基于電子地圖的景區(qū)大數(shù)據(jù)平臺設(shè)計與實現(xiàn)

王江濤，楊瀟瀟，李 歡

（1.中煤航測遙感集團(tuán)有限公司，陜西 西安 710100；2.陜西省地理空間信息工程技術(shù) 研究中心，陜西 西安 710100）

以國務(wù)院《關(guān)于加快發(fā)展旅游業(yè)的意見》和《中國旅游業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃綱要》為指導(dǎo)，深入貫徹落實科學(xué)發(fā)展觀，推進(jìn)全國旅游產(chǎn)業(yè)建設(shè)更快更好的發(fā)展[1]。為了實現(xiàn)對各類旅游信息的智能感知和方便利用，通過便利的手段實現(xiàn)智慧旅游的精細(xì)化服務(wù)，本文基于云計算、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)，通過互聯(lián)網(wǎng)或移動互聯(lián)網(wǎng)以及便攜的終端上網(wǎng)設(shè)備，結(jié)合GIS技術(shù)[2-3]、基于位置的服務(wù)（LBS）[4]技術(shù)，開發(fā)了基于電子地圖的景區(qū)大數(shù)據(jù)平臺。該平臺能主動感知旅游資源、經(jīng)濟(jì)活動和旅游者等方面的信息并及時發(fā)布，從而滿足旅游者全方位、多層次、個性化的旅游服務(wù)需求[5]，推動旅游信息化的發(fā)展。

1 平臺設(shè)計

基于電子地圖的景區(qū)大數(shù)據(jù)平臺主要部署在互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器上，通過互聯(lián)網(wǎng)向用戶提供服務(wù)。用戶利用車載GPS和GPS智能終端進(jìn)行實時定位，基于二三維電子地圖顯示用戶的當(dāng)前位置，提取游客的活動鏈信息，進(jìn)而給游客提供更全面的游前、游中、游后體驗服務(wù)。

1.1 平臺架構(gòu)設(shè)計

平臺基于BS架構(gòu)[6]與超圖Server服務(wù)，采用Javascript和PHP進(jìn)行開發(fā)，采用Oracle數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)管理。平臺軟件架構(gòu)包括基礎(chǔ)層、數(shù)據(jù)層、支撐平臺層、應(yīng)用層和用戶層（圖1），其中基礎(chǔ)層負(fù)責(zé)智慧旅游云計算平臺及其相應(yīng)基礎(chǔ)硬件的建設(shè)，各省、市、縣區(qū)可通過旅游信息云中心集中上傳數(shù)據(jù)，也可通過旅游局提供的數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)和接口與各自現(xiàn)有系統(tǒng) 進(jìn)行數(shù)據(jù)同步和交換；數(shù)據(jù)層主要包括二維電子地圖及其相關(guān)的旅游專題數(shù)據(jù)、三維實景模型、多媒體數(shù)據(jù)、元數(shù)據(jù)等；支撐平臺層采用超圖Server進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、管理，采用SOA架構(gòu)發(fā)布地圖服務(wù)、影像服務(wù)等，可跨平臺同步調(diào)用已發(fā)布的數(shù)據(jù)服務(wù)；應(yīng)用層在平臺數(shù)據(jù)和服務(wù)的基礎(chǔ)上，搭建了基于二維電子地圖的景區(qū)一張圖數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、基于三維模型的數(shù)字景區(qū)虛擬旅游系統(tǒng)和旅游大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，不僅能提高游客的旅游體驗，還有助于景區(qū)的精準(zhǔn)營銷；用戶層針對應(yīng)用對象的不同，開發(fā)了PC端、手機(jī)移動端App和景區(qū)大廳擺放的體驗平臺。

圖1 平臺軟件架構(gòu)

1.2 平臺模塊設(shè)計

在整個平臺構(gòu)成中，游客主要扮演終端體驗和展現(xiàn)的角色。為了提高游客體驗度、滿足其使用需求，實時了解游客的位置以及其他旅游相關(guān)數(shù)據(jù)，可將平臺劃分為4個子系統(tǒng)進(jìn)行開發(fā)（圖2），并實時接入景區(qū)的智慧停車管理、可視化調(diào)度指揮和視頻監(jiān)控安全管理等相關(guān)硬件。

