孫 亮

（廣州珠江數(shù)碼集團有限公司 廣州珠江數(shù)字電視及數(shù)字家庭技術(shù)應(yīng)用研究院有限公司，廣東 廣州 510091）

1 總體架構(gòu)

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(wù)系統(tǒng)按整體的功能和業(yè)務(wù)的實現(xiàn)，主要分為數(shù)據(jù)資源的歸集處理、三維地圖信息處理、終端技術(shù)處理3個環(huán)節(jié)。系統(tǒng)處理采用了多層架構(gòu)，按以上3個業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)，分為數(shù)據(jù)歸集層、業(yè)務(wù)處理層、業(yè)務(wù)表現(xiàn)層。數(shù)據(jù)歸集層負責(zé)系統(tǒng)數(shù)據(jù)的采集、通信和集中存儲、數(shù)據(jù)連接的功能。業(yè)務(wù)處理層完成系統(tǒng)主要的業(yè)務(wù)邏輯處理以及工作流程；業(yè)務(wù)表現(xiàn)層完成三維地圖仿真信息數(shù)據(jù)和廣電互動終端設(shè)備的集成與整合，以及與系統(tǒng)的使用交互。根據(jù)以上的架構(gòu)，系統(tǒng)的實現(xiàn)主要分為廣電數(shù)據(jù)信息與地理數(shù)據(jù)信息的整合和歸集研究、三維地理信息技術(shù)以及在廣電互動電視終端的應(yīng)用技術(shù)研究和基于廣電互動終端的智能化社區(qū)便民信息服務(wù)的技術(shù)實現(xiàn)3個部分。

系統(tǒng)總體架構(gòu)如圖1所示。

信息整合的核心問題是如何將廣電BOSS系統(tǒng)用戶的地理信息數(shù)據(jù)與地圖提供商的地理信息數(shù)據(jù)對接。根據(jù)廣電需求，地圖提供商在業(yè)務(wù)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(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)的匹配，完成數(shù)據(jù)的整合。

2.1 三維仿真地圖數(shù)據(jù)

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

圖1 系統(tǒng)總體架構(gòu)圖

圖2 互動電視應(yīng)用——三維仿真地圖（截圖）

2.2 地理信息數(shù)據(jù)

地理信息數(shù)據(jù)主要包括地圖POI數(shù)據(jù)、公交數(shù)據(jù)和商業(yè)數(shù)據(jù)。

POI數(shù)據(jù)包含了地理信息系統(tǒng)中的所有對象，包括樓房、商鋪、公交站點等所有出現(xiàn)在區(qū)域范圍的實體建筑的名稱、經(jīng)度、緯度數(shù)據(jù)。每隔一段時間，進行數(shù)據(jù)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(tǒng)的地理數(shù)據(jù)信息的完整性。

公交數(shù)據(jù)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(guān)聯(lián)關(guān)系數(shù)據(jù)。

商業(yè)數(shù)據(jù)主要以地圖上的實體建筑物為基礎(chǔ)，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(yè)，小至便利店、小吃店、小賣部等的商業(yè)化數(shù)據(jù)信息。

2.3 數(shù)據(jù)整合和歸集

廣電BOSS數(shù)據(jù)和三維仿真地理信息數(shù)據(jù)屬于兩個平行維度，如何實現(xiàn)數(shù)據(jù)的整合歸集，是廣電互動電視平臺的地理信息便民服務(wù)系統(tǒng)的基礎(chǔ)，也是項目的主要研究方向。該便民服務(wù)系統(tǒng)的對象分為用戶個體信息獲取和指定區(qū)域的群體服務(wù)兩個大類，數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)歸集。

主要以廣電BOSS系統(tǒng)的互動電視終端、用戶信息、地址規(guī)范為基礎(chǔ)，智能匹配三維仿真地理信息數(shù)據(jù)，通過互動電視終端，實現(xiàn)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(qū)域范圍內(nèi)的地圖POI信息、公交信息、商業(yè)信息進行歸集，并按用戶的實際需求，進行數(shù)據(jù)的清洗、過濾，有目的、有效地滿足便民服務(wù)需求。

2）指定的區(qū)域和范圍內(nèi)互動電視終端的關(guān)聯(lián)。

廣電互動電視平臺的地理信息便民服務(wù)系統(tǒng)可以為指定區(qū)域的群體服務(wù)，該項數(shù)據(jù)處理主要在于建立地圖區(qū)域數(shù)據(jù)和區(qū)域范圍內(nèi)的廣電用戶的關(guān)聯(lián)。由于服務(wù)的對象可配置，可以是指定的街道范圍、指定小區(qū)或是指定的社區(qū)，該數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)需要按廣電BOSS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)規(guī)范，和三維仿真地理信息數(shù)據(jù)無縫整合，并進行實時處理，以幫助系統(tǒng)進行社區(qū)式的群體服務(wù)。

