基于位置的服務(wù)分析與展望-李清泉

1、1Transportation Research Center (TRC), Wuhan University基于位置的服務(wù)分析與展望基于位置的服務(wù)分析與展望李清泉李清泉武漢大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室武漢大學(xué)測繪遙感信息工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2010.12.27 2Transportation Research Center (TRC), Wuhan University提提 綱綱 基本特征基本特征LBS 定位技術(shù)定位技術(shù) 電子地圖技術(shù)電子地圖技術(shù) 信息挖掘和分析技術(shù)信息挖掘和分析技術(shù) 自適應(yīng)表達(dá)自適應(yīng)表達(dá)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展展 智能導(dǎo)航智能導(dǎo)航 手機(jī)位置信息服務(wù)手機(jī)位置信息服務(wù) 娛樂與

2、社交網(wǎng)絡(luò)娛樂與社交網(wǎng)絡(luò)典型應(yīng)用典型應(yīng)用3Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityLBS概述概述4Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityLBS基本概念基本概念 LBS(Location-Based Services)，基于位置的服務(wù)，或簡稱“位置服務(wù)”。 通過定位技術(shù)獲得移動(dòng)終端的位置信息(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)。5Transportation Research Center (TRC), Wuha

3、n UniversityLBS服務(wù)類型服務(wù)類型服務(wù)類型服務(wù)類型個(gè)人服務(wù)個(gè)人服務(wù)公共服務(wù)公共服務(wù)動(dòng)態(tài)導(dǎo)航動(dòng)態(tài)導(dǎo)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), Wuhan University位置信位置信息類型息類型基于位置的服務(wù)基于位置的服務(wù)消費(fèi)者消費(fèi)者企業(yè)企業(yè)政府政府位置位置個(gè)人位置查詢聯(lián)系最近專業(yè)服務(wù)人員尋找企業(yè)位置位置敏感報(bào)告事件事件車拋錨了需要幫助醫(yī)療急救本地培訓(xùn)服務(wù)交通警報(bào)本地公眾通告事故警報(bào)分布分布在人口稀少地區(qū)購房度假計(jì)劃高速增長趨勢銷售模式增長模式人均綠地面積資產(chǎn)管理資產(chǎn)管理私車位置保險(xiǎn)稅率最低

4、的地方派出的維修車的位置資產(chǎn)狀況評(píng)估清潔車位置道路維護(hù)定點(diǎn)服務(wù)定點(diǎn)服務(wù)到達(dá)目的地時(shí)通知商店位置特定類型的顧客位置特定對(duì)象的廣告經(jīng)濟(jì)發(fā)展區(qū)域新行政分區(qū)路線路線到達(dá)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(wù)派遣事件發(fā)生事件發(fā)生環(huán)境環(huán)境最近可見的界標(biāo)尋找最近的目標(biāo)旅館附近有什么尋找離機(jī)場最近的出租車經(jīng)濟(jì)合作規(guī)劃區(qū)域貿(mào)易目錄服務(wù)目錄服務(wù)尋找最近的專家哪兒能找到需要的商品特定距離內(nèi)最好的供應(yīng)商最近的維修服務(wù)點(diǎn)公眾服務(wù)外部采購交易交易如何運(yùn)費(fèi)最低在特定區(qū)域內(nèi)購買低費(fèi)用分布服務(wù)位置相關(guān)的交易出租車稅率位置相關(guān)征稅地點(diǎn)地點(diǎn)尋找建房地點(diǎn)旅行地點(diǎn)參考可能的倉儲(chǔ)地點(diǎn)最佳蜂窩基站位置新建學(xué)校地點(diǎn)環(huán)境監(jiān)控站地

5、點(diǎn)7Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityLBS關(guān)鍵技術(shù)關(guān)鍵技術(shù)8Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityLBS系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)系統(tǒng)及關(guān)鍵技術(shù)9Transportation Research Center (TRC), Wuhan University一、定位技術(shù)一、定位技術(shù) GPS定位三部分構(gòu)成：三部分構(gòu)成：1.地面控制部分地面控制部分，由主控站（負(fù)責(zé)管理、協(xié)調(diào)整個(gè)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(dǎo)航電文）、監(jiān)測站（數(shù)據(jù)自動(dòng)收集中

6、心）和通訊輔助系統(tǒng)（數(shù)據(jù)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(gè)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(jī)和衛(wèi)星天線組成。10Transportation Research Center (TRC), Wuhan University一、定位技術(shù)一、定位技術(shù) 手機(jī)定位 內(nèi)置GPS模塊，通過衛(wèi)星導(dǎo)航定位 通過移動(dòng)運(yùn)營商的基站定位 GSM CDMA 3G CELLID OTDOA AGPS11Transportation Research Center (TRC), Wuhan University 一、定位技術(shù)一、定位技術(shù) 基于3G網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)定位 CELL

