3　應用領域

　　GIS的應用領域非常廣泛，以下給出了一些比較典型的實例。

　　(1)數字城市。以GIS為核心的空間信息技術是數字城市的核心應用技術，它與無線通信、寬帶網絡和無線網絡日趨融合在一起，為城市生活和商務提供了一種立體的，多層面的信息服務體系。

　　數字城市建設包括4部分內容，即基礎設施、電子政務、電子商務及公眾信息服務。而GIS應用貫穿上述4個部分和各個層面，從城市基礎地理信息數據庫到政府空間數據共享、電子商務物流配送以及基于網絡的公眾地理信息服務，GIS都發揮著不可缺少的作用。

　　從具體的應用來說，GIS已經廣泛應用于構成數字城市的眾多行業，如城市規劃、城市地下管網、電力、電信、公安、消防、急救等方面。GIS在各行各業中的廣泛應用，產生了各具特色的行業專題GIS，這電正是我們建設數字城市的基礎。數字城市只能是在這些專題GIS的基礎上，進行綜合、共享和擴充。

　　(2)LBS。通過LBS業務，移動用戶可以方便地獲知自己目前所處的位置，并用終端查詢或收取附近各種場所的信息。同時，它還可以對特定用戶或組織進行定位，根據用戶的位置進行實時監測、跟蹤，結合共享的電子地圖，實現監控與調度。LBS業務和目前在國際上比較受關注的Telematics和ITS有著非常密切的關系，由于篇幅有限，就不再描述了。

　　(3)行業應用

　　·油田。石油行業應用GIS技術由來已久。在選擇鉆孔位置，跟蹤一條管線進行故障分析，或者新建一個煉油廠等方面都十分依賴于對地理的理解以作出明智的商業決策。GIS在石油行業的應用非常廣泛，根據應用類別以及業務范圍，GIS的應用大致可以歸納為石油勘探、生產開發、設備管理、管道管理、運輸管理、銷售規劃、地面建設、附屬設施等幾個方面。

　　·電信。GIS為電信業者提供了將地圖和其他數據綜合分析的能力。通過對基于空間位置的數據進行分析，為電信網絡的規劃和施工、移動信號的覆蓋區域分析、市場經營決策分析、管理當前用戶信息，甚至于發現新用戶等提供最佳的方案。通過地圖方式展示數據將比傳統的列表方式更直觀、并能更迅速地作出決策。

　　·公安。公安現代化建設需要地理信息系統(GIS)以及計算機網絡技術的支持。GIS技術在公安方面的應用很多，例如消防指揮系統、安防指揮管理系統、110指揮管理系統、戶籍管理系統、公安交通指揮系統、緊急情況下公安指揮管理系統、安全保衛系統、治安情況匯報系統等。

　　·水利。GIS在水利上的應用已經擴展到了水資源、水環境、水土保持、農田水利、水利工程規劃與管理等許多方面，具有廣泛的生長點和良好的成長性，為我國的水利建設發揮了重大作用。

　　·交通。GIS在交通方面可以應用于公路規劃設計及管理、運輸調度、公共交通管理、鐵路規劃設計及管理、港口和水運管理、智能交通系統(ITS)等。

　　4　GIS系統在3G網絡中的業務功能

　　在移動網絡中使用GIS，可以向外提供的主要服務具體如下：

　　(1)地圖繪制(Mapping)

　　地圖繪制是GIS系統提供的最基本的功能。GIS系統根據客戶端的請求(地圖范圍、圖層和繪制樣式等)，返回地圖數據。地圖數據可以是柵格形式的地圖，也可以是特定格式的矢量數據。地圖柵格化定義多種圖片格式輸出支持，例如GIF，JPEG，PNG，WMP，BMP等。地圖圖片可以通過BASE-64編碼文檔的方式在XML文檔里返回，也可以只返回URL。“地圖繪制”還可以在“原始”的地圖上“繪制”各種幾何元素或地理對象。

　　矢量地圖與柵格地圖相比，具有較大的優勢。首先，同樣一幅地圖，矢量格式的文件是柵格格式文件大小的1/7左右，大大節約了無線網絡中使用的資源。同時，終端通過矢量地圖瀏覽器操作矢量地圖的靈活度與柵格地圖相比很高，地圖多比例尺的放大、縮小等在終端本地即可完成，而且在導航應用方面也具有優勢。但由于矢量地圖數據格式目前各個廠家不統一，因此如果在網絡中存在多個GIS系統時，就不得不考慮兼容的問題。由于終端的能力有限，因此目前還沒有一個較好的解決辦法。另一方面，向外發布矢量地圖還需要考慮地圖的安全性和加密問題。

