基于廣電地理信息的智能便民服務應用的設計

孫 亮

（廣州珠江數碼集團有限公司 廣州珠江數字電視及數字家庭技術應用研究院有限公司，廣東 廣州 510091）

1 總體架構

2 信息整合和歸集

廣電互動電視平臺的地理信息便民服務系統按整體的功能和業務的實現，主要分為數據資源的歸集處理、三維地圖信息處理、終端技術處理3個環節。系統處理采用了多層架構，按以上3個業務環節，分為數據歸集層、業務處理層、業務表現層。數據歸集層負責系統數據的采集、通信和集中存儲、數據連接的功能。業務處理層完成系統主要的業務邏輯處理以及工作流程；業務表現層完成三維地圖仿真信息數據和廣電互動終端設備的集成與整合，以及與系統的使用交互。根據以上的架構，系統的實現主要分為廣電數據信息與地理數據信息的整合和歸集研究、三維地理信息技術以及在廣電互動電視終端的應用技術研究和基于廣電互動終端的智能化社區便民信息服務的技術實現3個部分。

系統總體架構如圖1所示。

信息整合的核心問題是如何將廣電BOSS系統用戶的地理信息數據與地圖提供商的地理信息數據對接。根據廣電需求，地圖提供商在業務處理層專門建立了一個地址匹配模塊，通過與廣電BOSS地址模塊和網絡數據的匹配，完成數據的整合。

2.1 三維仿真地圖數據

三維仿真地圖數據主要包含了位置坐標信息、道路數據、建筑數據和河流、山川信息，和傳統的平面地圖數據比較，廣電互動電視平臺的地理信息便民服務系統的地圖數據，使用了2.5D的立面模式，整合以上地圖數據，能更真實、更有層次地還原社區地理結構，讓用戶更加容易了解自身的位置，并接受和理解數字化社區的概念和業務。其具體應用如圖2所示。

圖1 系統總體架構圖

圖2 互動電視應用——三維仿真地圖（截圖）

2.2 地理信息數據

地理信息數據主要包括地圖POI數據、公交數據和商業數據。

POI數據包含了地理信息系統中的所有對象，包括樓房、商鋪、公交站點等所有出現在區域范圍的實體建筑的名稱、經度、緯度數據。每隔一段時間，進行數據的重新采集，通過智能匹配以及人工校準重新定位，保障系統的地理數據信息的完整性。

公交數據包含地圖上所有站點信息和線路信息，還有站點與線路之間的關聯關系數據。

商業數據主要以地圖上的實體建筑物為基礎，以地理三維坐標為維度，涵蓋了大至酒店、銀行、商店、超市、公園、企業，小至便利店、小吃店、小賣部等的商業化數據信息。

2.3 數據整合和歸集

廣電BOSS數據和三維仿真地理信息數據屬于兩個平行維度，如何實現數據的整合歸集，是廣電互動電視平臺的地理信息便民服務系統的基礎，也是項目的主要研究方向。該便民服務系統的對象分為用戶個體信息獲取和指定區域的群體服務兩個大類，數據處理也細分為以下兩個方面：

1）互動電視終端地圖定位以及指定范圍的的數據歸集。

主要以廣電BOSS系統的互動電視終端、用戶信息、地址規范為基礎，智能匹配三維仿真地理信息數據，通過互動電視終端，實現廣電用戶家庭的地圖信息定位，并通過定位的三維地理信息坐標，可配置地指定定位的坐標區域范圍內的地圖POI信息、公交信息、商業信息進行歸集，并按用戶的實際需求，進行數據的清洗、過濾，有目的、有效地滿足便民服務需求。

2）指定的區域和范圍內互動電視終端的關聯。

廣電互動電視平臺的地理信息便民服務系統可以為指定區域的群體服務，該項數據處理主要在于建立地圖區域數據和區域范圍內的廣電用戶的關聯。由于服務的對象可配置，可以是指定的街道范圍、指定小區或是指定的社區，該數據關聯需要按廣電BOSS系統的數據規范，和三維仿真地理信息數據無縫整合，并進行實時處理，以幫助系統進行社區式的群體服務。

3 區域數據網絡化

針對便民服務需求，提出了區域數據網絡化的概念，主要是通過廣電數據信息與地理數據信息整合和歸集后，系統前端對互動電視終端實現技術服務，包括在電視上漫游三維地圖和獲取地圖位置信息，獲取兩點之間的出行交通指引服務，獲取指定區域的周邊信息，通過垂直搜索引擎自動搜索商家數據等功能。系統通過數據智能分析，提供以家庭為單位的服務信息的智能推送。用戶只要通過遙控器即可和系統進行方便、快捷、準確的交互，獲得相關的信息服務。

