摘 要：隨著信息技術(shù)、通信技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)以及電子控制技術(shù)的不斷創(chuàng)新，基于網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)地圖搜索與定位功能逐漸成為現(xiàn)代人的需求。本文結(jié)合實(shí)際問題對(duì)一種能夠?qū)崟r(shí)、準(zhǔn)確、高效且在大范圍內(nèi)、全方位地使人、車、路和網(wǎng)絡(luò)緊密結(jié)合的電子地圖應(yīng)用進(jìn)行了開發(fā)與研究。通過android平臺(tái)開發(fā)的Web地圖服務(wù)，利用電子地圖技術(shù)、定位技術(shù)和道路空間距離計(jì)算，實(shí)現(xiàn)自我定位，位置搜索，附近搜索，路徑規(guī)劃，友人搜索，實(shí)時(shí)路況等功能，滿足了手機(jī)用戶對(duì)地圖服務(wù)的基本需求。

關(guān)鍵詞：電子地圖；定位技術(shù)；搜索技術(shù)；路況顯示

中圖分類號(hào)：TP311.52

經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、迅速的城市化，城市人口和機(jī)動(dòng)車數(shù)量的迅速增加，一定程度推動(dòng)了社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，但也使目前城市交通問題日益突出，給城市社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展帶來了嚴(yán)重影響。傳統(tǒng)的管理方法或者采用諸如更新道路設(shè)施，這些方法并不能對(duì)交通問題作出動(dòng)態(tài)反應(yīng)，找到更有效的解決措施成為必然趨勢(shì)。

智能交通系統(tǒng)[1-2]（Intelligent Transportation System）的出現(xiàn)為解決交通問題提供了新的思路，隨著智能手機(jī)的日益普及，加之Android平臺(tái)提供給開發(fā)者非常靈活的地圖展示和控制功能，這使得地圖服務(wù)和位置定位的設(shè)計(jì)成為可能。Android平臺(tái)的開放性等特點(diǎn)既能促進(jìn)技術(shù)的創(chuàng)新，又是運(yùn)營(yíng)商可以制定自己的特色化產(chǎn)品，具有很大的發(fā)展和應(yīng)用空間。因此，開發(fā)基于android手機(jī)的電子地圖的應(yīng)用程序已成為智能交通系統(tǒng)的一大發(fā)展方向。

本項(xiàng)目目標(biāo)是將電子地圖應(yīng)用到交通系統(tǒng)當(dāng)中，意在這個(gè)移動(dòng)式交通背景下開發(fā)一套基于android手機(jī)的電子地圖的應(yīng)用軟件，將人、車、地理空間以及網(wǎng)絡(luò)完美地融合在一起，更方便人們的出行。

本項(xiàng)目的創(chuàng)新點(diǎn)在于：

（1）能夠?qū)崿F(xiàn)自我定位，位置跟蹤功能；

（2）能夠通過網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)時(shí)獲取所需數(shù)據(jù)；

（3）實(shí)現(xiàn)附近信息采集功能并能在地圖上顯示；

（4）能夠獲取附近友人的位置信息；

（5）能夠?qū)崿F(xiàn)路徑規(guī)劃功能。

總的來說，本項(xiàng)目將電子地圖應(yīng)用軟件移植到android手機(jī)中，全方位地使得人、車、路和網(wǎng)絡(luò)緊密結(jié)合，有效的解決了交通問題，改善了人們的出行質(zhì)量。

1 系統(tǒng)開發(fā)理論支持

本系統(tǒng)在電子地圖的基礎(chǔ)功能上進(jìn)行的應(yīng)用程序開發(fā)，其中涉及到了一些理論技術(shù)，主要有電子地圖技術(shù)、定位技術(shù)和道路空間距離計(jì)算。

1.1 電子地圖

電子地圖[3]是傳統(tǒng)地圖與計(jì)算機(jī)技術(shù)、GIS技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相融合的產(chǎn)物，來源于數(shù)字地圖，將計(jì)算機(jī)系統(tǒng)作為其軟硬件支撐，以可視化的數(shù)字地圖為背景，結(jié)合多種媒體向用戶展示了各城市、地區(qū)的地形分布面貌。

