趙管樂(lè)

[摘要]在信息化時(shí)代的大背景下，“智慧城市”和“智慧交通”已經(jīng)成為地理信息行業(yè)中的熱門(mén)話(huà)題。隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民生活水平的提高，私家車(chē)的大量出現(xiàn)使得城市的交通面臨巨大的壓力，在這巨大壓力的背后大量私家車(chē)的停放地點(diǎn)已由普通的地面停車(chē)場(chǎng)轉(zhuǎn)變成了地下車(chē)庫(kù)。但考慮到實(shí)際的地下車(chē)庫(kù)往往都有面積大、結(jié)構(gòu)單一、內(nèi)部無(wú)明顯地標(biāo)特征等因素往往使得不熟悉車(chē)庫(kù)環(huán)境的車(chē)主將汽車(chē)停放后便難以再次準(zhǔn)確、快速找到自己停車(chē)的車(chē)位。因而，本文根據(jù)以上的問(wèn)題在基于GIS的基礎(chǔ)上利用目前流行的手機(jī)二維碼識(shí)別技術(shù)對(duì)以上問(wèn)題的解決提出構(gòu)想和思路。

[關(guān)鍵詞]GIS；手機(jī)二維碼；地下車(chē)庫(kù)；快速定位；智能決策

[中圖分類(lèi)號(hào)]G20 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A [文章編號(hào)]1671-5918（2016）08-0077-03

doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2016.08.035[本刊網(wǎng)址]http//www.hbxb.net

引言

如今GIS的快速發(fā)展已延伸到許多行業(yè)，而發(fā)展GIS的本質(zhì)性目的則是使我們的生活變得更加“智慧”。移動(dòng)式GIS發(fā)展是GIS平民化的一種重要手段和體現(xiàn)，目前手機(jī)的大量普及為移動(dòng)GIS的發(fā)展提供了先驅(qū)的條件，而GIS真正走進(jìn)平常百姓的生活則需要發(fā)現(xiàn)日常生活中GIS能夠發(fā)揮其獨(dú)特作用的地方，并將其與當(dāng)下的主流IT相結(jié)合形成能便于普及、應(yīng)用和發(fā)展的GIS應(yīng)用。將GIS和二維碼技術(shù)應(yīng)用到生活中的人們易在地下車(chē)庫(kù)中“迷路”的問(wèn)題是本文的研究主題，探討如何利用現(xiàn)有的、簡(jiǎn)便的GIS技術(shù)和手機(jī)二維碼識(shí)別技術(shù)解決這一問(wèn)題，旨在能提供為人們外出停車(chē)時(shí)帶來(lái)便利的移動(dòng)GIS應(yīng)用開(kāi)發(fā)思路。

一、市場(chǎng)需要說(shuō)明和發(fā)展價(jià)值

近幾年，我國(guó)私家車(chē)消費(fèi)保持快速增長(zhǎng)2013年達(dá)10519.53萬(wàn)輛，較上年增長(zhǎng)13%。由此大致可看出，私家車(chē)的保有量存在明顯的逐年遞增趨勢(shì)，由此而引發(fā)的一系列交通問(wèn)題也隨之出現(xiàn)。其中，車(chē)輛的停放問(wèn)題早已不能由單純的地面停車(chē)場(chǎng)來(lái)滿(mǎn)足，取而代之的則是大量的地下停車(chē)庫(kù)。地下車(chē)庫(kù)的廣泛使用不僅節(jié)約了寶貴的城市土地還為停放車(chē)輛的管理、開(kāi)發(fā)成本的減少帶來(lái)了益處，因此現(xiàn)在絕大多數(shù)的房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)商會(huì)選擇修建地下車(chē)庫(kù)，尤其是小區(qū)、商場(chǎng)、醫(yī)院、商務(wù)樓等都配有地下車(chē)庫(kù)。

