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1、精品论文大集合基于用户环境感知的电子地图搜索服务李彬 北京邮电大学网络与交换技术国家重点实验室，北京（100876） E-mail: 摘要：本文首先分别介绍了电子地图与环境感知（Context Awareness）的概念与特点，接着详细论述了用户环境信息的获取与过滤技术，以及信息的分类与组织方法；然后将该技术 运用到电子地图的搜索服务中，以实现基于环境感知的个性化地图搜索实例；最后总结并分析基于用户环境的个性化地图搜索的优势以及今后需要完善的工作。关键词：环境感知（Context Awareness）；GIS；电子地图；搜索1.引 言电子地图是传统地图与计算机技术、GIS 技术、网络技术相融合
2、的产物，是地理信息的 符号化表现，是空间信息与专题信息的结合，是提供地理信息公共服务的重要渠道1，具 有更丰富的信息含量和广阔的应用范围。而各大公司在电子地图上搜索服务的开发与研究也 相继开展，例如，baidu，google，netease 等大型搜索及门户网站都推出了自己的地图搜索 服务，而其他地图网站如 map8、bjbus 等都提供各具特色的电子地图服务。2.传统电子地图搜索服务的缺陷电子地图是利用成熟的网络技术、通信技术、GIS 技术，实现地图服务的方式6。目前， 大部分电子地图搜索只是单纯的通过用户输入搜索条件，通过 GIS 服务器完成数据库查询， 并将匹配的所有结果返回给用户。搜索
3、的结果往往是数量庞大，并且搜索结果不会考虑用户 的背景与当前的所在的环境，也就是任何人在任何地方只要输入的查询条件相同，那么返回 的结果也永远是相同的；用户真正关心的数据往往淹没在海量的结果中。 而少数基于环境 感知的地图服务也只是依靠简单的位置，提供基于位置的服务，返回给用户邻近的兴趣点信 息。从某种意义上说并没有真正的做到感知用户环境。3.环境感知（Context Awareness）概念3.1 用户环境（User Context）与环境感知用户环境是和某一用户有关的任何可以描述一个实体情况的信息4。这里的实体可以 是一个人，一个地点，或者是和该用户相联系或存在交互的一个对象，还可以包含一
4、个用户 本身和他的所有属性。根据 Schilit 在 1994 年对环境感知的定义，简单的说环境感知是计算机根据周围环境的不同 做出相应的反应3。3.2 用户环境可以分为以下几类：（1）用户属性信息（personal information），包括国籍、兴趣爱好，以及用户历史信息 记录等。（2）用户自身物理状况（physical environment）,包括用户当前位置； 用户是否静止/运动，当前行驶速度与加速度等5（3）用户周围环境信息（surrounding Environment）的集合，例如用户所处地区天气、- 5 -环境嘈杂程度等等（4）用户的社会关系情况即用户社交网络（Socia
5、l Network）；3.3 可以在电子地图上利用的环境信息我们把电子地图可以利用的环境信息分为两类：可以直接显示在地图上的信息，我们暂 称之为可显示环境信息；以环境信息作为条件进行数据筛选的信息，我们把这类信息定义为 过滤环境信息。基于上面的分类，可显示环境信息可以包括用户当前位置信息和速度信息，这些信息可 以从 GPS 设备中获得，并在地图上标示；某些周围环境信息也可以在地图上显示，例如在 地图的缩放级（zoom level）大小适合的情况下，可以显示不同地区的天气情况以及某些地 段的交通拥堵情况等。过滤环境信息不在地图上直接显示，但是作为信息筛选、过滤的条件，这些信息对用户 在电子地图上
6、的个性化搜索服务具有重要作用。在某些情况下，可显示环境信息可以作为过 滤环境信息，根据该用户环境信息的信息组合搜索出符合条件的结果并呈现在电子地图上。考虑到用户社会关系，就不能仅仅只在本用户的环境信息中进行查找、过滤，而是要在 本用户和与该用户有关系的所有用户中间进行信息提取过滤。但是当一个人的社会关系网络 过于复杂，即与该用户存在社会关系的人数过于庞大时，就要对其进行调整。可以利用 SNS 网络中的“度”来进行决策。例如当用户的社会化网络比较庞大时，可以只取与该用户存在一 度关系的用户群体作为信息查找与过滤的对象，而某用户社会化网络相对简单，则可以把信 息过滤对象扩展到二度、三度。但是由于实
7、际上二度网络节点数量已经变得非常庞大，所以 仅取到二度关系已经足以满足一般要求。4.环境感知的电子地图搜索系统设计对提供个性化的服务系统来讲，个性化，有建设性，能够恰当反映用户兴趣或者个人倾 向的信息是非常重要并且十分有价值的3。因此，系统要充分考虑到用户环境对目标信息 的影响，即利用用户环境信息对数据进行过滤加工，从而得到最符合用户需求的结果。该系统设计思想是对原始目标数据集进行再次筛选过滤的过程。原始目标数据集从 GIS 数据库中得到，作为系统初始过滤的数据源，这些数据送往目标数据过滤模块，在该模块中， 根据用户环境信息和用户的社会网络信息对原始数据进行二次过滤，排除掉与用户关联度低 的数
8、据，最后将过滤后的数据进行整合，包括对结果排序、添加补充信息等，最后将结果以 适当的方式在电子地图上呈现。处理流程如图 1 所示：符合期望的结果目标数据过滤原始目标数据集原始查询GIS 服务数据源（1）原始目标数据集图 1 系统处理流程图表示用户初始查询的所有结果的集合。该集合中的所有数据来自公共的 GIS 数据库， GIS 数据库是某区域内关于一定地理要素特征的数据集合，存放地理要素的属性数据，即描 述地理要素空间分布位置的数据7。这些原始目标数据是目前大多数地图网站一次地图搜 索的最终结果。该结果为满足用户某一输入条件下的所有查询结果的集合，但不包含有关该 用户的任何信息，也不包含与该用户
9、有关的人的任何信息。（2）目标数据过滤 根据用户信息及用户社会关系信息对数据进行过滤，分为以下几部分，如图 2目标数据整合用户环境信息过滤用户环境信息管理用户关系过滤用户关系信息管理图 2 目标数据过滤模块（3）用户环境信息管理 管理属于每个用户本身的信息，其中包括该用户的属性，当前的地理位置，以及该用户历史信息的记录等。这需要对用户的信息进行分类存储，其属性信息可以采用标签方式进行 分类，例如，用户当前地理位置可以用标签标示，用户爱好可以使用标签标示； 属于每个分类标签的用户属性信息可以根据用户的需要或者用户环境的变化实时进行更新， 标签种类应是可扩展的，以适应未来用户信息的扩充。（4）用户
