基于位置的服務(wù)在3G系統(tǒng)中的應(yīng)用

董曉魯



　　摘要　對(duì)LBS的概念和應(yīng)用進(jìn)行了描述，介紹了在3G系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)LBS的定位技術(shù)和GIS系統(tǒng)。



　　關(guān)鍵詞　LBS 3G GIS



　　一、引言



　　無(wú)線定位業(yè)務(wù)又稱為位置業(yè)務(wù)(Location-Based Ser-vices，LBS)，是由移動(dòng)通信網(wǎng)提供的一種增值業(yè)務(wù)，通過(guò)一組定位技術(shù)獲得移動(dòng)臺(tái)的位置信息(如經(jīng)緯度坐標(biāo)數(shù)據(jù))，提供給移動(dòng)用戶本人或他人以及通信系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)各種與位置相關(guān)的業(yè)務(wù)。狹義地說(shuō)，LBS業(yè)務(wù)是通過(guò)無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)獲取無(wú)線用戶的位置信息，在地理信息系統(tǒng)平臺(tái)的支持下提供相應(yīng)服務(wù)的一種無(wú)線增值業(yè)務(wù)。廣義地說(shuō)，只要是基于位置的信息服務(wù)均屬于位置服務(wù)，有些業(yè)務(wù)可能與用戶本身的位置無(wú)關(guān)，例如固定地點(diǎn)的天氣、固定起始終止點(diǎn)之間的公交路線等。但在移動(dòng)通信網(wǎng)中，LBS業(yè)務(wù)應(yīng)用最多的應(yīng)是與終端持有者本身的位置緊密相關(guān)的那些業(yè)務(wù)。



　　目前，電信業(yè)競(jìng)爭(zhēng)激烈，移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商在不斷地尋找新的途徑去創(chuàng)造新的利潤(rùn)點(diǎn)或者利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。在各種移動(dòng)增值業(yè)務(wù)當(dāng)中，移動(dòng)位置信息服務(wù)是最具市場(chǎng)潛力的一種。另一方面，隨著我國(guó)私人汽車市場(chǎng)不斷增長(zhǎng)，以汽車移動(dòng)通信平臺(tái)的需求也將有很大的發(fā)展?jié)摿�，其中針�?duì)汽車的導(dǎo)航、跟蹤等位置業(yè)務(wù)是今后一個(gè)非常具有發(fā)展?jié)摿Φ氖袌?chǎng)。



　　就無(wú)線定位服務(wù)而言，在傳統(tǒng)第二代無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)上發(fā)展位置服務(wù)，由于二代系統(tǒng)數(shù)據(jù)傳輸能力較低，因此所能提供的定位服務(wù)類型也受到限制。而3G系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸能力比2G系統(tǒng)有很大提高，為向用戶提供更豐富的信息提供了網(wǎng)絡(luò)帶寬的保證，使一些信息量較大的定位業(yè)務(wù)通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)成為可能，如地圖顯示、實(shí)時(shí)導(dǎo)航，甚至3D地圖服務(wù)等。LBS業(yè)務(wù)的類型多種多樣，可以按照如下不同的分類方式劃分：



　　(1)按業(yè)務(wù)請(qǐng)求方式劃分



　　·PULL類LBS業(yè)務(wù)：移動(dòng)終端采用短消息、WAP接入等方式請(qǐng)求LBS；



　　·PUSH類LBS業(yè)務(wù)：網(wǎng)絡(luò)根據(jù)特定的條件，主動(dòng)向移動(dòng)終端推送信息。



　　(2)按是否與用戶位置相關(guān)劃分



　　·與用戶位置有關(guān)的LBS，需要進(jìn)行定位；



　　·與用戶位置無(wú)關(guān)的LBS，無(wú)需定位。



　　(3)按照面向的用戶劃分



　　·水平市場(chǎng)——大眾應(yīng)用；



　　·垂直市場(chǎng)——行業(yè)應(yīng)用。



　　(4)GIS系統(tǒng)中對(duì)定位服務(wù)功能的劃分



　　·地圖服務(wù)，包括柵格地圖和矢量地圖；



　　·路徑搜索，包括最短路徑查詢、公交線路查詢等；



　　·地理編碼/逆地理編碼；



　　·測(cè)算。



　　二、實(shí)現(xiàn)LBS應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)



　　在3G系統(tǒng)中，實(shí)現(xiàn)LBS應(yīng)用的網(wǎng)絡(luò)模型如圖1所示。從圖1可以看出，實(shí)現(xiàn)LBS業(yè)務(wù)涉及到多個(gè)實(shí)體。







　　(1)定位操作平臺(tái)。通過(guò)各種定位技術(shù)來(lái)獲取移動(dòng)臺(tái)的位置信息。



　　(2)LCS中間件。向SP提供定位服務(wù)接口，SP通過(guò)LCS中間件訪問(wèn)運(yùn)營(yíng)商的定位資源(GIS)，以及完成對(duì)LBS業(yè)務(wù)的計(jì)費(fèi)、管理等功能。



