基于GIS的中国历史饮食文化演变系统设计与实现

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　　摘  要： 中國饮食文化经过数千年的发展，形成了以汉族饮食为主流的民族特色，蕴含着多样的文化内涵。为了充分了解饮食文化的各个方面，利用GIS的空间信息管理功能、SSM框架集、MySQL数据库等关键技术，将其引入饮食文化数字化建设中，设计建立中国饮食文化信息数据库，实现对中国饮食文化基本情况的空间分布和时空演变的展示。该系统同时能提供对中国饮食文化信息的存储管理、检查查询和统计分析等功能。从地理空间视角切入，以可视化的形式展现中国饮食文化涉及的饮食风味、烹饪技法、餐饮习俗、餐具使用等分布状况和时空演变，从新的视角设计历史文化平台来促进民族传统的研究。
　　关键词： GIS技术;中国饮食文化;民族传统;文化演变
　　中图分类号： TP311    文献标识码： A    DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2020.08.021
　　本文著录格式：王建，石嘉磊，王泽豪，等. 基于gis的中国历史饮食文化演变系统设计与实现[J]. 软件，2020，41（08）：69-72
　　【Abstract】： After thousands of years of development， the Chinese food culture has formed the national characteristics with Han food as the mainstream， and contains diverse cultural connotations. In order to fully understand the various aspects of food culture， the use of GIS's spatial information management function， SSM framework set， MySQL database and other key technologies， introduce it into the digital construction of food culture， design and establish a Chinese food culture information database， to achieve basic food culture in China The display of the spatial distribution and spatial and temporal evolution of the situation. The system can also provide functions such as storage management， inspection and query， and statistical analysis of Chinese food culture information. From the perspective of geographic space， visualize the distribution and spatial and temporal evolution of Chinese food culture， including food flavors， cooking techniques， catering customs， and tableware usage. Design a historical and cultural platform from a new perspective to promote the study of national traditions.
　　【Key words】： GIS technology; Chinese food culture; National tradition; Cultural evolution
　　0  引言
　　中华民族有着五千年的历史，饮食文化作为其中的重要组成部分，不仅折射了朝代更迭的繁荣与落寞，而且也演变成为了一个民族生生不息的灵魂与支柱[1]。在中国，民以食为天。孙中山曾写道：“中国近代文明进步，事事皆落人之后，唯饮食一道之进步，至今尚为文化各国所不及。中国所发现之食物，固大胜于欧美;中国烹调法之精良，又非欧美所可并驾[2]。”经过几千年的发展积淀，中国的饮食文化不仅仅是食物和烹调技法等，其衍生出的禁忌规矩、文化内涵更是快餐文化无法比拟的。中国饮食文化涉及诸多方面，可以从烹饪技法、地域影响、民族特色、食品餐具、消费水平、民俗制度等多种角度进行分类，展示丰富的文化品味，体现各具特色的使用价值，异彩纷呈[3]。
