環(huán)太行山著名旅游景點(diǎn)多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)研究與建立①

康利軍++李博理

摘 要：在地理信息系統(tǒng)和旅游業(yè)飛速發(fā)展的今天，發(fā)展旅游業(yè)是提升地區(qū)知名度和綜合競(jìng)爭(zhēng)力的重要途徑。但是如何提供景區(qū)的旅游信息，展現(xiàn)景點(diǎn)魅力，吸引廣大游客到來，是發(fā)展地區(qū)旅游業(yè)必須解決的問題。GIS與多媒體技術(shù)的發(fā)展與廣泛應(yīng)用使得這些問題有了一個(gè)較好的解決。該文對(duì)太行山景點(diǎn)的分布進(jìn)行詳細(xì)的分析，利用GIS的二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)環(huán)太行山著名旅游景點(diǎn)的三維可視化功能，詳細(xì)地向游客介紹了太行山脈，對(duì)太行山范圍內(nèi)的景點(diǎn)做系統(tǒng)規(guī)劃，幫助游客做出及時(shí)有效地決策，節(jié)約出行時(shí)間。

關(guān)鍵詞：GIS 多媒體 三維可視化 旅游景點(diǎn) 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖分類號(hào)：F59 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2017）06（c）-0044-06

Abstract：With the rapid development of the geographic information system and the tourism， the tourism is an important way to enhance the regional awareness and comprehensive competitiveness. However， how to provide the tourist information of the scenic spots， showing the charm of the attractions， attracting the tourists come， the development of the tourism in the region must be addressed. The emergence of GIS and the application of multimedia make these problems have a better solution. This paper makes a detailed analysis of the distribution of Taihang Mountain scenic spots，and uses the GIS secondary development technology to realize the 3D visualization of some scenic spots in Taihang Mountain； Introduced to tourists the Taihang Mountains in detail， planned the attractions of the Taihang mountain systematically. To help visitors to make timely and effective decisions， and save travel time.

Key Words： GIS； Multimedia； 3D visualization； Scenic spots； Systematic design

近年來，隨著社會(huì)的快速發(fā)展，人們的生活水平普遍提高，越來越多的人已經(jīng)開始追求高品質(zhì)的生活，旅游己經(jīng)成為人們現(xiàn)代生活重要的組成部分。然而旅游業(yè)在發(fā)展過程中很多硬件、軟件上的不足和缺陷一步步暴露出來，成為我國(guó)旅游業(yè)成熟和騰飛過程中的一道無法跨越的障礙[1-3]。目前，信息服務(wù)的網(wǎng)絡(luò)化、集成化、低成本是發(fā)展趨勢(shì)。因特網(wǎng)上的旅游網(wǎng)站眾多、內(nèi)容多樣，有些網(wǎng)站提供在線訂房、購(gòu)買機(jī)票等消費(fèi)性服務(wù)，有些網(wǎng)站則以提供內(nèi)容信息為主。這些網(wǎng)站提供的內(nèi)容廣度夠?qū)?，但深度卻不足，且缺乏系統(tǒng)性信息，以至于旅游信息雜亂無章、信息獲取手段匱乏，這會(huì)使旅游消費(fèi)者在進(jìn)行旅游目的地選擇時(shí)，面對(duì)龐雜而無序的零散信息而無從下手，最終在盲目或混亂狀態(tài)下做出隨機(jī)選擇，隨之而來的，將是消費(fèi)者信心的下降和旅游業(yè)潛在消費(fèi)群體的巨大損失。影響一個(gè)旅游者是否出行的因素主要是到達(dá)旅游景點(diǎn)的出行費(fèi)用、出行時(shí)間和旅游者的行為特征[4]。因此，以快捷的方式給出游者提供分類清晰、項(xiàng)目完備的旅游信息和費(fèi)用查詢，將會(huì)是打開這個(gè)瓶頸的關(guān)鍵[5]。而利用GIS構(gòu)建一套旅游信息服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)，將各景點(diǎn)可視化無疑是最恰當(dāng)也最具可行性的方式。利用信息技術(shù)帶動(dòng)旅游景區(qū)等傳統(tǒng)行業(yè)的發(fā)展，建設(shè)覆蓋旅游景區(qū)范圍的信息可視化共享平臺(tái)，達(dá)到“信息共享、綜合利用”的發(fā)展目的，將大大提高旅游景區(qū)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力和管理服務(wù)水平，為各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、運(yùn)營(yíng)管理人員和廣大游客提供更加直觀而豐富的旅游信息[6-9]。這對(duì)于增強(qiáng)景區(qū)綜合管理能力，提高景區(qū)經(jīng)濟(jì)效益，都將產(chǎn)生一定的推動(dòng)作用。

