基于位置的服務分析與展望-李清泉

1、1Transportation Research Center (TRC), Wuhan University基于位置的服務分析與展望基于位置的服務分析與展望李清泉李清泉武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室武漢大學測繪遙感信息工程國家重點實驗室2010.12.27 2Transportation Research Center (TRC), Wuhan University提提 綱綱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)，基于位置的服務，或簡稱“位置服務”。 通過定位技術獲得移動終端的位置信息(如經緯度、坐標數據)，提供給移動用戶本人或他人以及通信系統(tǒng)，實現各種與位置相關的業(yè)務。5Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityLBS服務類型服務類型服務類型服務類型個人服務個人服務公共服務公共服務動態(tài)導航動態(tài)導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位置信位置信息類型息類型基于位置的服務基于位置的服務消費者消費者企業(yè)企業(yè)政府政府位置位置個人位置查詢聯(lián)系最近專業(yè)服務人員尋找企業(yè)位置位置敏感報告事件事件車拋錨了需要幫助醫(yī)療急救本地培訓服務交通警報本地公眾通告事故警報分布分布在人口稀少地區(qū)購房度假計劃高速增長趨勢銷售模式增長模式人均綠地面積資產管理資產管理私車位置保險稅率最低的地方派出的維修車的位置資產狀況評估清潔車位置道路維護定點服務定點服務到達目的地時通知商店位置特定類型的顧客位置特定對象的廣告經濟發(fā)展區(qū)域新行政分區(qū)路線路線到達路線最快路線最好的遞送路線出租車派遣交通模式緊急事務派遣事件發(fā)生事件發(fā)生環(huán)境環(huán)境最近可見的

4、界標尋找最近的目標旅館附近有什么尋找離機場最近的出租車經濟合作規(guī)劃區(qū)域貿易目錄服務目錄服務尋找最近的專家哪兒能找到需要的商品特定距離內最好的供應商最近的維修服務點公眾服務外部采購交易交易如何運費最低在特定區(qū)域內購買低費用分布服務位置相關的交易出租車稅率位置相關征稅地點地點尋找建房地點旅行地點參考可能的倉儲地點最佳蜂窩基站位置新建學校地點環(huán)境監(jiān)控站地點7Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityLBS關鍵技術關鍵技術8Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityLBS

5、系統(tǒng)及關鍵技術系統(tǒng)及關鍵技術9Transportation Research Center (TRC), Wuhan University一、定位技術一、定位技術 GPS定位三部分構成：三部分構成：1.地面控制部分地面控制部分，由主控站（負責管理、協(xié)調整個地面控制系統(tǒng)的工作）、地面天線（在主控站的控制下，向衛(wèi)星注入導航電文）、監(jiān)測站（數據自動收集中心）和通訊輔助系統(tǒng)（數據傳輸）組成；2.空間部分空間部分，由24顆衛(wèi)星組成，分布在6個軌道平面上；3.用戶裝置部分用戶裝置部分，主要由GPS接收機和衛(wèi)星天線組成。10Transportation Research Center (TRC), Wuha

6、n University一、定位技術一、定位技術 手機定位 內置GPS模塊，通過衛(wèi)星導航定位 通過移動運營商的基站定位 GSM CDMA 3G CELLID OTDOA AGPS11Transportation Research Center (TRC), Wuhan University 一、定位技術一、定位技術 基于3G網絡的手機定位 CELLID(小區(qū)識別)定位，最基本定位技術，適用于所有蜂窩網絡，無需對現有網絡進行改造12Transportation Research Center (TRC), Wuhan University一、定位技術一、定位技術定位精度定位精度響應時間響應時間終

7、端和網絡要求終端和網絡要求CELLID低短，3S不需移動臺提供定位測量信息OTDOA較高較長，3-6S可以沒有GPS接收裝置AGPS高稍長，3-10S有GPS接收裝置 GPS衛(wèi)星GSM網絡CDMA的gpsOne定位原理衛(wèi)星定位，精度高網絡定位，精度低衛(wèi)星+網絡，精度更高定位實現由于采用終端計算速度慢，終端耗電；對衛(wèi)星的依賴強（至少捕捉到三顆衛(wèi)星才行）盲區(qū)多網絡計算，速度快，效果不好，無法精確定位終端采集+網絡計算速度快，盲區(qū)少，終端功耗低（1顆衛(wèi)星+1個基站即可準確定位，沒有衛(wèi)星僅通過基站也可實現三角定位，精度也超過GSM網絡）終端需求GPS手機或GPS+手機手機gpsOne手機使用費用使用免

8、費一般收費一般收費13Transportation Research Center (TRC), Wuhan University一、定位技術一、定位技術 其他近距離定位技術 RFID定位 主要由電子標簽、讀寫器和天線組成 在特定區(qū)域區(qū)域的特定地點（例如關鍵出入口）安放射頻標簽讀寫器之后，系統(tǒng)可以實時檢測到帶有RFID裝置的物體處于什么位置14Transportation Research Center (TRC), Wuhan University一、定位技術一、定位技術 其他近距離定位技術 ZigBee定位 新興的短距離、低速率無線網絡技術 通信效率非常高 低功耗和低成本15Transpo