　　(3)GIS系統(tǒng)。提供各種基于LBS應(yīng)用的地理信息服務(wù)，包括地圖服務(wù)、路徑搜索、目錄查詢等。



　　(4)SP。面向最終用戶提供LBS服務(wù)。



　　(5)CP。本文中所指的CP專指提供電子地圖數(shù)據(jù)、POI(興趣點(diǎn))信息的內(nèi)容提供商。



　　(6)終端。需要與網(wǎng)絡(luò)交互完成定位操作(獲取終端經(jīng)緯度)，通過(guò)WAP/Java/BREW/SMS等方式與SP交互得到最終服務(wù)。對(duì)于矢量地圖服務(wù)，終端需要內(nèi)置矢量地圖瀏覽器。



　　對(duì)于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)營(yíng)商來(lái)說(shuō)，為了更好地開展LBS服務(wù)，首先需要建設(shè)定位操作平臺(tái)。對(duì)于GIS系統(tǒng)，可以由SP/CP自己實(shí)現(xiàn)，但目前我國(guó)在基于LBS方式下的GIS系統(tǒng)的發(fā)展只是剛剛起步，因此由SP/CP自己實(shí)現(xiàn)GIS難度比較大。而且由SP/CP各自建立GIS對(duì)資源也是一種浪費(fèi)，因此由運(yùn)營(yíng)商統(tǒng)一建設(shè)包括LCS中間件以及GIS系統(tǒng)，將對(duì)LBS應(yīng)用的推廣起到很大的推動(dòng)作用。



　　三、定位技術(shù)



　　定位操作平臺(tái)主要負(fù)責(zé)通過(guò)各種定位技術(shù)來(lái)獲得終端的經(jīng)緯度信息。目前，可供移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)使用的定位技術(shù)多種多樣，下面將以cdma2000系統(tǒng)上實(shí)現(xiàn)的定位技術(shù)為例，介紹各種定位技術(shù)的實(shí)現(xiàn)方式。



　　1　基于網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)



　　在CDMA系統(tǒng)中，為了實(shí)現(xiàn)軟切換，移動(dòng)臺(tái)在接收當(dāng)前服務(wù)基站的信號(hào)的同時(shí)，需要不停地尋找來(lái)自其它基站的信號(hào)。如果發(fā)現(xiàn)來(lái)自其它基站的信號(hào)足夠強(qiáng)，移動(dòng)臺(tái)需要確定來(lái)自不同基站信號(hào)的時(shí)間差，為合并兩個(gè)信號(hào)做準(zhǔn)備。移動(dòng)臺(tái)的這種能力為實(shí)現(xiàn)定位奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。定位操作平臺(tái)可以通過(guò)CDMA網(wǎng)絡(luò)獲取到終端的這些信息(導(dǎo)頻強(qiáng)度信息)進(jìn)行定位。其它一些基于網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)能夠提供更高的定位精度，例如測(cè)量移動(dòng)臺(tái)的環(huán)路時(shí)延、信號(hào)到達(dá)角度等，但這些技術(shù)都需要在基站上增加相應(yīng)的測(cè)量設(shè)備，代價(jià)較高。



　　2　輔助GPS技術(shù)(AGPS)



　　輔助GPS技術(shù)主要依靠GPS衛(wèi)星完成定位操作。移動(dòng)臺(tái)需要接收至少4個(gè)GPS衛(wèi)星的信號(hào)，根據(jù)這些信息完成定位計(jì)算，并將計(jì)算結(jié)果報(bào)告給網(wǎng)絡(luò)。對(duì)一般的GPS定位技術(shù)來(lái)說(shuō)，需要GPS接收機(jī)在全空域范圍內(nèi)搜索可以使用的GPS衛(wèi)星。通常這種搜索需要很長(zhǎng)的時(shí)間，所以不能滿足快速移動(dòng)定位的需要。在輔助GPS技術(shù)中，網(wǎng)絡(luò)可以根據(jù)移動(dòng)臺(tái)當(dāng)前所在的小區(qū)，確定所在小區(qū)上空的GPS衛(wèi)星，將這些信息提供給移動(dòng)臺(tái)。移動(dòng)臺(tái)根據(jù)這些信息，縮小搜索范圍、縮短搜索時(shí)間，更快地完成可用衛(wèi)星的搜索過(guò)程。搜索完成之后，移動(dòng)臺(tái)需要通過(guò)和網(wǎng)絡(luò)的交互，將用于計(jì)算移動(dòng)臺(tái)位置的信息傳送給網(wǎng)絡(luò)，由網(wǎng)絡(luò)計(jì)算移動(dòng)臺(tái)的位置。



　　3　混合定位技術(shù)



　　CDMA系統(tǒng)中使用的混合定位技術(shù)主要使用了前面提到的兩種基于移動(dòng)臺(tái)的技術(shù)。一般來(lái)說(shuō)，GPS技術(shù)能夠提供很高的定位精度，但在很多情況下，移動(dòng)臺(tái)不能夠捕獲足夠多的GPS衛(wèi)星。這時(shí)候，移動(dòng)臺(tái)可以利用基站的信號(hào)補(bǔ)充衛(wèi)星的不足。這樣在降低一定精度的條件下，提高可用性，實(shí)現(xiàn)室內(nèi)定位。