通常地下車(chē)庫(kù)往往都有以下特點(diǎn)：面積大、結(jié)構(gòu)單一、無(wú)明顯的參照路標(biāo)、內(nèi)部大多呈格網(wǎng)狀，正因地下車(chē)庫(kù)的以上特點(diǎn)使得人在車(chē)庫(kù)中方向感不強(qiáng)，不容易快速準(zhǔn)確地定位。對(duì)于不熟悉地下車(chē)庫(kù)環(huán)境或無(wú)固定車(chē)位的車(chē)主很容易將汽車(chē)停入車(chē)位后就難以再次確定自己的停車(chē)的車(chē)位，甚至在地下車(chē)庫(kù)中迷路。利用目前流行的掃描二維碼這種簡(jiǎn)單易操作、快捷、普及性高的方式快速幫助車(chē)主尋找到自己的車(chē)位在如今智能手機(jī)普及、新興IT技術(shù)快速發(fā)展的背景下?lián)碛幸欢ǖ氖袌?chǎng)需求以及可被開(kāi)發(fā)性。

GIS的發(fā)展的大市場(chǎng)是進(jìn)入社會(huì)，進(jìn)人家庭中，當(dāng)前地理信息產(chǎn)業(yè)的發(fā)展必然需要依靠市場(chǎng)大量需求的刺激來(lái)推動(dòng)。2006年度國(guó)產(chǎn)空間信息系統(tǒng)軟件測(cè)評(píng)（第11次測(cè)評(píng)）結(jié)果顯示，參加該年度測(cè)評(píng)的軟件共57個(gè)，全是具有國(guó)產(chǎn)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的空間信息系統(tǒng)軟件，其中地理信息系統(tǒng)（GIS）類(lèi)軟件42個(gè)，占總數(shù)的73.68%，包括GIS基礎(chǔ)軟件4個(gè)、桌面GIS軟件1個(gè)、GIS專(zhuān)業(yè)軟件18個(gè)、GIS應(yīng)用軟件19個(gè)?？梢?jiàn)這樣的前提下，發(fā)展以及推廣一項(xiàng)GIS應(yīng)用不管是從技術(shù)、人員、軟硬件等方面來(lái)考慮都具有良好的先決條件。GIS產(chǎn)業(yè)的發(fā)展在某種程度上極大地依托于“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”，這是對(duì)GIS這一依賴(lài)計(jì)算機(jī)軟硬件而構(gòu)建起來(lái)的賦予了空間位置屬性的信息系統(tǒng)的第一發(fā)展動(dòng)力也是潛在的發(fā)展價(jià)值所在?？紤]到目前智能手機(jī)的應(yīng)用市場(chǎng)上存在大量可被用戶(hù)選擇的手機(jī)應(yīng)用，并且大部分主流的、選擇性高的應(yīng)用都具備了掃描二維碼的功能。因此，可以將目前這些大眾化的手機(jī)應(yīng)用或者利用現(xiàn)有的各大平臺(tái)開(kāi)發(fā)出移動(dòng)端的GIS應(yīng)用作為發(fā)展和實(shí)現(xiàn)通過(guò)掃描二維碼快速在地下車(chē)庫(kù)定位這一功能的基礎(chǔ)使用平臺(tái)。

綜上所述，利用現(xiàn)有的各項(xiàng)客觀(guān)基礎(chǔ)條件來(lái)實(shí)現(xiàn)基于GIS手機(jī)二維碼在地下車(chē)庫(kù)定位應(yīng)用是具有較高的可行性以及一定的發(fā)展?jié)摿Φ?，并能在此思想的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)出多種形式的GIS產(chǎn)品以及應(yīng)用。

二、應(yīng)用的基礎(chǔ)--二維碼識(shí)別技術(shù)和GIS技術(shù)

（一）二維碼識(shí)別技術(shù)

二維碼是用某種特定的幾何圖形按一定規(guī)律（二維方向上）分布的黑白相問(wèn)的圖形記錄數(shù)據(jù)符號(hào)信息。如今，二維碼的普及主要集中在智能手機(jī)的使用人群中，其廣泛地應(yīng)用于各種網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)傳媒以及網(wǎng)絡(luò)服務(wù)中，因其方便快捷、簡(jiǎn)單實(shí)用受到了廣泛的關(guān)注和認(rèn)可，已成為一種時(shí)尚潮流。

