宁夏智能化旅游管理信息系统设计及应用研究

赵多平

(宁夏大学 资源环境学院，银川 750021)

国务院于2009年12月颁布《关于加快发展旅游业的意见》（国发［2009］41号），将旅游业定位为国民经济的战略性支柱产业和人民群众更加满意的现代服务业，进一步提升了旅游业在国民经济中的战略性地位。宁夏回族自治区党委、政府将旅游业定为新的经济增长点和特色产业来培育，确立了以打造“西部独具特色旅游目的地”和“面向阿拉伯国家和穆斯林地区的国际旅游目的地”为目标的宏伟蓝图，目前已经形成了以两山一河（贺兰山、六盘山、黄河）、两沙一陵（沙坡头、沙湖、西夏陵）、两文一景（回族文化、西夏文化、塞上江南特色景观）为核心的A级以上景区31家，其中4A级及以上景区11家，在中国西北旅游圈发展格局中占有了一席之地，旅游业的快速发展取得了极好的业绩和经济效益，2010年接待国内游客就已经突破1000万人次，入境游客1.79万人次，实现旅游总收入67.8亿元，相当于全区GDP的4.12%。但宁夏传统的旅游管理方式已远远不能满足游客多层次的需求和旅游资源的动态变化趋势，信息技术在旅游行业里的应用范围窄、深度浅，成为旅游行业快速稳步发展的“瓶颈”，其中信息化和智能化管理是亟待解决的关键技术问题之一，迫切需要借助以空间信息处理为核心的地理信息系统（GIS）技术支撑,构建具有内容丰富，功能强大的空间信息管理系统、空间信息分析系统、空间信息查询系统及三维影像显示系统等功能的智能化旅游管理信息系统。因此，本文将地理信息系统技术和多媒体制作技术引入到宁夏回族自治区的旅游系统中来，开发具有编辑测量、精确定位、信息查询、资源动态管理和路径优化决策模块的宁夏智能化旅游信息系统，实现空间数据与属性数据关联的多媒体地图和全区旅游资源的高效利用与管理，以此整合宁夏全省现有旅游资源，进一步缩小与其他省份之间的信息化水平差距，为实现宁夏旅游产业跨越式发展提供信息管理技术体系保障，同时为游客带来前所未有的便利和全新的服务。

该旅游信息系统旨在实现以下几个具体目标：一是结合宁夏典型旅游景区及周边进行旅游资源的实地勘察与调研，构建宁夏智能旅游信息管理系统的理论基础和模型体系架构；二是旅游资源普查及数据库关联构建：在各县区旅游资源及旅游支撑系统普查的基础上，经宏观分析、计算、提炼、研究，完成空间数据库设计和属性数据库设计及关联关系创建；三是在统计分析宁夏旅游综合资源与旅游行业属性数据和景区及周边空间数据的基础上，通过系统分析、系统总体设计和数据库设计，使用现今流行的GIS软件如MapX、Supermap等，程序设计语言使用主流的开发语言进行混合编程如VB.NET、JAVA等，以及使用Authorware、Flash等多媒体制作软件作为动态交互部分的开发平台，开发出包含景区及周边旅游资源分析、景区及周边发展条件分析、游客源市场分析、景区及周边环境的空间分析和景区及周边经营管理中的静态与动态的空间分配和利用率分析等功能，实现空间数据与属性数据关联，以及多媒体图形化显示目标的宁夏智能化旅游信息系统。