　　4　基于移動(dòng)臺(tái)的GPS定位



　　對(duì)于一些需要快速連續(xù)定位的LBS業(yè)務(wù)來(lái)說(shuō)(例如實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)汽車導(dǎo)航)，可能要求每隔幾秒鐘刷新終端位置信息。在這種情況下，AGPS方式就很難滿足時(shí)間上的要求。因此，為了提高連續(xù)定位情況下的定位間隔時(shí)間，提出了基于移動(dòng)臺(tái)的GPS定位。與AGPS不同的是，基于移動(dòng)臺(tái)定位方式下，位置的計(jì)算全部由終端自己完成，終端始終處于GPS跟蹤狀態(tài)，減少了與網(wǎng)絡(luò)的交互時(shí)間。但是初次定位時(shí)間(TTFF)基本上與AGPS方式下的相同，與AGPS一樣，需要從網(wǎng)絡(luò)側(cè)獲取GPS衛(wèi)星的信息。



　　四、GIS系統(tǒng)



　　LBS服務(wù)中關(guān)鍵的核心是位置與地理信息，兩者相輔相成，缺一不可。一個(gè)經(jīng)緯度位置對(duì)于正常的使用來(lái)說(shuō)，并不代表任何意義，必須將其置于一個(gè)地理信息中來(lái)，才能代表為某個(gè)地點(diǎn)、標(biāo)志、方位等，才能被人們所理解。因此，除了通過(guò)定位操作平臺(tái)獲取到終端的位置之外，必須通過(guò)GIS系統(tǒng)將經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換成用戶真正關(guān)心的地理信息，如地圖、路徑搜索結(jié)果等。



　　對(duì)于無(wú)線運(yùn)營(yíng)商而言，如何發(fā)展面向最終用戶的SP是任何增值服務(wù)發(fā)展的關(guān)鍵。而對(duì)于廣大的SP而言，對(duì)于涉及位置信息服務(wù)的關(guān)鍵技術(shù)——地理信息系統(tǒng)(GIS)不太了解。單從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，SP獨(dú)立提供位置信息服務(wù)的難度就很大。因?yàn)樾枰�考慮如何和無(wú)線運(yùn)營(yíng)商的各種廠商的定位網(wǎng)關(guān)接口，考慮采用什么樣的地理信息系統(tǒng)，考慮采用什么樣的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，考慮如何去維護(hù)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，考慮如何開發(fā)，考慮如何推動(dòng)市場(chǎng)的發(fā)展使得更多的用戶加入他們的運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)等。對(duì)于以上考慮來(lái)說(shuō)，每個(gè)CP需要投入相當(dāng)一大筆費(fèi)用去建設(shè)一個(gè)提供地理信息服務(wù)的平臺(tái)，并且不斷地對(duì)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)。



　　在這種情況下，非常不利于移動(dòng)位置信息服務(wù)的推廣，也不利于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的增值業(yè)務(wù)的發(fā)展。因此，SP在整個(gè)增值業(yè)務(wù)的價(jià)值鏈上的主要任務(wù)是加入自己有特色的服務(wù)，做市場(chǎng)推動(dòng)，發(fā)展盡可能多的最終用戶。



　　對(duì)于無(wú)線運(yùn)營(yíng)商僅有一個(gè)定位操作平臺(tái)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，它必須要將位置信息服務(wù)中的核心部件——地理信息服務(wù)平臺(tái)建設(shè)起來(lái)。讓CP減少投入，專注于自己的服務(wù)。



　　位置信息服務(wù)中的地理信息服務(wù)平臺(tái)是一個(gè)關(guān)鍵部件。從無(wú)線運(yùn)營(yíng)商管理和開通位置信息服務(wù)的角度來(lái)看，能夠使得無(wú)線運(yùn)營(yíng)商提供較為全面的位置信息服務(wù)，同時(shí)也集中地管理并維護(hù)了地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，使得各個(gè)想要進(jìn)入位置信息服務(wù)行業(yè)的CP門檻大大降低，從而促使位置信息服務(wù)的發(fā)展。



　　1　地理信息系統(tǒng)的發(fā)展



　　地理信息目前已經(jīng)滲透到各行各業(yè)的信息系統(tǒng)中。從需求角度看，無(wú)論是宏觀上的決策支持，綜合經(jīng)營(yíng)分析，還是具體業(yè)務(wù)層面的一個(gè)目標(biāo)的定位、一條線路的規(guī)劃，都離不開地理信息的支持。從技術(shù)角度看，隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的發(fā)展，尤其是近年來(lái)移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域和空間數(shù)據(jù)庫(kù)領(lǐng)域技術(shù)的不斷更新，地理信息技術(shù)(GIS)也在很多方面融入了新的特征。



　　在我國(guó)，地理信息系統(tǒng)的建設(shè)也越來(lái)越得到政府的重視，尤其是在一些特殊情況下，如類似“非典”的情況，對(duì)于一些受關(guān)注人群和移動(dòng)物品的跟蹤，以及與地理位置相關(guān)的分析和研究，它對(duì)政府應(yīng)對(duì)突發(fā)事件是非常重要的。