7、ID(小區(qū)識(shí)別)定位，最基本定位技術(shù)，適用于所有蜂窩網(wǎng)絡(luò)，無需對(duì)現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行改造12Transportation Research Center (TRC), Wuhan University一、定位技術(shù)一、定位技術(shù)定位精度定位精度響應(yīng)時(shí)間響應(yīng)時(shí)間終端和網(wǎng)絡(luò)要求終端和網(wǎng)絡(luò)要求CELLID低短，3S不需移動(dòng)臺(tái)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(wǎng)絡(luò)CDMA的gpsOne定位原理衛(wèi)星定位，精度高網(wǎng)絡(luò)定位，精度低衛(wèi)星+網(wǎng)絡(luò)，精度更高定位實(shí)現(xiàn)由于采用終端計(jì)算速度慢，終端耗電；對(duì)衛(wèi)星的依賴強(qiáng)（至少捕捉到三顆衛(wèi)星才行

8、）盲區(qū)多網(wǎng)絡(luò)計(jì)算，速度快，效果不好，無法精確定位終端采集+網(wǎng)絡(luò)計(jì)算速度快，盲區(qū)少，終端功耗低（1顆衛(wèi)星+1個(gè)基站即可準(zhǔn)確定位，沒有衛(wèi)星僅通過基站也可實(shí)現(xiàn)三角定位，精度也超過GSM網(wǎng)絡(luò)）終端需求GPS手機(jī)或GPS+手機(jī)手機(jī)gpsOne手機(jī)使用費(fèi)用使用免費(fèi)一般收費(fèi)一般收費(fèi)13Transportation Research Center (TRC), Wuhan University一、定位技術(shù)一、定位技術(shù) 其他近距離定位技術(shù) RFID定位 主要由電子標(biāo)簽、讀寫器和天線組成 在特定區(qū)域區(qū)域的特定地點(diǎn)（例如關(guān)鍵出入口）安放射頻標(biāo)簽讀寫器之后，系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)檢測到帶有RFID裝置的物體處于什么位置14Tr

9、ansportation Research Center (TRC), Wuhan University一、定位技術(shù)一、定位技術(shù) 其他近距離定位技術(shù) ZigBee定位 新興的短距離、低速率無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 通信效率非常高 低功耗和低成本15Transportation Research Center (TRC), Wuhan University 其他近距離定位技術(shù) 藍(lán)牙定位一、定位技術(shù)一、定位技術(shù)16Transportation Research Center (TRC), Wuhan University二、電子地圖技術(shù)二、電子地圖技術(shù) 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

10、漸進(jìn)傳輸漸進(jìn)傳輸 自動(dòng)變化監(jiān)測自動(dòng)變化監(jiān)測 多源數(shù)據(jù)整合多源數(shù)據(jù)整合17Transportation Research Center (TRC), Wuhan University二、電子地圖技術(shù)二、電子地圖技術(shù) 增量更新只更新變化的部分18Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityWaiting timeError of received modeltraditional transmissionprogressive transmission二、電子地圖技術(shù)二、電子地圖技術(shù) 漸進(jìn)傳輸19Transportation Rese

11、arch Center (TRC), Wuhan University 變化檢測 主要內(nèi)容 新增的道路 形狀變化的道路 限速發(fā)生變化的道路 轉(zhuǎn)向限制的變化 核心 自動(dòng)檢測算法20Transportation Research Center (TRC), Wuhan University多源數(shù)據(jù)整合多源數(shù)據(jù)整合二、電子地圖技術(shù)二、電子地圖技術(shù)-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(shù)二、電子地圖技術(shù) 目前電子地圖技術(shù)呈現(xiàn)以下幾個(gè)方面： 融合多源的導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)建模技術(shù)，支

12、持多模式導(dǎo)航應(yīng)用； 建立增量更新體系，壓縮導(dǎo)航電子地圖從數(shù)據(jù)生產(chǎn)商到客戶的延遲； 通過差異分析技術(shù)，快速發(fā)現(xiàn)導(dǎo)航電子地圖與現(xiàn)實(shí)世界的差異和變化； 通過多數(shù)據(jù)源融合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)變化的快速處理，提高產(chǎn)業(yè)鏈的整合度。22Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技術(shù)三、信息挖掘和分析技術(shù) LBS數(shù)據(jù)語義分類 領(lǐng)域數(shù)據(jù)：包括空間維和時(shí)間維等概念,即位置、定位、移動(dòng)及時(shí)間等概念 內(nèi)容數(shù)據(jù)：描述LBS的特征內(nèi)容 應(yīng)用數(shù)據(jù)：由LBS用戶配置文件和相關(guān)服務(wù)描述組成 23Transportation Research Center

