空间分析模块实现了道地产区的空间分布、中医起源点介绍、各朝代中医的空间分布、当代名医的地域分布等，该模块将GIS与中医药内容进行巧妙结合，构建出一套基于WebGIS的中医药文化学习系统。

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