　　2　技術(shù)的發(fā)展



　　(1)從GIS到Web-GIS。早期的地理信息系統(tǒng)專業(yè)性色彩較強(qiáng)，需要引入復(fù)雜的數(shù)學(xué)模型，對(duì)最終使用者的要求較高，系統(tǒng)獨(dú)立設(shè)計(jì)，不對(duì)外開放接口。這類系統(tǒng)比較常見于地質(zhì)、氣象、水利、交通等行業(yè)的專業(yè)分析。在這種需求的驅(qū)動(dòng)下，按照Client/Server模式設(shè)計(jì)的應(yīng)用系統(tǒng)居多，其最大的優(yōu)點(diǎn)是開發(fā)模型相對(duì)簡(jiǎn)單，開發(fā)成本較低。但隨著這些C/S模式的信息系統(tǒng)的不斷投入使用，其缺點(diǎn)也逐漸暴露出來(lái)。C/S模式下的應(yīng)用系統(tǒng)由于其專業(yè)性使得只有少量的專業(yè)用戶可以使用，導(dǎo)致大量信息孤島的存在。而且其大規(guī)模部署及后期維護(hù)的成本相當(dāng)高昂，這就使得應(yīng)用系統(tǒng)的用戶數(shù)量和覆蓋范圍都受到很大的局限，在一定程度上已經(jīng)嚴(yán)重制約了地理信息系統(tǒng)的繼續(xù)發(fā)展。而另一方面，由于多數(shù)系統(tǒng)采用了獨(dú)立的設(shè)計(jì)，不同系統(tǒng)之間無(wú)法共享數(shù)據(jù)和功能，功能類似的模塊被重復(fù)建設(shè)的問(wèn)題也越來(lái)越突出，造成投資的極大浪費(fèi)。



　　近年來(lái)，地理信息系統(tǒng)的建設(shè)要求能夠滿足更多非專業(yè)用戶的需求。隨著Internet的逐漸普及，廣大用戶對(duì)瀏覽器這種通用類型、無(wú)須培訓(xùn)的客戶端應(yīng)用程序越來(lái)越認(rèn)同，因此奠定了Web-GIS發(fā)展的基礎(chǔ)。另外，在技術(shù)層面上，用戶要求地理信息系統(tǒng)采用開放式設(shè)計(jì)，對(duì)其他信息系統(tǒng)開放可調(diào)用的接口以便集成。只有這樣地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用面才有可能從有限的傳統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域擴(kuò)展開來(lái)，同時(shí)覆蓋更多的用戶群。與Client/Server模式相比，Browser/Server模式在處理這些問(wèn)題上有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。因此在一些特定的領(lǐng)域，B/S模式已經(jīng)取代了C/S模式而成為了地理信息系統(tǒng)的首選開發(fā)模式。



　　(2)從Web-GIS到網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)。進(jìn)入21世紀(jì)，人們已經(jīng)不再滿足于坐在辦公室或家中的電腦桌前獲得信息，而是提出了“隨時(shí)隨地獲取信息”(Anytime，Any-where，Anything)的更高要求。強(qiáng)烈的需求推動(dòng)了移動(dòng)計(jì)算領(lǐng)域技術(shù)的飛速發(fā)展，信息系統(tǒng)的客戶端從傳統(tǒng)的PC，工作站等桌面型設(shè)備擴(kuò)展到了PDA，WAP/SMS/kJava/Brew手機(jī)等移動(dòng)終端上。由于所有的移動(dòng)終端首先強(qiáng)調(diào)的是易于攜帶的特征，在硬件設(shè)計(jì)上受到體積、重量、功耗等方面的限制，因而采用了完全不同于PC的操作系統(tǒng)和不同于IP網(wǎng)絡(luò)的通信協(xié)議。另一方面，地理信息系統(tǒng)的底層開始與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展為空間數(shù)據(jù)庫(kù)�？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在管理海量數(shù)據(jù)、分布式數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、解決屬性與空間數(shù)據(jù)一致性等問(wèn)題上比傳統(tǒng)的文件存儲(chǔ)方式有很大的優(yōu)勢(shì)，因而越來(lái)越受到大家的關(guān)注。



　　近年來(lái)，一些新建的地理信息系統(tǒng)開始逐漸引入這兩方面的技術(shù)。這些系統(tǒng)要求應(yīng)用層滿足對(duì)各類終端設(shè)備的兼容，數(shù)據(jù)層提供對(duì)異構(gòu)或分布數(shù)據(jù)的良好支持，我們把包括這些類型在內(nèi)的所有基于網(wǎng)絡(luò)的地理信息系統(tǒng)通稱為網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)。



　　由于網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的復(fù)雜性已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了傳統(tǒng)的C/S或B/S體系結(jié)構(gòu)所能描述的范疇，開發(fā)工作量也變得越來(lái)越龐大，所以需要找到一種有別于C/S或B/S的多層模型來(lái)描述這些系統(tǒng)的共性。同時(shí)，在此基礎(chǔ)上提供產(chǎn)品級(jí)的解決方案，盡可能地為應(yīng)用開發(fā)人員提供良好的底層支持，以減少開發(fā)系統(tǒng)的難度，提高系統(tǒng)的質(zhì)量。



