测绘科普
【视点】面向智能终端的移动地图平台
来源:中国测绘 时间:2018-04-24

 在这个移动至上的年代,无论是在屏幕前帮助人们查找位置、规划路线,还是在屏幕后辅助O2O以及检索、沟通交流等,手机地图都是不可替代的重要一环。移动终端地图相关应用的软件设计与开发技术已然成为地理信息行业的研究热点。

 目前,全国很多省市都建立了基于天地图的手机地图APP,用来提供地图服务。奉化旅游资源丰富,山好、水好、风景好,民国文化、弥勒文化底蕴深厚,登山步道、农家乐、民宿等旅游设施具有良好的基础和显著的地方特色。为了打造一个具有吸引力同时具有奉化特色的移动地图平台,本文有效整合当地旅游资源并且提供一个全方位高精度的移动地图平台,在为市民提供丰富的出行建议的同时,宣传独具奉化特色的旅游休闲资源,进一步增强天地图·奉化的社会影响力。

系统总体架构

系统设计路线与架构

 “天地图·奉化移动端包括基于Android和IOS两个平台的客户端,需要的数据包括基础地图数据、兴趣点数据、全景地图数据、室内地图数据、登山步道数据、旅游信息数据和路线信息等,这些数据通过发布相关的服务提供给移动端调用。

 系统部署在奉化政务中心云平台上,服务器在逻辑上主要分为地图和WEB服务器。地图服务器用于为平台提供奉化兴趣点信息、登山步道信息、室内地图的地图服务和相关的空间计算分析服务。WEB服务器主要用于存储全景地图数据、旅游信息数据等。系统通过政务外网连接到互联网。

 系统采用以面向服务体系架构(SOA)为主体的平台总体架构,构建天地图·奉化移动端系统。SOA是一种架构风格,一种系统咨询和建设的方法论,也是一种新的商业模式,其核心包括两个方面,一个是组件,另一个是组件之间的组合,组件具有离散、松耦合,可重复,自治,无状态等特点,组件之间灵活的组合,能适应不同类型的系统整合和业务多样化。通过Web Services定义组件接口,Web Services能提供一个跨语言、跨平台的标准服务定义,使整个网络成为一个开放的组件平台,应用程序能得到无限的扩展,从而满足用户的各种功能需求。

 天地图·奉化移动端系统架构,包括数据层、服务层、网络层、应用层四个层次。数据层包括四类数据:地图数据、空间数据、数据库数据、其他互联网数据。服务层实现了系统实现业务所需要的服务,包括存储在数据中的关系数据服务和互联网数据服务。网络层包括互联网、WIFI、蜂窝网络。应用层即为天地图·奉化移动端。


系统界面

系统功能设计

地图功能设计

 系统实现了包括普通地图、时令地图、全景地图、室内地图等的地图功能设计。

 普通地图:包括矢量地图和影像地图。实现地图的放大、缩小、漫游以及实时定位。设计时实现在放大缩小地图的同时自动显示对应级别的瓦片地图信息。

 时令地图:在地图上展示时令信息,这些时令信息是对某季节值得推送的休闲活动的整合,比如草莓采摘园、桑葚采摘园、漂流等信息,实现具有奉化特色的地图信息展示。设计时这些信息以气泡的方式出现地图对应位置,用户打开地图即可映入眼帘,点击时令地图上气泡即可展现活动详情页面。

 全景地图:把三维图片模拟成真实物体的三维效果地图,实现三维地图切换视角、切换场景,用户可以拖拽地图从不同的角度浏览物体的效果。设计时将图片前、后、左、右、上、下6个视角围绕成一个立方体空间,我们的观察点在这个空间的中心点。6张图无缝拼接在一起,通过图片的处理引擎,对视角进行修正。

 室内地图:为医院、商场等提供室内地图服务,包括室内地图的浏览、室内定位和室内导航功能。用户打开室内地图可以看到室内地图数据列表,显示的是已经录入室内数据的位置,点击就可以在地图上查看。室内地图可分楼层查看,也可以对兴趣点进行室内路径规划。室内地图和室外地图之间的切换通过房屋的出入口和房屋在室外地图中的位置关系进行设计。这样用户可以知道房屋在全局中所处的位置,并能选择最合适的房屋的出入口。