9、rtation Research Center (TRC), Wuhan University 其他近距離定位技術 藍牙定位一、定位技術一、定位技術16Transportation Research Center (TRC), Wuhan University二、電子地圖技術二、電子地圖技術 更新效率和精度更新效率和精度 增量在線更新增量在線更新 漸進傳輸漸進傳輸 自動變化監(jiān)測自動變化監(jiān)測 多源數據整合多源數據整合17Transportation Research Center (TRC), Wuhan University二、電子地圖技術二、電子地圖技術 增量更新只更新變化的部分18Tran

10、sportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityWaiting timeError of received modeltraditional transmissionprogressive transmission二、電子地圖技術二、電子地圖技術 漸進傳輸19Transportation Research Center (TRC), Wuhan University 變化檢測 主要內容 新增的道路 形狀變化的道路 限速發(fā)生變化的道路 轉向限制的變化 核心 自動檢測算法20Transportation Research Center (TRC)

11、, Wuhan University多源數據整合多源數據整合二、電子地圖技術二、電子地圖技術-線劃線劃-影像影像-三維三維-POI21Transportation Research Center (TRC), Wuhan University二、電子地圖技術二、電子地圖技術 目前電子地圖技術呈現以下幾個方面： 融合多源的導航電子地圖數據建模技術，支持多模式導航應用； 建立增量更新體系，壓縮導航電子地圖從數據生產商到客戶的延遲； 通過差異分析技術，快速發(fā)現導航電子地圖與現實世界的差異和變化； 通過多數據源融合技術，實現變化的快速處理，提高產業(yè)鏈的整合度。22Transportation Rese

12、arch Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技術三、信息挖掘和分析技術 LBS數據語義分類 領域數據：包括空間維和時間維等概念,即位置、定位、移動及時間等概念 內容數據：描述LBS的特征內容 應用數據：由LBS用戶配置文件和相關服務描述組成 23Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技術三、信息挖掘和分析技術 LBS位置表達 LBS中語義位置處理流程語義位置(三元組)：地理位置位置屬性位置關系24Transportation Research Center (TR

13、C), Wuhan University三、信息挖掘和分析技術三、信息挖掘和分析技術 行為分析個體行為timespace123Space-Time Pathtravelstaystaystay travel(Shaw,2008)25Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技術三、信息挖掘和分析技術 行為分析從群體行為中挖掘城市熱點ba26Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技術三、信息挖掘和分析技術 路徑規(guī)劃基于路網結構

14、的靜態(tài)路徑規(guī)劃及不同出行路徑的花費分析(Zeng,2008)27Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技術三、信息挖掘和分析技術 路徑規(guī)劃考慮實時交通路況的動態(tài)路徑規(guī)劃當道路交通狀況發(fā)生改變時重新規(guī)劃路徑 28Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技術三、信息挖掘和分析技術 云計算傳統(tǒng)LBS訪問模式云計算模式29Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三

15、、信息挖掘和分析技術三、信息挖掘和分析技術實現移動云計算需要解決的問題：實現移動云計算需要解決的問題：良好的手機端平臺良好的手機端平臺“云云”端系統(tǒng)端系統(tǒng)帶寬穩(wěn)定性帶寬穩(wěn)定性輸入輸出界面輸入輸出界面30Transportation Research Center (TRC), Wuhan University四、自適應表達四、自適應表達l自適應表達就是要根據用戶、數據、資源及要解決的問題等情況，而自適應地采用相應的視覺表現形式。l自適應表達在LBS中的目標是設計出面向于人的地理可視化系統(tǒng)l具有自適應表達的地理可視化系統(tǒng)應該具備上下文分析、交互式操作以及自我組織、自我評價的功能31Transpo

16、rtation Research Center (TRC), Wuhan University“自適應對象”通過一定的“自適應方法”從而自適應的達到“自適應目標/結果”自適應的原理自適應的原理 四、自適應表達四、自適應表達32Transportation Research Center (TRC), Wuhan University四、自適應表達四、自適應表達 自適應的服務概念框架自適應的服務概念框架當處于一定上下文的用戶發(fā)出服務請求時，系統(tǒng)根據用戶當前所處的上下文，自適應地為之提供相應的信息，并將其以與之相適應的方式提示給用戶。33Transportation Research Center

17、 (TRC), Wuhan University四、自適應表達四、自適應表達信息內容（數量、分類、等級、細節(jié)層次、地理范圍）信息表達方式（地圖版面設計、地圖尺度、地圖綜合、粒度、圖元）用戶接口/界面的自適應（用戶接口/界面）技術（通訊、傳輸等）自適應的內容自適應的內容 34Transportation Research Center (TRC), Wuhan University四、自適應表達四、自適應表達 與其他的應用相比，自適應表達在LBS應用中最大的特點是空間數據的地理可視化要在移動環(huán)境下的小屏幕設備上進行設計。在小屏幕設備上進行可視化表達所面臨的主要問題包括：l有限的分辨率、小尺寸的顯

