基于位置的服务分析与展望-李清泉

1、1Transportation Research Center (TRC), Wuhan University基于位置的服务分析与展望基于位置的服务分析与展望李清泉李清泉武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室2010.12.27 2Transportation Research Center (TRC), Wuhan University提提 纲纲3Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityLBS概述概述4Transportation Research Center (TRC), Wuhan

2、 UniversityLBS基本概念基本概念 LBS(Location-Based Services)，基于位置的服务，或简称“位置服务”。 通过定位技术获得移动终端的位置信息(如经纬度、坐标数据)，提供给移动用户本人或他人以及通信系统，实现各种与位置相关的业务。5Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityLBS服务类型服务类型服务类型服务类型个人服务个人服务公共服务公共服务动态导航动态导航城市管理城市管理出行和交通出行和交通公共安全公共安全 6Transportation Research Center (TRC), Wuha

3、n University位置信位置信息类型息类型基于位置的服务基于位置的服务消费者消费者企业企业政府政府位置位置个人位置查询联系最近专业服务人员寻找企业位置位置敏感报告事件事件车抛锚了需要帮助医疗急救本地培训服务交通警报本地公众通告事故警报分布分布在人口稀少地区购房度假计划高速增长趋势销售模式增长模式人均绿地面积资产管理资产管理私车位置保险税率最低的地方派出的维修车的位置资产状况评估清洁车位置道路维护定点服务定点服务到达目的地时通知商店位置特定类型的顾客位置特定对象的广告经济发展区域新行政分区路线路线到达路线最快路线最好的递送路线出租车派遣交通模式紧急事务派遣事件发生事件发生环境环境最近可见的

4、界标寻找最近的目标旅馆附近有什么寻找离机场最近的出租车经济合作规划区域贸易目录服务目录服务寻找最近的专家哪儿能找到需要的商品特定距离内最好的供应商最近的维修服务点公众服务外部采购交易交易如何运费最低在特定区域内购买低费用分布服务位置相关的交易出租车税率位置相关征税地点地点寻找建房地点旅行地点参考可能的仓储地点最佳蜂窝基站位置新建学校地点环境监控站地点7Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityLBS关键技术关键技术8Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityLBS

5、系统及关键技术系统及关键技术9Transportation Research Center (TRC), Wuhan University一、定位技术一、定位技术 GPS定位三部分构成：三部分构成：1.地面控制部分地面控制部分，由主控站（负责管理、协调整个地面控制系统的工作）、地面天线（在主控站的控制下，向卫星注入导航电文）、监测站（数据自动收集中心）和通讯辅助系统（数据传输）组成；2.空间部分空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面上；3.用户装置部分用户装置部分，主要由GPS接收机和卫星天线组成。10Transportation Research Center (TRC), Wuha

6、n University一、定位技术一、定位技术 手机定位 内置GPS模块，通过卫星导航定位 通过移动运营商的基站定位 GSM CDMA 3G CELLID OTDOA AGPS11Transportation Research Center (TRC), Wuhan University 一、定位技术一、定位技术 基于3G网络的手机定位 CELLID(小区识别)定位，最基本定位技术，适用于所有蜂窝网络，无需对现有网络进行改造12Transportation Research Center (TRC), Wuhan University一、定位技术一、定位技术定位精度定位精度响应时间响应时间终

7、端和网络要求终端和网络要求CELLID低短，3S不需移动台提供定位测量信息OTDOA较高较长，3-6S可以没有GPS接收装置AGPS高稍长，3-10S有GPS接收装置 GPS卫星GSM网络CDMA的gpsOne定位原理卫星定位，精度高网络定位，精度低卫星+网络，精度更高定位实现由于采用终端计算速度慢，终端耗电；对卫星的依赖强（至少捕捉到三颗卫星才行）盲区多网络计算，速度快，效果不好，无法精确定位终端采集+网络计算速度快，盲区少，终端功耗低（1颗卫星+1个基站即可准确定位，没有卫星仅通过基站也可实现三角定位，精度也超过GSM网络）终端需求GPS手机或GPS+手机手机gpsOne手机使用费用使用免

8、费一般收费一般收费13Transportation Research Center (TRC), Wuhan University一、定位技术一、定位技术 其他近距离定位技术 RFID定位 主要由电子标签、读写器和天线组成 在特定区域区域的特定地点（例如关键出入口）安放射频标签读写器之后，系统可以实时检测到带有RFID装置的物体处于什么位置14Transportation Research Center (TRC), Wuhan University一、定位技术一、定位技术 其他近距离定位技术 ZigBee定位 新兴的短距离、低速率无线网络技术 通信效率非常高 低功耗和低成本15Transpo

