基于LBS信息管理系统的设计与实现.doc

本本 科科 毕毕 业业 论论 文文 基于基于 LBSLBS 的信息管理系统设计与实现的信息管理系统设计与实现 Error Error NoNo bookmarkbookmark namename given given Error Error NoNo bookmarkbookmark namename given given 姓名杨盼杨盼 院系地理与规划学院地理与规划学院 专业地理信息系统地理信息系统 年级20112011 级级 学号 2011261403120112614031 指导教师李兆恒李兆恒 讲师讲师 2015 年 05 月 16 日 独 创 声 明 本人郑重声明 所呈交的毕业论文 设计 是本人在指导老师的指导 下 独立进行研究工作所取得的成果 成果不存在知识产权争议 尽我所 知 除文中已经注明引用的内容外 本论文 设计 不含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的作品成果 对本文的研究做出重要贡献的个人和 集体均已在文中以明确方式标明 此声明的法律后果由本人承担 作者签名 二 一五 年 月 日 毕业论文 设计 使用授权声明 本人完全了解鲁东大学关于收集 保存 使用毕业论文 设计 的规 定 本人愿意按照学校要求提交论文 设计 的印刷本和电子版 同意学 校保存论文 设计 的印刷本和电子版 或采用影印 数字化或其它复制 手段保存论文 设计 同意学校在不以营利为目的的前提下 建立目录 检索与阅览服务系统 公布论文 设计 的部分或全部内容 允许他人依 法合理使用 保密论文在解密后遵守此规定 作者签名 二 一 年 月 日 目 录 引言 1 1 概述 2 1 1 研究现状 2 1 1 1LBS 概述 2 1 1 2 LBS 的发展及现状 2 1 2 研究内容与重点 2 1 3 研究目的与意义 3 1 4 论文整体结构 3 2 技术路线 3 2 1 平台选择 3 2 2 技术流程 4 2 2 1 总体路线 4 2 2 2Android 简介 4 2 2 3 百度地图安卓 SDK 概述 7 3 系统分析 9 4 设计与实现 10 4 1 总体架构 10 4 2 1 搜索功能实现 11 4 2 2 覆盖物设计与实现 13 5 展望 14 5 1 总结 14 5 2 展望 14 参考文献 15 致 谢 15 基于 LBS 的信息管理系统设计与实现 杨盼 地理与规划学院 地理信息系统 2011 20112614031 摘要 摘要 基于位置的服务 简称 LBS 是近几年比较热门的话题 随着移动设备的普 及以及地理信息技术的提高 LBS 技术与我们的生活已经息息相关 为我们的生活带 来了极大的方便 本文将讨论一个基于移动端的地理信息服务功能的设计与实现 本 文提出的 LBS 系统服务主要实现两方面的功能 一是对地理信息的检索 这是人们普 遍使用的一种功能 核心部分是对百度地图 API 的熟练掌握 二是对地理信息的录入 和删除显示 核心部分是数据库的操作和百度地图的应用 关键词 关键词 安卓 LBS 百度地图 系统设计 Management System Based LBS Design and Implementation of Information YANG Pan College of Geography and Planning Geographic InFormation System 2011 20112614031 Abstract Location based services referred to as LBS is a hot topic in recent years with the popularity and geographic information technologies for mobile devices LBS technology and our life has been closely linked has brought great convenience to our lives This article will discuss the design and implementation of a mobile terminal based geographic information service function The proposed LBS system services mainly to achieve two functions one retrieval of geographic information which is a