一個(gè)完整的電子地圖系統(tǒng)包括四個(gè)部分：電子地圖數(shù)據(jù)，硬件系統(tǒng)，軟件系統(tǒng)，開發(fā)管理與應(yīng)用人員。

數(shù)據(jù)部分主要有三個(gè)重要成分：數(shù)字地圖，多媒體數(shù)據(jù)以及其他專業(yè)數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)是通過數(shù)據(jù)庫形式組織的。硬件系統(tǒng)主要包括了計(jì)算機(jī)主機(jī)，存儲(chǔ)設(shè)備，輸入輸出設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)通信設(shè)備。軟件系統(tǒng)包括電子地圖設(shè)計(jì)系統(tǒng)和電子地圖瀏覽系統(tǒng)兩個(gè)子系統(tǒng)。

電子地圖具有三方面的功能，表達(dá)功能，分析功能和服務(wù)功能。

1.2 定位技術(shù)

手機(jī)定位技術(shù)[4]就是一種能獲得用戶當(dāng)前位置信息的技術(shù)，也就是基于位置的服務(wù)。根據(jù)定位方式的不同，定位技術(shù)可以分為以下三類：基站定位技術(shù)、終端定位技術(shù)和GPS定位技術(shù)。

1.3 空間距離

1.3.1 球面距離算法。球面距離是指在地球上任意兩點(diǎn)之間的空間距離。利用球體圖形來求解球面距離此時(shí)球面距離是兩點(diǎn)之間的弧長(zhǎng)。兩點(diǎn)之間的弧長(zhǎng)需要通過經(jīng)緯度的轉(zhuǎn)化來求解。

1.3.2 最短路徑算法。球面距離解決的僅僅是兩點(diǎn)之間的直線問題，但實(shí)際生活不能僅依靠球面距離。最短路徑分析在事故搶修、交通指揮、GPS導(dǎo)航等行業(yè)應(yīng)用中使用的非常廣泛，所以大多數(shù)GIS平臺(tái)都會(huì)把這個(gè)分析功能作為一個(gè)最基礎(chǔ)的功能集成進(jìn)去。其中有三類最短路徑算法比較具有典范性：Dijkstra算法，A*算法以及Floyd算法。

2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

2.1 定位模塊設(shè)計(jì)

自我定位模塊主要是通過GPS設(shè)備獲得位置信息并在電子地圖上向用戶展示。該定位功能是通過定位按鈕手動(dòng)開啟及關(guān)閉的，在手動(dòng)定位之前需要確保GPS設(shè)備是否開啟。定位按鈕被點(diǎn)擊后，如果監(jiān)聽事件存在，則關(guān)閉監(jiān)聽事件；如果沒有監(jiān)聽事件存在，則創(chuàng)建一個(gè)監(jiān)聽事件，需要設(shè)置監(jiān)聽參數(shù)，打開GPS設(shè)備。最后在電子地圖上實(shí)現(xiàn)定位功能。

2.2 位置搜索模塊設(shè)計(jì)

位置搜索模塊主要通過手機(jī)輸入界面獲得用戶所需查詢的地址信息，再通過相關(guān)方法將字符串地址轉(zhuǎn)換為經(jīng)緯度地址坐標(biāo)，在電子地圖上進(jìn)行位置轉(zhuǎn)移。該模塊是通過位置搜索界面獲得用戶搜索的地址信息，接著再對(duì)輸入地址信息進(jìn)行判斷，最終根據(jù)待用戶選擇地址實(shí)現(xiàn)地圖轉(zhuǎn)移功能。

2.3 附近搜索模塊設(shè)計(jì)

附近搜索模塊主要根據(jù)用戶不同的搜索類型開始搜索。該模塊提供了醫(yī)院、公園、學(xué)校三種服務(wù)類型供用戶查詢，首先用戶要選擇需要的服務(wù)類型，其次到數(shù)據(jù)庫中查找相應(yīng)服務(wù)類型的所有位置信息，利用球面距離公式計(jì)算出當(dāng)前位置與所查位置之間的空間距離，刪選出有效信息讓用戶選擇出最理想、最合適的地點(diǎn)，最后由電子地圖繪制出相應(yīng)的路徑信息。