特色功能设计

 特色功能包括登山步道游览、游在奉化、吃在奉化、住在奉化、购在奉化。

 登山步道游览:展现奉化登山步道,包括:古道、步道、唐诗之路、驴友线路以及沿河步道的地图线路、步道介绍信息等。用户通过在登山步道列表中选择感兴趣的步道,便可在地图上查看选择的步道位置以及步道详情。步道详情包括线路名称、线路类型、线路图片、线路途径的节点、线路景观描述、线路上食宿建议、线路亮点推荐等信息。

 游在奉化:提供不同主题的旅游线路列表,每种线路要给用户提供具体的出行安排建议,包括出行时间安排和出行路线安排,可以选择其中一个线路查看其地图展示、详情展示信息,详情展示信息包括线路所经过的每个结点的景点介绍信息。

 吃在奉化:提供奉化特色饮食信息,用户可以选择感兴趣的餐饮,并进入相应的详情界面,在详情界面里查看商家的电话、地址、评价信息。用户可以在路径规划里设置出发位置,实现从出发位置到选择的感兴趣的位置的路径规划。

 住在奉化:推荐奉化住宿信息,用户可以选择感兴趣的住处,并进入相应的详情界面,在详情界面里查看商家的电话、地址、评价信息。用户也可以在路径规划里设置出发位置,实现从出发位置到选择的感兴趣的位置的路径规划。

 购在奉化:提供具有奉化特色的购物信息,用户可以根据自己的兴趣选择商家,并进入相应的详情界面,在详情界面里可以看到商家的电话、地址、评价信息。用户同样可以在路径规划里设置出发位置,实现从出发位置到选择的感兴趣的位置的路径规划。


POI纠错

 提供一个和用户进行交互的信息平台,用户发现某些地理信息出现错误时,可以发送poi纠错信息。系统将自动上传用户的位置、纠错信息详情等信息。

全景地图采集样本处理

关键技术

全景地图处理技术

 天地图·奉化移动端全景地图的主体技术包括3D引擎、云平台存储计算及全景图像处理技术。图片采集以移动测量车及单点拍摄形式为主,人工徒步形式为辅的方式完成,接着进行数据录入和数据后期处理。后期处理采用MGI技术,采用球形全景技术,可以达到水平360°,上下180°的真实场景视觉效果,用户位于球体的中心,通过手指的移动,可以观察到任何角度,充分模拟了现实。产品是模拟的三维VR,使用简捷高效,并有多种交互效果。


室内定位技术

 将应用成熟的WiFi指纹定位技术和PDR计步算法进行优化处理,实现基于UKF融合算法的PDR和WiFi指纹同时定位技术。UKF核心是采用U变换来处理非线性模型的状态和误差协方差的递推和变化,该算法广泛地应用在卫星定位和组合导航领域。行人航迹推算(PDR)算法因其不易受外界环境干扰的优点而被广泛地应用在室内定位中。WiFi指纹定位技术中先要采集样本数据中样本与周围各信号的信号强度信息,然后将用户扫描的信息与样本数据进行匹配,最后以匹配到的样本数据的位置作为用户位置。


室内导航技术

 室内导航只涉及到步行的方式,且步行距离短,所以计算最优路径的算法只需要考虑一种行进方式,所需要的工作就是计算最短路径算法的选择并实现。本系统采用改进Floyd-Warshall算法的A*(A-Star)算法来找出每对点之间的最短距离。改进Floyd-Warshall算法的A*算法每次只针对起始点和目的点计算最短路径,在空间上大大降低了系统的负担,同时,对计算出来的路径,既可以返回给移动应用,也可以存在数据库中以备下次使用,这在一定程度上降低了数据的查询和存储负担,是一种在静态路网中寻找最短路径最有效的方法,也是解决许多搜索问题的有效算法。


网络爬虫技术

 网络爬虫(Web spider)是一种程序或脚本,能按照设计好的规则,自动采集能够访问到的网站的页面信息,为搜索引擎系统提供数据来源,再将页面分检、整理和下载,从而使得用户能够快速地检索到他们想要的信息。因此,它也被广泛地应用于互联网搜索引擎或其他类似网站,以得到或更新这些网站的内容和检索方式。

 本系统整合了奉化的旅游休闲资源,向用户进行推送,有针对性地将地图功能重点从商业地图的通用地图功能转移到奉化特色信息的地图服务上来,将奉化市休闲旅游资源的地图服务嵌入地图中;同时,还将地图的服务方式,从二维地图扩展到三维地图服务,从矢量地图扩展到影像地图服务,从室外地图扩展到室内地图服务,打造了全方位的移动地图服务,全面提升了地理信息用户的服务体验。