針對便民服務需求以及業務的發展方向，系統將各個服務模塊化，主要分為三維地圖信息采集與制作模塊、智能地址匹配模塊、周邊信息服務模塊、垂直搜索引擎模塊、公交查詢模塊以及智能信息推送模塊，各模塊之間能實現數據共享和互相的調度。

3.1 三維地圖信息采集

三維地圖信息采集主要使用手持GPS，以及高精數碼移動終端等現代化設備，運用先進的衛星定位技術及三維激光掃描技術對景區及周邊實體建筑進行實地采集，通過專業的數據處理平臺對采集數據按規則與標準進行審核處理，并使用當今國際流行的多邊形建模技術、定點貼圖技術和可測量街景制作技術，對每一棟建筑進行細致的制作，盡量還原建筑的真實外觀，制作出三維仿真數據。并采用非常接近真實的光線跟蹤渲染技術，增強三維地圖的層次感和真實感，如圖3所示。

圖3 三維地圖信息采集與制作流程

3.2 智能地址匹配

每個互動電視終端都需要在地圖上標識、定位，才能為用戶提供信息服務，智能地址匹配模塊通過智能數據分析，使廣電BOSS系統數據和三維地理信息數據產生準確的坐標信息關聯，和地圖的POI數據和實體建筑物進行匹配。

為起到系統化規范管理的作用，達到“唯一而準確的地址”的目標，早于公司建立初期，珠江數碼集團已基于廣電BOSS系統制定了一套標準地址的管理規范以及相應的審核機制。近年，隨著公司主營業務產品的增加，用戶覆蓋面擴大，針對標準地址的管理規范以及相應的審核機制進行了優化工作，重新明確了標準地址命名按照四級劃分，須按照“市 |區 |鎮/路/道/村|街/里/巷/弄/崗/嶺/鄉/社/塘/洲/莊/陂/隊/號/棟/梯”執行命名及錄入工作，同時也在BOSS系統中重新規范了地址的審核機制，即一個新的標準地址建立后，必須通過各級相應的審核才能生效。

首先通過互動電視終端的唯一設備ID信息，由互動電視終端向系統發出指令，系統通過設備ID，調用廣電BOSS系統接口獲取當前用戶所在的地理位置信息，然后和三維地圖的地理信息POI數據地址，逐級進行智能匹配，匹配的范圍包括區域、街道、建筑名稱等，匹配成功后，則返回當前終端所在位置坐標，并在地圖上進行位置標注。

4 智能化社區便民信息服務的實現

4.1 廣電終端的實現

目前，基于計算機瀏覽器、手機等終端的GIS系統相對比較多，但是基于互動電視終端上的三維地圖的便民信息服務應用目前在國內尚屬首例，而考慮如何在互動電視終端上保障三維地圖的流暢運行非常重要。

三維地圖應用包含地圖展示、漫游、放大縮小、定位等基本功能。首先需要獲取屏幕地圖展示區域的尺寸大小，定義一個中心點像素坐標和比例尺級別，按照坐標和級別調用對應的地圖瓦片數據，通過普通拼圖算法和像素坐標的規則將瓦片地圖數據拼成一張屏幕區域地圖。加載瓦片地圖數據需要引用異步加載模式，能平衡客戶端和服務器的負載，減輕服務端的負擔，無刷新更新界面，使用戶的實際等待時間較少，實現瓦片地圖的動態更新，實現瓦片地圖的可視化交互，從而實現具體連貫的用戶體驗。

由于互動電視并沒有和普通PC一樣有鼠標的操作，用戶與終端交互只能通過遙控器，因此需要調用廣電中間件（MPF）提供的組件，綁定遙控器的按鍵事件，比如在地圖主界面通過電視遙控器[左]、[右]、[上]、[下]按鈕，可以進行地圖的切換移動。Volume按鈕[+]、[-]可以提高降低音量。Lever[+]、[-]等級按鈕，可以放大縮小顯示的地圖。地圖移動或者放大因為坐標或者比例尺發生了變化，那么需要觸發異步加載地圖瓦片數據再拼接屏幕下的地圖，已經加載過的瓦片數據緩存起來，這樣就能實現一次加載，下次獲取同樣的地圖瓦片數據，能直接讀取緩存的數據，使地圖漫游非常順暢，無需等待。

