空間信息——知曉我們所處的精準(zhǔn)位置是有用的，不論我們身在何處、在做何事。通過互聯(lián)網(wǎng)了解我們的空間信息（見圖表），并根據(jù)開放的空間標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與現(xiàn)實(shí)世界的連接。

本文摘自國際電聯(lián)電信標(biāo)準(zhǔn)化部門（ITU-T）于2013年9月發(fā)布的技術(shù)觀察報告《位置問題：物聯(lián)網(wǎng)的空間標(biāo)準(zhǔn)》。報告分析了全球在將不同空間信息來源和格式“編織”在一起方面所做的努力，它們將豐富我們的自然經(jīng)驗(yàn)并構(gòu)建環(huán)境。報告由開放地理空間聯(lián)盟聯(lián)合國際電聯(lián)撰寫。開放地理空間聯(lián)盟匯集了超過475家公司、政府機(jī)構(gòu)、研究組織和大學(xué)，旨在制定空間信息交流方面的開放標(biāo)準(zhǔn)。

今天，通過機(jī)上全球定位系統(tǒng)（GPS）芯片，所有新的智能手機(jī)均具備了位置服務(wù)功能�？梢韵驊�(yīng)用程序報告其位置的移動設(shè)備，在運(yùn)輸、應(yīng)急響應(yīng)、災(zāi)害管理、環(huán)境采樣、氣象學(xué)和海洋學(xué)研究、市政和設(shè)施維護(hù)操作、定位營銷等諸多領(lǐng)域發(fā)揮著主導(dǎo)作用。

對通用標(biāo)準(zhǔn)的需求

如同文本、圖像和視頻，空間數(shù)據(jù)需要制定其自身的標(biāo)準(zhǔn)集——例如，針對地球表面的地理空間數(shù)據(jù)和針對建筑工程坐標(biāo)系的工程數(shù)據(jù)，其標(biāo)準(zhǔn)是不同的。

標(biāo)準(zhǔn)使軟件系統(tǒng)之間的空間數(shù)據(jù)通信變得可能。在你的智能手機(jī)響應(yīng)你有關(guān)街道地址的查詢時，或者在災(zāi)害響應(yīng)中心向龍卷風(fēng)沿途的電話和電視發(fā)送警告時，由眾多標(biāo)準(zhǔn)組織定義的標(biāo)準(zhǔn)集將發(fā)揮作用�？臻g標(biāo)準(zhǔn)團(tuán)體關(guān)注位置數(shù)據(jù)的統(tǒng)一編碼問題，以及定義準(zhǔn)確、一致的業(yè)務(wù)接口的使用問題，這些接口與查找、訪問和調(diào)用基于位置的服務(wù)和相關(guān)數(shù)據(jù)有關(guān)。這些標(biāo)準(zhǔn)正發(fā)揮著重要的作用，例如，在互聯(lián)網(wǎng)瀏覽器接受你的路標(biāo)并創(chuàng)建一幅地圖以顯示你所采用的路線時，或者在它將該地圖疊加到一幅地球圖像或一幅三維等高線地圖上時。

空間處理的復(fù)雜性

溝通簡單的緯度－經(jīng)度坐標(biāo)并不復(fù)雜，但電腦期望一致性。為在業(yè)務(wù)堆棧中確�；ゲ僮餍裕枰粋�標(biāo)準(zhǔn)。地理標(biāo)記語言（GML）和開放GeoSMS定義了規(guī)則，例如，坐標(biāo)次序（緯度、經(jīng)度）；不論這些數(shù)字是被表示為浮點(diǎn)數(shù)還是度、分或秒；不論坐標(biāo)是用逗號還是空格分隔；以及精度方面的考慮（見地圖）。

今天，有許許多多的地球坐標(biāo)參考系在用。因此，規(guī)定坐標(biāo)參考系至關(guān)重要，例如，世界大地坐標(biāo)系（WGS），其最新的修訂版為WGS 84 2d。坐標(biāo)參考系表達(dá)和使用不當(dāng)可導(dǎo)致嚴(yán)重的坐標(biāo)位置誤差。GML是互操作性平臺的一部分，它使單個軟件程序能夠從多個地球成像設(shè)備控制和訪問數(shù)據(jù)，例如，在衛(wèi)星上。GML嵌入于各領(lǐng)域的國際編碼標(biāo)準(zhǔn)中，例如，天氣、航空、水文、地質(zhì)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和應(yīng)急響應(yīng)。

開放GeoSMS通過短信服務(wù)（SMS）促進(jìn)有關(guān)位置內(nèi)容的通信。短信是每一部手機(jī)都具備的一項功能，因此，所有的手機(jī)都有可能以某種標(biāo)準(zhǔn)的方法來交流位置信息。除了定義一種用于表示緯度-經(jīng)度坐標(biāo)的方法之外，空間標(biāo)準(zhǔn)必須滿足諸多互操作性要求。定義標(biāo)準(zhǔn)并提供一致的方法，來交換和處理地球參考數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以使用網(wǎng)格單元、向量、多邊形或其它描述地球特征和現(xiàn)象的方法來編碼。