圖2 平臺模塊架構(gòu)

2 平臺功能設(shè)計與實現(xiàn)

2.1 電子門票票務(wù)系統(tǒng)

電子門票票務(wù)系統(tǒng)負(fù)責(zé)景區(qū)各種門票、娛樂票的銷售統(tǒng)計，控制各景區(qū)出入口的閘機(jī)放行通過，以及為電子商務(wù)預(yù)訂系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)接口。該系統(tǒng)的設(shè)計主要在于實現(xiàn)景區(qū)門票的正常銷售、統(tǒng)計和分析，保證景區(qū)各售票窗口能正常售票，能正確分析景區(qū)的銷售收入，實現(xiàn)景區(qū)正確規(guī)范的銷售途徑。電子門票票務(wù)系統(tǒng)的具體功能如圖3所示。該系統(tǒng)功能實現(xiàn)的具體步驟為：①游客在網(wǎng)上查找某景點的門票信息；②游客對該信息進(jìn)行確認(rèn)，再點擊購買付款；③票務(wù)中心的票務(wù)管理系統(tǒng)確認(rèn)游客付款后，記錄游客的票務(wù)信息，并以手機(jī)彩信的形式發(fā)送唯一識別的二維碼圖像到游客手機(jī)上。游客到達(dá)景點后，只需將手機(jī)上的二維碼圖像在驗證機(jī)器上刷過，即可進(jìn)入景點。

圖3 電子門票票務(wù)系統(tǒng)功能設(shè)計

2.2 景區(qū)一張圖數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

景區(qū)一張圖數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)是航空/航天影像、景區(qū)專題圖（包括道路、水系、房屋等人工構(gòu)筑物，景點和標(biāo)注）等多源信息的集合，與景區(qū)的管理、信息服務(wù)等系統(tǒng)相疊加，共同構(gòu)建統(tǒng)一的綜合監(jiān)管平臺。該系統(tǒng)的構(gòu)建流程如圖4所示。

圖4 景區(qū)一張圖數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)構(gòu)建流程設(shè)計

整合景區(qū)內(nèi)智慧停車管理系統(tǒng)、視頻監(jiān)控安全管理系統(tǒng)，管理人員可在一個平臺地圖上全覽景區(qū)運營情況，真正實現(xiàn)應(yīng)急指揮。景區(qū)一張圖數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)界面設(shè)計如圖5所示。

圖5 景區(qū)一張圖數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)界面設(shè)計

1）業(yè)務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)基于GIS地圖展示。基于手繪GIS的旅游資源管理通過點位篩選的形式，將區(qū)域內(nèi)景區(qū)、住宿、洗手間、游客服務(wù)中心、醫(yī)療點、出入口、餐飲點等公共服務(wù)點位展現(xiàn)在手繪GIS中。

2）線路導(dǎo)覽。根據(jù)景區(qū)內(nèi)景點特色，設(shè)計3～5條旅游線路供游客選擇，同時提供各旅游線路內(nèi)的景點介紹，游客可參考游覽路線制定最佳游玩計劃。

3）智慧停車管理（接入硬件）。在地圖上展示景區(qū)停車場的精確位置[7]，并可對各停車場的位置、狀態(tài)、信息進(jìn)行查詢，如顯示停車場停車位數(shù)量、剩余空閑數(shù)量等。若發(fā)現(xiàn)異常情況，應(yīng)及時通報后勤人員進(jìn)行故障排除。

4）視頻監(jiān)控安全管理（接入硬件）。整合GIS的各種專業(yè)監(jiān)控系統(tǒng)，準(zhǔn)確定位監(jiān)控點位，將多種監(jiān)控數(shù)據(jù)融為一體，建立統(tǒng)一的監(jiān)控窗口，扭轉(zhuǎn)由于二維信息維度不夠而導(dǎo)致的報表與數(shù)據(jù)泛濫的情況，實現(xiàn)景區(qū)室內(nèi)外監(jiān)控可視化。

