基于广电地理信息的智能便民服务应用的设计

孙 亮

（广州珠江数码集团有限公司 广州珠江数字电视及数字家庭技术应用研究院有限公司，广东 广州 510091）

1 总体架构

2 信息整合和归集

广电互动电视平台的地理信息便民服务系统按整体的功能和业务的实现，主要分为数据资源的归集处理、三维地图信息处理、终端技术处理3个环节。系统处理采用了多层架构，按以上3个业务环节，分为数据归集层、业务处理层、业务表现层。数据归集层负责系统数据的采集、通信和集中存储、数据连接的功能。业务处理层完成系统主要的业务逻辑处理以及工作流程；业务表现层完成三维地图仿真信息数据和广电互动终端设备的集成与整合，以及与系统的使用交互。根据以上的架构，系统的实现主要分为广电数据信息与地理数据信息的整合和归集研究、三维地理信息技术以及在广电互动电视终端的应用技术研究和基于广电互动终端的智能化社区便民信息服务的技术实现3个部分。

系统总体架构如图1所示。

信息整合的核心问题是如何将广电BOSS系统用户的地理信息数据与地图提供商的地理信息数据对接。根据广电需求，地图提供商在业务处理层专门建立了一个地址匹配模块，通过与广电BOSS地址模块和网络数据的匹配，完成数据的整合。

2.1 三维仿真地图数据

三维仿真地图数据主要包含了位置坐标信息、道路数据、建筑数据和河流、山川信息，和传统的平面地图数据比较，广电互动电视平台的地理信息便民服务系统的地图数据，使用了2.5D的立面模式，整合以上地图数据，能更真实、更有层次地还原社区地理结构，让用户更加容易了解自身的位置，并接受和理解数字化社区的概念和业务。其具体应用如图2所示。

图1 系统总体架构图

图2 互动电视应用——三维仿真地图（截图）

2.2 地理信息数据

地理信息数据主要包括地图POI数据、公交数据和商业数据。

POI数据包含了地理信息系统中的所有对象，包括楼房、商铺、公交站点等所有出现在区域范围的实体建筑的名称、经度、纬度数据。每隔一段时间，进行数据的重新采集，通过智能匹配以及人工校准重新定位，保障系统的地理数据信息的完整性。

公交数据包含地图上所有站点信息和线路信息，还有站点与线路之间的关联关系数据。

商业数据主要以地图上的实体建筑物为基础，以地理三维坐标为维度，涵盖了大至酒店、银行、商店、超市、公园、企业，小至便利店、小吃店、小卖部等的商业化数据信息。

2.3 数据整合和归集

广电BOSS数据和三维仿真地理信息数据属于两个平行维度，如何实现数据的整合归集，是广电互动电视平台的地理信息便民服务系统的基础，也是项目的主要研究方向。该便民服务系统的对象分为用户个体信息获取和指定区域的群体服务两个大类，数据处理也细分为以下两个方面：

1）互动电视终端地图定位以及指定范围的的数据归集。

主要以广电BOSS系统的互动电视终端、用户信息、地址规范为基础，智能匹配三维仿真地理信息数据，通过互动电视终端，实现广电用户家庭的地图信息定位，并通过定位的三维地理信息坐标，可配置地指定定位的坐标区域范围内的地图POI信息、公交信息、商业信息进行归集，并按用户的实际需求，进行数据的清洗、过滤，有目的、有效地满足便民服务需求。

2）指定的区域和范围内互动电视终端的关联。

广电互动电视平台的地理信息便民服务系统可以为指定区域的群体服务，该项数据处理主要在于建立地图区域数据和区域范围内的广电用户的关联。由于服务的对象可配置，可以是指定的街道范围、指定小区或是指定的社区，该数据关联需要按广电BOSS系统的数据规范，和三维仿真地理信息数据无缝整合，并进行实时处理，以帮助系统进行社区式的群体服务。

3 区域数据网络化

针对便民服务需求，提出了区域数据网络化的概念，主要是通过广电数据信息与地理数据信息整合和归集后，系统前端对互动电视终端实现技术服务，包括在电视上漫游三维地图和获取地图位置信息，获取两点之间的出行交通指引服务，获取指定区域的周边信息，通过垂直搜索引擎自动搜索商家数据等功能。系统通过数据智能分析，提供以家庭为单位的服务信息的智能推送。用户只要通过遥控器即可和系统进行方便、快捷、准确的交互，获得相关的信息服务。