1 国内外研究及技术现状

现代旅游业的快速发展，旅游需求更加趋向多样化，游客对获取旅游信息的要求更高，旅游资源管理面临复杂化变化趋势，对旅游信息化技术的发展与应用也提出了更高的要求。纵观国外对旅游信息管理系统的研究［1-6］，国外旅游信息管理系统主要有三种空间尺度的系统形式：第一种是以国家空间尺度信息系统，通过核心计算机数据库及其服务器的转换和连接，使各个终端进入系统数据库，以此整合、协调和运行全国范围内的旅游信息，如丹麦的国家旅游目的地信息系统；第二种是区域空间尺度的信息系统，该类系统主要面向区域性游客出行、酒店、门票预订和游线的信息发布和查询为目的，其数据库信息的更新快捷和针对性更加贴近游客，如奥地利罗尔旅游管理信息系统和瑞士阿彭策尔旅游管理信息系统，该方式以用户电脑终端为基础，由景区的旅游资源、旅游设施、地理环境等方面的详细的信息数据库组成，单体用户终端通过专用软件与地区性信息系统实现联网；第三种是跨区协作旅游信息系统，该类系统主要是为了满足跨地区和国际之间的旅游信息沟通与共享，采用视频传输系统，通过视频传输技术连接信息系统数据库和用户，直接实现图像之间的传输，用户就可以获取旅游地景观图像，与旅游景区保持联系，这就极大地丰富了旅游管理信息系统数据库的内容。以此大大提高了经济效益、工作效率、服务质量；同时，提高了智能化管理旅游资源和提高旅游系统效率的途径，同时也是成为强化国际旅游市场竞争的重要手段。

国内相关研究远远迟于欧美国家，从20世纪80年代初期才开始进行的。通过引进、借鉴、消化吸收国外技术经验，在理论和实践方面均取得了长足的进步，主要表现在三个方面国：第一，理论研究方面，着眼于面向管理者和旅游者的旅游信息系统查询、资源管理、游前体验目的［7-9］，在GIS软件组件式和模块构成的集成、整合和多空间尺度的旅游信息多媒体表达方面［10-13］，形成和发表了一系列专著和论文。初步形成了以旅游信息科学为载体的学科体系［14］；第二，旅游信息系统实践应用方面，在吸纳整合国内外组件式GIS软件公司MapX、SuperMap的技术性挂件的基础上，中科院遥感所、湖南地质遥感所、青海省由中国科学院青海盐湖研究所与青海师范大学、中科院遥感应用研究所和中国科学院成都山地与环境灾害研究所等科研院所及高校陆陆续续建立了面向管理层的由地理信息基础库［15-17］、旅游资源库、服务设施库、游客统计库、资料库组成的旅游资源信息系统［18-25］，和面向游客的区域旅游信息系统（Tourist-oriented Regional Tourism Information System，TORTIS ），后期系统在模块构建方面做了进一步的优化提升，增加了数据输入模块、查询检索模块、路线选择模块、显示输出模块、系统界面模块等，提高了用户需求的满足和可操作性；第三，由于大数据和云计算的兴起，引发了对智慧旅游系统的关注和构建［26-31］，在2011年1月在全国旅游工作会议上，邵琪伟局长在报告中提出了开展“智慧旅游城市”试点建设。北京市、南京市、吉林省、四川省、大连市、苏州市、黄山市、温州市、武夷山、镇江等两省八市成为首批试点地区。2012年5月国家旅游局又公布了第二批“智慧旅游城市”试点名单，增加了无锡市、常州市、扬州市、南通市、武汉市、成都市、福州市、厦门市、烟台市、洛阳市等十个城市。九寨沟等景区作为智慧旅游系统的先行者和实践者在众多院士和区域学者的引领下，做了积极有效的尝试和构建，取得了一定的效率提升和综合效益。

综上所述，国内外旅游信息系统的研究和实践方面均取得了较大的成绩，但依然存在针对游客实际需求和期望信息采集、处理和分析技术系统研究的缺失和不足，主要表现为比较重视硬件投资而忽视了针对具体区域的软件信息技术的独立研发和整合应用，由此限制了旅游资源信息系统的功能和吸引力。迅速膨胀的技术经济和知识经济已经将宁夏等边远省份远远抛在后面，主要在信息系统的空间信息的表达和分析功能非常缺乏，信息系统中的信息相当贫乏等，这对于对接国线旅游市场和满足日新月异的旅游者需求方面已经存在较大短板，显然不能适应当今信息时代的旅游业发展要求和智慧旅游的发展潮流。因此，有必要以宁夏典型旅游景区为依托展开理论和实践研究。