function of the widespread use of the core part is Baidu Maps API proficiency the second is the geographic information entry and remove the display the core part of the operating and Baidu maps application database Key words Android LBS Baidu map System design 引言 现在 移动智能终端与无线网络连接技术已经成功的应用在人们的生活和 社会经济发展的各个方面 国际 GIS 界将 GIS GPS 和无线会联网一体化技术 称为 移动 GIS Moblile GIS MGis 为什么移动 GIS 现在受到人们的欢迎 呢 主要是由于它的特点所决定的 首先是它的移动性 他可以在各种移动终 端上安装和运行 通过网络通信从服务器上实时的获取需要的空间位置信息 第二是客户端的多样性 现如今 微型电脑 移动平板等等其他的 GIS 嵌入式 设备琳琅满目 为 GIS 的发展提供了可伸缩的平台 第三是动态实时性 很多 的移动 GIS 应用 能够不受限制实时获得动态地点的信息 这个特点是及其重 要的 第四测试数据源分散 多样性 LBS 是基于位置的服务 理论上它是地 理信息的服务 是 GIS 的一部分 本文就 GIS 和 LBS 方面进行部分研究 1 概述 1 1 研究现状 1 1 1 LBS 概述 LBS Location Based Services 为基于位置的服务 是通过无线通讯网络和 外部定位在地理信息系统平台的支持下 为使用者提供的一种服务 通过定位 技术得到一些位置信息 提供给移动用户 实现位置方面的服务 此外 LBS 还能提供许多丰富的功能 旅游服务 在用户外出旅行中 LBS 可以为游客提供路线查询 位置锁定 等服务 娱乐服务 用户通过移动终端可以搜索最近的网吧 公园 游乐场等等 互动服务 当我们聊天时可以通过位置服务获取附近的在线的聊天用户 安全服务 当我们在外出或家中遇到突发情况时 紧急呼叫可以使我们的 地理位置信息发出去 第一时间得到救助 1 1 2 LBS 的发展及现状 实际上 LBS 早在 90 年代末就已经出现 但是在 2003 年才开始得到初步 发展 但是 从近几年科技发展的速度来看 LBS 的应用已经深入到各行各业 据预测 在全球 LBS 未来发展的几年里 其收入将以 200 到 300 的速度增长 1 在我国 2002 年开始开通位置服务 如梦网品牌下面的业务 你在哪里 等 在 2009 年 5 月又开通了飞信品牌下面的 位置服务 等 2003 年 中国 联通推出 定位之星 业务 而中国电信和中国网通启动在小灵通平台上的位 置服务业务 2 LBS 不仅在在消费市场得到广泛应用 而且在交通领域也得到了认可 从 2004 年开始 交通领域逐渐引入了 GPS 和 LBS 服务 3 为交通运输工具开发 了相关的监控管理系统 到 2007 年底 已经实现了十几个省出租车 长途客运 汽车的全程跟踪管理服务 4 1 2 研究内容与重点 本文运用 LBS 的部分功能 在 Android 移动平台上实现一下几方面的功能 设计与实现 首先 实现是地图关键词的检索功能 即以地图某一点为圆心检 索出附近一定范围内的地物信息 比如学校 饭店 商店等等 然后是空间信 息的录入 删除和查询显示 例如在某一点输入该点地物类型及详细信息 就 会保存在该点上 在以上功能的设计中 在关键词的搜索方面 重点在于设计 搜索的方式 在百度地图中有 4 中检索方式 我们用到的是周边检索 搜索的 功能中要注意搜索数量的显示 例如 在某点周围存在 30 个学校 我们就需要 设置检索的搜索数量 让它们分页显示 在数据录入方面 重点是数据库的建 立 当存入数据时 不仅要存入地物的信息 还要读取该点的坐标 方便下次 打开时显示 1 3 研究目的与意义 位置信息服务为用户增添了多种多样的体验 具有巨大的市场应用潜力 谷歌 苹果 百度 ESRI 等各个领域的领先企业都在位置服务上加大力度 当 今的位置服务与社会上的社交 支付 广告 团购等许多互联网领域有非常密 切的结合 不管是出行还是购物 不管是商业还是生活都离不开位置的服务 位置服务已经在我们的生活中根深蒂固 对我们越来越重要 因此 本文就此 进行研究 就客户的体验度来说 能对附近的位置信息有所了解 又能添加自 己想存入的信息 为用户的生活带来方便 1 4 论文整体结构 本文的内容共同包括 5 部分 第一部分 绪论 即本章 主要介绍本文的研究现状 