针对便民服务需求以及业务的发展方向，系统将各个服务模块化，主要分为三维地图信息采集与制作模块、智能地址匹配模块、周边信息服务模块、垂直搜索引擎模块、公交查询模块以及智能信息推送模块，各模块之间能实现数据共享和互相的调度。

3.1 三维地图信息采集

三维地图信息采集主要使用手持GPS，以及高精数码移动终端等现代化设备，运用先进的卫星定位技术及三维激光扫描技术对景区及周边实体建筑进行实地采集，通过专业的数据处理平台对采集数据按规则与标准进行审核处理，并使用当今国际流行的多边形建模技术、定点贴图技术和可测量街景制作技术，对每一栋建筑进行细致的制作，尽量还原建筑的真实外观，制作出三维仿真数据。并采用非常接近真实的光线跟踪渲染技术，增强三维地图的层次感和真实感，如图3所示。

图3 三维地图信息采集与制作流程

3.2 智能地址匹配

每个互动电视终端都需要在地图上标识、定位，才能为用户提供信息服务，智能地址匹配模块通过智能数据分析，使广电BOSS系统数据和三维地理信息数据产生准确的坐标信息关联，和地图的POI数据和实体建筑物进行匹配。

为起到系统化规范管理的作用，达到“唯一而准确的地址”的目标，早于公司建立初期，珠江数码集团已基于广电BOSS系统制定了一套标准地址的管理规范以及相应的审核机制。近年，随着公司主营业务产品的增加，用户覆盖面扩大，针对标准地址的管理规范以及相应的审核机制进行了优化工作，重新明确了标准地址命名按照四级划分，须按照“市 |区 |镇/路/道/村|街/里/巷/弄/岗/岭/乡/社/塘/洲/庄/陂/队/号/栋/梯”执行命名及录入工作，同时也在BOSS系统中重新规范了地址的审核机制，即一个新的标准地址建立后，必须通过各级相应的审核才能生效。

首先通过互动电视终端的唯一设备ID信息，由互动电视终端向系统发出指令，系统通过设备ID，调用广电BOSS系统接口获取当前用户所在的地理位置信息，然后和三维地图的地理信息POI数据地址，逐级进行智能匹配，匹配的范围包括区域、街道、建筑名称等，匹配成功后，则返回当前终端所在位置坐标，并在地图上进行位置标注。

4 智能化社区便民信息服务的实现

4.1 广电终端的实现

目前，基于计算机浏览器、手机等终端的GIS系统相对比较多，但是基于互动电视终端上的三维地图的便民信息服务应用目前在国内尚属首例，而考虑如何在互动电视终端上保障三维地图的流畅运行非常重要。

三维地图应用包含地图展示、漫游、放大缩小、定位等基本功能。首先需要获取屏幕地图展示区域的尺寸大小，定义一个中心点像素坐标和比例尺级别，按照坐标和级别调用对应的地图瓦片数据，通过普通拼图算法和像素坐标的规则将瓦片地图数据拼成一张屏幕区域地图。加载瓦片地图数据需要引用异步加载模式，能平衡客户端和服务器的负载，减轻服务端的负担，无刷新更新界面，使用户的实际等待时间较少，实现瓦片地图的动态更新，实现瓦片地图的可视化交互，从而实现具体连贯的用户体验。

由于互动电视并没有和普通PC一样有鼠标的操作，用户与终端交互只能通过遥控器，因此需要调用广电中间件（MPF）提供的组件，绑定遥控器的按键事件，比如在地图主界面通过电视遥控器[左]、[右]、[上]、[下]按钮，可以进行地图的切换移动。Volume按钮[+]、[-]可以提高降低音量。Lever[+]、[-]等级按钮，可以放大缩小显示的地图。地图移动或者放大因为坐标或者比例尺发生了变化，那么需要触发异步加载地图瓦片数据再拼接屏幕下的地图，已经加载过的瓦片数据缓存起来，这样就能实现一次加载，下次获取同样的地图瓦片数据，能直接读取缓存的数据，使地图漫游非常顺畅，无需等待。