1 信息可視化理論

Card等人對(duì)信息可視化（information visualization）的定義為：對(duì)抽象數(shù)據(jù)使用計(jì)算機(jī)支持的、交互的、可視化的表示形式以增強(qiáng)認(rèn)知能力[11]。與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)圖形學(xué)以及科學(xué)可視化研究不同，信息可視化的研究重點(diǎn)更加側(cè)重于通過可視化圖形呈現(xiàn)數(shù)據(jù)中隱含的信息和規(guī)律，所研究的創(chuàng)新性可視化表征旨在建立符合人的認(rèn)知規(guī)律的心理映像（mental image）。經(jīng)過20余年的發(fā)展，信息可視化已經(jīng)成為人們分析復(fù)雜問題的強(qiáng)有力工具[12]。

1.1 地理信息系統(tǒng)

地理信息系統(tǒng)（Geographic Information System，GIS）將地圖的視覺表達(dá)、強(qiáng)大的空間分析功能與數(shù)據(jù)庫(kù)功能結(jié)合在一起，從而提供了一種對(duì)空間數(shù)據(jù)的集管理、顯示、分析、表達(dá)、查詢?yōu)橐惑w的綜合的智能化手段[13]。將可視化與空間信息相結(jié)合，將景區(qū)全貌展示給游客，以便游客對(duì)該景點(diǎn)快速的熟知。在GIS中三維可視化的核心是ArcScene功能模塊，GIS三維可視化提供了對(duì)景點(diǎn)信息有效的可視化和分析，可以從多個(gè)角度來瀏覽表面數(shù)據(jù)，直觀地給旅游者展示景區(qū)全貌。該論文主要采用該方法對(duì)太行山景點(diǎn)進(jìn)行三維可視化導(dǎo)航顯示。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

Williams和Hobson首次提出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)必然對(duì)旅游業(yè)產(chǎn)生很大的影響，旅游業(yè)將步入一個(gè)虛擬旅游的時(shí)代[14]。虛擬旅游是指通過互聯(lián)網(wǎng)或其他載體，將旅游景區(qū)或者一些具有旅游價(jià)值的文物古跡、社區(qū)建筑等進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，動(dòng)態(tài)且逼真地呈現(xiàn)在游客面前，使游客根據(jù)自己的意愿選擇游覽路線、游覽速度及視點(diǎn)，足不出戶就可以游覽遠(yuǎn)在萬里之遙的風(fēng)光美景，讓參與者在虛擬的環(huán)境中體驗(yàn)旅游的樂趣[15-16]。網(wǎng)上虛擬旅游可以提供給用戶類似于實(shí)地游覽的360度環(huán)視、場(chǎng)景切換、虛擬漫步、視角切換等功能，并且用戶可以通過不同類型網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行接入，為不同接入方式的用戶提供相應(yīng)的網(wǎng)上旅游內(nèi)容[17]。

1.3 大數(shù)據(jù)可視化

大數(shù)據(jù)可視分析旨在利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)化分析能力的同時(shí)，充分挖掘人對(duì)于可視化信息的認(rèn)知能力優(yōu)勢(shì)，將人、機(jī)的各自強(qiáng)項(xiàng)進(jìn)行有機(jī)融合，借助人機(jī)交互式分析方法和交互技術(shù)，有效地融合計(jì)算機(jī)的計(jì)算能力和人的認(rèn)知能力，以獲得對(duì)于大規(guī)模復(fù)雜數(shù)據(jù)集的洞察力，輔助人們更為直觀和高效地洞悉大數(shù)據(jù)背后的信息、知識(shí)與智慧[18]。近年來，可視化分析研究很大程度上也圍繞著大數(shù)據(jù)的熱點(diǎn)領(lǐng)域，例如：聯(lián)網(wǎng)、社交網(wǎng)絡(luò)、城市交通、氣象變化、旅游業(yè)等。將可視化與旅游業(yè)相結(jié)合，挖掘游客出行的大數(shù)據(jù)信息，大大方便了旅游業(yè)的發(fā)展。

