赵管乐

[摘要]在信息化时代的大背景下，“智慧城市”和“智慧交通”已经成为地理信息行业中的热门话题。随着国民经济的发展和人民生活水平的提高，私家车的大量出现使得城市的交通面临巨大的压力，在这巨大压力的背后大量私家车的停放地点已由普通的地面停车场转变成了地下车库。但考虑到实际的地下车库往往都有面积大、结构单一、内部无明显地标特征等因素往往使得不熟悉车库环境的车主将汽车停放后便难以再次准确、快速找到自己停车的车位。因而，本文根据以上的问题在基于GIS的基础上利用目前流行的手机二维码识别技术对以上问题的解决提出构想和思路。

[关键词]GIS；手机二维码；地下车库；快速定位；智能决策

[中图分类号]G20 [文献标识码]A [文章编号]1671-5918（2016）08-0077-03

doi：10.3969/j.issn.1671-5918.2016.08.035[本刊网址]http//www.hbxb.net

引言

如今GIS的快速发展已延伸到许多行业，而发展GIS的本质性目的则是使我们的生活变得更加“智慧”。移动式GIS发展是GIS平民化的一种重要手段和体现，目前手机的大量普及为移动GIS的发展提供了先驱的条件，而GIS真正走进平常百姓的生活则需要发现日常生活中GIS能够发挥其独特作用的地方，并将其与当下的主流IT相结合形成能便于普及、应用和发展的GIS应用。将GIS和二维码技术应用到生活中的人们易在地下车库中“迷路”的问题是本文的研究主题，探讨如何利用现有的、简便的GIS技术和手机二维码识别技术解决这一问题，旨在能提供为人们外出停车时带来便利的移动GIS应用开发思路。

一、市场需要说明和发展价值

近几年，我国私家车消费保持快速增长2013年达10519.53万辆，较上年增长13%。由此大致可看出，私家车的保有量存在明显的逐年递增趋势，由此而引发的一系列交通问题也随之出现。其中，车辆的停放问题早已不能由单纯的地面停车场来满足，取而代之的则是大量的地下停车库。地下车库的广泛使用不仅节约了宝贵的城市土地还为停放车辆的管理、开发成本的减少带来了益处，因此现在绝大多数的房地产开发商会选择修建地下车库，尤其是小区、商场、医院、商务楼等都配有地下车库。

通常地下车库往往都有以下特点：面积大、结构单一、无明显的参照路标、内部大多呈格网状，正因地下车库的以上特点使得人在车库中方向感不强，不容易快速准确地定位。对于不熟悉地下车库环境或无固定车位的车主很容易将汽车停入车位后就难以再次确定自己的停车的车位，甚至在地下车库中迷路。利用目前流行的扫描二维码这种简单易操作、快捷、普及性高的方式快速帮助车主寻找到自己的车位在如今智能手机普及、新兴IT技术快速发展的背景下拥有一定的市场需求以及可被开发性。

GIS的发展的大市场是进入社会，进人家庭中，当前地理信息产业的发展必然需要依靠市场大量需求的刺激来推动。2006年度国产空间信息系统软件测评（第11次测评）结果显示，参加该年度测评的软件共57个，全是具有国产自主知识产权的空间信息系统软件，其中地理信息系统（GIS）类软件42个，占总数的73.68%，包括GIS基础软件4个、桌面GIS软件1个、GIS专业软件18个、GIS应用软件19个。可见这样的前提下，发展以及推广一项GIS应用不管是从技术、人员、软硬件等方面来考虑都具有良好的先决条件。GIS产业的发展在某种程度上极大地依托于“创新驱动”，这是对GIS这一依赖计算机软硬件而构建起来的赋予了空间位置属性的信息系统的第一发展动力也是潜在的发展价值所在。考虑到目前智能手机的应用市场上存在大量可被用户选择的手机应用，并且大部分主流的、选择性高的应用都具备了扫描二维码的功能。因此，可以将目前这些大众化的手机应用或者利用现有的各大平台开发出移动端的GIS应用作为发展和实现通过扫描二维码快速在地下车库定位这一功能的基础使用平台。