2.3 數(shù)字景區(qū)虛擬旅游系統(tǒng)

游客計劃出游前一般會到互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行搜索，收集一些信息進(jìn)行旅游決策，但收集到的信息和圖片都是平面化的，無法具體感受，因此利用三維技術(shù)提前篩選信息，有助于游客做出決策，解決行前體驗問題。數(shù)字景區(qū)虛擬旅游系統(tǒng)構(gòu)建流程如圖6所示，界面設(shè)計如圖7所示。

圖6 數(shù)字景區(qū)虛擬旅游系統(tǒng)構(gòu)建流程圖

圖7 數(shù)字景區(qū)虛擬旅游系統(tǒng)界面設(shè)計

1）景區(qū)實景展示。三維模型是基于地形圖制作的，房屋、道路、水系等地物有真實的坐標(biāo)，模型的紋理通過實地獲取，能較真實全面地進(jìn)行景區(qū)狀態(tài)的720e全景展示[8]，使游客能在互聯(lián)網(wǎng)上體驗更加真實的景區(qū)。

2）AR互動體驗。平臺采用官方框架MINA，通過封裝微信客戶端提供的文件系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通信、任務(wù)管理、數(shù)據(jù)安全等基礎(chǔ)功能，為上層提供一整套Javascript API；同時采用Web AR技術(shù)實現(xiàn)掃描識別圖，呈現(xiàn)3D動畫模型、視頻、圖片、文字、UI按鈕等效果，并支持3D模型交互。Web AR技術(shù)主要是以URL的格式傳播，符合微信等社交媒體信息流動的基本技術(shù)要求，配合創(chuàng)意策劃方案，可以H5的方式形成爆炸式的病毒營銷效果。

2.4 旅游大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)

旅游大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)通過射頻識別、紅外感應(yīng)器、GPS、激光掃描等技術(shù)獲取旅游資源的溫度、濕度、負(fù)重程度、色澤度等各方面的監(jiān)測數(shù)據(jù)；將人流、客流達(dá)到一定閾值的區(qū)域的相關(guān)信息傳送到互聯(lián)網(wǎng)上進(jìn)行分析，設(shè)置在景點附近的識別系統(tǒng)和預(yù)警系統(tǒng)可向游客、車輛和景區(qū)管理人員發(fā)出警告；通過算法形成全面、可靠的綜合性數(shù)據(jù)管理與分析機(jī)制，可為智慧景區(qū)建設(shè)提供有效的數(shù)據(jù)支撐。旅游大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)界面如圖8所示。

圖8 旅游大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)界面設(shè)計

2.4.1 旅游數(shù)據(jù)庫設(shè)計

系統(tǒng)分析的基礎(chǔ)是對業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)、運營數(shù)據(jù)、商業(yè)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計，全面整合食、住、行、游、購、娛等旅游相關(guān)數(shù)據(jù)，構(gòu)建旅游基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整合資源庫，為智慧管理、服務(wù)、營銷提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。

1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫包括地理空間框架、旅游基礎(chǔ)信息庫、各景點資料庫、商家商品庫、游客信息庫等，作為各業(yè)務(wù)系統(tǒng)共享的數(shù)據(jù)庫，方便各系統(tǒng)共享。

2）實時數(shù)據(jù)庫包括游客監(jiān)測數(shù)據(jù)、車輛監(jiān)測數(shù)據(jù)、商品交易數(shù)據(jù)、門票銷售核銷數(shù)據(jù)、氣象預(yù)報信息和智能視頻監(jiān)控信息等。為了快速存儲實時數(shù)據(jù)，需根據(jù)領(lǐng)域經(jīng)驗對實時數(shù)據(jù)庫及其相關(guān)數(shù)據(jù)表進(jìn)行深度優(yōu)化，提供面向應(yīng)用的海量數(shù)據(jù)高性能讀取處理機(jī)制。