2 研究區(qū)域概況

2.1 太行山及其著名景點(diǎn)

太行山是中國(guó)東部地區(qū)的重要山脈和地理分界線，位于山西省與華北平原之間，縱跨北京、河北、山西、河南四省市，山脈北起北京市西山，向南延伸至河南與山西交界地區(qū)的王屋山，西接山西高原，東臨華北平原，呈東北-西南走向，綿延數(shù)400余公里。它是中國(guó)地形第二階梯的東緣，也是黃土高原的東部界線[10]。太行山大小景點(diǎn)眾多，該文選擇太行山脈上景區(qū)級(jí)別為4A及以上的風(fēng)景區(qū)，分別為河南安陽(yáng)的太行大峽谷、新鄉(xiāng)的萬仙山風(fēng)景區(qū)、焦作的云臺(tái)山、濟(jì)源的王屋山、山西沂州的五臺(tái)山、晉中的五金山國(guó)家森林公園、陽(yáng)泉的藏山、長(zhǎng)治的王莽嶺、河北邯鄲的京娘湖和邢臺(tái)的大峽谷、石家莊的蒼巖山、保定的百里峽。

2.2 數(shù)據(jù)源及其處理方法

該文所需要的數(shù)據(jù)包括地圖數(shù)據(jù)和文本、圖片、視頻等多媒體數(shù)據(jù)，具體如下。

（1）地圖數(shù)據(jù)。該論文主要搜集到了河南、河北、山西三省的DEM數(shù)據(jù)，三省省域圖，全國(guó)主要道路、水系等矢量柵格數(shù)據(jù)，并利用ArcGIS建立geodatabase數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理，并進(jìn)行裁剪、疊加、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等。

（2）文本數(shù)據(jù)。文本信息主要是景點(diǎn)的屬性信息，對(duì)景點(diǎn)的有關(guān)介紹等文本資料。

（3）圖片、視頻等多媒體資料。圖片主要是通過網(wǎng)站下載，下載相關(guān)的景點(diǎn)圖片，保存為JPG格式，并利用Photoshop對(duì)圖片進(jìn)行裁剪、顏色處理等等；視頻數(shù)據(jù)主要來源于各省對(duì)景區(qū)的宣傳視頻，收集視頻之后利用AdobePremiere視頻處理軟件對(duì)視頻進(jìn)行加工處理，確定其分比率等。

通過對(duì)上述數(shù)據(jù)的搜集，制作出太行山著名旅游景點(diǎn)的三維效果圖，并借助GIS二次開發(fā)平臺(tái)設(shè)計(jì)相關(guān)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)太行山景點(diǎn)進(jìn)行文字、圖片、視頻等多媒體信息的展示，通過內(nèi)置景點(diǎn)鏈接導(dǎo)游路線圖實(shí)現(xiàn)輔助導(dǎo)航等功能。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)框架

環(huán)太行山著名旅游景點(diǎn)多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)框架主要包括三層，即為數(shù)據(jù)層、功能層、用戶層。最底層是由數(shù)據(jù)源組成的數(shù)據(jù)層；數(shù)據(jù)層的建立是基于GeoDatabase地理數(shù)據(jù)庫(kù)；中間層是功能層，采用以C#為基礎(chǔ)語(yǔ)言的ArcEngine組件式開發(fā)；最上層為用戶層，用戶可根據(jù)自身需求進(jìn)行各種操作，享受系統(tǒng)提供的太行山旅游景區(qū)數(shù)據(jù)，以實(shí)現(xiàn)景觀的三維可視化顯示，以便做出更好的出行選擇，系統(tǒng)框架如圖1所示。