2 系统设计内容及技术构架

2.1 系统设计内容

2.1.1 理论基础对比研究与技术可行性分析

结合宁夏典型旅游景区及资源的实地调查，宁夏智能化旅游信息管理平台（以下简称旅游平台）的构建是对传统的旅游行业的管理与发展进行深入研究和探讨，分析了存在的行业短板，提出了行业解决方案，对旅游平台所采用的方法、技术进行探索与可行性论证。

2.1.2 基础旅游资源普查、分类与评价模型构建

对宁夏各县市典型景区旅游资源及周边旅游支撑系统调研的基础上，采用基于景观生态学的景观评估模型的综合评价法和基于时间序列分析方法的三次指数平滑法建立旅游信息系统的评价及预测模型。经宏观分析、计算、提炼、研究，完成空间数据库设计和属性数据库设计及关联关系创建，并进行数据的优化分析和统计，实现对景区的评价和预测，将结果以图形、图表等直观可视化形式表现出来。

2.1.3 空间数据库及属性数据库的设计与关联构建

空间数据主要由基础地理信息数据和专题地理信息数据组成，各空间数据按其特征以图层的方式分层存储。其中基础地理信息数据划分为一些最基本的地图图层，如省界、市界、区界、道路、水系等，专题地理信息数据则由景区、景点、周边娱乐、购物、交通等组成。按照数据分类编码体系规范化分类编码，采用分层存储，并且赋予各层地理数据属性，每个图层包括整个地图的一个方面，图上所有要素均按点、线、面要素分层。

专题地理信息数据库由旅游资源数据库和旅游服务设施数据库组成。主要包括景区、景点、娱乐、购物、宾馆、饭店、医院等的配套服务及设施的分布数据。本系统利用电子地图工具里的分层技术，将专题地理信息数据库中涉及到的景区景点及相关信息按照一定的标准分类，分别组织到不同的图层，每一个属性图层里的内容都使用特定的图符表示并对应不同的数据源，即每一个图层都是空间地图与属性地图的相互配合的分层数据。

属性数据库的数据通过两种图形对照法和预先建立属性表格法输入宁夏典型景区旅游资源、旅游设施等方面的主要属性，然后根据标示关键词和图形之间的链接，建立数据库与关系数据库的关联。

2.2 系统构架

通过对宁夏旅游业现状的分析该平台以分单元的形式（即：管理系统单元、全景虚拟体验系统单元、客流统计系统单元和电子导游系统单元等四个单元）（见图1），将各单元功能有效的组合，通过管理系统单元统一各单元的数据标准和接口，以实现有效数据的采集和分析实现建设目标。

图1 宁夏智能化旅游信息管理系统设计实施方案

第一单元：管理系统单元主要分为内网和外网部分，内网以数据统计分析及各项报表功能为主，外网以信息发布、景点展示、旅游产品、纪念品等电子商务的功能为主，旨在智能便捷的为游客提服务，在使用GIS技术的同时，引入了景观评估模型。使得原本抽象的模型变得更加直观，方便了管理部门决策；同时也为游客提供了更好的出行参考。

第二单元：全景虚拟体验系统单元主要是景点展示、说明、虚拟体验为主与管理系统单元的外网部分相结合，利用现今流行的全景拍摄技术与Web技术相结合，对景区的景点实现街景地图的效果，使用户如身临其境的感官体验，并能更多的了解自己感兴趣的景区景点。