3）模型數(shù)據(jù)庫針對數(shù)字景區(qū)虛擬旅游系統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實仿真應(yīng)用，構(gòu)建了用于仿真管理的各種景觀、事務(wù)模型，如監(jiān)測分析模型、游客量分布模型、交通預(yù)測仿真模型等。

4）歷史數(shù)據(jù)庫包括過程性數(shù)據(jù)、統(tǒng)計分析結(jié)果數(shù)據(jù)、基礎(chǔ)信息積累數(shù)據(jù)等無需隨時進(jìn)行業(yè)務(wù)處理的陳舊數(shù)據(jù)。歷史數(shù)據(jù)庫按照數(shù)據(jù)倉庫的方式進(jìn)行組織，既包括真正的原始數(shù)據(jù)，又包括經(jīng)過整編和處理的數(shù)據(jù)，以保證數(shù)據(jù)的可追溯性。

5）多媒體數(shù)據(jù)庫從本質(zhì)上需解決3個難題：信息媒體的多樣化，從數(shù)值數(shù)據(jù)和字符數(shù)據(jù)擴(kuò)大到多媒體數(shù)據(jù)的存儲、組織、使用和管理；通過多媒體數(shù)據(jù)之間的交叉調(diào)用和融合，實現(xiàn)多媒體數(shù)據(jù)的集成或表現(xiàn)集成；增強(qiáng)多媒體數(shù)據(jù)與人之間的交互性。

6）數(shù)據(jù)安全設(shè)計。數(shù)據(jù)安全包括數(shù)據(jù)私密性、完整性、真實性、不可抵賴性和數(shù)據(jù)備份。為了保障數(shù)據(jù)在網(wǎng)絡(luò)上的安全，結(jié)合PKI技術(shù)，平臺采用數(shù)據(jù)加密、數(shù)字簽名等技術(shù)保障數(shù)據(jù)的安全。

2.4.2 數(shù)據(jù)接口對接

平臺將通過開發(fā)數(shù)據(jù)接口接入應(yīng)急辦、氣象、旅游OTA評論、運營商、交通（車輛卡口車流量數(shù)據(jù)）、公安（重點區(qū)域視頻監(jiān)控）、導(dǎo)游與領(lǐng)隊、旅行社、電子行程單、環(huán)保、景區(qū)（電子票務(wù)、景區(qū)視頻監(jiān)控、景區(qū)廣播、景區(qū)客流量、景區(qū)應(yīng)急救援指揮調(diào)度系統(tǒng)等）、未來三大運營商數(shù)據(jù)接口預(yù)留等；通過開發(fā)接口管理系統(tǒng)實現(xiàn)對接入平臺的所有外部系統(tǒng)的管理；通過對這些系統(tǒng)的停、啟用，實現(xiàn)不同系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)隔離，保障不同系統(tǒng)間數(shù)據(jù)的獨立性、安全性和一致性。

2.5 微信公眾號、小程序

平臺的微信公眾號[9]、小程序或在線服務(wù)App[10]提供的求助熱線是建立在VoIp技術(shù)上的，可把VoIp應(yīng)用與旅游LBS應(yīng)用相結(jié)合，游客首先在手機(jī)上下載VoIp應(yīng)用，只需點擊VoIp應(yīng)用即可與各服務(wù)方通話。景區(qū)微信公眾號結(jié)合景區(qū)門戶、電子導(dǎo)覽、周邊服務(wù)等方式提供游客互動和評價的入口，并通過與主流網(wǎng)站第三方平臺開放接口的對接， 使用戶可以綁定社區(qū)網(wǎng)站賬號，參與在線互動和評價。微信公眾號功能設(shè)計如圖9所示。

圖9 微信公眾號（App）功能設(shè)計

在微信公眾號上，可在線瀏覽自行車剩余車位，在線支付自行車租賃訂單；可在線瀏覽停車場剩余車位，在線支付停車位租賃訂單；可在線展示景區(qū)講解員基本信息，在線預(yù)約講解員，在線支付講解費；還可預(yù)約公務(wù)接待，并查看記錄公務(wù)辦理狀態(tài)。

