作者簡介：黃秋華（1981.08-），女，遼寧營口人，博士，惠州學(xué)院講師，研究方向為位置服務(wù)與應(yīng)用，3S 技術(shù)集成應(yīng)用，旅游時空行為研究。

摘 要： 位置服務(wù)得以實現(xiàn)離不開位置信息，傳統(tǒng)的位置表達方式無法滿足現(xiàn)今位置服務(wù)的需要，于是很多學(xué)者開始對位置表達方式進行了改進，進而提出了語義位置。語義位置雖能反映位置的近乎全部特征，但是語義位置在位置服務(wù)中也存在一定的弊端，無法對每一個位置的規(guī)則事件加以詮釋，本文在語義位置的基礎(chǔ)上提出了語義規(guī)則位置，并建立了基于旅游景點的語義規(guī)則位置模型。

關(guān)鍵詞： LBS;位置獲取;位置;語義位置;語義規(guī)則位置

【中圖分類號】TP391 【文獻標(biāo)識碼】A 【DOI】10.12215/j.issn.1674-3733.2020.31.160

1 引言

隨著定位技術(shù)高速發(fā)展和便攜式移動定位設(shè)備的普及，位置服務(wù)（Location-Based Services，簡稱LBS）被越來越多的人所熟悉和使用，已經(jīng)成為通信領(lǐng)域增長最快的產(chǎn)業(yè)之一。位置是位置服務(wù)的血液，是位置服務(wù)得以開展的基礎(chǔ)，本文對目前主要的位置獲取方式進行了簡單的概括;關(guān)于位置的具體表達本文提出了語義規(guī)則位置模型，并將該模型應(yīng)用到旅游景點中。

傳統(tǒng)的位置表達方式已無法滿足現(xiàn)在位置服務(wù)的需求，所以本文在傳統(tǒng)物理位置的基礎(chǔ)上做了一定的改進提出了語義規(guī)則位置模型。Jorg Roth認為，語義位置是包含了相互關(guān)系的地理位置[1]。趙冬青認為語義位置應(yīng)該包括地理位置、位置的屬性以及位置之間相互關(guān)系，即語義位置可以表達成下面的三元組形式：Location=（Name，{Properties}，{Neighbors}）。張維明等則認為位置可以使用本體（ontology）來表達，其所認為的本體是以下四個部分構(gòu)成：元信息、關(guān)系集合、概念集合和規(guī)則集合，其具體可以表示為下面的四元組形式：Ontology=（meta_info，Concept，Relation，Rule）。為了滿足位置服務(wù)對位置的需求，很多學(xué)者都對位置的具體表達進行了不斷的改進，但是目前關(guān)于位置表達的具體應(yīng)用實例較少。因此，本研究重點研究了位置的表達并嘗試建立了基于旅游景點的語義規(guī)則位置模型。

2 LBS中位置獲取方法研究

據(jù)相關(guān)資料分析數(shù)據(jù)顯示，生活中有85%的信息是與地理位置相關(guān)的，所以移動終端的定位將有著廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域[2]，同時位置在LBS中也是最基礎(chǔ)、最重要的信息，空間定位技術(shù)是LBS系統(tǒng)得以實現(xiàn)的核心技術(shù)，而關(guān)于空間定位技術(shù)這一部分正處在不斷的發(fā)展完善當(dāng)中。

LBS位置獲取方法根據(jù)測量和計算坐標(biāo)的位置不同將其分為基于移動終端的定位技術(shù)和基于網(wǎng)絡(luò)的定位技術(shù)?；谝苿咏K端的位置獲取技術(shù)主要是指位置的測量和計算工作全部都在終端設(shè)備上完成，主要的終端設(shè)備有手機、電腦、汽車、PDA、RFID標(biāo)簽和標(biāo)記。基于網(wǎng)絡(luò)的位置獲取技術(shù)中，位置的測量和計算工作全部都是在網(wǎng)絡(luò)上完成，通常使用的定位技術(shù)有Cell of Origin（COO）、AOA、TOA、TDOA、E-OTD和AFLT等。

3 位置的主要表達方式

關(guān)于目標(biāo)物體位置的表達方式，不同學(xué)者對其進行了不同的詮釋，在本研究中將目標(biāo)物體的位置具體分為物理位置、虛擬位置、語義位置和語義規(guī)則位置;其中物理位置又有三種表達方式，它們分別是：描述性位置、空間位置和網(wǎng)絡(luò)位置，其中網(wǎng)絡(luò)位置有的時候又被學(xué)者等同為虛擬位置。