研究的内容与重点 研究的目的与意义以及本文的大体架构 对本轮进行概述 第二部分 技术路线 本章更深一层的讲解了本系统的平台和技术流程 技术流程从安卓和百度地图两部分进行阐述 第三部分 系统分析 主要介绍系统的检索和编辑功能 并对其中遇到的 重点技术进行讨论 第四部分 系统的设计与实现 主要从系统总体架构 搜索功能的实现 覆盖物的设计与实现 3 个方面进行阐述 第五部分 展望 首先对系统服务进行一个总结 然后对其中的优势与不 足进行讨论 提出意见 2技术路线 2 1 平台选择 随着科技的发展 客户端的平台已经非常的多样化 最为普遍和受人们青 睐的就是网络平台和移动平台 尤其是移动端的操作系统的发展 在短短的几 年之内发生了翻天覆地的变化 现在技术手机是我们生活中不能没有的必须品 在日常生活中起着巨大的作用 5 目前来看 市场上流行的移动端的操作系统 主要有 Android IOS Windows Phone Symbian BlackBerry 6 其中 Windows Phone 是微软公司所开发的操作系统 它使用的是 C 语言编程 性能 比较稳定 但是在地图方面的作用不是很大 IOS 是苹果的操作系统 目前市 场也比较大 且支持面向对象编程 还有免费的 SDK 但是由于它的使用权限 的限制和价格的稍贵导致其发展缓慢 Symbian 系统之前常用在诺基亚的手机 上 有点是开源 使用 C 语言开发 但是缺点是不兼容 随着安卓系统及其他 系统的普及 它的使用率一泻千里 BlackBerry 拥有自己的独有的操作系统 与 其他平台比较 它的发展更有局限性 此外 还有其他平台如 J2ME 但是它需 要 Web 服务或者第三方库 7 因此 从上面几个主要的移动开发平台比较来看 我们选择系统服务相对比较好的 Android 操作系统来开发 首先 Android 操作系统有免费的开源 开放第三方软件 不同于 IOS 和 Windows Phone 闭源 并且 Android 操作系统是向开发人员免费开放的 降低 了开发的要求 是开发变得很自由和方便 8 对于第三方的应用 WP7 和 IOS 只有越狱才能安装相应的应用 其次 Android 的操作系统架构比较简单 开发人员容易上手 在互联网 的操作方面是和别的平台统一的 用户可以方便的连接到互联网 在很大程度 上简化了开发者的工作量 因此 通过以上优点的阐述 用 Android 来开发 LBS 的应用服务相当适合 因此本论文选择 Android 操作平台来开发 LBS 的应用系统 2 2 技术流程 2 2 1 总体路线 在 LBS 服务的设计中 首先要做好开发开发前的环境配置 在配置中主要 设计到 Java 开发包的配置 AndroidSDK 的配置 百度地图的相关配置 如图 2 1 但是最要的技术是 Java 语言基础知识 Android 开发技巧 百度地图 API 的调用 要对它们有深入的理解和熟练的操作 才能使系统更加稳定 下面对 他们的核心知识进行简单的概述 图2 1 总体路线 2 2 2 Android 简介 2 2 2 1 Android 架构 Android 是一个开放的移动终端操作系统 它不仅向开发者提供了应用开发 的平台 同时对于一些常用的基本功能 如浏览器 电话 短信 定位等 这 些核心的应用程序在发布的时候打包在了 Android 操作系统中 Android 操作系 统是一种分层式的结构 可以分为以下四个部分 从高到底分为 应用软件层 应用程序框架层 系统运行库层 linux 内核层 如图 2 2 所示 图2 2 Android架构 Linux 内核层 Linux 是一种开源电脑操作系统内核 它是用 C 语言写成 为系统提供了 底层的驱动 包括音频驱动 网卡驱动 输入驱动 显示驱动等是 Android 操 作系统的基础 所有的 Android 操作系统都要通过 Liunx 内核才能与底层硬件 通信 7 Android 运行时 Android 运行时是 Android 系统最重要的核心 它为系统上的全部 APP 提供 了运行的环境 实质上 是一个改进了的 Java 虚拟机 在这里称为 Dalvik 虚拟 机 它和核心库共同构成了安卓的运行时 且是 Android 引用框架层的基础 应用程序框架层 应用程序框架 Android 系统在框架层提供了丰富的函数接口 其函数接口 主要包括视图 VIEW 活动管理器 Activity Manager 资源管理器 Resource Manager 通知管理器 Notification Manager XMPP 服务 XMPP Service 等 Java 语言编写的接口函数 应用层 应用层是手机上所有应用的具体呈现 