13、 (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技術(shù)三、信息挖掘和分析技術(shù) LBS位置表達(dá) 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(guān)系24Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技術(shù)三、信息挖掘和分析技術(shù) 行為分析個(gè)體行為timespace123Space-Time Pathtravelstaystaystay travel(Shaw,2008)25Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖

14、掘和分析技術(shù)三、信息挖掘和分析技術(shù) 行為分析從群體行為中挖掘城市熱點(diǎn)ba26Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技術(shù)三、信息挖掘和分析技術(shù) 路徑規(guī)劃基于路網(wǎng)結(jié)構(gòu)的靜態(tài)路徑規(guī)劃及不同出行路徑的花費(fèi)分析(Zeng,2008)27Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技術(shù)三、信息挖掘和分析技術(shù) 路徑規(guī)劃考慮實(shí)時(shí)交通路況的動(dòng)態(tài)路徑規(guī)劃當(dāng)?shù)缆方煌顩r發(fā)生改變時(shí)重新規(guī)劃路徑 28Transportation Research Ce

15、nter (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技術(shù)三、信息挖掘和分析技術(shù) 云計(jì)算傳統(tǒng)LBS訪問模式云計(jì)算模式29Transportation Research Center (TRC), Wuhan University三、信息挖掘和分析技術(shù)三、信息挖掘和分析技術(shù)實(shí)現(xiàn)移動(dòng)云計(jì)算需要解決的問題：實(shí)現(xiàn)移動(dòng)云計(jì)算需要解決的問題：良好的手機(jī)端平臺(tái)良好的手機(jī)端平臺(tái)“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(yīng)表達(dá)四、自適應(yīng)表達(dá)l自適應(yīng)表達(dá)

16、就是要根據(jù)用戶、數(shù)據(jù)、資源及要解決的問題等情況，而自適應(yīng)地采用相應(yīng)的視覺表現(xiàn)形式。l自適應(yīng)表達(dá)在LBS中的目標(biāo)是設(shè)計(jì)出面向于人的地理可視化系統(tǒng)l具有自適應(yīng)表達(dá)的地理可視化系統(tǒng)應(yīng)該具備上下文分析、交互式操作以及自我組織、自我評(píng)價(jià)的功能31Transportation Research Center (TRC), Wuhan University“自適應(yīng)對(duì)象”通過一定的“自適應(yīng)方法”從而自適應(yīng)的達(dá)到“自適應(yīng)目標(biāo)/結(jié)果”自適應(yīng)的原理自適應(yīng)的原理 四、自適應(yīng)表達(dá)四、自適應(yīng)表達(dá)32Transportation Research Center (TRC), Wuhan University四、自適應(yīng)表達(dá)四

17、、自適應(yīng)表達(dá) 自適應(yīng)的服務(wù)概念框架自適應(yīng)的服務(wù)概念框架當(dāng)處于一定上下文的用戶發(fā)出服務(wù)請求時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)用戶當(dāng)前所處的上下文，自適應(yīng)地為之提供相應(yīng)的信息，并將其以與之相適應(yīng)的方式提示給用戶。33Transportation Research Center (TRC), Wuhan University四、自適應(yīng)表達(dá)四、自適應(yīng)表達(dá)信息內(nèi)容（數(shù)量、分類、等級(jí)、細(xì)節(jié)層次、地理范圍）信息表達(dá)方式（地圖版面設(shè)計(jì)、地圖尺度、地圖綜合、粒度、圖元）用戶接口/界面的自適應(yīng)（用戶接口/界面）技術(shù)（通訊、傳輸?shù)龋┳赃m應(yīng)的內(nèi)容自適應(yīng)的內(nèi)容 34Transportation Research Center (TRC),

18、Wuhan University四、自適應(yīng)表達(dá)四、自適應(yīng)表達(dá) 與其他的應(yīng)用相比，自適應(yīng)表達(dá)在LBS應(yīng)用中最大的特點(diǎn)是空間數(shù)據(jù)的地理可視化要在移動(dòng)環(huán)境下的小屏幕設(shè)備上進(jìn)行設(shè)計(jì)。在小屏幕設(shè)備上進(jìn)行可視化表達(dá)所面臨的主要問題包括：l有限的分辨率、小尺寸的顯示屏、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(chǔ)能力和窄帶寬制約了數(shù)據(jù)的操作l全局上下文信息的缺失會(huì)導(dǎo)致頻繁、乏味的地圖縮放平移操作LBSLBS中的自適應(yīng)表達(dá)中的自適應(yīng)表達(dá)35Transportation Research Center (TRC), Wuhan University四、自適應(yīng)表達(dá)四、自適應(yīng)表達(dá)移動(dòng)環(huán)境下的地圖自適應(yīng)表