3.1 物理位置

描述性位置所提供的位置信息通常是指具體的某個河流位置、某座山的位置、某個道路或者某個建筑物等等。在現(xiàn)實生活中描述位置比較容易被用戶所理解，使用的頻率比較高。空間位置通常是指使用一些專門的定位設(shè)備所測出的二維或三維的坐標(biāo)，是地球上的一點在某種參考坐標(biāo)系下唯一精確的數(shù)值描述。在LBS中，最常用的空間位置表示方法是大地坐標(biāo)。網(wǎng)絡(luò)位置通常是指由通訊網(wǎng)絡(luò)比如說因特網(wǎng)或蜂窩系統(tǒng)像GSM或UMTS所提供的拓撲關(guān)系。這種網(wǎng)絡(luò)位置一定要和描述性位置之間建立一對一的聯(lián)系后才可以供用戶使用，也就是說單單的網(wǎng)絡(luò)位置對于用戶來說并不具備可讀性。

綜上所述，描述性位置、空間位置和網(wǎng)絡(luò)位置這三種物理位置中只有描述性位置在使用LBS服務(wù)的時候可以直接拿來應(yīng)用，其余兩種都需要轉(zhuǎn)換成描述性位置信息才可以提供給用戶。而實際很多定位技術(shù)獲得的都是空間位置和網(wǎng)絡(luò)位置，這就需要建立一個專門的索引數(shù)據(jù)庫，將空間位置、網(wǎng)絡(luò)位置和描述性位置之間的對應(yīng)關(guān)系詳細的表示在數(shù)據(jù)庫中，當(dāng)日后獲得空間位置或網(wǎng)絡(luò)位置的時候通過查詢數(shù)據(jù)庫可以直接找出其所對應(yīng)的描述性位置，從而可以更方便更快捷為用戶所使用。

3.2 虛擬位置

虛擬位置通常指IP網(wǎng)址之類的，由于IP網(wǎng)址是具有固定空間位置的，所以每一個網(wǎng)址代表了實際空間中的虛擬位置。虛擬位置直接提供給用戶并沒有實際的使用價值，只有當(dāng)把虛擬位置和描述性位置之間建立起聯(lián)系，并把虛擬位置轉(zhuǎn)換成描述性位置時發(fā)給用戶才具有實際的使用價值。比如像家庭或公司的座機電話號碼就是虛擬位置的一種，每一個座機號碼對應(yīng)空間當(dāng)中的一個具體的位置，如果單單給你一個座機號碼我們并不能找到該號碼的位置，只有將號碼與描述性位置之間的對應(yīng)關(guān)系建立起數(shù)據(jù)庫的時候才能找到該號碼具體的實際位置在哪里。

3.3 語義位置

雖然物理位置和虛擬位置都在一定程度上對位置信息所包含的語義進行了描述，但是這些信息還不足以把位置信息的語義完全表達出來，在這種情況下有學(xué)者提出了語義位置的概念。Ulf Leonhardt [3]將位置服務(wù)中所涉及的位置劃分為兩種，分別為物理位置和語義位置，并且使用了如地名等單一的信息來描述語義位置;Mich AelBeig [4]和Jorg Roth [5]則認為語義位置應(yīng)該包含實體與實體之間的相互關(guān)系;趙冬青也認為語義位置中應(yīng)該包括位置屬性信息;黃仁亮認為語義位置中應(yīng)該包含速度和方向的信息;周成虎指出語義位置應(yīng)該包含地理位置、位置間的聯(lián)系、位置的屬性及對象移動的速度和方向。

語義位置與前幾種位置表達的方式相比的主要優(yōu)點是信息量豐富。語義位置中的地理位置告訴我們該物體在哪里，屬性可以告訴我們該物體是什么，位置關(guān)系告訴我們該位置周圍附近會有什么，這些信息使其能夠更好地服務(wù)于LBS。隨著LBS的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的語義位置由于沒有含有規(guī)則信息，所以其在具體的應(yīng)用中表現(xiàn)出了一定的弊端，而本文根據(jù)目前實際應(yīng)用中所存在的問題提出了語義規(guī)則位置，使其在原有的基礎(chǔ)上更加完善。

3.4 語義規(guī)則位置

語義規(guī)則位置在語義位置的基礎(chǔ)上了多了一個元組專門表達空間當(dāng)中與該位置相關(guān)的一些規(guī)則，即Location=（Name，{Properties}，{Regulations}，{Neighbors}）。比如位置屬性是教室的時候會有如下相關(guān)規(guī)則：手機最好設(shè)置成振動，說話盡量小聲等等，當(dāng)用戶進入這些安靜的場所的時候系統(tǒng)會根據(jù)用戶手機中的語義規(guī)則位置自動向用戶發(fā)起上述中的一些注意事項。再比如說當(dāng)戶外旅游者靠近一個比較危險的地方時，只要事先在該危險地方的語義規(guī)則位置中添加相關(guān)規(guī)則就可以及時對旅游者發(fā)出提醒通知。