18、示屏、有限 的可供選擇的色彩制約了顯示的方式l有限的處理、存儲能力和窄帶寬制約了數據的操作l全局上下文信息的缺失會導致頻繁、乏味的地圖縮放平移操作LBSLBS中的自適應表達中的自適應表達35Transportation Research Center (TRC), Wuhan University四、自適應表達四、自適應表達移動環(huán)境下的地圖自適應表達移動環(huán)境下的地圖自適應表達 地理信息的可視化表達自適應； 地理信息內容自適應； 用戶接口/界面自適應；36Transportation Research Center (TRC), Wuhan Universitylcultural associa

19、tion of colors ，Focus Mapl基于變比例尺的魚眼可視化技術l基于鄰近的比例尺自動調節(jié)的自適應可視化方法l基于拓撲示意圖四、自適應表達四、自適應表達地理信息的可視化表達自適應研究地理信息的可視化表達自適應研究37Transportation Research Center (TRC), Wuhan University四、自適應表達四、自適應表達地理信息內容自適應地理信息內容自適應 地理信息內容的自適應，主要是對地理信息的選取，信息數量與詳細程度的調整，以及信息的分類與編碼。用戶接口的自適應用戶接口的自適應l由用戶的操作行為觸發(fā)的接口。如：放大、縮小-要素層次，顯示順序、顯

20、示頻率等變化。l由外部環(huán)境的變化觸發(fā)的接口。如:天氣、光線(亮、暗)，外界環(huán)境(如室內、室外、安靜、嘈雜)，時間和事件，用戶文化背景 (如國籍、語言等)等。38Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityLBS典型應用典型應用39Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityLBS 應用應用Stefan Steiniger, Moritz Neun（2006) 40Transportation Research Center (TRC), Wuhan Universit

21、y手機位置信息服務手機位置信息服務 導航 周邊搜索 路徑規(guī)劃 POI查詢 空間測量 交通信息 車輛跟蹤 Reichenbacher, Tumasch (2004) 41Transportation Research Center (TRC), Wuhan University 和擁有海量數據的互聯(lián)網相結合，手機位置信息服務可以為我們提供： 生活信息-周邊餐飲、娛樂、天氣等 交通信息-路況實時信息 公共設施-附近醫(yī)院、車站、加油站等42Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityWeb地圖服務地圖服務Web地圖（Bing, Goog

22、le map)等提供 地圖搜索 路徑規(guī)劃 空間量測 地圖、衛(wèi)星影像、地形圖瀏覽 交通路況在線地圖服務逐漸向移動終端發(fā)展。43Transportation Research Center (TRC), Wuhan University手機必應手機必應生活信息-周邊搜索（餐飲、娛樂），天氣等交通信息-路徑規(guī)劃公共設施-附近醫(yī)院、車站、加油站等http:/ Research Center (TRC), Wuhan UniversityGoogle Maps Navigation -Android導航 路徑規(guī)劃與導航可以切換地圖模式與街景模式來導航 POI信息查詢（加油站與餐廳） 語音輔助（語音識別）

23、 實時路況45Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityGoogle Maps Navigation-衛(wèi)星影像模式 46Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityGoogle Maps Navigation-街景、地圖模式47Transportation Research Center (TRC), Wuhan University實時路況與實時路況與POI信息信息48Transportation Research Center (TRC), Wuhan Univ

24、ersity娛樂和社交網絡娛樂和社交網絡 手機社交網絡服務（SNS）橫跨手機及PC互聯(lián)網的社交平臺，提供了基于真實地理位置的網絡社交服務，包括基于位置的手機交友及移動博客、無線即時通訊、手機對講、內容分享等。用戶通過這個平臺可以使用一系列的在線服務，包括博客、相冊、圈子、交友、新聞、書城以及娛樂游戲等功能。 手機社交網絡隱藏巨大商機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娛樂服務典型的基于位置的社交娛樂服務 如果在外發(fā)現中意的店鋪，可以做一個帶有位置信息的便條與其他用戶共享 Jewel Chase-基于位置信息服務和地圖數據的捉迷藏游戲 旅途中隨時將自己的位置以及與該位置有關的信息在朋友圈中發(fā)布，與朋友共享旅途樂趣 Dada-可以讓用戶上傳圖片和視頻更新自己的博客，下載手機游戲，并實時和本地用戶以及好友保持在線聯(lián)絡(http:/ Strands-提供手機社交網絡音樂服務，為聚會組織者、酒吧DJ和俱樂部等提供的名為partyStrands的服務(http:/ Research Center (TRC), Wuhan University典型的基于位置的社交娛樂服務典型的基于位置的社交娛樂服務 Itsmy為上傳數量排在前面的用戶開通個人移動電視頻道(http:/ Brightki