综上所述，利用现有的各项客观基础条件来实现基于GIS手机二维码在地下车库定位应用是具有较高的可行性以及一定的发展潜力的，并能在此思想的基础上开发出多种形式的GIS产品以及应用。

二、应用的基础--二维码识别技术和GIS技术

（一）二维码识别技术

二维码是用某种特定的几何图形按一定规律（二维方向上）分布的黑白相问的图形记录数据符号信息。如今，二维码的普及主要集中在智能手机的使用人群中，其广泛地应用于各种网络应用、网络传媒以及网络服务中，因其方便快捷、简单实用受到了广泛的关注和认可，已成为一种时尚潮流。

常见的二维码与以往我们熟悉的一维码有所不同，不仅仅在二者的编码方式上有所区别，在信息存储能力、识别速度、识别解译方式、安全性、可支持度以及成本等各方面均存在差异。但与一维码相似的是二维码的识别都需要利用外部设备的拍摄或扫描功能对条码进行获取后，在通过解码器对条码进行解码以获得其携带的信息。所谓手机识别二维条码，即利用手机终端的拍摄功能，实现对二维条码的识别以及存储数据的读取，甚至可以通过手机终端的移动网络连接功能，实现二维条码对应的网络应用。随着第三代移动通信（3G）时代的到来，手机功能增多，为二维条码的应用提供了更加广阔的空间，手机条码阅读引擎的开发使二维条码以手机为载体，拓展到移动通讯行业，只不过是在编码技术上根据手机识读的特点专门设一计了条码。手机二维码简化了手机用户信息输入，提升用户获取信息的能力、拓展手机上网人口，让用户在任何地点、通过任何媒体随时地获取任何内容，促进了媒体、通信和互联网的融合。

通过手机摄像头对二维码进行扫描后到用户获得二维码携带的信息的大致过程可描述为：扫描二维码一灰度化一去噪一二值化一寻找探测图形一译码与纠错一显示传输数据。

在基于本应用的前提下可以对地下车库的每个车位生产一个对应的二维码，用人眼不易区分的二维码作为对各个车位的区分以及一些后续的功能的基本条件。二维码的生产是一个较为繁琐复杂的过程因此本文在这里不作说明，有所需要请参看相关文献资料。

（二）GIS技术

GIS是利用集成融合多种技术的一门综合型技术。其核心为五个方面内容：位置、条件、变化趋势、模式和模型，是以采集、存储、管理、分析、描述和应用相关数据的信息系统。基于不同的方面和侧重点对于GIS的传统定义有很多，对于本应用而言GIS体现的是它的存储、空间查询与分析、成果的输出和描述等方面的功能。

GIS中的存储不同于其他意义上的简单存储字段那样简单，而是在空间数据库中进行数据的存储和管理。在空间数据库中存储的信息不仅包含简单的属性信息也就是我们常说的字段，还包含着存储对象的空间信息即在空间中的位置信息，这是区别于其他数据库最直接的一点。GIS的空间查询和分析是整个GIS的核心部分，承担着GIS最主要的工作。空间分析则是对GIS所处理的对象进行复杂的运算，通过算法得出结果来满足用户需求的过程，其包含三个层次：空间检索、空间拓扑叠加分析、空间模型分析。对于GIS的可视化和输出则是GIS在人机交互环节中重要的部分，GIS不仅可以输出全要素的地图，还可以根据用户的不同需要输出不同层次的各类数据。在本应用中对于GIS技术的要求主要体现在空间分析和成果的输出上，类似于其他的移动GIS产品一样可以依托目前的各类GIS平台进行开发。

三、应用的基本功能

（一）定位导航功能

前面提到在大型的地下车库中人们往往由于对陌生的车库不熟悉而不能准确的在车库中辨别方向从而不能快速的寻找到自己停车的车位。因此在GIS与手机二维码的支持下本应用的主要功能之一便是定位导航功能。