　　地理信息系统（GIS，Geographic Information System）是以采集、存储、管理、分析、描述和应用整个或部分地球表面与空间地理分布有关的数据信息的计算机系统[4]。结合GIS技术强大空间数据管理和多元空间交互式分析能力，近年来在多学科领域研究中得到广泛的实践应用，尤其是在历史、文化地理学领域[5]。从地理与历史双重视角出发，提出并设计了一种基础的、通用的历史GIS数据模型，探讨了该数据模型的时空对象组成、属性以及相互间的关系[6];GIS技术在农业研究中和历史、文化地理领域里的应用[7]。GIS与历史大数据结合，已成为数字文化研究的趋势。历史地理信息系统建设是信息化时代学术发展的要求，也是历史研究向纵深方向拓展的体现[8]。
　　基于GIS的中国历史饮食文化演变系统通过对传统美食及其原材料的种植分布特征的对中国饮食文化发展进行分析，从而直观地呈现出中国不同地区、不同朝代的饮食风味、烹饪技法、典型菜肴，引进农作物的传入轨迹、种植面积、产量，以及由饮食衍出的餐具文化、风俗礼仪、文化内涵等相关信息。利用数字化信息技术提供一个可视化平台，实现对饮食发展涉及的诸多方面的准确查询、分析、展示、讲解，便捷、直观地帮助我们了解和传承博大精深的中国传统饮食文化。 　　1  需求分析与系统设计
　　1.1  需求分析
　　中国饮食文化源远流长、博大精深，发展成果涉及不同地区饮食习俗、菜肴风味、烹饪技法、餐具餐桌礼仪、作物传入等文化信息，具有鲜明的民族特色。GIS最为突出的功能是对空间数据和属性数据进行综合分析的功能，包括对空间数据和属性数据的采集、测量分类、处理、各种分析工作和决策支持等。它能够在计算机的支持下，实现对各种数据和信息的精确快速的处理和分析[9]。为将有关饮食文化的空间信息以可视化的形式展示出来，通过GIS技术设计实现了中国饮食文化分析系统，既提供检索查询功能实现对饮食文化属性信息的了解，设计分析功能结合地图要素展示作物传播种植的发展进程;又能提供菜肴做法、烹饪技巧的相关讲解，实现用户对烹饪美食的做法掌握以及用户之间的交流互动。并建立空间数据库管理饮食文化地理信息，从而更加便捷、直观的对饮食文化发展情况的进行查询。
　　1.2  系统体系架构设计
　　基于GIS的中国历史饮食文化演变系统采用B/S（浏览器/服务器）体系结构。前端开发使用目前主流的Vue框架，并使用axios技术实现前后端交互，后端使用MVC（模型（model）-视图（view）-控制器（controller）设计范式，由java的SSM（spring，spring MVC，mybat）架构进行开发和实现前后端分离，使用nginx技术实现反向代理和负载均衡。通过Tomcat和ArcGIS server应用服务器实现服务发布。为了提高数据源可靠性和适用性，系统采用MySQL数据库存储数据。系统总体架构图如图1所示。
　　2  系统功能设计
　　基于GIS的中国历史饮食文化演变系统管理目标是实现中国传统饮食文化发展的历史进程进行分析，利用数字化信息技术提供一个可视化平台，实现便捷、直观的对历史饮食文化演变的查询了解。基于对系统需求分析，系统功能设计中规划了8个功能模块，包括基础功能、综合查询、寻找美食、专题分析、热点讲解、工具、系统管理、网址链接。具体功能划分如图2所示。
　　（1）基础功能模块
　　基础功能模块主要分为用户或管理员注册登录、地点定位、地图缩放、图层变换、以及地图展示等基础功能。
　　（2）综合查询模块
　　综合查询模块主要分为八大菜系查询、传入作物查询、作物种植查询、以及餐饮文化礼仪查询。
　　1）八大菜系查询
　　对于八大菜系查询，可根据地理位置，菜系名称等信息了解某一种菜的详细信息。
　　2）传入作物查询
　　对于传入作物查询，可按照时间进程、区域、品种、以及食用方式的查询方式进行查询。特别是在品种栏，可输入目标作物类型如蔬菜、水果、粮食等按类别进行分类查找。
　　3）作物种植统计查询
　　对于作物种植统计查询，本系统对地区近几年作物种植情况如玉米、大豆、小麦等提前进行统计分析，在用户指定具体查询对象后可显示作物种植面积、收成等属性概况。
　　4）餐饮文化礼仪查询
　　对于餐饮文化礼仪查询，可提供饮食习惯、菜肴风味、烹饪技法、餐桌礼仪几种选项供用户查询，以了解历史饮食文化演变系统的具体体现。