3 關(guān)鍵技術(shù)

1）一張圖關(guān)鍵技術(shù)。針對目前大部分景區(qū)自主研發(fā)的一張圖導(dǎo)航系統(tǒng)加載速度慢、導(dǎo)航不準(zhǔn)確等問題，平臺將數(shù)據(jù)進(jìn)行分層分級切片顯示，不同比例尺顯示的數(shù)據(jù)不一致，有效減小了數(shù)據(jù)量，提高了瀏覽速度，既能提高數(shù)據(jù)的加載速度，又能保證導(dǎo)航定位的精度，改善了游客體驗。

2）數(shù)字景區(qū)虛擬旅游系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)。由于平臺擬采用真實的現(xiàn)場照片來反映景區(qū)狀況，三維建模成果數(shù)據(jù)量較大，嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)加載和瀏覽效果，需對地圖進(jìn)行切片顯示，以提高數(shù)據(jù)加載速度，避免數(shù)據(jù)瀏覽的卡頓現(xiàn)象。

3）軌跡的用戶行為特征分析技術(shù)。LBS是整個移動互聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)應(yīng)用之一，可挖掘并記錄用戶的行動軌跡數(shù)據(jù)，還可進(jìn)行用戶軌跡的時空融合，即把用戶軌跡與景區(qū)一張圖數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的POI點進(jìn)行匹配，并考慮其停留時間，從而推斷用戶行為。

4）商業(yè)智能技術(shù)。系統(tǒng)與多個數(shù)據(jù)源建立接口，通過ETL抽取數(shù)據(jù)，再進(jìn)行清洗、轉(zhuǎn)換，然后將數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)倉庫中進(jìn)行在線分析和數(shù)據(jù)挖掘，最后將結(jié)果提供給分析展現(xiàn)平臺。在數(shù)據(jù)分析方面，支持趨勢性分析、相關(guān)性分析、假設(shè)檢驗等標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)計分析，還支持聚類分析、基于泛函的模式識別等。

5）海量分布式存儲。由于智慧城市旅游信息具有海量特點，平臺采用最先進(jìn)的分布式架構(gòu)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲與檢索，可方便實現(xiàn)擴(kuò)展性，無需對系統(tǒng)進(jìn)行大規(guī)模改動，只需通過增加節(jié)點即可完成擴(kuò)容。

4 結(jié) 語

隨著旅游市場的不斷擴(kuò)大，游客對于旅游服務(wù)質(zhì)量的要求日益提高，黃金周、節(jié)假日的巨大客流對旅游業(yè)管理、安全保障、決策分析、應(yīng)急指揮等的能力提出了更高、更迫切的要求。

基于電子地圖的景區(qū)大數(shù)據(jù)平臺可解決游客、旅游管理者雙方的訴求，通過構(gòu)建手繪GIS全面展示各類旅游資源的分布、地理位置以及匯總統(tǒng)計信息，構(gòu)建了景區(qū)一張圖數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、數(shù)字景區(qū)虛擬旅游系統(tǒng)和 旅游大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)等；并通過圖形化的方式展示這些旅游資源的實時運行狀態(tài)，可更直觀便捷地掌握旅游運行的實時情況，為景區(qū)甚至政府監(jiān)管部門開展旅游行業(yè)運行監(jiān)測和應(yīng)急指揮處置提供可視化支撐。然而，平臺要在實際應(yīng)用中發(fā)揮更大的作用，還需在多方面進(jìn)行改進(jìn)和研究，如大數(shù)據(jù)平臺背后的深度分析，通過流量分析訪問者關(guān)注重點、人群軌跡或車輛交通軌跡，為進(jìn)行各平臺改版、內(nèi)容調(diào)整提供重要的原始依據(jù)，還能幫助景區(qū)經(jīng)營決策，引導(dǎo)開發(fā)更大的消費力量。