　　從GIS到Web-GIS，再到網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)，應(yīng)用上是從傳統(tǒng)領(lǐng)域向所有領(lǐng)域的發(fā)展，用戶群上是從少數(shù)專業(yè)用戶向大量普通用戶的發(fā)展，技術(shù)上是從簡(jiǎn)單架構(gòu)向多層模型的發(fā)展。



　　3　應(yīng)用領(lǐng)域



　　GIS的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，以下給出了一些比較典型的實(shí)例。



　　(1)數(shù)字城市。以GIS為核心的空間信息技術(shù)是數(shù)字城市的核心應(yīng)用技術(shù)，它與無(wú)線通信、寬帶網(wǎng)絡(luò)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)日趨融合在一起，為城市生活和商務(wù)提供了一種立體的，多層面的信息服務(wù)體系。



　　數(shù)字城市建設(shè)包括4部分內(nèi)容，即基礎(chǔ)設(shè)施、電子政務(wù)、電子商務(wù)及公眾信息服務(wù)。而GIS應(yīng)用貫穿上述4個(gè)部分和各個(gè)層面，從城市基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)庫(kù)到政府空間數(shù)據(jù)共享、電子商務(wù)物流配送以及基于網(wǎng)絡(luò)的公眾地理信息服務(wù)，GIS都發(fā)揮著不可缺少的作用。



　　從具體的應(yīng)用來(lái)說(shuō)，GIS已經(jīng)廣泛應(yīng)用于構(gòu)成數(shù)字城市的眾多行業(yè)，如城市規(guī)劃、城市地下管網(wǎng)、電力、電信、公安、消防、急救等方面。GIS在各行各業(yè)中的廣泛應(yīng)用，產(chǎn)生了各具特色的行業(yè)專題GIS，這電正是我們建設(shè)數(shù)字城市的基礎(chǔ)。數(shù)字城市只能是在這些專題GIS的基礎(chǔ)上，進(jìn)行綜合、共享和擴(kuò)充。



　　(2)LBS。通過(guò)LBS業(yè)務(wù)，移動(dòng)用戶可以方便地獲知自己目前所處的位置，并用終端查詢或收取附近各種場(chǎng)所的信息。同時(shí)，它還可以對(duì)特定用戶或組織進(jìn)行定位，根據(jù)用戶的位置進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)、跟蹤，結(jié)合共享的電子地圖，實(shí)現(xiàn)監(jiān)控與調(diào)度。LBS業(yè)務(wù)和目前在國(guó)際上比較受關(guān)注的Telematics和ITS有著非常密切的關(guān)系，由于篇幅有限，就不再描述了。



　　(3)行業(yè)應(yīng)用



　　·油田。石油行業(yè)應(yīng)用GIS技術(shù)由來(lái)已久。在選擇鉆孔位置，跟蹤一條管線進(jìn)行故障分析，或者新建一個(gè)煉油廠等方面都十分依賴于對(duì)地理的理解以作出明智的商業(yè)決策。GIS在石油行業(yè)的應(yīng)用非常廣泛，根據(jù)應(yīng)用類別以及業(yè)務(wù)范圍，GIS的應(yīng)用大致可以歸納為石油勘探、生產(chǎn)開發(fā)、設(shè)備管理、管道管理、運(yùn)輸管理、銷售規(guī)劃、地面建設(shè)、附屬設(shè)施等幾個(gè)方面。



　　·電信。GIS為電信業(yè)者提供了將地圖和其他數(shù)據(jù)綜合分析的能力。通過(guò)對(duì)基于空間位置的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，為電信網(wǎng)絡(luò)的規(guī)劃和施工、移動(dòng)信號(hào)的覆蓋區(qū)域分析、市場(chǎng)經(jīng)營(yíng)決策分析、管理當(dāng)前用戶信息，甚至于發(fā)現(xiàn)新用戶等提供最佳的方案。通過(guò)地圖方式展示數(shù)據(jù)將比傳統(tǒng)的列表方式更直觀、并能更迅速地作出決策。



　　·公安。公安現(xiàn)代化建設(shè)需要地理信息系統(tǒng)(GIS)以及計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的支持。GIS技術(shù)在公安方面的應(yīng)用很多，例如消防指揮系統(tǒng)、安防指揮管理系統(tǒng)、110指揮管理系統(tǒng)、戶籍管理系統(tǒng)、公安交通指揮系統(tǒng)、緊急情況下公安指揮管理系統(tǒng)、安全保衛(wèi)系統(tǒng)、治安情況匯報(bào)系統(tǒng)等。



　　·水利。GIS在水利上的應(yīng)用已經(jīng)擴(kuò)展到了水資源、水環(huán)境、水土保持、農(nóng)田水利、水利工程規(guī)劃與管理等許多方面，具有廣泛的生長(zhǎng)點(diǎn)和良好的成長(zhǎng)性，為我國(guó)的水利建設(shè)發(fā)揮了重大作用。



　　·交通。GIS在交通方面可以應(yīng)用于公路規(guī)劃設(shè)計(jì)及管理、運(yùn)輸調(diào)度、公共交通管理、鐵路規(guī)劃設(shè)計(jì)及管理、港口和水運(yùn)管理、智能交通系統(tǒng)(ITS)等。



