基于電子地圖的景區大數據平臺設計與實現

王江濤，楊瀟瀟，李 歡

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

以國務院《關于加快發展旅游業的意見》和《中國旅游業“十二五”發展規劃綱要》為指導，深入貫徹落實科學發展觀，推進全國旅游產業建設更快更好的發展[1]。為了實現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智慧旅游的精細化服務，本文基于云計算、物聯網等新技術，通過互聯網或移動互聯網以及便攜的終端上網設備，結合GIS技術[2-3]、基于位置的服務（LBS）[4]技術，開發了基于電子地圖的景區大數據平臺。該平臺能主動感知旅游資源、經濟活動和旅游者等方面的信息并及時發布，從而滿足旅游者全方位、多層次、個性化的旅游服務需求[5]，推動旅游信息化的發展。

1 平臺設計

基于電子地圖的景區大數據平臺主要部署在互聯網服務器上，通過互聯網向用戶提供服務。用戶利用車載GPS和GPS智能終端進行實時定位，基于二三維電子地圖顯示用戶的當前位置，提取游客的活動鏈信息，進而給游客提供更全面的游前、游中、游后體驗服務。

1.1 平臺架構設計

平臺基于BS架構[6]與超圖Server服務，采用Javascript和PHP進行開發，采用Oracle數據庫進行數據管理。平臺軟件架構包括基礎層、數據層、支撐平臺層、應用層和用戶層（圖1），其中基礎層負責智慧旅游云計算平臺及其相應基礎硬件的建設，各省、市、縣區可通過旅游信息云中心集中上傳數據，也可通過旅游局提供的數據交換標準和接口與各自現有系統 進行數據同步和交換；數據層主要包括二維電子地圖及其相關的旅游專題數據、三維實景模型、多媒體數據、元數據等；支撐平臺層采用超圖Server進行數據處理、管理，采用SOA架構發布地圖服務、影像服務等，可跨平臺同步調用已發布的數據服務；應用層在平臺數據和服務的基礎上，搭建了基于二維電子地圖的景區一張圖數據管理系統、基于三維模型的數字景區虛擬旅游系統和旅游大數據分析系統，不僅能提高游客的旅游體驗，還有助于景區的精準營銷；用戶層針對應用對象的不同，開發了PC端、手機移動端App和景區大廳擺放的體驗平臺。

圖1 平臺軟件架構

1.2 平臺模塊設計

在整個平臺構成中，游客主要扮演終端體驗和展現的角色。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數據，可將平臺劃分為4個子系統進行開發（圖2），并實時接入景區的智慧停車管理、可視化調度指揮和視頻監控安全管理等相關硬件。

圖2 平臺模塊架構

2 平臺功能設計與實現

2.1 電子門票票務系統

電子門票票務系統負責景區各種門票、娛樂票的銷售統計，控制各景區出入口的閘機放行通過，以及為電子商務預訂系統提供數據接口。該系統的設計主要在于實現景區門票的正常銷售、統計和分析，保證景區各售票窗口能正常售票，能正確分析景區的銷售收入，實現景區正確規范的銷售途徑。電子門票票務系統的具體功能如圖3所示。該系統功能實現的具體步驟為：①游客在網上查找某景點的門票信息；②游客對該信息進行確認，再點擊購買付款；③票務中心的票務管理系統確認游客付款后，記錄游客的票務信息，并以手機彩信的形式發送唯一識別的二維碼圖像到游客手機上。游客到達景點后，只需將手機上的二維碼圖像在驗證機器上刷過，即可進入景點。

圖3 電子門票票務系統功能設計

2.2 景區一張圖數據管理系統

景區一張圖數據管理系統是航空/航天影像、景區專題圖（包括道路、水系、房屋等人工構筑物，景點和標注）等多源信息的集合，與景區的管理、信息服務等系統相疊加，共同構建統一的綜合監管平臺。該系統的構建流程如圖4所示。