4.2 開發實現

廣州廣電互動電視平臺使用的是微軟公司的Me?diaroom IPTV系統 ，其系統使用MPF（Mediaroom Pre?sentation_Framework）技術框架作為中間件，廣電互動電視平臺的地理信息便民服務系統整合了BOSS系統和地理信息系統的數據，通過各種處理模塊和引擎，無縫集成到廣電的中間件上，實現互動電視終端和服務前端的數據交互，終端的業務實現和用戶與終端的操作交互。

異步腳本和XML（Asynchronous JavaScript and XML，Ajax），包括 XHTML，CSS，DOM，XML，XSLT，XMLHTTPRequest和Javascript等對象，如何通過異步加載的客戶端處理技術，實現三維地理信息服務在互動電視終端的加載，是一個全新的應用模式。

如圖4所示，是基于Ajax的廣電終端的應用模型，為了實現用戶的操作與應用服務器的響應異步化，相當于用戶接口和服務器之間加了一個中間層。在用戶請求過程中，將部分請求交給中間層處理，只有確認需要在服務器端讀取新的數據時才由Ajax引擎向服務端提交客戶端請求。因而可以利用客戶端閑置的處理能力來處理服務端的一些運算，已減輕帶寬和服務器的負載，Ajax創建了一種新的體系結構。這種體系結構的核心部分為較少服務端時間、異步、任何用戶事件都能觸發一個異步的請求。

圖4 異步加載的客戶端處理技術

4.3 緩存與調度機制

考慮到該系統承載的大量客戶端訪問，廣電互動電視平臺的地理信息便民服務系統通過高效的緩存與調度機制，實現服務器的數據緩存和應用緩存，有效地降低了服務端的負擔（如圖5所示）。

客戶端的緩存機制，可以大大加快地址定位和地圖瀏覽的速度，并減少服務器負擔。

服務端緩存可以減少數據庫查詢次數時間，減少服務器負擔。OGIS三維綜合應用平臺采用了3種服務端的緩存機制：

1）數據緩存。通常情況下，大量數據是保存在數據庫中的，而應用程序訪問數據庫是一項很費時的操作。如果先將數據庫中的數據緩存到緩存區中，當應用程序需要這些數據時，直接從緩存區中提取，就可以減少系統開銷。

圖5 緩存結構示意圖

圖7 結合后應用標準截圖

2）應用緩存。一般在統一程序生存周期中，數據是可以共用的，在程序中設置緩存機制，將數據緩存到內存中，與程序的生存周期一起創建與銷毀。達到在程序級別的數據緩存，更好地控制應用程序的執行效率。

3）結果緩存。在查詢數據庫時，同時將查詢語句與查詢結果緩存起來。當執行已被緩存的查詢語句時，程序直接從內存空間中調取數據，提高查詢效率。

5 社區智能服務應用

結合前地圖界面如圖6所示。

圖6 結合前應用標準截圖

結合后應用標準界面如圖7所示。

本設計可實現與用戶地理位置密切相關的信息集中管理，通過和社區居委會、自來水公司、煤氣公司、社區醫院等單位的系統對接，實現社區信息、通知、活動信息、水電煤賬單等內容的智能推送，市民即使安坐家中，也可迅速獲得第一手消息。

本系統可以結合多方優勢，支持按用戶屬性（年齡段、性別、行為習慣）、家庭地理位置集成周邊的商業信息。經過系統的分類及排序后，面向用戶提供具有地理位置以及個人行為針對性的高效搜索查詢服務。

例如，居住在距離天河城廣場約700 m的用戶，利用本系統搜索附近的餐館或者附近的休閑購物去處時，系統將自動基于遠近、過往的搜索行為習慣分析、商戶綜合評價、消費水平等進行排序，以供用戶選擇。

6 小結

該項目不僅為用戶家庭方便、快捷地提供周邊指定范圍所需的生活信息和商業服務，還可以為水電煤公共事業、街道、居委、小區物管甚至樓棟等不同區域的需求，進行信息化管理，從而形成數字化的智能服務社區，也同時為電子商務、消費品市場、飲食業、房地產等提供社區化的電子銷售渠道，從而促進本市數字電視產業鏈的形成和完善，帶動廣州互動電視多媒體信息平臺向規模化、標準化、產業化發展。

：

[1]任寧寧.有線電視網絡資源管理系統建設規劃[J].電視技術，2013，37（4）：47-51.

[2]喬志磊.城市三維地理信息系統研究與應用[D].天津:天津工業大學，2007.

[3]陳瑞玲，王麗，任寧寧，等.廣電網絡資源與用戶信息資源共享的探索與實踐[J].有線電視技術，2011（8）：134-138.