9、rtation Research Center (TRC), Wuhan University 其他近距离定位技术 蓝牙定位一、定位技术一、定位技术16Transportation Research Center (TRC), Wuhan University二、电子地图技术二、电子地图技术 更新效率和精度更新效率和精度 增量在线更新增量在线更新 渐进传输渐进传输 自动变化监测自动变化监测 多源数据整合多源数据整合17Transportation Research Center (TRC), Wuhan University二、电子地图技术二、电子地图技术 增量更新只更新变化的部分18Tran

10、sportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityWaiting timeError of received modeltraditional transmissionprogressive transmission二、电子地图技术二、电子地图技术 渐进传输19Transportation Research Center (TRC), Wuhan University 变化检测 主要内容 新增的道路 形状变化的道路 限速发生变化的道路 转向限制的变化 核心 自动检测算法20Transportation Research Center (TRC)

11、, Wuhan University多源数据整合多源数据整合二、电子地图技术二、电子地图技术-线划线划-影像影像-三维三维-POI21Transportation Research Center (TRC), Wuhan University二、电子地图技术二、电子地图技术 目前电子地图技术呈现以下几个方面： 融合多源的导航电子地图数据建模技术，支持多模式导航应用； 建立增量更新体系，压缩导航电子地图从数据生产商到客户的延迟； 通过差异分析技术，快速发现导航电子地图与现实世界的差异和变化； 通过多数据源融合技术，实现变化的快速处理，提高产业链的整合度。22Transportation Rese

12、arch Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技术三、信息挖掘和分析技术 LBS数据语义分类 领域数据：包括空间维和时间维等概念,即位置、定位、移动及时间等概念 內容数据：描述LBS的特征内容 应用数据：由LBS用户配置文件和相关服务描述组成 23Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技术三、信息挖掘和分析技术 LBS位置表达 LBS中语义位置处理流程语义位置(三元组)：地理位置位置属性位置关系24Transportation Research Center (TR

13、C), Wuhan University三、信息挖掘和分析技术三、信息挖掘和分析技术 行为分析个体行为timespace123Space-Time Pathtravelstaystaystay travel(Shaw,2008)25Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技术三、信息挖掘和分析技术 行为分析从群体行为中挖掘城市热点ba26Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技术三、信息挖掘和分析技术 路径规划基于路网结构

14、的静态路径规划及不同出行路径的花费分析(Zeng,2008)27Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技术三、信息挖掘和分析技术 路径规划考虑实时交通路况的动态路径规划当道路交通状况发生改变时重新规划路径 28Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技术三、信息挖掘和分析技术 云计算传统LBS访问模式云计算模式29Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三

15、、信息挖掘和分析技术三、信息挖掘和分析技术实现移动云计算需要解决的问题：实现移动云计算需要解决的问题：良好的手机端平台良好的手机端平台“云云”端系统端系统带宽稳定性带宽稳定性输入输出界面输入输出界面30Transportation Research Center (TRC), Wuhan University四、自适应表达四、自适应表达l自适应表达就是要根据用户、数据、资源及要解决的问题等情况，而自适应地采用相应的视觉表现形式。l自适应表达在LBS中的目标是设计出面向于人的地理可视化系统l具有自适应表达的地理可视化系统应该具备上下文分析、交互式操作以及自我组织、自我评价的功能31Transpo

16、rtation Research Center (TRC), Wuhan University“自适应对象”通过一定的“自适应方法”从而自适应的达到“自适应目标/结果”自适应的原理自适应的原理 四、自适应表达四、自适应表达32Transportation Research Center (TRC), Wuhan University四、自适应表达四、自适应表达 自适应的服务概念框架自适应的服务概念框架当处于一定上下文的用户发出服务请求时，系统根据用户当前所处的上下文，自适应地为之提供相应的信息，并将其以与之相适应的方式提示给用户。33Transportation Research Center

17、 (TRC), Wuhan University四、自适应表达四、自适应表达信息内容（数量、分类、等级、细节层次、地理范围）信息表达方式（地图版面设计、地图尺度、地图综合、粒度、图元）用户接口/界面的自适应（用户接口/界面）技术（通讯、传输等）自适应的内容自适应的内容 34Transportation Research Center (TRC), Wuhan University四、自适应表达四、自适应表达 与其他的应用相比，自适应表达在LBS应用中最大的特点是空间数据的地理可视化要在移动环境下的小屏幕设备上进行设计。在小屏幕设备上进行可视化表达所面临的主要问题包括：l有限的分辨率、小尺寸的显