19、達(dá)移動(dòng)環(huán)境下的地圖自適應(yīng)表達(dá) 地理信息的可視化表達(dá)自適應(yīng)； 地理信息內(nèi)容自適應(yīng)； 用戶接口/界面自適應(yīng)；36Transportation Research Center (TRC), Wuhan Universitylcultural association of colors ，F(xiàn)ocus Mapl基于變比例尺的魚眼可視化技術(shù)l基于鄰近的比例尺自動(dòng)調(diào)節(jié)的自適應(yīng)可視化方法l基于拓?fù)涫疽鈭D四、自適應(yīng)表達(dá)四、自適應(yīng)表達(dá)地理信息的可視化表達(dá)自適應(yīng)研究地理信息的可視化表達(dá)自適應(yīng)研究37Transportation Research Center (TRC), Wuhan University四、自適應(yīng)

20、表達(dá)四、自適應(yīng)表達(dá)地理信息內(nèi)容自適應(yīng)地理信息內(nèi)容自適應(yīng) 地理信息內(nèi)容的自適應(yīng)，主要是對(duì)地理信息的選取，信息數(shù)量與詳細(xì)程度的調(diào)整，以及信息的分類與編碼。用戶接口的自適應(yīng)用戶接口的自適應(yīng)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(nèi)、室外、安靜、嘈雜)，時(shí)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(yīng)用典型應(yīng)用39Transportation Research Cent

21、er (TRC), Wuhan UniversityLBS 應(yīng)用應(yīng)用Stefan Steiniger, Moritz Neun（2006) 40Transportation Research Center (TRC), Wuhan University手機(jī)位置信息服務(wù)手機(jī)位置信息服務(wù) 導(dǎo)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(shù)據(jù)的互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，手機(jī)位置信息服務(wù)可以為我們提供： 生活信息

22、-周邊餐飲、娛樂、天氣等 交通信息-路況實(shí)時(shí)信息 公共設(shè)施-附近醫(yī)院、車站、加油站等42Transportation Research Center (TRC), Wuhan UniversityWeb地圖服務(wù)地圖服務(wù)Web地圖（Bing, Google 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(wù)逐漸向移動(dòng)終端發(fā)展。43Transportation Research Center (TRC), Wuhan University手機(jī)必應(yīng)手機(jī)必應(yīng)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(shè)施-附近醫(yī)院、車站、加油站等http:

23、/ Research Center (TRC), Wuhan UniversityGoogle Maps Navigation -Android導(dǎo)航 路徑規(guī)劃與導(dǎo)航可以切換地圖模式與街景模式來導(dǎo)航 POI信息查詢（加油站與餐廳） 語音輔助（語音識(shí)別） 實(shí)時(shí)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

24、模式47Transportation Research Center (TRC), Wuhan University實(shí)時(shí)路況與實(shí)時(shí)路況與POI信息信息48Transportation Research Center (TRC), Wuhan University娛樂和社交網(wǎng)絡(luò)娛樂和社交網(wǎng)絡(luò) 手機(jī)社交網(wǎng)絡(luò)服務(wù)（SNS）橫跨手機(jī)及PC互聯(lián)網(wǎng)的社交平臺(tái)，提供了基于真實(shí)地理位置的網(wǎng)絡(luò)社交服務(wù)，包括基于位置的手機(jī)交友及移動(dòng)博客、無線即時(shí)通訊、手機(jī)對(duì)講、內(nèi)容分享等。用戶通過這個(gè)平臺(tái)可以使用一系列的在線服務(wù)，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(jī)社交網(wǎng)絡(luò)隱藏巨大商機(jī)49Transp

25、ortation Research Center (TRC), Wuhan UniversityInternational Workshop on Location Based Social Networks 3 Nov. 2009, Seattle 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

26、 Networks Take Off”, Microsoft Research Feature News, http:/ Research Center (TRC), Wuhan University51Transportation Research Center (TRC), Wuhan University典型的基于位置的社交娛樂服務(wù)典型的基于位置的社交娛樂服務(wù) 如果在外發(fā)現(xiàn)中意的店鋪，可以做一個(gè)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(wù)和地圖數(shù)據(jù)的捉迷藏游戲 旅途中隨時(shí)將自己的位置以及與該位置有關(guān)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(jī)游戲，并實(shí)時(shí)和本地用戶以及好友保持在線聯(lián)絡(luò)(http:/ Strands-提供手機(jī)社交網(wǎng)絡(luò)音樂服務(wù)，為聚會(huì)組織者、酒吧DJ和俱樂部等提供的名為partyStrands的服務(wù)(http:/ Research Center (TRC), Wuhan University典型的基于位置的社交娛樂服務(wù)典型的基于位置的社交娛樂服務(wù) Itsmy為上傳數(shù)量排在前面的用戶開通個(gè)人移動(dòng)電視頻道(ht