3.2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)采用C#語(yǔ)言，在ArcGIS的基礎(chǔ)上輔以ArcEngine組件開發(fā)包進(jìn)行開發(fā)。C#編程語(yǔ)言是一種面向?qū)ο蟮母呒?jí)語(yǔ)言，它有著自身獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)：（1）語(yǔ)法自由、簡(jiǎn)潔；（2）安全性良好；（3）靈活性與兼容性強(qiáng)；（4）支持跨平臺(tái)[19]。ArcGIS Engine是ESRI公司推出的地圖組件庫(kù)，基于Arc Object構(gòu)建的，幾乎封裝了ArcGIS的全部功能，是一套完備的、具有極大通用性的嵌入式GIS組件庫(kù)，并支持全部標(biāo)準(zhǔn)的開發(fā)環(huán)境。

環(huán)太行山著名旅游景點(diǎn)多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主要思路是將ArcGIS中與三維顯示密切相關(guān)的GIS模塊ArcScene通過組件式開發(fā)技術(shù)應(yīng)用到景點(diǎn)顯示中，以此實(shí)現(xiàn)景區(qū)視頻播放，圖片展示，票價(jià)查詢、路徑查詢等功能，更好地向游客展示了太行地區(qū)的風(fēng)貌，并可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行最佳路徑選擇，系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示。

3.3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.3.1 系統(tǒng)主界面

系統(tǒng)主界面按照人際交互友好、便利、簡(jiǎn)潔的要求設(shè)計(jì)，如圖3所示。系統(tǒng)界面上方為工具欄，主要設(shè)計(jì)了該系統(tǒng)想要實(shí)現(xiàn)的幾個(gè)功能，通過ArcGIS Engine中的SceneControl控件添加三維數(shù)據(jù)，利用ArcScene三維顯示展示其景點(diǎn)地貌特征，工具欄采用中文菜單，分類清晰；中間為地圖顯示窗口；右側(cè)上方嵌入視頻，使游客可以領(lǐng)略太行山的整體風(fēng)光；右側(cè)下方主要是對(duì)景區(qū)票價(jià)的查詢，游客可根據(jù)自身需求對(duì)票價(jià)和海拔高度做權(quán)重選擇，選擇結(jié)果可顯示在界面最下方。

3.3.2 地圖操作功能

地圖操作主要是方便游客使用該系統(tǒng)，用戶可根據(jù)自身需要控制視圖的范圍，主要設(shè)計(jì)了地圖放大、縮小、導(dǎo)航、飛行、漫游、全圖顯示等功能，使之可以根據(jù)自身的需求進(jìn)行全要素的三維顯示。

3.3.3 景點(diǎn)鏈接功能

該功能的使用是加載太行山整體地圖文檔后，通過點(diǎn)擊各個(gè)景點(diǎn)在太行山上的圖片，鏈接到該景點(diǎn)的詳細(xì)信息，便于用戶對(duì)具體景點(diǎn)的詳細(xì)認(rèn)知，可根據(jù)導(dǎo)航示意圖進(jìn)行路線的選擇。以云臺(tái)山為例，展示云臺(tái)山的視頻、圖片、文字說明及路線導(dǎo)航示意圖如圖4所示。

4 結(jié)語(yǔ)

環(huán)太行山著名旅游景點(diǎn)多媒體導(dǎo)航系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了GIS與旅游信息的有機(jī)結(jié)合，主要將景區(qū)的旅游信息以圖片、視頻、文字等形式展現(xiàn)給游客。與傳統(tǒng)的旅游系統(tǒng)相比，該系統(tǒng)將空間信息與旅游信息統(tǒng)一起來顯示在電子地圖上，并在電子地圖上可以進(jìn)行地圖的放大、縮小、漫游等；同時(shí)實(shí)現(xiàn)了景點(diǎn)票價(jià)、海拔等查詢功能，對(duì)景點(diǎn)做輔助導(dǎo)航顯示，使游客能夠更好地選擇出行方式。該系統(tǒng)對(duì)游客出行節(jié)約了時(shí)間，降低了成本，提高了效率，對(duì)其他景點(diǎn)的可視化具有一定的參考意義。但是在實(shí)際運(yùn)行中，由于旅游本身還受到諸多因素的影響，情況較為復(fù)雜，且該系統(tǒng)著重于實(shí)現(xiàn)景點(diǎn)的可視化，以美觀為重要依據(jù)，因此，還需要不斷地改進(jìn)完善才能達(dá)到更好的效果。

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