例如我们 Android 中常见的拨号应 用 短信发送等应用 他们都运行在 Dalvik 虚拟机上 开发人员主要在这一层 进行开发 很多应用如地图 游戏 聊天工具 音乐播放器都属于该层 2 2 2 2 Android 生命周期 Android 生命周期是讲的 Activity 的生命周期 它是安卓界面活动的主要组 件 在下节会详细介绍 它是与用户进行界面互动的主要表现形式 图 2 3 是 activity 的整个活动周期 图2 3 Android活动生命周期 2 2 2 3 Android 基本组件 Activity 从字面上理解 Activity 是活动的意思 Activity 可理解为可视化的用户界 面 是 Android 应用与用户交互的窗口 它的内部组件结构相当复杂 一个 Activity 占据当前的窗口 并负责当前窗口上的所有操作与功能的实现 Service 服务是指在后台运行的组件 使用户所不能看得到的 这个服务于 Windows 上的比较相似 例如 当我们在电脑上办公时 可以播放音乐 也可 以播放视屏 也可以后台下载 在安卓系统上 从在两种形式的服务 一种是 绑定的服务 另一种是非绑定的服务 Broadcast Receiver 广播接收者 是通过一定的规则 对手机上各种程序事件的捕获并作出相 应的反映 广播接收器需要在程序清单文件 AndroidMainfest xml 中进行注册或 者用代码注册 例如开机时 捕获到开机启动这一广播 然后开启日历的应用 这就是一个用广播接收器做一个简单的开机启动某一个应用的例子 此外 当 我们的手机接收到短信息时 会接收到短信的广播 然后手机会对广播做出相 对应的处理 Content Provider 即内容提供者 一般的 在手机应用程序中包含着许多数据 例如电话号 码 照片文件 短信文件 视屏文件等 它们有的是公有的 有些是私有的 但是 各个应用程序时间并不是独立的 他们的数据能被多个程序进行访问和 使用 这就是 ContentProvider 的作用所在了 例如我们常用的聊天应用微信可 以获取到手机联系人以及 QQ 联系人的相关信息 ContentProvider 类实现了这种 功能的方法 其它程序可以通过 ContentResolver 接口来访问 ContentProvider 提供的数据 2 2 3 百度地图安卓 SDK 概述 百度地图 SDK 算是百度地图的二次开发包 包括网页上的开发 移动设备 上的开发 是为了让百度地图功能能够有选择的应用到我们的生活中提供给开 发人员提供的接口 便于开发人员轻松的访问百度地图服务和各种数据 并且 是免费的 很受开发人员的欢迎 2 2 3 1 基础地图 开发者可利用 SDK 提供的接口 使用百度地图为您提供的基础地图数据 所有覆盖在地图上的内容 例如道路 河流等我们统称为地图覆盖物 覆盖物 拥有自己的地理坐标 当您拖动或缩放地图时 它们会相应的移动 各种覆盖 物元素具有一定的层级压盖关系 具体如下 从下至上的顺序 1 基础底图 包括底图 底图道路 卫星图等 2 地形图图层 GroundOverlay 3 热力图图层 HeatMap 4 实时路况图图层 BaiduMap setTrafficEnabled true 5 百度城市热力图 BaiduMap setBaiduHeatMapEnabled true 6 底图标注 底图上面自带的 POI 元素 7 几何图形图层 点 折线 弧线 圆 多边形 8 标注图层 Marker 9 指南针图层 默认出现在左上角的指南针 10 定位图层 BaiduMap setMyLocationEnabled true 11 弹出窗图层 InfoWindow 12 自定义 View MapView addView View 2 2 3 2 地图检索 百度地图 SDK 的检索服务包括 公交信息查询 在线建议查询 短串分享 POI 检索 线路规划 POI Point of Interest 中文可以翻译为 兴趣点 兴趣点例如一个学校 一个医院 一个邮局等等 百度地图 SDK 有三种类型的 POI 检索 区域检索 周边检索和城市内检索 2 2 4 3 路径选择 在生活中大家都会用到大家百度地图进行路线搜索 最多用到的就是公交 路线的查询 在百度地图 SDK 中具体都有哪些功能呢 主要有公交信息的检索 公交线路的规划 驾车路线的规划 步行线路的规划 例如从北京龙泽到北京西单的公交路线的检索实现方法如下 1 公交线路的检索 PlanNode stNode PlanNode withCityNameAndPlaceName 北京 龙泽 PlanNode enNode PlanNode