3 區(qū)域數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化

針對便民服務(wù)需求，提出了區(qū)域數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)化的概念，主要是通過廣電數(shù)據(jù)信息與地理數(shù)據(jù)信息整合和歸集后，系統(tǒng)前端對互動電視終端實現(xiàn)技術(shù)服務(wù)，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(wù)，獲取指定區(qū)域的周邊信息，通過垂直搜索引擎自動搜索商家數(shù)據(jù)等功能。系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)智能分析，提供以家庭為單位的服務(wù)信息的智能推送。用戶只要通過遙控器即可和系統(tǒng)進行方便、快捷、準確的交互，獲得相關(guān)的信息服務(wù)。

針對便民服務(wù)需求以及業(yè)務(wù)的發(fā)展方向，系統(tǒng)將各個服務(wù)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(wù)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(xiàn)數(shù)據(jù)共享和互相的調(diào)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(shù)碼移動終端等現(xiàn)代化設(shè)備，運用先進的衛(wèi)星定位技術(shù)及三維激光掃描技術(shù)對景區(qū)及周邊實體建筑進行實地采集，通過專業(yè)的數(shù)據(jù)處理平臺對采集數(shù)據(jù)按規(guī)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(shù)、定點貼圖技術(shù)和可測量街景制作技術(shù)，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(shù)據(jù)。并采用非常接近真實的光線跟蹤渲染技術(shù)，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(wù)，智能地址匹配模塊通過智能數(shù)據(jù)分析，使廣電BOSS系統(tǒng)數(shù)據(jù)和三維地理信息數(shù)據(jù)產(chǎn)生準確的坐標信息關(guān)聯(lián)，和地圖的POI數(shù)據(jù)和實體建筑物進行匹配。

為起到系統(tǒng)化規(guī)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(shù)碼集團已基于廣電BOSS系統(tǒng)制定了一套標準地址的管理規(guī)范以及相應(yīng)的審核機制。近年，隨著公司主營業(yè)務(wù)產(chǎn)品的增加，用戶覆蓋面擴大，針對標準地址的管理規(guī)范以及相應(yīng)的審核機制進行了優(yōu)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(qū) |鎮(zhèn)/路/道/村|街/里/巷/弄/崗/嶺/鄉(xiāng)/社/塘/洲/莊/陂/隊/號/棟/梯”執(zhí)行命名及錄入工作，同時也在BOSS系統(tǒng)中重新規(guī)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(yīng)的審核才能生效。

首先通過互動電視終端的唯一設(shè)備ID信息，由互動電視終端向系統(tǒng)發(fā)出指令，系統(tǒng)通過設(shè)備ID，調(diào)用廣電BOSS系統(tǒng)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(shù)據(jù)地址，逐級進行智能匹配，匹配的范圍包括區(qū)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(qū)便民信息服務(wù)的實現(xiàn)

4.1 廣電終端的實現(xiàn)

目前，基于計算機瀏覽器、手機等終端的GIS系統(tǒng)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(wù)應(yīng)用目前在國內(nèi)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(yīng)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(qū)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(diào)用對應(yīng)的地圖瓦片數(shù)據(jù)，通過普通拼圖算法和像素坐標的規(guī)則將瓦片地圖數(shù)據(jù)拼成一張屏幕區(qū)域地圖。加載瓦片地圖數(shù)據(jù)需要引用異步加載模式，能平衡客戶端和服務(wù)器的負載，減輕服務(wù)端的負擔(dān)，無刷新更新界面，使用戶的實際等待時間較少，實現(xiàn)瓦片地圖的動態(tài)更新，實現(xiàn)瓦片地圖的可視化交互，從而實現(xiàn)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(diào)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(fā)生了變化，那么需要觸發(fā)異步加載地圖瓦片數(shù)據(jù)再拼接屏幕下的地圖，已經(jīng)加載過的瓦片數(shù)據(jù)緩存起來，這樣就能實現(xiàn)一次加載，下次獲取同樣的地圖瓦片數(shù)據(jù)，能直接讀取緩存的數(shù)據(jù)，使地圖漫游非常順暢，無需等待。

4.2 開發(fā)實現(xiàn)

廣州廣電互動電視平臺使用的是微軟公司的Me?diaroom IPTV系統(tǒng) ，其系統(tǒng)使用MPF（Mediaroom Pre?sentation_Framework）技術(shù)框架作為中間件，廣電互動電視平臺的地理信息便民服務(wù)系統(tǒng)整合了BOSS系統(tǒng)和地理信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，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(xiàn)互動電視終端和服務(wù)前端的數(shù)據(jù)交互，終端的業(yè)務(wù)實現(xiàn)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(shù)，實現(xiàn)三維地理信息服務(wù)在互動電視終端的加載，是一個全新的應(yīng)用模式。