18、示屏、有限 的可供选择的色彩制约了显示的方式l有限的处理、存储能力和窄带宽制约了数据的操作l全局上下文信息的缺失会导致频繁、乏味的地图缩放平移操作LBSLBS中的自适应表达中的自适应表达35Transportation Research Center (TRC), Wuhan University四、自适应表达四、自适应表达移动环境下的地图自适应表达移动环境下的地图自适应表达 地理信息的可视化表达自适应； 地理信息内容自适应； 用户接口/界面自适应；36Transportation Research Center (TRC), Wuhan Universitylcultural associa

19、tion of colors ，Focus Mapl基于变比例尺的鱼眼可视化技术l基于邻近的比例尺自动调节的自适应可视化方法l基于拓扑示意图四、自适应表达四、自适应表达地理信息的可视化表达自适应研究地理信息的可视化表达自适应研究37Transportation Research Center (TRC), Wuhan University四、自适应表达四、自适应表达地理信息内容自适应地理信息内容自适应 地理信息内容的自适应，主要是对地理信息的选取，信息数量与详细程度的调整，以及信息的分类与编码。用户接口的自适应用户接口的自适应l由用户的操作行为触发的接口。如：放大、缩小-要素层次，显示顺序、显

20、示频率等变化。l由外部环境的变化触发的接口。如:天气、光线(亮、暗)，外界环境(如室内、室外、安静、嘈杂)，时间和事件，用户文化背景 (如国籍、语言等)等。38Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityLBS典型应用典型应用39Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityLBS 应用应用Stefan Steiniger, Moritz Neun（2006) 40Transportation Research Center (TRC), Wuhan Universit

21、y手机位置信息服务手机位置信息服务 导航 周边搜索 路径规划 POI查询 空间测量 交通信息 车辆跟踪 Reichenbacher, Tumasch (2004) 41Transportation Research Center (TRC), Wuhan University 和拥有海量数据的互联网相结合，手机位置信息服务可以为我们提供： 生活信息-周边餐饮、娱乐、天气等 交通信息-路况实时信息 公共设施-附近医院、车站、加油站等42Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityWeb地图服务地图服务Web地图（Bing, Goog

22、le map)等提供 地图搜索 路径规划 空间量测 地图、卫星影像、地形图浏览 交通路况在线地图服务逐渐向移动终端发展。43Transportation Research Center (TRC), Wuhan University手机必应手机必应生活信息-周边搜索（餐饮、娱乐），天气等交通信息-路径规划公共设施-附近医院、车站、加油站等http:/ Research Center (TRC), Wuhan UniversityGoogle Maps Navigation -Android导航 路径规划与导航可以切换地图模式与街景模式来导航 POI信息查询（加油站与餐厅） 语音辅助（语音识别）

23、 实时路况45Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityGoogle Maps Navigation-卫星影像模式 46Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityGoogle Maps Navigation-街景、地图模式47Transportation Research Center (TRC), Wuhan University实时路况与实时路况与POI信息信息48Transportation Research Center (TRC), Wuhan Univ

24、ersity娱乐和社交网络娱乐和社交网络 手机社交网络服务（SNS）横跨手机及PC互联网的社交平台，提供了基于真实地理位置的网络社交服务，包括基于位置的手机交友及移动博客、无线即时通讯、手机对讲、内容分享等。用户通过这个平台可以使用一系列的在线服务，包括博客、相册、圈子、交友、新闻、书城以及娱乐游戏等功能。 手机社交网络隐藏巨大商机49Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityInternational Workshop on Location Based Social Networks 3 Nov. 2009, Seattle

25、 LBSN：the social network services where people can track and share location-related information with each other, via either mobile or desktop computers. “Location-Based Social Networks Take Off”, Microsoft Research Feature News, http:/ Research Center (TRC), Wuhan University51Transportation Research

26、 Center (TRC), Wuhan University典型的基于位置的社交娱乐服务典型的基于位置的社交娱乐服务 如果在外发现中意的店铺，可以做一个带有位置信息的便条与其他用户共享 Jewel Chase-基于位置信息服务和地图数据的捉迷藏游戏 旅途中随时将自己的位置以及与该位置有关的信息在朋友圈中发布，与朋友共享旅途乐趣 Dada-可以让用户上传图片和视频更新自己的博客，下载手机游戏，并实时和本地用户以及好友保持在线联络(http:/ Strands-提供手机社交网络音乐服务，为聚会组织者、酒吧DJ和俱乐部等提供的名为partyStrands的服务(http:/ Research Center (TRC), Wuhan University典型的基于位置的社交娱乐服务典型的基于位置的社交娱乐服务 Itsmy为上传数量排在前面的用户开通个人移动电视频道(http:/ Brightki