基于电子地图的景区大数据平台设计与实现

王江涛，杨潇潇，李 欢

（1.中煤航测遥感集团有限公司，陕西 西安 710100；2.陕西省地理空间信息工程技术 研究中心，陕西 西安 710100）

以国务院《关于加快发展旅游业的意见》和《中国旅游业“十二五”发展规划纲要》为指导，深入贯彻落实科学发展观，推进全国旅游产业建设更快更好的发展[1]。为了实现对各类旅游信息的智能感知和方便利用，通过便利的手段实现智慧旅游的精细化服务，本文基于云计算、物联网等新技术，通过互联网或移动互联网以及便携的终端上网设备，结合GIS技术[2-3]、基于位置的服务（LBS）[4]技术，开发了基于电子地图的景区大数据平台。该平台能主动感知旅游资源、经济活动和旅游者等方面的信息并及时发布，从而满足旅游者全方位、多层次、个性化的旅游服务需求[5]，推动旅游信息化的发展。

1 平台设计

基于电子地图的景区大数据平台主要部署在互联网服务器上，通过互联网向用户提供服务。用户利用车载GPS和GPS智能终端进行实时定位，基于二三维电子地图显示用户的当前位置，提取游客的活动链信息，进而给游客提供更全面的游前、游中、游后体验服务。

1.1 平台架构设计

平台基于BS架构[6]与超图Server服务，采用Javascript和PHP进行开发，采用Oracle数据库进行数据管理。平台软件架构包括基础层、数据层、支撑平台层、应用层和用户层（图1），其中基础层负责智慧旅游云计算平台及其相应基础硬件的建设，各省、市、县区可通过旅游信息云中心集中上传数据，也可通过旅游局提供的数据交换标准和接口与各自现有系统 进行数据同步和交换；数据层主要包括二维电子地图及其相关的旅游专题数据、三维实景模型、多媒体数据、元数据等；支撑平台层采用超图Server进行数据处理、管理，采用SOA架构发布地图服务、影像服务等，可跨平台同步调用已发布的数据服务；应用层在平台数据和服务的基础上，搭建了基于二维电子地图的景区一张图数据管理系统、基于三维模型的数字景区虚拟旅游系统和旅游大数据分析系统，不仅能提高游客的旅游体验，还有助于景区的精准营销；用户层针对应用对象的不同，开发了PC端、手机移动端App和景区大厅摆放的体验平台。

图1 平台软件架构

1.2 平台模块设计

在整个平台构成中，游客主要扮演终端体验和展现的角色。为了提高游客体验度、满足其使用需求，实时了解游客的位置以及其他旅游相关数据，可将平台划分为4个子系统进行开发（图2），并实时接入景区的智慧停车管理、可视化调度指挥和视频监控安全管理等相关硬件。

图2 平台模块架构

2 平台功能设计与实现

2.1 电子门票票务系统

电子门票票务系统负责景区各种门票、娱乐票的销售统计，控制各景区出入口的闸机放行通过，以及为电子商务预订系统提供数据接口。该系统的设计主要在于实现景区门票的正常销售、统计和分析，保证景区各售票窗口能正常售票，能正确分析景区的销售收入，实现景区正确规范的销售途径。电子门票票务系统的具体功能如图3所示。该系统功能实现的具体步骤为：①游客在网上查找某景点的门票信息；②游客对该信息进行确认，再点击购买付款；③票务中心的票务管理系统确认游客付款后，记录游客的票务信息，并以手机彩信的形式发送唯一识别的二维码图像到游客手机上。游客到达景点后，只需将手机上的二维码图像在验证机器上刷过，即可进入景点。

图3 电子门票票务系统功能设计

2.2 景区一张图数据管理系统

景区一张图数据管理系统是航空/航天影像、景区专题图（包括道路、水系、房屋等人工构筑物，景点和标注）等多源信息的集合，与景区的管理、信息服务等系统相叠加，共同构建统一的综合监管平台。该系统的构建流程如图4所示。

图4 景区一张图数据管理系统构建流程设计

整合景区内智慧停车管理系统、视频监控安全管理系统，管理人员可在一个平台地图上全览景区运营情况，真正实现应急指挥。景区一张图数据管理系统界面设计如图5所示。

图5 景区一张图数据管理系统界面设计

1）业务系统数据基于GIS地图展示。基于手绘GIS的旅游资源管理通过点位筛选的形式，将区域内景区、住宿、洗手间、游客服务中心、医疗点、出入口、餐饮点等公共服务点位展现在手绘GIS中。