圖4 景區一張圖數據管理系統構建流程設計

整合景區內智慧停車管理系統、視頻監控安全管理系統，管理人員可在一個平臺地圖上全覽景區運營情況，真正實現應急指揮。景區一張圖數據管理系統界面設計如圖5所示。

圖5 景區一張圖數據管理系統界面設計

1）業務系統數據基于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，將區域內景區、住宿、洗手間、游客服務中心、醫療點、出入口、餐飲點等公共服務點位展現在手繪GIS中。

2）線路導覽。根據景區內景點特色，設計3～5條旅游線路供游客選擇，同時提供各旅游線路內的景點介紹，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）。在地圖上展示景區停車場的精確位置[7]，并可對各停車場的位置、狀態、信息進行查詢，如顯示停車場停車位數量、剩余空閑數量等。若發現異常情況，應及時通報后勤人員進行故障排除。

4）視頻監控安全管理（接入硬件）。整合GIS的各種專業監控系統，準確定位監控點位，將多種監控數據融為一體，建立統一的監控窗口，扭轉由于二維信息維度不夠而導致的報表與數據泛濫的情況，實現景區室內外監控可視化。

2.3 數字景區虛擬旅游系統

游客計劃出游前一般會到互聯網上進行搜索，收集一些信息進行旅游決策，但收集到的信息和圖片都是平面化的，無法具體感受，因此利用三維技術提前篩選信息，有助于游客做出決策，解決行前體驗問題。數字景區虛擬旅游系統構建流程如圖6所示，界面設計如圖7所示。

圖6 數字景區虛擬旅游系統構建流程圖

圖7 數字景區虛擬旅游系統界面設計

1）景區實景展示。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，模型的紋理通過實地獲取，能較真實全面地進行景區狀態的720e全景展示[8]，使游客能在互聯網上體驗更加真實的景區。

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、網絡通信、任務管理、數據安全等基礎功能，為上層提供一整套Javascript API；同時采用Web AR技術實現掃描識別圖，呈現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要求，配合創意策劃方案，可以H5的方式形成爆炸式的病毒營銷效果。

2.4 旅游大數據分析系統

旅游大數據分析系統通過射頻識別、紅外感應器、GPS、激光掃描等技術獲取旅游資源的溫度、濕度、負重程度、色澤度等各方面的監測數據；將人流、客流達到一定閾值的區域的相關信息傳送到互聯網上進行分析，設置在景點附近的識別系統和預警系統可向游客、車輛和景區管理人員發出警告；通過算法形成全面、可靠的綜合性數據管理與分析機制，可為智慧景區建設提供有效的數據支撐。旅游大數據分析系統界面如圖8所示。

圖8 旅游大數據分析系統界面設計

2.4.1 旅游數據庫設計

系統分析的基礎是對業務數據、運營數據、商業數據的統計，全面整合食、住、行、游、購、娛等旅游相關數據，構建旅游基礎數據整合資源庫，為智慧管理、服務、營銷提供基礎數據支撐。

1）基礎數據庫包括地理空間框架、旅游基礎信息庫、各景點資料庫、商家商品庫、游客信息庫等，作為各業務系統共享的數據庫，方便各系統共享。

2）實時數據庫包括游客監測數據、車輛監測數據、商品交易數據、門票銷售核銷數據、氣象預報信息和智能視頻監控信息等。為了快速存儲實時數據，需根據領域經驗對實時數據庫及其相關數據表進行深度優化，提供面向應用的海量數據高性能讀取處理機制。

3）模型數據庫針對數字景區虛擬旅游系統的虛擬現實仿真應用，構建了用于仿真管理的各種景觀、事務模型，如監測分析模型、游客量分布模型、交通預測仿真模型等。

4）歷史數據庫包括過程性數據、統計分析結果數據、基礎信息積累數據等無需隨時進行業務處理的陳舊數據。歷史數據庫按照數據倉庫的方式進行組織，既包括真正的原始數據，又包括經過整編和處理的數據，以保證數據的可追溯性。

5）多媒體數據庫從本質上需解決3個難題：信息媒體的多樣化，從數值數據和字符數據擴大到多媒體數據的存儲、組織、使用和管理；通過多媒體數據之間的交叉調用和融合，實現多媒體數據的集成或表現集成；增強多媒體數據與人之間的交互性。