　　（3）寻找美食模块
　　对于寻找美食模块，用户只需输入始发地和目的地，有公路和铁路两种出行方式，为用户生成两地区之间的导航线路、路程距离、所需时间、价格等出行信息。
　　（4）专题分析模块
　　专题分析模块主要分为传入作物分布聚集分析、气候适宜性作物分析、作物类别结构分析三个专题 分析。
　　1）传入作物分布聚集分析
　　对于传入作物聚集分布分析，以热力图的形式展示地区传入作物种植地区，同时以点密度实现不同种类作物的种植区域，得到传入作物的分布聚集情况。
　　2）气候适宜性作物分析
　　对于气候适宜性作物分析，可根据降雨量分布图、气温分布图，再叠加作物种植图层对不同地区作物种植与气候适宜性进行分析，得到气候条件对作物种植的影响。
　　3）作物类别结构分析
　　对于作物类别结构分析，此专题分析图展示出各省地区作物种植类别、组成结构，运用饼状图对用户所选取地区进行作物类别结构分析，得到所选地区作物种植数量、所占比例等信息。
　　4）饮食文化影响分析
　　对于饮食文化影响分析，由中国不同时期的外来作物对不同地域的饮食风味、文化习俗所产生的影响，进行分析得出结论。
　　（5）热点讲解模块
　　统计分析模块主要分为菜肴烹饪讲解、特色美食分享两个方面。
　　1）菜肴烹饪讲解
　　对于菜肴烹饪讲解，系统提供美食菜肴的烹饪视频供用户学习，以及蔬菜作物的不同做法可以了解。
　　2）特色美食分享
　　對于特色美食分享，系统分享各地的美食小店、特色小吃视频给用户了解，为用户出行旅游提供快捷美食寻找。
　　（6）工具模块
　　工具模块为系统使用时提供清除要素、地图还原、距离测量、面积测量等四个快捷工具，为用户使用系统提供方便。
　　（7）系统管理模块
　　系统管理模块分为信息录入、视频发布两个方面，是系统管理员登录系统后可使用的功能。
　　1）信息录入
　　对于信息录入功能，可实现系统作物信息内容的更新，及时补充系统数据。
　　2）视频发布
　　对于视频发布功能，为用户提供当下热点美食的视频，方便用户探索美食小吃。
　　（8）网页链接模块
　　网页链接模块提供中国农业网、中国食品网、中国旅游网等网站，方便用户便捷跳转网站了解信息。 　　3  系统开发与实现
　　3.1  开发环境
　　根据当前软硬件资源，基于GIS的中国历史饮食文化演变系统采用B/S了体系结构。使用arcgis系列产品组织与管理空间数据。系统前端采用具解译性、动态性、跨平台性等特点的JavaScript语言，后端采用具有面向对象、跨平台性、安全与健壮性的的JAVA语言编写。使用arcgis desktop对矢量图层进行编辑、坐标系和投影设置，并将在arcgis desktop中将生成的数据发布到本地服务器中的Arcgis server中。系统具体实现条件如表1所示。
　　3.2  系统功能实现
　　3.2.1  基础功能
　　本系统的基础功能有用户登录、注册、地图浏览、图层切换、地图缩放、增删数据等，通过系统主页面展示效果，使用户轻松快捷登录，并获取自己所需的信息。
　　3.2.2  查询功能
　　查询功能主要有八大菜系查询、传入作物查询、作物种植查询、以及餐饮文化礼仪查询等。用户使用查询功能可查询到八大菜系的发展过程，传入作物引申出来的美食以及农作物种植等相关信息，并通过简洁的图表呈现给用户以达到简介、易懂的可视化展示。对于对比性较强的数据可以根据不同类型的数据特征，由柱状图、饼状图、点密度图等专题图的方式直观展示。根据使用者选取的限制条件，筛选出符合用户需求的菜肴、餐饮文化等信息。
　　3.2.3  分析功能
　　系统获取到用户输入的条件例如时间节点、地域、作物，气候等，利用泰森多边形、缓冲区分析、空间信息量算、 叠加分析等方式进行空间分析。比如说在选定范围内利用缓冲区分析查询范围覆盖内的作物，分析各个不同地区的菜肴风味，以及从外引进传入的作物等信息分析。
　　4  结论
　　本系统基于GIS技术，以中国饮食文化相关属性信息作为数据，对中国饮食文化进程进行研究分析，设计开发了中国饮食文化分析系统，为了解具有民族特色的饮食文化提供一个可视化平台。用户可通过本系统方便快捷地检索查询中国饮食文化的基础信息及其地理特征分布，实现了文化属性信息在地理空间上可视化的展现。同时基于数据库技术建立中国饮食文化信息数据库，实现了文化属性信息的数据化存储  与管理，为民族特色文化实现现代化展示提供了新的思路。
　　参考文献
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