　　(2)目錄服務(Directory)

　　主要是指POI(興趣點)的查找，包括距離最近查找、一定范圍內查找和根據屬性(如名稱、電話號碼等)查找。查找的內容可以包括商場、酒店、加油站等。

　　(3)路徑搜索(Route)

　　主要提供兩點之間的各種方式(自駕車、公交車、步行)的行駛路線。路徑搜索服務是LBS業務中非常重要的一種服務，也是體現移動網絡優勢和特點的業務，是實現導航服務的基礎。

　　路徑搜索服務對地圖數據的要求較高，如要地圖數據提供商提供完全和準確的路網數據，包括各種規則，如單行、禁左、車道數量等。路徑搜索服務可以支持如下的操作：

　　·全路徑：依據請求指定的信息(自駕車、步行、公交車方式，最短、最快以及不走高速公路，途經多點等等方式)返回整個路徑的信息。

　　·途經多點方式：依據請求指定的點序列(缺省的情況下首末點為起止點)，搜索經過所有指定點的路徑。

　　·排除條件：基于不同的道路類型、地域類型，可以指定是否走高速公路、城區，還可以指定不走的道路。

　　·時間與距離信息：服務將返回多個基于起點、終點和分段路線的時間和距離計算結果。

　　(4)地理編碼(GeoCode)，把一個街道地址或郵編編碼成一個地理位置。

　　(5)逆地理編碼(Reverse Geocode)，把一個地理位置反編碼成一個街道地址或郵編。

　　(6)測算(Cogo)，進行幾何要素的測算。目前，該服務支持的操作包括計算兩點之間的直線距離，判定點是否在某個指定的區域內。測算服務可以通過一次請求完成多個測算操作。

　　(7)導航(Navigation)。導航服務也可以看作是路徑搜索服務中的一種，但由于導航服務有其自身的特點，因此在OGC(Open GIS Consortium)制訂的位置業務規范中將其獨立出來。導航服務可以分成靜態導航和動態導航。

　　·靜態導航是指用戶在出發前獲取出發地和目的地的最佳路徑信息，出發后不再有提示信息給用戶；

　　·動態導航則是用戶在行駛過程中由GIS系統(網絡側或用戶本地)根據當前用戶所在位置動態的提示用戶前進的方向(如提前通知用戶左轉，地圖上動態顯示當前用戶所在位置，以及與目的地在行駛路線上的距離等)，這種服務對系統的處理能力、定位的準確度、定位的時延和地圖的準確度等要求較高。

　　五、LBS業務的相關標準化工作

　　前面已經提到，LBS業務實現可以分成兩個層面，即位置的獲取和信息的提供。相應地，標準化工作也對應不同的標準組織。

　　(1)對于位置的獲取也就是定位技術的標準，目前主要在3GPP和3GPP2中進行標準化工作。相關的用戶在業務層面的認證授權、業務漫游以及隱私管理等內容的標準工作，目前主要是在OMA中進行，但由于3GPP和3GPP2在OMA中對LBS的流程、網絡結構等方面存在分歧，所以標準化的進度可能會放慢。同時，也應注意到，在3GPP2中實際上也在做與OMA相同的工作。

　　(2)對于地理信息提供層面上的標準工作，目前主要由OGC負責制訂，并且已經基本完成了除導航服務之外的其他業務。

　　在我國，目前已經完成了Le/L1接口(客戶端與定位服務器之間的接口)的行業標準，以及WCDMA和cdma2000系統中的定位技術行業標準。與GIS相關的標準，目前也有了的GIS接口，SPACCESS接口的企業標準。對應于OMA的基于IP層面的定位技術標準也將要啟動。

　　六、LBS業務在我國的應用

　　1　應用前景

　　LBS業務是移動網絡的一個特色業務，尤其是隨著今后3G系統的使用，為LBS的應用提供了網絡帶寬的保障。由于LBS業務在我國也剛剛開始發展，影響其發展的因素也非常多，因此本文也只是就目前可以遇到的有發展潛力的LBS業務作一個簡單的分析。

　　(1)手持終端的LBS應用

　　手持終端的LBS應用范圍很廣，可以基于話音，短信，WAP，Java/BREW和多媒體短信/郵件向大眾用戶提供各種服務，包括信息查詢、地圖服務、手持終端的導航、弱勢群體的跟蹤和區域告警(如老人和兒童)等。