　　4　GIS系統(tǒng)在3G網(wǎng)絡(luò)中的業(yè)務(wù)功能



　　在移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)中使用GIS，可以向外提供的主要服務(wù)具體如下：



　　(1)地圖繪制(Mapping)



　　地圖繪制是GIS系統(tǒng)提供的最基本的功能。GIS系統(tǒng)根據(jù)客戶端的請(qǐng)求(地圖范圍、圖層和繪制樣式等)，返回地圖數(shù)據(jù)。地圖數(shù)據(jù)可以是柵格形式的地圖，也可以是特定格式的矢量數(shù)據(jù)。地圖柵格化定義多種圖片格式輸出支持，例如GIF，JPEG，PNG，WMP，BMP等。地圖圖片可以通過(guò)BASE-64編碼文檔的方式在XML文檔里返回，也可以只返回URL�！暗貓D繪制”還可以在“原始”的地圖上“繪制”各種幾何元素或地理對(duì)象。



　　矢量地圖與柵格地圖相比，具有較大的優(yōu)勢(shì)。首先，同樣一幅地圖，矢量格式的文件是柵格格式文件大小的1/7左右，大大節(jié)約了無(wú)線網(wǎng)絡(luò)中使用的資源。同時(shí)，終端通過(guò)矢量地圖瀏覽器操作矢量地圖的靈活度與柵格地圖相比很高，地圖多比例尺的放大、縮小等在終端本地即可完成，而且在導(dǎo)航應(yīng)用方面也具有優(yōu)勢(shì)。但由于矢量地圖數(shù)據(jù)格式目前各個(gè)廠家不統(tǒng)一，因此如果在網(wǎng)絡(luò)中存在多個(gè)GIS系統(tǒng)時(shí)，就不得不考慮兼容的問(wèn)題。由于終端的能力有限，因此目前還沒(méi)有一個(gè)較好的解決辦法。另一方面，向外發(fā)布矢量地圖還需要考慮地圖的安全性和加密問(wèn)題。



　　(2)目錄服務(wù)(Directory)



　　主要是指POI(興趣點(diǎn))的查找，包括距離最近查找、一定范圍內(nèi)查找和根據(jù)屬性(如名稱、電話號(hào)碼等)查找。查找的內(nèi)容可以包括商場(chǎng)、酒店、加油站等。



　　(3)路徑搜索(Route)



　　主要提供兩點(diǎn)之間的各種方式(自駕車、公交車、步行)的行駛路線。路徑搜索服務(wù)是LBS業(yè)務(wù)中非常重要的一種服務(wù)，也是體現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)的業(yè)務(wù)，是實(shí)現(xiàn)導(dǎo)航服務(wù)的基礎(chǔ)。



　　路徑搜索服務(wù)對(duì)地圖數(shù)據(jù)的要求較高，如要地圖數(shù)據(jù)提供商提供完全和準(zhǔn)確的路網(wǎng)數(shù)據(jù)，包括各種規(guī)則，如單行、禁左、車道數(shù)量等。路徑搜索服務(wù)可以支持如下的操作：



　　·全路徑：依據(jù)請(qǐng)求指定的信息(自駕車、步行、公交車方式，最短、最快以及不走高速公路，途經(jīng)多點(diǎn)等等方式)返回整個(gè)路徑的信息。



　　·途經(jīng)多點(diǎn)方式：依據(jù)請(qǐng)求指定的點(diǎn)序列(缺省的情況下首末點(diǎn)為起止點(diǎn))，搜索經(jīng)過(guò)所有指定點(diǎn)的路徑。



　　·排除條件：基于不同的道路類型、地域類型，可以指定是否走高速公路、城區(qū)，還可以指定不走的道路。



　　·時(shí)間與距離信息：服務(wù)將返回多個(gè)基于起點(diǎn)、終點(diǎn)和分段路線的時(shí)間和距離計(jì)算結(jié)果。



　　(4)地理編碼(GeoCode)，把一個(gè)街道地址或郵編編碼成一個(gè)地理位置。



　　(5)逆地理編碼(Reverse Geocode)，把一個(gè)地理位置反編碼成一個(gè)街道地址或郵編。



　　(6)測(cè)算(Cogo)，進(jìn)行幾何要素的測(cè)算。目前，該服務(wù)支持的操作包括計(jì)算兩點(diǎn)之間的直線距離，判定點(diǎn)是否在某個(gè)指定的區(qū)域內(nèi)。測(cè)算服務(wù)可以通過(guò)一次請(qǐng)求完成多個(gè)測(cè)算操作。



　　(7)導(dǎo)航(Navigation)。導(dǎo)航服務(wù)也可以看作是路徑搜索服務(wù)中的一種，但由于導(dǎo)航服務(wù)有其自身的特點(diǎn)，因此在OGC(Open GIS Consortium)制訂的位置業(yè)務(wù)規(guī)范中將其獨(dú)立出來(lái)。導(dǎo)航服務(wù)可以分成靜態(tài)導(dǎo)航和動(dòng)態(tài)導(dǎo)航。