2）线路导览。根据景区内景点特色，设计3～5条旅游线路供游客选择，同时提供各旅游线路内的景点介绍，游客可参考游览路线制定最佳游玩计划。

3）智慧停车管理（接入硬件）。在地图上展示景区停车场的精确位置[7]，并可对各停车场的位置、状态、信息进行查询，如显示停车场停车位数量、剩余空闲数量等。若发现异常情况，应及时通报后勤人员进行故障排除。

4）视频监控安全管理（接入硬件）。整合GIS的各种专业监控系统，准确定位监控点位，将多种监控数据融为一体，建立统一的监控窗口，扭转由于二维信息维度不够而导致的报表与数据泛滥的情况，实现景区室内外监控可视化。

2.3 数字景区虚拟旅游系统

游客计划出游前一般会到互联网上进行搜索，收集一些信息进行旅游决策，但收集到的信息和图片都是平面化的，无法具体感受，因此利用三维技术提前筛选信息，有助于游客做出决策，解决行前体验问题。数字景区虚拟旅游系统构建流程如图6所示，界面设计如图7所示。

图6 数字景区虚拟旅游系统构建流程图

图7 数字景区虚拟旅游系统界面设计

1）景区实景展示。三维模型是基于地形图制作的，房屋、道路、水系等地物有真实的坐标，模型的纹理通过实地获取，能较真实全面地进行景区状态的720e全景展示[8]，使游客能在互联网上体验更加真实的景区。

2）AR互动体验。平台采用官方框架MINA，通过封装微信客户端提供的文件系统、网络通信、任务管理、数据安全等基础功能，为上层提供一整套Javascript API；同时采用Web AR技术实现扫描识别图，呈现3D动画模型、视频、图片、文字、UI按钮等效果，并支持3D模型交互。Web AR技术主要是以URL的格式传播，符合微信等社交媒体信息流动的基本技术要求，配合创意策划方案，可以H5的方式形成爆炸式的病毒营销效果。

2.4 旅游大数据分析系统

旅游大数据分析系统通过射频识别、红外感应器、GPS、激光扫描等技术获取旅游资源的温度、湿度、负重程度、色泽度等各方面的监测数据；将人流、客流达到一定阈值的区域的相关信息传送到互联网上进行分析，设置在景点附近的识别系统和预警系统可向游客、车辆和景区管理人员发出警告；通过算法形成全面、可靠的综合性数据管理与分析机制，可为智慧景区建设提供有效的数据支撑。旅游大数据分析系统界面如图8所示。

图8 旅游大数据分析系统界面设计

2.4.1 旅游数据库设计

系统分析的基础是对业务数据、运营数据、商业数据的统计，全面整合食、住、行、游、购、娱等旅游相关数据，构建旅游基础数据整合资源库，为智慧管理、服务、营销提供基础数据支撑。

1）基础数据库包括地理空间框架、旅游基础信息库、各景点资料库、商家商品库、游客信息库等，作为各业务系统共享的数据库，方便各系统共享。

2）实时数据库包括游客监测数据、车辆监测数据、商品交易数据、门票销售核销数据、气象预报信息和智能视频监控信息等。为了快速存储实时数据，需根据领域经验对实时数据库及其相关数据表进行深度优化，提供面向应用的海量数据高性能读取处理机制。

3）模型数据库针对数字景区虚拟旅游系统的虚拟现实仿真应用，构建了用于仿真管理的各种景观、事务模型，如监测分析模型、游客量分布模型、交通预测仿真模型等。

4）历史数据库包括过程性数据、统计分析结果数据、基础信息积累数据等无需随时进行业务处理的陈旧数据。历史数据库按照数据仓库的方式进行组织，既包括真正的原始数据，又包括经过整编和处理的数据，以保证数据的可追溯性。

5）多媒体数据库从本质上需解决3个难题：信息媒体的多样化，从数值数据和字符数据扩大到多媒体数据的存储、组织、使用和管理；通过多媒体数据之间的交叉调用和融合，实现多媒体数据的集成或表现集成；增强多媒体数据与人之间的交互性。

