LBS核心技术揭秘

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《LBS核心技术揭秘》是作者根据实际的软件研发经验编写而成的，它弥补了目前LBS核心技术领域的市场空白，内容均是作者在LBS领域中实际工程经验的总结。全书内容包括三部分：LBS基础知识、技术架构和核心技术，内容涵盖LBS研发的所有关键技术，包括GIS知识、编程知识、技术架构、数据处理、数据挖掘、导航、显示、搜索、网络传输和后台服务。每章内容相对独立。
《LBS核心技术揭秘》内容没有华而不实的泛泛之谈，每一部分内容对实际的代码开发都有很大的帮助，希望《LBS核心技术揭秘》能成为LBS开发人员必备的一本案头书。
《LBS核心技术揭秘》不是一本读完一遍就可以束之高阁的快餐读物，而是一本能解决LBS开发人员疑难问题的参考手册。希望《LBS核心技术揭秘》能助你成为一名LBS开发的行家或快乐的程序员。

贾双成，江南大学硕士，现为阿里巴巴高级工程师，擅长于数据编译、数据挖掘的系统分析和架构设计，研究方向包括几何算法、数据编译、数据挖掘算法及应用。
曾发表专利、论文三十余篇。在研究算法之余，也喜欢涉猎管理学、哲学、心理学、历史等领域的知识。

第1部分 LBS基础知识
第1章 基于位置的服务 2
1.1 背景 2
1.2 含义 2
1.3 包含的领域 4
1.4 展望 5
第2章 基础知识 6
2.1 地图、测绘及坐标系 6
2.1.1 地图和测绘的演变 6
2.1.2 地图采集、制作 9
2.1.3 地理坐标系 10
2.2 编程基础知识 14
2.2.1 排序方法 14
2.2.2 数据结构 23
第2部分 LBS常用技术架构
第3章 LBS数据及编译的架构 38
3.1 数据的架构 38
3.1.1 点 39
3.1.2 线 41
3.1.3 线、点、线 43

　　只要打开智能手机，你就会发现LBS应用已成为主流，比如：美团、糯米、高德地图、陌陌等。但目前在市场上却没有一本书来揭示LBS的核心技术。在今天的图书市场上，虽然我们能看到很多关于网页开发、手机开发、语言编程或者地理信息系统（GIS）的书，但这些书对我们开发LBS的应用来说，都只是在描述一些"外壳"，并没有揭示出LBS本身内在的核心技术。
　　LBS技术覆盖范围广，包含了多个领域的知识，这些领域不仅包括一些已经形成专业的领域，比如：GIS、计算几何、数据挖掘、图像处理、网络通信、图论、三维渲染等，还包括一些新兴的工程领域，比如：TMC、Web Service等。
　　由于LBS技术覆盖的范围如此广泛，在工作中，我常常看到的一种情形是：很多同事是GIS技术出身，对GIS领域的知识很精通，但对计算机领域的知识却并不明白；而另一些同事是学计算机知识出身，对计算机很精通，但对GIS并不了解。由于大家的知识结构是如此不完整，所以在实际工作中，普遍存在学习成本高、进步慢的状况。我经常看到的一种情况是：不管是什么专业的人，只要新进入LBS行业，往往不能立刻工作，要经历极长的学习周期。即使是LBS行业的老兵，也往往跟不上LBS已经或者正在发生的翻天覆地的变化，很多人的知识仍然停留在GIS时代，知识面严重受限。
　　看起来，LBS已经成为一个包罗万象，谁都说不清楚的领域。但是作者在实际工作中发现，其实真正对LBS工作有用的知识并不是很多，因为许多同事可能就是在靠一两个算法过日子，只不过这些并不神秘的算法却被"封印"了而已。
　　我进入IT领域已经十年了，进入LBS领域也有五年。在LBS领域，我也经历了一个漫长的黑暗的摸索过程，所以，我希望把我在工作中常用到的技术系统地写出来，以供LBS领域的朋友参考。希望新人能够快速成长，少走弯路；也希望LBS领域的老人能借此书总结或归纳自己的知识。
　　现在的LBS浪潮只是一个开始，仅是揭开了一个序幕而已。我相信，在LBS领域，肯花时间来系统地学习一点知识是值得的。因为不管我们是得过且过，还是选择做点什么，时间总是要流走的。将时间投资在一个能长期蓬勃向上发展的领域是值得的。
　　一本参考书需要经过许多人的使用和反馈之后才能变得更加完善。由于本书作者的经验和时间有限，书中的错误和纰漏难免，敬请读者不吝指正。
　　贾双成
　　致谢
　　感谢在以往十年的工作中，所有曾与我在一起工作的同事，与你们在一起工作是本书的灵感来源。
　　感谢高德所提供的良好开发环境，以及俞永福总裁对本书的支持。
　　感谢叶旻提供了一个对开发人员来说比较简单的环境，让我能够静下心来总结以往的知识，并能一直保持对新知识的汲取和学习。
　　在本书的内容审核上，许多同事都提出了一些宝贵的建议，这些同事包括陈岳、王奇、逯志欣、刘义洲、胡守兴、朱玟征、张志斌、邹剑章。
　　感谢正在阅读本书的读者。我知道，你正走在成为未来LBS中坚人物的路上。这一路上，你要知道，你并不孤独，阅读本书，我即与你同在。
　　贾双成