　　·靜態(tài)導(dǎo)航是指用戶在出發(fā)前獲取出發(fā)地和目的地的最佳路徑信息，出發(fā)后不再有提示信息給用戶；



　　·動(dòng)態(tài)導(dǎo)航則是用戶在行駛過(guò)程中由GIS系統(tǒng)(網(wǎng)絡(luò)側(cè)或用戶本地)根據(jù)當(dāng)前用戶所在位置動(dòng)態(tài)的提示用戶前進(jìn)的方向(如提前通知用戶左轉(zhuǎn)，地圖上動(dòng)態(tài)顯示當(dāng)前用戶所在位置，以及與目的地在行駛路線上的距離等)，這種服務(wù)對(duì)系統(tǒng)的處理能力、定位的準(zhǔn)確度、定位的時(shí)延和地圖的準(zhǔn)確度等要求較高。



　　五、LBS業(yè)務(wù)的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)化工作



　　前面已經(jīng)提到，LBS業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)可以分成兩個(gè)層面，即位置的獲取和信息的提供。相應(yīng)地，標(biāo)準(zhǔn)化工作也對(duì)應(yīng)不同的標(biāo)準(zhǔn)組織。



　　(1)對(duì)于位置的獲取也就是定位技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)，目前主要在3GPP和3GPP2中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化工作。相關(guān)的用戶在業(yè)務(wù)層面的認(rèn)證授權(quán)、業(yè)務(wù)漫游以及隱私管理等內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)工作，目前主要是在OMA中進(jìn)行，但由于3GPP和3GPP2在OMA中對(duì)LBS的流程、網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)等方面存在分歧，所以標(biāo)準(zhǔn)化的進(jìn)度可能會(huì)放慢。同時(shí)，也應(yīng)注意到，在3GPP2中實(shí)際上也在做與OMA相同的工作。



　　(2)對(duì)于地理信息提供層面上的標(biāo)準(zhǔn)工作，目前主要由OGC負(fù)責(zé)制訂，并且已經(jīng)基本完成了除導(dǎo)航服務(wù)之外的其他業(yè)務(wù)。



　　在我國(guó)，目前已經(jīng)完成了Le/L1接口(客戶端與定位服務(wù)器之間的接口)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，以及WCDMA和cdma2000系統(tǒng)中的定位技術(shù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。與GIS相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，目前也有了的GIS接口，SPACCESS接口的企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對(duì)應(yīng)于OMA的基于IP層面的定位技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)也將要啟動(dòng)。



　　六、LBS業(yè)務(wù)在我國(guó)的應(yīng)用



　　1　應(yīng)用前景



　　LBS業(yè)務(wù)是移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的一個(gè)特色業(yè)務(wù)，尤其是隨著今后3G系統(tǒng)的使用，為L(zhǎng)BS的應(yīng)用提供了網(wǎng)絡(luò)帶寬的保障。由于LBS業(yè)務(wù)在我國(guó)也剛剛開始發(fā)展，影響其發(fā)展的因素也非常多，因此本文也只是就目前可以遇到的有發(fā)展?jié)摿Φ腖BS業(yè)務(wù)作一個(gè)簡(jiǎn)單的分析。



　　(1)手持終端的LBS應(yīng)用



　　手持終端的LBS應(yīng)用范圍很廣，可以基于話音，短信，WAP，Java/BREW和多媒體短信/郵件向大眾用戶提供各種服務(wù)，包括信息查詢、地圖服務(wù)、手持終端的導(dǎo)航、弱勢(shì)群體的跟蹤和區(qū)域告警(如老人和兒童)等。



　　(2)個(gè)人汽車的LBS應(yīng)用



　　導(dǎo)航是LBS應(yīng)用在汽車中的主要方式，目前我國(guó)已經(jīng)有汽車導(dǎo)航的實(shí)際應(yīng)用，這種應(yīng)用是GPS接收機(jī)+簡(jiǎn)化版的GIS引擎+地圖數(shù)據(jù)的模式，這種模式有其自身的局限性，如成本較高(對(duì)車載臺(tái)的要求較高，如處理能力、存儲(chǔ)能力)，地圖資源不能共享(如需要存儲(chǔ)大量的地圖數(shù)據(jù)，對(duì)于駕車者偶爾經(jīng)過(guò)的地區(qū)也需要存儲(chǔ))，不能做到動(dòng)態(tài)的地圖更新，業(yè)務(wù)組織靈活性也受限。而這些問(wèn)題通過(guò)與移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)合可以解決。隨著汽車市場(chǎng)的不斷增加，汽車導(dǎo)航業(yè)務(wù)是需要移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商關(guān)注的一個(gè)業(yè)務(wù)增長(zhǎng)點(diǎn)，可以結(jié)合運(yùn)營(yíng)商目前已經(jīng)有的話音、短信等業(yè)務(wù)，向用戶提供更豐富多樣的LBS業(yè)務(wù)，如汽車防盜、跟蹤、求救等。



　　LBS業(yè)務(wù)和目前在國(guó)際上比較受關(guān)注的Telematics有著非常密切的關(guān)系，Telematics的目的是構(gòu)建一個(gè)車內(nèi)的通信平臺(tái)通過(guò)與網(wǎng)絡(luò)的交互，為駕駛者和乘坐者提供各種服務(wù)。韓國(guó)在這方面比較積極，目前已經(jīng)有類似的應(yīng)用，主要是提供汽車導(dǎo)航、郵件服務(wù)。