withCityNameAndPlaceName 北京 西单 mSearch transitSearch new TransitRoutePlanOption from stNode city 北京 to enNode 驾车路线的检索 mSearch drivingSearch new DrivingRoutePlanOption from stNode to enNode 步行路线的检索 mSearch geocode new GeoCodeOption city 烟台 address 鲁东大学 2 2 3 4 事件监听 不管是兴趣点的检索还是路线的查询 都要对检索的结果进行监听 在事 件监听中设置信息的内容输出 搜索结果的显示 比如用地图的覆盖物的形式 进行显示 以及搜索覆盖物的单击事件的反应 具体的监听主要有一下几点 一般事件的监听 一般事件的监听主要是对百度地图服务器连接的监听 如果当我们配置好 项目 进行测试时 会对百度地图连接状况进行监听 查出连接上的各种异常 错误 这些错误可能是秘钥的错误或着是包名和 MD5 码的错误等等 地图搜索事件的监听 在对地体进行兴趣点的搜索 公交路线的查询 步行路线结果以及短串分 享结果的监听 地图状态的监听 地图状态监听接口 通过此接口 可以对地图的变化 更新 缩放 平移 视角变化等进行实时的监听 地图点击事件的监听 主要包括地图上的单击 双击 长按事件的监听 3 系统分析 在总体系统中 主要从功能需求 性能要求 部署要求 部署环境 三方 面进行分析 在功能需求方面 主要借鉴百度地图中具有典型代表性的搜索功能 随着 交通的发展 人们在出行旅行中可能会寻找旅馆 饭店等场所 针对这样的需 求 我们实现了对用户指定地点附近地物的搜索 使人们快速方便的找到周围 需要的地理信息 此外 用户可以保存自己在某特定地点的信息 方便以后的 查阅 在性能方面 首先是相应时间 是指系统对请求作出相应的时间 由于系 统中可能会有许多不同的功能 它们的计算量都不尽相同 此外 由于系统的 版本不同 这些都会影响到系统的反映时间 本系统两个功能并不是很复杂 没有大量的算法 数据库的量也比较小 所以反映时间较快 用户体验度较好 环境部署方面 主要是 java 包 AndroidSDK 以及百度地图方面的配置 其中常出问题的是 AndroidSDK 的安装 大家都知道 它是谷歌公司的产品 对它的下载需要越狱才能顺利的完成 此外 安装时 要选择自己需要安装的 版本 Android 系统的版本 另外百度地图开发包已经有很多次的更新 它们 之间的差异也比较大 网上的很多案例都还是之前旧的版本 还有秘钥的申请 都发生了变化 需要去查阅大量的资料与文档来确保我们的环境成功的建立 4 设计与实现 4 1 总体架构 由于目前地图的重要功能之一是搜索功能 因此 本系统通过部分搜索功 能 信息的录入 查看来实现 主要功能如下 流程图为图 4 1 周边检索 该功能主要通过输入关键词 对当前地图中心点指定半径内关 键字的搜索 可以设置每次显示的个数以及页数 并且点击会显示出其详细信 息 地理信息输入 长按地图指定点 弹出对话框 输入该点的文字信息以及 图片信息 完后在该位置显示覆盖物 点击可以输出保存的信息 在界面方面 它的编写是用 XML 语言写的 他是单独的放在一个文件里 达到界面与功能的分离 有利于前台和后台的分工 是开发变得有条有理 对 后期的维护和功能的改变都非常方便 在系统结构方面 要进行模块化和整体化的有机结合 模块化方面 不同 的功能要分清界限 代码之间分布要清晰 在必要的时候要进行注释 加大代 码的可读性和维护性 在整体化方面要有综合性 在各模块中都有按钮事件 这样都分开写在代码中时 就显得很凌乱 运用 switch 语句使它们整合到一块 不影响功能 又能简化代码 因此系统严谨结构是不容忽视的 在数据的录入时 要对各个字段进行分类存储 在数据库方面 Android 是 sqlite 数据库 是一款精简的 SQL 工具 占用的系统资源较小 全面支持 SQL 通过 sql 语句将数据存在它的数据文件中 不像其他网页或者桌面软件需 要将数据存放在 sqlserver 或者 oracle 数据库中 但是 远程连接数据就必须使 用数据库服务器了 图4 1 系统总体架构 4 2 搜索功能实现 本文主要通过周边检索的方法 通过某店的坐标和关键词对 该点周围一 定范围内的关键词进行检索 主要涉及的代码是检索的方法和对检索事件的监 听 该功能的实现最终要的是检索结果的监听 当我们点击检索之后 监听事 件会对检索的结果和详细结果进行检测 onGetResult 是对结果的总数量和页数 进行检索 并将检索的结果的显示在地图上 