　　本书如同庖丁解牛一般的阐述LBS核心技术，让你分分钟成为LBS专家。 ---- 阿里资深工程师 陈岳
　　谁看谁知道！本书是移动互联网时代核心技术解密！ ------阿里资深工程师邹剑章
　　LBS是互联网行业的兵家必争之地，本书更是LBS大数据产业里最璀璨的宝藏。 ----- 阿里工程师 王奇
　　本书把LBS开发所需的知识串联起来，既实用又深刻，并补充了市场上LBS技术开发教材的短缺。 ------ 阿里工程师逯志欣

　　背景
　　每一项新技术的出现都会产生新的商机，重大的科技创新尤其如此。智能手机作为这种革命性技术的代表，已经对人们的日常生活产生了巨大的影响。如今，不管是在地铁上，还是在餐馆里吃饭，低头看手机的人群已经占了大多数。
　　智能手机的出现不仅改变了人与人的交流方式（比如：微信、陌陌），也改变了人的购物方式（比如，O2O 的团购App：美团、糯米等），还改变了人的工作方式（比如：GPS 定位下的物流或销售人员的管理）、娱乐和休闲方式（比如：各种智能手机的游戏应用）。在这些智能手机所带来的改革浪潮中，基于位置的服务已经拔得头筹。
　　1.2 含义
　　LBS（基于位置的服务）通过无线电通信网络（如通信运营商的GSM 网、CDMA网或网络Wi-Fi）或外部定位方式（其中，用GPS 定位来获得用户位置的方法是目前的主流方法）获取移动终端用户的位置信息（某种地理坐标），在GIS（Geographic Information System，地理信息系统）平台的支持下，为用户提供的某种服务（比如：O2O、社交、游戏等）。
　　LBS 通过一组定位技术获得移动终端的位置信息（如经纬度坐标数据），从而实现各种与位置相关的服务。LBS 实质上是一种与空间位置有关的服务的统称。
　　一般情况下，LBS 系统由以下模块组成。
　　空间位置获取（定位平台）；
　　地理信息系统（GIS）；
　　业务服务；
　　信息传送；
　　移动智能终端。
　　其中，各模块的含义如下。
　　（1）空间位置获取系统
　　该模块主要通过定位技术获取移动客户准确的地理位置，这里的地理位置数据是LBS 系统的基础。该模块通常由一些定位模块（采用GPS 或者Wi-Fi，或者移动网络基站定位）构成。
　　（2）地理信息系统（GIS）
　　该模块一般体现为地图，可以自建，也可以使用第三方的大型地图服务商（如高德地图、百度地图等）所提供的GIS 服务。GIS 是整个位置服务系统的基础，负责将移动终端的地理数据信息转换成地图中可视化位置的功能。一般情况下，我们从定位系统中只能获取到终端的三维地理空间坐标，这种数据只有通过GIS 的处理，才能为业务服务系统所用。得到客户的地理位置信息也就相当于得到了客户的位置，只有得到了客户的位置，才能向客户提供相应的LBS 服务。
　　（3）业务服务系统
　　该模块为客户提供具体的业务服务。根据不同的市场细分，业务服务系统可以为不同类型的客户提供不同的服务，如为时尚青年提供基于位置的游戏、聊天、交友服务，为家庭客户、商务人士提供移动保姆、交通导航、商业广告服务，为行业用户提供车辆调度、紧急救援、物流配送服务等。
　　另外，业务服务系统还负责隐私管理、用户认证管理、业务管理和计费管理等功能。