第三单元：客流统计系统单元主要以客流数据的采集、统计、分析为主，通过客流统计与预警系统，可以做到人流预警，解决人员密集时段的预知，并为场所经营者提供准确的客流信息，及时发现重大的客流安全隐患，帮助场所管理人员在客流高峰时期采取适当的措施，正确引导客流，避免事故的发生。该单元与管理系统单元的内网系统相结合。

第四单元：电子导游系统单元是通过多媒体技术开发适用于手机操作系统和专用数据终端的应用软件，即能自动通过语音导览终端机进行讲解；同时，同步显示讲解点图片信息，实现走到哪，对应讲解到哪。该单元与管理系统单元的内网相结合。

3 系统设计与开发

3.1 系统设计程序

根据宁夏旅游行业需求分析和实际应用分析，宁夏智能化旅游信息平台（以下简称旅游平台）通过四个单元的内容组成结构，基于B/S架构以Web GIS技术为支撑，借助Ajax异步交互及GIS空间分析功能等技术，使用JAVA、VB.net、C#.net、ASP.net等开发语言和SQL Server数据库进行混合编程，分为以下几个子系统。

3.1.1 景区评估规划

建立评估模型，通过专家评测，游客评价，对景区的合理规划提供技术参考和建议意见，保证景区的最佳景观效果和管理模式，通过旅游区热度统计，区域吸引力评价，规划热门景区线路和主题线路。3.1.2 旅游门户网站

以电子地图、三维模拟和实景体验等形式，基于手机、PAD、浏览器多个终端，为游客提供信息浏览、查询、导航等人性化的服务，并对景区所在地的各项基础地理信息、旅游资源及周边设施进行统一管理。

如以吃为主的饭馆、酒店、特色农家乐等，以住为主的宾馆、旅馆等，以行为主的旅游社团等，以及涉外机关、交通、邮电、银行、医疗等配套服务设施的相关信息、天气实时信息的查询等相关旅游服务的管理。

3.1.3 客流统计分析

采用视频式客流统计,对客流数据进行统计分析和挖掘，通过采集到的流量数据，用跟踪层的方式，动态的显示在地图上，可做到每天24小时的流量动态显示，这种基于模型的机器视觉技术，能准确地统计通道口出入人数和提供人群流动方向等信息，为科学决策提供数据支持。

3.1.4 移动智能导览

基于手机终端APP,在景区内建立布局合理的wifi热点，游客可用手机扫描二维码，安装手机导览系统，为游客提供景区导游和位置服务；同时，可接入景区的人流统计疏导系统，为游客提供导游、查询和实时客流疏导提醒等服务。

3.2 关键技术突破

3.2.1 景区评估和游客评价模型的建立

通过引入基于景观生态学的景观评估模型和基于景区地图应用服务的游客评价系统，实现景区管理部门对旅游资源的开发应用和保护，更具科学性和可持续发展性。

3.2.2 客流采集分析

采用基于模型的机器视觉技术，将统计的人数和人群流动方向等信息，与电子地图的跟踪层方式相结合，实现动态实时的流量数据。

3.2.3 无线定位算法

基于WiFi射频信号强度的权重值选择的定位算法。该算法是基于WiFi射频指纹的空间定位法，移动终端通过获得WiFi有效范围内的射频指纹特征，为每个扫描到的WiFi射频指纹设定了选择区间，指纹库中落在此区间的所有位置点设平均权值，最后选取权重值最大的WiFi射频信号为待定位点，如有相同权重值的WiFi射频信号，则比较信号强度距离取最小值，通过这种算法在一定程度上克服了WiFi射频指纹信号随机抖动对定位的影响，提高了定位的稳定性和精度。定位算法运行于服务端，客户端为配备WiFi模块的Android手机。借助该定位系统，解决了当卫星信号受到各种障碍物遮挡或干扰时，无法定位或误差较大的问题。