　　(2)個人汽車的LBS應用

　　導航是LBS應用在汽車中的主要方式，目前我國已經有汽車導航的實際應用，這種應用是GPS接收機+簡化版的GIS引擎+地圖數據的模式，這種模式有其自身的局限性，如成本較高(對車載臺的要求較高，如處理能力、存儲能力)，地圖資源不能共享(如需要存儲大量的地圖數據，對于駕車者偶爾經過的地區也需要存儲)，不能做到動態的地圖更新，業務組織靈活性也受限。而這些問題通過與移動網絡結合可以解決。隨著汽車市場的不斷增加，汽車導航業務是需要移動運營商關注的一個業務增長點，可以結合運營商目前已經有的話音、短信等業務，向用戶提供更豐富多樣的LBS業務，如汽車防盜、跟蹤、求救等。

　　LBS業務和目前在國際上比較受關注的Telematics有著非常密切的關系，Telematics的目的是構建一個車內的通信平臺通過與網絡的交互，為駕駛者和乘坐者提供各種服務。韓國在這方面比較積極，目前已經有類似的應用，主要是提供汽車導航、郵件服務。

　　(3)行業應用

　　行業應用的范例很多，包括汽車調度(如出租車的調度)、物流管理、員工的跟蹤(如郵遞員的跟蹤)等，這里不再一一描述。

　　2　實現LBS業務面臨的問題

　　LBS業務具有廣闊的應用市場，但與其他基于移動網絡的增值業務相比，其業務實現涉及的方面更多，難度更大，因此LBS業務要真正達到廣泛應用，還面臨一些問題需要解決。

　　(1)定位的精度

　　目前，LBS應用所能用到的精度最高的定位技術是GPS定位技術，但GPS定位存在局限性，如在深度室內環境下將無法進行GPS定位。如果采用基于網絡的定位，精度則大大降低，目前還沒有其他更好的解決方案。因此，比較實際可行的作法是，對業務進行劃分，將各種不同業務對定位精度的要求進行分類。對于精度要求高的業務，由網絡側判斷是否能夠滿足要求，并進行相應的處理。當然，最終的解決方案是能提出一種更先進和受地理環境限制小的定位技術，目前已經開始研究在室內實現高精度定位的技術。

　　(2)位置信息的收集和組織

　　LBS最終向用戶提供與位置有關的內容，位置信息主要包括各個層面電子地圖和POI信息。在電子地圖方面，我國的各個部門都有某些層面的數據，但這些數據沒有整合在一起，地圖的現勢性在各個地域也參差不齊，這一問題的解決不是運營商和地圖數據提供商單方所能夠辦到的，需要國家統一進行組織，將各種地理信息資源整合在一起，為各個行業使用。對于POI信息，其豐富程度直接影響著用戶對業務的滿意度，因此需要內容提供商提供豐富的POI信息。但信息搜集的工作量是相當大的，需要實地去一一采集。因此，需要運營商將各種CP提供的POI信息進行整合，統一提供給用戶，這部分工作需要運營商和各個內容提供商協調統一來做。

　　(3)矢量地圖瀏覽器

　　導航業務，尤其是實時導航業務，如果通過網絡來實現地圖的實時下載，那么數據不能太大，否則用戶使用的成本會很高，不利于推廣。矢量地圖是解決這一問題的方案，但矢量地圖與各個GIS廠商系統內容矢量數據的格式密切相關，目前無法統一成相同的格式。因此，如果存在多種GIS系統共存時，業務的覆蓋范圍將存在局限性，這可以通過終端支持多個矢量地圖瀏覽器來解決，但對終端的處理能力和存儲能力要求較高。因此，這一問題也是值得注意的。圖2為矢量地圖工作方式的示意圖。

圖2　矢量地圖服務的工作方式示意圖 本文引用地址：http://www.j9360.com/article/201706/357982.htm

　　七、結束語

　　LBS業務具有廣闊的發展前景，目前商用的LBS業爭也達到了相當程度的滲透率。LBS業務涉及的領域很多，需要移動通信領域與GIS領域相結合來共同實現。我國目前很重視GIS領域的發展，國內已經有相當多具有一定實力和發展潛力的GIS廠商。相信隨著今后LBS業務需求的不斷增長，以及我國GIS領域的不斷發展完善，LBS業務將得到更廣泛的應用。