4 基于旅游景點的語義規(guī)則位置模型

近年來，隨著人們生活水平的提高，閑暇時間的增多，越來越多的人參與到旅游活動中，景點內(nèi)部結(jié)構(gòu)也變得異常復(fù)雜，基于旅游景點的位置服務(wù)被呼之欲出。因此，本文從研究語義規(guī)則位置中的位置本體抽象入手，闡述語義規(guī)則位置在旅游景點位置服務(wù)中的建模與應(yīng)用。

4.1 旅游景點位置實體的抽象

不同位置對象中的位置實體與位置關(guān)系所表達的信息是不一樣的，通過旅游景點中位置對象的分類分級，有利于構(gòu)建更加合理的位置本體。旅游景點環(huán)境中的對象可以分為人、景觀及附屬設(shè)施三個部分，詳細結(jié)構(gòu)如圖2所示。

人作為旅游景點活動的主體，不同類型的人在景點活動的范圍與特點各不相同。景點中的人主要可以分為旅游者和服務(wù)人員兩大類，旅游者具有旅游參觀的屬性，而服務(wù)人員又可以劃分為旅游管理者、清潔員、保安以及相關(guān)產(chǎn)品銷售人員等，每一類人都有自己的職責(zé)范圍即屬性特征。

自然景觀和人文景觀是旅游景點活動的主要依托，是旅游景點的主體內(nèi)容。附屬設(shè)施雖然不是旅游景點的主體內(nèi)容，但附屬設(shè)施的完備與便捷對于提升一個旅游景點的競爭力至關(guān)重要。旅游景點的附屬設(shè)施可以分為娛樂設(shè)施、基礎(chǔ)服務(wù)設(shè)施等。

4.2 語義規(guī)則位置模型構(gòu)建

旅游景點位置中的實體很多，本文以旅游者為例，介紹基于旅游景點的旅游者位置實體語義規(guī)則模型的建立。如前所述語義規(guī)則位置可用四元組描述為：Location=（Name，{Properties}，{Regulations}，{Neighbors}）。

Name是指旅游者在旅游景點中位置的名稱和旅游者的名稱，該位置名稱可能由于位置獲取的方式不同而表達方式不同，但最終都需要轉(zhuǎn)換成可以被用戶理解并應(yīng)用的描述性位置。當(dāng)名稱會引起歧義的時候還需要對名稱限定使用范圍，如旅游景點具有兩個或兩個以上的相同名字的位置時，需要對其進行進一步的限定。Properties是指旅游者的全部屬性信息。Regulations是指旅游者所在景點位置設(shè)置的一系列規(guī)則事件。Neighbors是指和旅游者所在位置相關(guān)聯(lián)的一系列位置。基于旅游者實體的語義規(guī)則位置模型如圖3所示。

4.3 語義規(guī)則位置模型的應(yīng)用

當(dāng)旅游者在箭扣長城游玩的時候到了吃飯的時間，于是旅游者通過客戶端（通常為手機）將“當(dāng)途中附近有餐館時發(fā)起提醒”的規(guī)則傳送給位置服務(wù)系統(tǒng)，位置服務(wù)系統(tǒng)通過對旅游者語義規(guī)則模型的分析，推理出旅游者目前所在位置，并判斷出附近餐館的位置;通過對旅游者進行追蹤，當(dāng)旅游者距離餐館最近時對旅游者發(fā)起提醒，并將餐館名稱、具體位置以及行進路線通過客戶端發(fā)送給旅游者，如圖4所示。

5 結(jié)束語

目前，簡單的、基于傳統(tǒng)表達方式的定位信息已經(jīng)無法滿足今天位置服務(wù)的需求，于是構(gòu)建一種能夠提供上下文信息的語義規(guī)則位置模型將是LBS領(lǐng)域今后研究的一大熱點。在語義規(guī)則位置模型中最重要的部分就是語義規(guī)則的推理與獲取，對于那些與空間關(guān)系相關(guān)的語義規(guī)則可以利用GIS系統(tǒng)中的強大功能來解決;其它與非空間關(guān)系相關(guān)的語義規(guī)則是該模型發(fā)展的一大難點，比如說因果關(guān)系、依賴關(guān)系及關(guān)聯(lián)關(guān)系等，這些規(guī)則在今后的研究中需要做更多的相關(guān)分析。

參考文獻

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