如圖4所示，是基于Ajax的廣電終端的應(yīng)用模型，為了實現(xiàn)用戶的操作與應(yīng)用服務(wù)器的響應(yīng)異步化，相當于用戶接口和服務(wù)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(wù)器端讀取新的數(shù)據(jù)時才由Ajax引擎向服務(wù)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(wù)端的一些運算，已減輕帶寬和服務(wù)器的負載，Ajax創(chuàng)建了一種新的體系結(jié)構(gòu)。這種體系結(jié)構(gòu)的核心部分為較少服務(wù)端時間、異步、任何用戶事件都能觸發(fā)一個異步的請求。

圖4 異步加載的客戶端處理技術(shù)

4.3 緩存與調(diào)度機制

考慮到該系統(tǒng)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(wù)系統(tǒng)通過高效的緩存與調(diào)度機制，實現(xiàn)服務(wù)器的數(shù)據(jù)緩存和應(yīng)用緩存，有效地降低了服務(wù)端的負擔(dān)（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(wù)器負擔(dān)。

服務(wù)端緩存可以減少數(shù)據(jù)庫查詢次數(shù)時間，減少服務(wù)器負擔(dān)。OGIS三維綜合應(yīng)用平臺采用了3種服務(wù)端的緩存機制：

1）數(shù)據(jù)緩存。通常情況下，大量數(shù)據(jù)是保存在數(shù)據(jù)庫中的，而應(yīng)用程序訪問數(shù)據(jù)庫是一項很費時的操作。如果先將數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)緩存到緩存區(qū)中，當應(yīng)用程序需要這些數(shù)據(jù)時，直接從緩存區(qū)中提取，就可以減少系統(tǒng)開銷。

圖5 緩存結(jié)構(gòu)示意圖

圖7 結(jié)合后應(yīng)用標準截圖

2）應(yīng)用緩存。一般在統(tǒng)一程序生存周期中，數(shù)據(jù)是可以共用的，在程序中設(shè)置緩存機制，將數(shù)據(jù)緩存到內(nèi)存中，與程序的生存周期一起創(chuàng)建與銷毀。達到在程序級別的數(shù)據(jù)緩存，更好地控制應(yīng)用程序的執(zhí)行效率。

3）結(jié)果緩存。在查詢數(shù)據(jù)庫時，同時將查詢語句與查詢結(jié)果緩存起來。當執(zhí)行已被緩存的查詢語句時，程序直接從內(nèi)存空間中調(diào)取數(shù)據(jù)，提高查詢效率。

5 社區(qū)智能服務(wù)應(yīng)用

結(jié)合前地圖界面如圖6所示。

圖6 結(jié)合前應(yīng)用標準截圖

結(jié)合后應(yīng)用標準界面如圖7所示。

本設(shè)計可實現(xiàn)與用戶地理位置密切相關(guān)的信息集中管理，通過和社區(qū)居委會、自來水公司、煤氣公司、社區(qū)醫(yī)院等單位的系統(tǒng)對接，實現(xiàn)社區(qū)信息、通知、活動信息、水電煤賬單等內(nèi)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(tǒng)可以結(jié)合多方優(yōu)勢，支持按用戶屬性（年齡段、性別、行為習(xí)慣）、家庭地理位置集成周邊的商業(yè)信息。經(jīng)過系統(tǒng)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(wù)。

例如，居住在距離天河城廣場約700 m的用戶，利用本系統(tǒng)搜索附近的餐館或者附近的休閑購物去處時，系統(tǒng)將自動基于遠近、過往的搜索行為習(xí)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(jié)

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(yè)服務(wù)，還可以為水電煤公共事業(yè)、街道、居委、小區(qū)物管甚至樓棟等不同區(qū)域的需求，進行信息化管理，從而形成數(shù)字化的智能服務(wù)社區(qū)，也同時為電子商務(wù)、消費品市場、飲食業(yè)、房地產(chǎn)等提供社區(qū)化的電子銷售渠道，從而促進本市數(shù)字電視產(chǎn)業(yè)鏈的形成和完善，帶動廣州互動電視多媒體信息平臺向規(guī)?；?、標準化、產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

：

[1]任寧寧.有線電視網(wǎng)絡(luò)資源管理系統(tǒng)建設(shè)規(guī)劃[J].電視技術(shù)，2013，37（4）：47-51.

[2]喬志磊.城市三維地理信息系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D].天津:天津工業(yè)大學(xué)，2007.

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