常見(jiàn)的二維碼與以往我們熟悉的一維碼有所不同，不僅僅在二者的編碼方式上有所區(qū)別，在信息存儲(chǔ)能力、識(shí)別速度、識(shí)別解譯方式、安全性、可支持度以及成本等各方面均存在差異。但與一維碼相似的是二維碼的識(shí)別都需要利用外部設(shè)備的拍攝或掃描功能對(duì)條碼進(jìn)行獲取后，在通過(guò)解碼器對(duì)條碼進(jìn)行解碼以獲得其攜帶的信息。所謂手機(jī)識(shí)別二維條碼，即利用手機(jī)終端的拍攝功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)二維條碼的識(shí)別以及存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的讀取，甚至可以通過(guò)手機(jī)終端的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)連接功能，實(shí)現(xiàn)二維條碼對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用。隨著第三代移動(dòng)通信（3G）時(shí)代的到來(lái)，手機(jī)功能增多，為二維條碼的應(yīng)用提供了更加廣闊的空間，手機(jī)條碼閱讀引擎的開(kāi)發(fā)使二維條碼以手機(jī)為載體，拓展到移動(dòng)通訊行業(yè)，只不過(guò)是在編碼技術(shù)上根據(jù)手機(jī)識(shí)讀的特點(diǎn)專(zhuān)門(mén)設(shè)一計(jì)了條碼。手機(jī)二維碼簡(jiǎn)化了手機(jī)用戶(hù)信息輸入，提升用戶(hù)獲取信息的能力、拓展手機(jī)上網(wǎng)人口，讓用戶(hù)在任何地點(diǎn)、通過(guò)任何媒體隨時(shí)地獲取任何內(nèi)容，促進(jìn)了媒體、通信和互聯(lián)網(wǎng)的融合。

通過(guò)手機(jī)攝像頭對(duì)二維碼進(jìn)行掃描后到用戶(hù)獲得二維碼攜帶的信息的大致過(guò)程可描述為：掃描二維碼一灰度化一去噪一二值化一尋找探測(cè)圖形一譯碼與糾錯(cuò)一顯示傳輸數(shù)據(jù)。

在基于本應(yīng)用的前提下可以對(duì)地下車(chē)庫(kù)的每個(gè)車(chē)位生產(chǎn)一個(gè)對(duì)應(yīng)的二維碼，用人眼不易區(qū)分的二維碼作為對(duì)各個(gè)車(chē)位的區(qū)分以及一些后續(xù)的功能的基本條件。二維碼的生產(chǎn)是一個(gè)較為繁瑣復(fù)雜的過(guò)程因此本文在這里不作說(shuō)明，有所需要請(qǐng)參看相關(guān)文獻(xiàn)資料。

（二）GIS技術(shù)

GIS是利用集成融合多種技術(shù)的一門(mén)綜合型技術(shù)。其核心為五個(gè)方面內(nèi)容：位置、條件、變化趨勢(shì)、模式和模型，是以采集、存儲(chǔ)、管理、分析、描述和應(yīng)用相關(guān)數(shù)據(jù)的信息系統(tǒng)?；诓煌姆矫婧蛡?cè)重點(diǎn)對(duì)于GIS的傳統(tǒng)定義有很多，對(duì)于本應(yīng)用而言GIS體現(xiàn)的是它的存儲(chǔ)、空間查詢(xún)與分析、成果的輸出和描述等方面的功能。

GIS中的存儲(chǔ)不同于其他意義上的簡(jiǎn)單存儲(chǔ)字段那樣簡(jiǎn)單，而是在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理。在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的信息不僅包含簡(jiǎn)單的屬性信息也就是我們常說(shuō)的字段，還包含著存儲(chǔ)對(duì)象的空間信息即在空間中的位置信息，這是區(qū)別于其他數(shù)據(jù)庫(kù)最直接的一點(diǎn)。GIS的空間查詢(xún)和分析是整個(gè)GIS的核心部分，承擔(dān)著GIS最主要的工作。空間分析則是對(duì)GIS所處理的對(duì)象進(jìn)行復(fù)雜的運(yùn)算，通過(guò)算法得出結(jié)果來(lái)滿(mǎn)足用戶(hù)需求的過(guò)程，其包含三個(gè)層次：空間檢索、空間拓?fù)浏B加分析、空間模型分析。對(duì)于GIS的可視化和輸出則是GIS在人機(jī)交互環(huán)節(jié)中重要的部分，GIS不僅可以輸出全要素的地圖，還可以根據(jù)用戶(hù)的不同需要輸出不同層次的各類(lèi)數(shù)據(jù)。在本應(yīng)用中對(duì)于GIS技術(shù)的要求主要體現(xiàn)在空間分析和成果的輸出上，類(lèi)似于其他的移動(dòng)GIS產(chǎn)品一樣可以依托目前的各類(lèi)GIS平臺(tái)進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