10、环境信息过滤根据用户环境信息对原始目标数据过滤加工，使之带有用户环境属性。对于过滤环境信 息，过滤筛选与操作发起用户的信息相适应的信息，这些信息将作为地图搜索的查询条件进 行地图检索查询处理；对于可显示环境信息，挑选出和用户查询相关的具有代表性的信息， 作为对查询结果的补充说明加以显示，也可以直接作为查询结果显示。（5）用户关系管理 管理用户的社会关系网络，包括用户的一度、二度好友列表，好友所在群组，具有特殊关系的好友等等。通过该模块可以快速检索到某一用户的社会关系网以及该用户在该社会关 系网络中的位置。用户的社交网络信息源由用户关系数据库提供，该数据可以从主流的 SNS 网站获取，也可以根据
11、需要建立应用于某一项特定服务的 SNS 服务器作为数据源，并且能 够方便的建立地理信息与用户的联系。（6）用户关系过滤 利用用户社会关系对原始目标数据进行过滤，过滤后的数据主要体现用户好友的元素。（7）目标数据整合 对经过两部分过滤后的数据进行整理，并根据用户需求对数据进行取舍，也可以根据某些优先级设置对最终数据进行排序，确定搜索结果。5.用户环境感知在电子地图上的实现下面以电子地图搜索服务中兴趣点（POI）搜索为例，描述一个用户在移动终端的电子 地图上查询某一类兴趣点的过程。假设可以获取到的该用户的环境信息： 当前位置：北京邮电大学 用户身份：大学生社交网络信息：他的大学好友相关信息，包括有
12、好友对该 POI 的评价，简单起见，定 义对某兴趣点的评价为 “推荐”与“反对”两种，将来若需要也可对该项进行扩展。用户在终端上输入查询条件，Category 表示欲查询兴趣点的分类，例如输入“School”表 示查找学校； “scale”表示查询范围，当查询你的好友推荐的 POI 时可以将 public 选项改为 friend，如图 3图 3 查询输入框该次搜索表示该用户想要搜索周围的学校，由于探测到该用户属性为大学生，所以搜索 到的结果中大学校园放在靠前的位置，他的同学中如果有对学校的评价则显示在地图查询结 果的描述区域中。查询出的结果如图 4 所示：6.总结图 4 电子地图搜索结果本文介
13、绍了基于用户环境感知的电子地图搜索的实现方法，该方法使电子地图搜索服务更具有人性化，搜索更加准确，更加符合用户的最终目的。不过仍有一些问题有待完善，比 如如何实现更加精确高效的数据过滤算法，如何进行用户数据的科学化管理等等，这也将是 作者可能的下一步研究工作。参考文献1唐中实,朱贤泽, 基于 AJAX 的 Internet 地图服务方法初探J. 测绘工程,第 32 卷 3 期2 Ackerman, M., Darrell, T., & Weitzner, D. J. (2001). Privacy in context3Towards a Better Understanding of Con
14、text and Context-Awareness DGeorgia Institute of Technology:Atlanta4Agre, P. E. (2001). Changing places: Contexts of awareness in computing. 5Grudin, J. (2001). Desituated action: Digital representation of context.6电子地图与地理信息的公共服务J.测绘工程,第 16 卷 6 期7John P Wilson,A Stewart Fotheringham,Pip Forer.Transa
15、ction in GIS,Oxford:BlackwellPublishersLimited,2001.8http:/en.wikipedia.org/wiki/Context_awarenessUser Context Awareness-Based Electronic Map SearchServiceLi BinBroadband Network Research Center, Beijing University of Post and Telecommunications, Beijing（100876）AbstractThis paper made a detailed stu
16、dy of electronic map and context awareness theses, and aims to mergethe two techniques together in order to achieve more individualized, user-friendly and welcoming search results.To fulfill that goal, a very elaborate study of the principles of context awareness was carried out from the context inf
17、ormation retrieval and filtration to the classification and organization of those information. Furthermore, the author also proposed an application framework of the context awareness-based electronic map search service, and discussed some implementation problems and their solutions. Finally, this paper summarized the whole paper and pointed out the advantages of the framework proposed and the future works.Keywords: Context Awareness; GIS; electronic map; searching