2.4 實(shí)時(shí)路況模塊設(shè)計(jì)

實(shí)時(shí)路況模塊主要通過從服務(wù)器獲取相應(yīng)路段實(shí)時(shí)路況數(shù)據(jù)向用戶展示該路段的實(shí)時(shí)車輛密度信息，減少交通擁塞情況。通過點(diǎn)擊地圖的方式能獲取到目標(biāo)路段信息（主要是路的名稱），接著將路名與本地?cái)?shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配；若匹配未成功，則返回相應(yīng)的車輛密度信息；最后通過將路面顏色標(biāo)志不同的顏色這種的方式向用戶展示實(shí)時(shí)路況信息。

2.5 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

Android提供了Shared Preferences方式，SQLite存儲(chǔ)方式，文件方式和網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)方式來存取數(shù)據(jù)。本系統(tǒng)主要采用了文件方式存儲(chǔ)，總共設(shè)計(jì)了二張關(guān)系表。第一張表存儲(chǔ)省、市級(jí)的名稱以及各自對(duì)應(yīng)的關(guān)系；第二張表存儲(chǔ)醫(yī)院、公園和學(xué)校的有關(guān)信息。

對(duì)于對(duì)友人位置搜索考慮到用戶群的數(shù)量大小，本系統(tǒng)將數(shù)據(jù)使用網(wǎng)絡(luò)存儲(chǔ)，同時(shí)也設(shè)計(jì)兩張關(guān)系表，第一張表存儲(chǔ)賬號(hào)之間的關(guān)系；第二張表存儲(chǔ)賬號(hào)對(duì)應(yīng)的經(jīng)度和緯度。

2.6 小結(jié)

本章結(jié)分析了該項(xiàng)目的六個(gè)功能“自我定位”、“位置搜索”、“路徑規(guī)劃”、“友人搜索”、“實(shí)時(shí)路況”、“附近搜索”模塊各個(gè)的實(shí)現(xiàn)方法及原理，并展示了各個(gè)功能模塊實(shí)現(xiàn)的效果圖。

3 結(jié)束語

本文對(duì)Android平臺(tái)下地圖定位搜索功能系統(tǒng)進(jìn)行了設(shè)計(jì)與研究。該系統(tǒng)將電子地圖應(yīng)用到交通系統(tǒng)中，并創(chuàng)新地增加了友人搜索模塊，加強(qiáng)友人之間交流；同時(shí)自我定位模塊的實(shí)現(xiàn)方便了當(dāng)代大學(xué)生微博定位曬圖，迎合其展現(xiàn)個(gè)人生活的喜好；另外實(shí)時(shí)路況模塊的實(shí)現(xiàn)減少了交通擁塞，大大提高了人們的出行效率，滿足了在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)高速發(fā)展時(shí)代人們對(duì)智能交通的需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]李昊，余巧平.交通信息服務(wù)的關(guān)鍵問題研究[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2006（05）：43-45.

[2]劉勇，吳勇，周芳.對(duì)我國(guó)智能交通系統(tǒng)（ITS）發(fā)展的探討[J].交通標(biāo)準(zhǔn)化，2006（01）：48-50.

[3]龍毅，蔣成環(huán)，張亮，周衛(wèi).電子地圖的基礎(chǔ)理論與框架體系[J].現(xiàn)代測(cè)繪，2005（03）：7-11.

[4]崔和宏.移動(dòng)定位技術(shù)概述[J].科技信息，2008（20）：402-402.

作者簡(jiǎn)介：張琴琴（1993-），女，江蘇南通人，本科，研究方向：網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；董怡（1992-），女，江蘇無錫人，本科，研究方向：網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用；何奕江（1993-），男，湖南永州人，研究方向：網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。

作者單位：南京郵電大學(xué)，南京 210000

基金項(xiàng)目：本項(xiàng)目獲STITP項(xiàng)目支持（STITP項(xiàng)目編號(hào)：201310293031Z）。