6）數據安全設計。數據安全包括數據私密性、完整性、真實性、不可抵賴性和數據備份。為了保障數據在網絡上的安全，結合PKI技術，平臺采用數據加密、數字簽名等技術保障數據的安全。

2.4.2 數據接口對接

平臺將通過開發數據接口接入應急辦、氣象、旅游OTA評論、運營商、交通（車輛卡口車流量數據）、公安（重點區域視頻監控）、導游與領隊、旅行社、電子行程單、環保、景區（電子票務、景區視頻監控、景區廣播、景區客流量、景區應急救援指揮調度系統等）、未來三大運營商數據接口預留等；通過開發接口管理系統實現對接入平臺的所有外部系統的管理；通過對這些系統的停、啟用，實現不同系統間的數據隔離，保障不同系統間數據的獨立性、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App[10]提供的求助熱線是建立在VoIp技術上的，可把VoIp應用與旅游LBS應用相結合，游客首先在手機上下載VoIp應用，只需點擊VoIp應用即可與各服務方通話。景區微信公眾號結合景區門戶、電子導覽、周邊服務等方式提供游客互動和評價的入口，并通過與主流網站第三方平臺開放接口的對接， 使用戶可以綁定社區網站賬號，參與在線互動和評價。微信公眾號功能設計如圖9所示。

圖9 微信公眾號（App）功能設計

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；可在線展示景區講解員基本信息，在線預約講解員，在線支付講解費；還可預約公務接待，并查看記錄公務辦理狀態。

3 關鍵技術

1）一張圖關鍵技術。針對目前大部分景區自主研發的一張圖導航系統加載速度慢、導航不準確等問題，平臺將數據進行分層分級切片顯示，不同比例尺顯示的數據不一致，有效減小了數據量，提高了瀏覽速度，既能提高數據的加載速度，又能保證導航定位的精度，改善了游客體驗。

2）數字景區虛擬旅游系統的關鍵技術。由于平臺擬采用真實的現場照片來反映景區狀況，三維建模成果數據量較大，嚴重影響了數據加載和瀏覽效果，需對地圖進行切片顯示，以提高數據加載速度，避免數據瀏覽的卡頓現象。

3）軌跡的用戶行為特征分析技術。LBS是整個移動互聯網的基礎應用之一，可挖掘并記錄用戶的行動軌跡數據，還可進行用戶軌跡的時空融合，即把用戶軌跡與景區一張圖數據管理系統的POI點進行匹配，并考慮其停留時間，從而推斷用戶行為。

4）商業智能技術。系統與多個數據源建立接口，通過ETL抽取數據，再進行清洗、轉換，然后將數據寫入數據倉庫中進行在線分析和數據挖掘，最后將結果提供給分析展現平臺。在數據分析方面，支持趨勢性分析、相關性分析、假設檢驗等標準的統計分析，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，平臺采用最先進的分布式架構實現數據的存儲與檢索，可方便實現擴展性，無需對系統進行大規模改動，只需通過增加節點即可完成擴容。

4 結 語

隨著旅游市場的不斷擴大，游客對于旅游服務質量的要求日益提高，黃金周、節假日的巨大客流對旅游業管理、安全保障、決策分析、應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大數據平臺可解決游客、旅游管理者雙方的訴求，通過構建手繪GIS全面展示各類旅游資源的分布、地理位置以及匯總統計信息，構建了景區一張圖數據管理系統、數字景區虛擬旅游系統和 旅游大數據分析系統等；并通過圖形化的方式展示這些旅游資源的實時運行狀態，可更直觀便捷地掌握旅游運行的實時情況，為景區甚至政府監管部門開展旅游行業運行監測和應急指揮處置提供可視化支撐。然而，平臺要在實際應用中發揮更大的作用，還需在多方面進行改進和研究，如大數據平臺背后的深度分析，通過流量分析訪問者關注重點、人群軌跡或車輛交通軌跡，為進行各平臺改版、內容調整提供重要的原始依據，還能幫助景區經營決策，引導開發更大的消費力量。