三、應(yīng)用的基本功能

（一）定位導(dǎo)航功能

前面提到在大型的地下車(chē)庫(kù)中人們往往由于對(duì)陌生的車(chē)庫(kù)不熟悉而不能準(zhǔn)確的在車(chē)庫(kù)中辨別方向從而不能快速的尋找到自己停車(chē)的車(chē)位。因此在GIS與手機(jī)二維碼的支持下本應(yīng)用的主要功能之一便是定位導(dǎo)航功能。

實(shí)現(xiàn)定位導(dǎo)航功能的前提是將二維碼作為一種被賦予了空間位置屬性的標(biāo)識(shí)，也就是說(shuō)二維碼所攜帶的信息是每個(gè)車(chē)位在車(chē)庫(kù)中的位置信息，每個(gè)車(chē)位擁有一個(gè)屬于自己的二維碼，就好比是車(chē)位的身份證，通過(guò)掃描二維碼的方式來(lái)獲取車(chē)位的空間位置信息并通過(guò)場(chǎng)景地圖或者語(yǔ)音導(dǎo)航的方式呈現(xiàn)給用戶(hù)。二維碼在這里實(shí)際就是一個(gè)簡(jiǎn)單方便的鏈接，和普通的二維碼一樣的工作原理，只不過(guò)此應(yīng)用中的二維碼鏈接的只是存儲(chǔ)在云端或者某服務(wù)器中一副用戶(hù)所在地下車(chē)庫(kù)的地圖和車(chē)位的具體位置信息。只通過(guò)二維碼所攜帶的信息還不能完成此應(yīng)用的導(dǎo)航功能，還需要智能手機(jī)都配備的定位服務(wù)，通過(guò)手機(jī)的定位服務(wù)功能用戶(hù)可以在車(chē)庫(kù)的地圖中直觀(guān)的獲取自己當(dāng)前所在位置與目標(biāo)車(chē)位間的相對(duì)空間位置關(guān)系，這樣和大多數(shù)地圖所具有的導(dǎo)航功能一樣具有相同原理。

這里具體描述定位導(dǎo)航功能的整體步驟，首先是用戶(hù)在車(chē)庫(kù)中停好車(chē)后用手機(jī)上的各類(lèi)支持該功能的應(yīng)用對(duì)該車(chē)位對(duì)應(yīng)的二維碼進(jìn)行掃描，得到推送的車(chē)庫(kù)地圖和當(dāng)前車(chē)位的具體位置信息，得到的信息會(huì)被暫時(shí)的保留在用戶(hù)的應(yīng)用端，完成了二維碼的掃描后用戶(hù)便可以離開(kāi)車(chē)庫(kù)。當(dāng)用戶(hù)再次返回車(chē)庫(kù)需要該應(yīng)用提供幫助時(shí)便可以在應(yīng)用中打開(kāi)事先得到的車(chē)庫(kù)地圖和車(chē)位位置信息，在當(dāng)前車(chē)庫(kù)的地圖上會(huì)標(biāo)注用戶(hù)停車(chē)車(chē)位的位置，并由手機(jī)自帶的定位服務(wù)在此地圖上也呈現(xiàn)出用戶(hù)當(dāng)前所在的位置，用戶(hù)便可以根據(jù)自己與車(chē)位間的相對(duì)位置利用地圖或者語(yǔ)音提示找到自己的車(chē)位。此外用戶(hù)也可以直接通過(guò)車(chē)位位置的文字信息直接在車(chē)庫(kù)中根據(jù)提示牌或其他指示信息找到車(chē)位。