3.3 主要模块与特色功能

3.3.1 主要模块

地图操作：平移、拉框放大、拉框缩小、全副显示、距离量算、面积量算、清除高亮、鹰眼图、比例尺、指北针等辅助操作工具。

空间查询：提供中心点查询、多边形查询、拉框查询等空间查询操作。

属性查询：用户以感兴趣的分类别（历史景观、自然景观、人文景观、其他）景点为中心，可进行属性查询和简单空间查询。

路径分析：通过一个站点列表，将在地图上拾取的若干路径站点包含进来，对他们按照自己的需求进行增删、调序之后，进行路径分析。

景观评估：相关专家通过登录景观评估平台，根据评估模型进行判断评分。平台通过统计分析算法将评分结果自动生成图表和地图。管理员可以登录平台进行评分模型的权重进行增加、删除或修改。

地图自助服务：游客可以在景区地图上自助标注、发表意见、并查看，管理员通过后台管理系统可回复和删除游客自助的标签和发表的意见。

游客评价：游客在前台根据管理员设置的评价说明选项进行评价。管理员后台登录编辑评价选项。

流量变化查看：打开流量查看，出现流量图例页面，选择时间，通过点击控制轴上两边的箭头来査看24小时内的流量变化情况，并且在控制轴的右侧会显示当前査看的时间点。

出租计价：选择起始点和终止点下拉列表框中的选择项，进行简单的出租线路总长度和费用的计算。

移动导览：将手机APP应用安装在手机终端上，根据景点位置信息找到地图上的景点，并标记出来，当靠近该景点或点击景点，便可以转到景点的介绍界面，可看到景点的图片、文字说明，同时还有语音讲解。在游览的同时，还可见自己的见闻分享到微信中，并有方便的景区周边资源的查找功能和语言设置。

3.3.2 特色功能

第一，使用目前流行的JAVA与.NET混合编程的技术，界面设计新颖独特，集视频、动画、交互和街景于一体，操作使用便捷，接口灵活，具有多平台兼容等优势。

第二，系统借鉴经典三层架构结合WCF进行开发，代码结构合理，易于维护。

第三，路径分析更具人性化，用户既可点选地图任意点进行多点路径分析，又可将地物查询果加入分析列表进行分析，同时可对列表中的站点进行位置调整、删除等操作。

第四，基于模型的机器视觉技术，对行人进行精确定位、跟踪，统计准确率达95% 以上。

第五，无线定位技术的应用，是对GPS 的有力补充。在移动智能导览系统中，集成了基于权值选择的无线信号强度获取目标位置信息的位置算法，在一定程度上减少了GPS信号由于干扰或漂移引起的定位误差，提高了游客位置信息的精确度。

4 讨论与不足

本文立足解决限制宁夏旅游业进一步稳定快速发展的信息化和智能化的“瓶颈”问题，借助以空间信息处理为核心的地理信息系统(GIS)技术支撑,构建具有强大的空间信息管理、空间信息分析、空间信息查询及三维影像显示等功能的智能化旅游管理信息系统。

通过引入了基于景观生态学的景观评估模型和基于地图服务的互动平台以及游客评价系统，采用基于模型的机器视觉技术和基于WiFi射频信号强度的权重值选择的定位算法。整合管理系统单元、全景虚拟体验系统单元、客流统计系统单元和电子导游系统单元四个单元于一体，强化游客体验和管理者智能动态化管理的动态导向特征，在一定程度上能够缩小宁夏与其他省区在智能化旅游管理技术上的差距。

但随着智慧旅游一词的问世，建设智慧旅游已经在全国范围内蔚然成风，顺应智慧旅游趋势该系统还有进一步优化和扩展的空间。尤其是大数据技术的引入将推动智慧旅游向更广更深的领域发展，其中一个重要趋向是面向游客深度体验和虚拟体验的关注，在借助智慧旅游最大程度地满足游客个性化需求和提供定制化服务，通过社交媒体和手机定位技术发展如现场救援、需求挖掘，需求响应等相关的新兴旅游服务将是智能化旅游管理信息系统的未来方向。

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