onGetPoiDetailResult 是对检索位 置 名称 时间等等的详细信息进行监听和显示 可以有选择的进行显示 检 索的核心代码和演示结果 图 5 1 如下 poiSearch searchInCity new PoiCitySearchOption city city getText toString keyword key getText toString pageCapacity 10 public OnGetPoiSearchResultListener onGetPoiSearchResultListener new OnGetPoiSearchResultListener Override public void onGetPoiResult PoiResult poiResult TODO 自动生成的方法存根 if poiResult null poiResult error SearchResult ERRORNO RESULT NOT FOUND Toast makeText MainActivity this 没有找到 Toast LENGTH LONG show return if poiResult error SearchResult ERRORNO NO ERROR baiduMap clear MyPoiOverlay poiOverlay new MyPoiOverlay baiduMap poiOverlay setData poiResult baiduMap setOnMarkerClickListener poiOverlay poiOverlay addToMap poiOverlay zoomToSpan int totalPage poiResult getTotalPageNum new AlertDialog Builder MainActivity this Toast makeText MainActivity this 在 poiResult getTotalPoiNum 共有 totalPage 页 Toast LENGTH LONG show Override public void onGetPoiDetailResult PoiDetailResult poiDetailResult if poiDetailResult error SearchResult ERRORNO NO ERROR Toast makeText MainActivity this 未找到结果 Toast LENGTH SHORT show else Toast makeText MainActivity this poiDetailResult getName poiDetailResult getAddress 1000 show 图5 1 地图检索 4 3 覆盖物设计与实现 当我们在检索或者添加信息的时候 地图上都会显示气球和小旗类似的标 识物 这就是覆盖物 百度地图 SDK 中已经为我们写好了覆盖物的的类 我们 只需要修改里面的单击事件的方法 就会显示我们需要的信息 但是 检索时 的覆盖物和自己添加覆盖物是不一样的 当使用检索方法的时候 我们需要去 声明一个覆盖物类 他要继承 PoiOverlay 类 它是在检索事件中应用的 但是 当我们自己添加和显示一个覆盖物时 要实例化 MarkerOptions 对象 然后再 添加到地图中 下面是检索覆盖物的声明 class MyPoiOverlay extends PoiOverlay public MyPoiOverlay BaiduMap arg0 super arg0 public boolean onPoiClick int arg0 super onPoiClick arg0 PoiInfo poiInfo getPoiResult getAllPoi get arg0 poiSearch searchPoiDetail new PoiDetailSearchOption poiUid poiInfo uid return true 5 展望 5 1 总结 根据统计 现在市场上运用移动设备的人群越来越多 尤其是 Android 操 作系统 它的特点是应用灵活 携带方便 开源免费 很多的移动设备都会使 用此操作系统 本文是在安卓操作系统上设计的一套地图检索的应用程序 主 要实现了地图周边检索 信息录入 信息展示 以及服务器互动方面等功能 对 Android 系统的框架 环境配置 Android 四大组件以及部分接口的介绍 让 读者能够对安卓开发环境有一个大体的了解 此外 介绍了百度地图部分主要