　　(3)行業(yè)應(yīng)用



　　行業(yè)應(yīng)用的范例很多，包括汽車調(diào)度(如出租車的調(diào)度)、物流管理、員工的跟蹤(如郵遞員的跟蹤)等，這里不再一一描述。



　　2　實(shí)現(xiàn)LBS業(yè)務(wù)面臨的問(wèn)題



　　LBS業(yè)務(wù)具有廣闊的應(yīng)用市場(chǎng)，但與其他基于移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)的增值業(yè)務(wù)相比，其業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)涉及的方面更多，難度更大，因此LBS業(yè)務(wù)要真正達(dá)到廣泛應(yīng)用，還面臨一些問(wèn)題需要解決。



　　(1)定位的精度



　　目前，LBS應(yīng)用所能用到的精度最高的定位技術(shù)是GPS定位技術(shù)，但GPS定位存在局限性，如在深度室內(nèi)環(huán)境下將無(wú)法進(jìn)行GPS定位。如果采用基于網(wǎng)絡(luò)的定位，精度則大大降低，目前還沒(méi)有其他更好的解決方案。因此，比較實(shí)際可行的作法是，對(duì)業(yè)務(wù)進(jìn)行劃分，將各種不同業(yè)務(wù)對(duì)定位精度的要求進(jìn)行分類。對(duì)于精度要求高的業(yè)務(wù)，由網(wǎng)絡(luò)側(cè)判斷是否能夠滿足要求，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。當(dāng)然，最終的解決方案是能提出一種更先進(jìn)和受地理環(huán)境限制小的定位技術(shù)，目前已經(jīng)開始研究在室內(nèi)實(shí)現(xiàn)高精度定位的技術(shù)。



　　(2)位置信息的收集和組織



　　LBS最終向用戶提供與位置有關(guān)的內(nèi)容，位置信息主要包括各個(gè)層面電子地圖和POI信息。在電子地圖方面，我國(guó)的各個(gè)部門都有某些層面的數(shù)據(jù)，但這些數(shù)據(jù)沒(méi)有整合在一起，地圖的現(xiàn)勢(shì)性在各個(gè)地域也參差不齊，這一問(wèn)題的解決不是運(yùn)營(yíng)商和地圖數(shù)據(jù)提供商單方所能夠辦到的，需要國(guó)家統(tǒng)一進(jìn)行組織，將各種地理信息資源整合在一起，為各個(gè)行業(yè)使用。對(duì)于POI信息，其豐富程度直接影響著用戶對(duì)業(yè)務(wù)的滿意度，因此需要內(nèi)容提供商提供豐富的POI信息。但信息搜集的工作量是相當(dāng)大的，需要實(shí)地去一一采集。因此，需要運(yùn)營(yíng)商將各種CP提供的POI信息進(jìn)行整合，統(tǒng)一提供給用戶，這部分工作需要運(yùn)營(yíng)商和各個(gè)內(nèi)容提供商協(xié)調(diào)統(tǒng)一來(lái)做。



　　(3)矢量地圖瀏覽器



　　導(dǎo)航業(yè)務(wù)，尤其是實(shí)時(shí)導(dǎo)航業(yè)務(wù)，如果通過(guò)網(wǎng)絡(luò)來(lái)實(shí)現(xiàn)地圖的實(shí)時(shí)下載，那么數(shù)據(jù)不能太大，否則用戶使用的成本會(huì)很高，不利于推廣。矢量地圖是解決這一問(wèn)題的方案，但矢量地圖與各個(gè)GIS廠商系統(tǒng)內(nèi)容矢量數(shù)據(jù)的格式密切相關(guān)，目前無(wú)法統(tǒng)一成相同的格式。因此，如果存在多種GIS系統(tǒng)共存時(shí)，業(yè)務(wù)的覆蓋范圍將存在局限性，這可以通過(guò)終端支持多個(gè)矢量地圖瀏覽器來(lái)解決，但對(duì)終端的處理能力和存儲(chǔ)能力要求較高。因此，這一問(wèn)題也是值得注意的。圖2為矢量地圖工作方式的示意圖。







　　七、結(jié)束語(yǔ)



　　LBS業(yè)務(wù)具有廣闊的發(fā)展前景，目前商用的LBS業(yè)爭(zhēng)也達(dá)到了相當(dāng)程度的滲透率。LBS業(yè)務(wù)涉及的領(lǐng)域很多，需要移動(dòng)通信領(lǐng)域與GIS領(lǐng)域相結(jié)合來(lái)共同實(shí)現(xiàn)。我國(guó)目前很重視GIS領(lǐng)域的發(fā)展，國(guó)內(nèi)已經(jīng)有相當(dāng)多具有一定實(shí)力和發(fā)展?jié)摿Φ腉IS廠商。相信隨著今后LBS業(yè)務(wù)需求的不斷增長(zhǎng)，以及我國(guó)GIS領(lǐng)域的不斷發(fā)展完善，LBS業(yè)務(wù)將得到更廣泛的應(yīng)用。




摘自 泰爾網(wǎng)