6）数据安全设计。数据安全包括数据私密性、完整性、真实性、不可抵赖性和数据备份。为了保障数据在网络上的安全，结合PKI技术，平台采用数据加密、数字签名等技术保障数据的安全。

2.4.2 数据接口对接

平台将通过开发数据接口接入应急办、气象、旅游OTA评论、运营商、交通（车辆卡口车流量数据）、公安（重点区域视频监控）、导游与领队、旅行社、电子行程单、环保、景区（电子票务、景区视频监控、景区广播、景区客流量、景区应急救援指挥调度系统等）、未来三大运营商数据接口预留等；通过开发接口管理系统实现对接入平台的所有外部系统的管理；通过对这些系统的停、启用，实现不同系统间的数据隔离，保障不同系统间数据的独立性、安全性和一致性。

2.5 微信公众号、小程序

平台的微信公众号[9]、小程序或在线服务App[10]提供的求助热线是建立在VoIp技术上的，可把VoIp应用与旅游LBS应用相结合，游客首先在手机上下载VoIp应用，只需点击VoIp应用即可与各服务方通话。景区微信公众号结合景区门户、电子导览、周边服务等方式提供游客互动和评价的入口，并通过与主流网站第三方平台开放接口的对接， 使用户可以绑定社区网站账号，参与在线互动和评价。微信公众号功能设计如图9所示。

图9 微信公众号（App）功能设计

在微信公众号上，可在线浏览自行车剩余车位，在线支付自行车租赁订单；可在线浏览停车场剩余车位，在线支付停车位租赁订单；可在线展示景区讲解员基本信息，在线预约讲解员，在线支付讲解费；还可预约公务接待，并查看记录公务办理状态。

3 关键技术

1）一张图关键技术。针对目前大部分景区自主研发的一张图导航系统加载速度慢、导航不准确等问题，平台将数据进行分层分级切片显示，不同比例尺显示的数据不一致，有效减小了数据量，提高了浏览速度，既能提高数据的加载速度，又能保证导航定位的精度，改善了游客体验。

2）数字景区虚拟旅游系统的关键技术。由于平台拟采用真实的现场照片来反映景区状况，三维建模成果数据量较大，严重影响了数据加载和浏览效果，需对地图进行切片显示，以提高数据加载速度，避免数据浏览的卡顿现象。

3）轨迹的用户行为特征分析技术。LBS是整个移动互联网的基础应用之一，可挖掘并记录用户的行动轨迹数据，还可进行用户轨迹的时空融合，即把用户轨迹与景区一张图数据管理系统的POI点进行匹配，并考虑其停留时间，从而推断用户行为。

4）商业智能技术。系统与多个数据源建立接口，通过ETL抽取数据，再进行清洗、转换，然后将数据写入数据仓库中进行在线分析和数据挖掘，最后将结果提供给分析展现平台。在数据分析方面，支持趋势性分析、相关性分析、假设检验等标准的统计分析，还支持聚类分析、基于泛函的模式识别等。

5）海量分布式存储。由于智慧城市旅游信息具有海量特点，平台采用最先进的分布式架构实现数据的存储与检索，可方便实现扩展性，无需对系统进行大规模改动，只需通过增加节点即可完成扩容。

4 结 语

随着旅游市场的不断扩大，游客对于旅游服务质量的要求日益提高，黄金周、节假日的巨大客流对旅游业管理、安全保障、决策分析、应急指挥等的能力提出了更高、更迫切的要求。

基于电子地图的景区大数据平台可解决游客、旅游管理者双方的诉求，通过构建手绘GIS全面展示各类旅游资源的分布、地理位置以及汇总统计信息，构建了景区一张图数据管理系统、数字景区虚拟旅游系统和 旅游大数据分析系统等；并通过图形化的方式展示这些旅游资源的实时运行状态，可更直观便捷地掌握旅游运行的实时情况，为景区甚至政府监管部门开展旅游行业运行监测和应急指挥处置提供可视化支撑。然而，平台要在实际应用中发挥更大的作用，还需在多方面进行改进和研究，如大数据平台背后的深度分析，通过流量分析访问者关注重点、人群轨迹或车辆交通轨迹，为进行各平台改版、内容调整提供重要的原始依据，还能帮助景区经营决策，引导开发更大的消费力量。