（二）智能決策和輔助功能

空間查詢(xún)與分析是GIS的功能之一，同時(shí)也是GIS的核心，是GIS區(qū)別于其他信息系統(tǒng)的本質(zhì)特征，對(duì)事務(wù)的處理提供智能決策上空間查詢(xún)與分析是最主要的支持技術(shù)。

在本應(yīng)用中，根據(jù)實(shí)際的情況提供如下幾種決策和輔助功能：

1.根據(jù)用戶(hù)所在車(chē)位的位置利用GIS空間分析中的最優(yōu)路徑分析等為用戶(hù)提供最佳的車(chē)庫(kù)出口選擇。其中分析的因素包括停車(chē)位距離出口的距離、出口外道路交通情況、用戶(hù)前往目的地方向等。

2.通過(guò)用戶(hù)掃描車(chē)位二維碼來(lái)識(shí)別車(chē)位的使用性質(zhì)。即該車(chē)位為已出售車(chē)位還是未出售公用車(chē)位，若為已出售的私人車(chē)位則可以先將車(chē)停入，如果車(chē)位主人需要使用車(chē)位則可以再次掃描車(chē)位的二維碼來(lái)獲得正在使用車(chē)位車(chē)主的聯(lián)系方式以協(xié)調(diào)車(chē)位的使用。但實(shí)現(xiàn)該功能需要在此應(yīng)用得以普及的基礎(chǔ)上才能得以實(shí)現(xiàn)，而且在個(gè)人隱私上的安全上要得到保障。

3.在車(chē)位緊張的情況下，通過(guò)用戶(hù)自身的定位或者手動(dòng)選擇所在車(chē)庫(kù)，利用簡(jiǎn)單的空間查詢(xún)技術(shù)來(lái)幫助用戶(hù)快速尋找到車(chē)庫(kù)中的空閑車(chē)位。同樣該功能的良好實(shí)現(xiàn)也需要在應(yīng)用得以普及的前提下。

4.大多數(shù)的車(chē)庫(kù)對(duì)外來(lái)車(chē)輛停車(chē)是需要收取停車(chē)費(fèi)用的，因此用戶(hù)主停車(chē)時(shí)對(duì)車(chē)位的二維碼進(jìn)行掃描后便開(kāi)始對(duì)停車(chē)時(shí)間進(jìn)行計(jì)時(shí)，當(dāng)用戶(hù)需要離開(kāi)時(shí)便可以再次掃描二維碼并利用現(xiàn)有的各種移動(dòng)端的支付方式完成對(duì)停車(chē)費(fèi)用的支付，或者利用此二維碼在車(chē)庫(kù)的出口處作為憑證進(jìn)行停車(chē)費(fèi)用的結(jié)算。

以上所提及的智能決策和輔助功能大多基于一定的條件下才能得以實(shí)現(xiàn)，這里作為該應(yīng)用發(fā)展的構(gòu)想提出。但隨著智能移動(dòng)設(shè)備的普及以及相關(guān)技術(shù)的快速發(fā)展和成熟，開(kāi)發(fā)更為成熟的移動(dòng)GIS將成為未來(lái)地理信息產(chǎn)業(yè)發(fā)展的一大主題。

四、結(jié)語(yǔ)

本文中所提及的基于GIS的二維碼在地下車(chē)庫(kù)中的應(yīng)用是針對(duì)以上所提到的實(shí)際問(wèn)題所提出的，在這里只是對(duì)應(yīng)用的大致原理和功能做出簡(jiǎn)單的介紹和說(shuō)明，在現(xiàn)有的某些條件下實(shí)現(xiàn)該應(yīng)用還存在著困難，例如在地下車(chē)庫(kù)中手機(jī)是否能接收到信號(hào)、應(yīng)用普及程度對(duì)其使用效果的影響等是應(yīng)用發(fā)展的過(guò)程中可能會(huì)遇到的困難。因此完全實(shí)現(xiàn)該應(yīng)用還需要更深入的研究和學(xué)習(xí)，解決相應(yīng)技術(shù)上的問(wèn)題，進(jìn)一步的在理論的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)這一應(yīng)用。