实现定位导航功能的前提是将二维码作为一种被赋予了空间位置属性的标识，也就是说二维码所携带的信息是每个车位在车库中的位置信息，每个车位拥有一个属于自己的二维码，就好比是车位的身份证，通过扫描二维码的方式来获取车位的空间位置信息并通过场景地图或者语音导航的方式呈现给用户。二维码在这里实际就是一个简单方便的链接，和普通的二维码一样的工作原理，只不过此应用中的二维码链接的只是存储在云端或者某服务器中一副用户所在地下车库的地图和车位的具体位置信息。只通过二维码所携带的信息还不能完成此应用的导航功能，还需要智能手机都配备的定位服务，通过手机的定位服务功能用户可以在车库的地图中直观的获取自己当前所在位置与目标车位间的相对空间位置关系，这样和大多数地图所具有的导航功能一样具有相同原理。

这里具体描述定位导航功能的整体步骤，首先是用户在车库中停好车后用手机上的各类支持该功能的应用对该车位对应的二维码进行扫描，得到推送的车库地图和当前车位的具体位置信息，得到的信息会被暂时的保留在用户的应用端，完成了二维码的扫描后用户便可以离开车库。当用户再次返回车库需要该应用提供帮助时便可以在应用中打开事先得到的车库地图和车位位置信息，在当前车库的地图上会标注用户停车车位的位置，并由手机自带的定位服务在此地图上也呈现出用户当前所在的位置，用户便可以根据自己与车位间的相对位置利用地图或者语音提示找到自己的车位。此外用户也可以直接通过车位位置的文字信息直接在车库中根据提示牌或其他指示信息找到车位。

（二）智能决策和辅助功能

空间查询与分析是GIS的功能之一，同时也是GIS的核心，是GIS区别于其他信息系统的本质特征，对事务的处理提供智能决策上空间查询与分析是最主要的支持技术。

在本应用中，根据实际的情况提供如下几种决策和辅助功能：

1.根据用户所在车位的位置利用GIS空间分析中的最优路径分析等为用户提供最佳的车库出口选择。其中分析的因素包括停车位距离出口的距离、出口外道路交通情况、用户前往目的地方向等。

2.通过用户扫描车位二维码来识别车位的使用性质。即该车位为已出售车位还是未出售公用车位，若为已出售的私人车位则可以先将车停入，如果车位主人需要使用车位则可以再次扫描车位的二维码来获得正在使用车位车主的联系方式以协调车位的使用。但实现该功能需要在此应用得以普及的基础上才能得以实现，而且在个人隐私上的安全上要得到保障。

3.在车位紧张的情况下，通过用户自身的定位或者手动选择所在车库，利用简单的空间查询技术来帮助用户快速寻找到车库中的空闲车位。同样该功能的良好实现也需要在应用得以普及的前提下。

4.大多数的车库对外来车辆停车是需要收取停车费用的，因此用户主停车时对车位的二维码进行扫描后便开始对停车时间进行计时，当用户需要离开时便可以再次扫描二维码并利用现有的各种移动端的支付方式完成对停车费用的支付，或者利用此二维码在车库的出口处作为凭证进行停车费用的结算。

以上所提及的智能决策和辅助功能大多基于一定的条件下才能得以实现，这里作为该应用发展的构想提出。但随着智能移动设备的普及以及相关技术的快速发展和成熟，开发更为成熟的移动GIS将成为未来地理信息产业发展的一大主题。

四、结语

本文中所提及的基于GIS的二维码在地下车库中的应用是针对以上所提到的实际问题所提出的，在这里只是对应用的大致原理和功能做出简单的介绍和说明，在现有的某些条件下实现该应用还存在着困难，例如在地下车库中手机是否能接收到信号、应用普及程度对其使用效果的影响等是应用发展的过程中可能会遇到的困难。因此完全实现该应用还需要更深入的研究和学习，解决相应技术上的问题，进一步的在理论的基础上实现这一应用。