4.2 开发实现

广州广电互动电视平台使用的是微软公司的Me⁃diaroom IPTV系统 ，其系统使用MPF（Mediaroom Pre⁃sentation_Framework）技术框架作为中间件，广电互动电视平台的地理信息便民服务系统整合了BOSS系统和地理信息系统的数据，通过各种处理模块和引擎，无缝集成到广电的中间件上，实现互动电视终端和服务前端的数据交互，终端的业务实现和用户与终端的操作交互。

异步脚本和XML（Asynchronous JavaScript and XML，Ajax），包括 XHTML，CSS，DOM，XML，XSLT，XMLHTTPRequest和Javascript等对象，如何通过异步加载的客户端处理技术，实现三维地理信息服务在互动电视终端的加载，是一个全新的应用模式。

如图4所示，是基于Ajax的广电终端的应用模型，为了实现用户的操作与应用服务器的响应异步化，相当于用户接口和服务器之间加了一个中间层。在用户请求过程中，将部分请求交给中间层处理，只有确认需要在服务器端读取新的数据时才由Ajax引擎向服务端提交客户端请求。因而可以利用客户端闲置的处理能力来处理服务端的一些运算，已减轻带宽和服务器的负载，Ajax创建了一种新的体系结构。这种体系结构的核心部分为较少服务端时间、异步、任何用户事件都能触发一个异步的请求。

图4 异步加载的客户端处理技术

4.3 缓存与调度机制

考虑到该系统承载的大量客户端访问，广电互动电视平台的地理信息便民服务系统通过高效的缓存与调度机制，实现服务器的数据缓存和应用缓存，有效地降低了服务端的负担（如图5所示）。

客户端的缓存机制，可以大大加快地址定位和地图浏览的速度，并减少服务器负担。

服务端缓存可以减少数据库查询次数时间，减少服务器负担。OGIS三维综合应用平台采用了3种服务端的缓存机制：

1）数据缓存。通常情况下，大量数据是保存在数据库中的，而应用程序访问数据库是一项很费时的操作。如果先将数据库中的数据缓存到缓存区中，当应用程序需要这些数据时，直接从缓存区中提取，就可以减少系统开销。

图5 缓存结构示意图

图7 结合后应用标准截图

2）应用缓存。一般在统一程序生存周期中，数据是可以共用的，在程序中设置缓存机制，将数据缓存到内存中，与程序的生存周期一起创建与销毁。达到在程序级别的数据缓存，更好地控制应用程序的执行效率。

3）结果缓存。在查询数据库时，同时将查询语句与查询结果缓存起来。当执行已被缓存的查询语句时，程序直接从内存空间中调取数据，提高查询效率。

5 社区智能服务应用

结合前地图界面如图6所示。

图6 结合前应用标准截图

结合后应用标准界面如图7所示。

本设计可实现与用户地理位置密切相关的信息集中管理，通过和社区居委会、自来水公司、煤气公司、社区医院等单位的系统对接，实现社区信息、通知、活动信息、水电煤账单等内容的智能推送，市民即使安坐家中，也可迅速获得第一手消息。

本系统可以结合多方优势，支持按用户属性（年龄段、性别、行为习惯）、家庭地理位置集成周边的商业信息。经过系统的分类及排序后，面向用户提供具有地理位置以及个人行为针对性的高效搜索查询服务。

例如，居住在距离天河城广场约700 m的用户，利用本系统搜索附近的餐馆或者附近的休闲购物去处时，系统将自动基于远近、过往的搜索行为习惯分析、商户综合评价、消费水平等进行排序，以供用户选择。

6 小结

该项目不仅为用户家庭方便、快捷地提供周边指定范围所需的生活信息和商业服务，还可以为水电煤公共事业、街道、居委、小区物管甚至楼栋等不同区域的需求，进行信息化管理，从而形成数字化的智能服务社区，也同时为电子商务、消费品市场、饮食业、房地产等提供社区化的电子销售渠道，从而促进本市数字电视产业链的形成和完善，带动广州互动电视多媒体信息平台向规模化、标准化、产业化发展。

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[1]任宁宁.有线电视网络资源管理系统建设规划[J].电视技术，2013，37（4）：47-51.

[2]乔志磊.城市三维地理信息系统研究与应用[D].天津:天津工业大学，2007.

[3]陈瑞玲，王丽，任宁宁，等.广电网络资源与用户信息资源共享的探索与实践[J].有线电视技术，2011（8）：134-138.