信息產(chǎn)品，例如，由地圖瀏覽器提供的地圖或者由導(dǎo)航設(shè)備提供的轉(zhuǎn)向服務(wù)是復(fù)雜操作的結(jié)果，涉及不同的空間數(shù)據(jù)庫、分析引擎和顯示功能。由于在當(dāng)今的互聯(lián)網(wǎng)業(yè)務(wù)環(huán)境中，這些操作更多地在分布式系統(tǒng)而非單臺計算機(jī)上完成，因此互操作性必不可少。這些分布式系統(tǒng)必須能夠互操作，以便支持復(fù)雜的地理空間價值鏈。

標(biāo)準(zhǔn)化方面存在的差距

在GML和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)為智能手機(jī)應(yīng)用開發(fā)商提供了非凡的地理空間資源的同時，仍存在巨大的差距。戶內(nèi)和戶外位置系統(tǒng)之間是一個明顯的差距。在戶內(nèi)移動時，習(xí)慣于便利而精確的戶外導(dǎo)航服務(wù)的用戶希望實(shí)現(xiàn)無縫過渡，但至今這僅能在有限的環(huán)境中實(shí)現(xiàn)。

物聯(lián)網(wǎng)上的“物”均擁有位置信息，也常常存在位置方面的問題。當(dāng)傳感設(shè)備位于建筑物中時，它與使用來自傳感器數(shù)據(jù)的應(yīng)用密切相關(guān)。獲得準(zhǔn)確的建筑物信息——不只是樓層規(guī)劃——正變得越來越重要。要求標(biāo)準(zhǔn)能夠提供建筑物信息，例如，在整個建筑物生命周期內(nèi)要求能夠提供設(shè)備位置信息。也許大多數(shù)在新興智能電網(wǎng)中的設(shè)備都將是用戶所擁有，并置于建筑物內(nèi)部或頂部，而非戶外電力傳輸和配送網(wǎng)絡(luò)中的設(shè)施所擁有的設(shè)備。

基于位置的服務(wù)技術(shù)

基于位置的服務(wù)需要三種基本的技術(shù)和標(biāo)準(zhǔn)：網(wǎng)絡(luò)通信、定位以及空間分析和描述。對大多數(shù)基于位置的服務(wù)應(yīng)用而言，網(wǎng)絡(luò)通信通過支持手機(jī)的無線通信基礎(chǔ)設(shè)施來提供。

互聯(lián)網(wǎng)連通性使基于位置的服務(wù)能夠通過萬維網(wǎng)利用一切可用的功能：搜索、視頻和視頻會議、音樂、社交網(wǎng)絡(luò)、文件共享、購物、廣告等等。為互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議而設(shè)計的電話（智能手機(jī)）已對各種應(yīng)用程序敞開大門，它將充分利用互聯(lián)網(wǎng)上的資源（云）和手機(jī)的非凡處理能力、傳感器和圖形用戶界面，來提供前所未有的能力，這當(dāng)中許多是基于位置的。

災(zāi)害管理與響應(yīng)

緊急情況和災(zāi)害中的無線網(wǎng)絡(luò)是無價的，不僅因?yàn)榉涓C網(wǎng)絡(luò)比有線網(wǎng)絡(luò)具有更強(qiáng)的抗災(zāi)能力，而且因?yàn)樵诎l(fā)射機(jī)站點(diǎn)收集的時序數(shù)據(jù)可用于計算和報告手機(jī)的位置，即使人們的手機(jī)不具備GPS。近年來，眾包和自愿地理信息服務(wù)已成為災(zāi)害管理中的重要因素。

為了提供可更加廣泛獲得的救災(zāi)位置信息，許多志愿者組織開發(fā)了開源社交媒體、大眾外包和用戶生成內(nèi)容的應(yīng)用程序。例如，為應(yīng)對2004年12月發(fā)生的印度洋海嘯（此次海嘯給包括斯里蘭卡在內(nèi)的幾個國家造成了巨大災(zāi)難），創(chuàng)建了用于災(zāi)害管理的Sahana平臺。開發(fā)了用于以眾包形式收集危機(jī)信息的Ushahidi地圖可視化應(yīng)用程序，以描述有關(guān)2007/2008年間肯尼亞選舉后暴亂情況的報告。用于應(yīng)對東日本大地震的、使用Ushahidi平臺的危機(jī)映射網(wǎng)站Sinsai.info在地震發(fā)生后四小時推出。具備GeoSMS功能的軟件可供Android手機(jī)使用以及通過Sahana和Ushahidi使用。它提供了災(zāi)民與救援隊伍之間的通信，并將最新的位置信息發(fā)送給Sahana，以便協(xié)調(diào)救災(zāi)和救援。

智能基礎(chǔ)設(shè)施

有關(guān)智能電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的工作主要由負(fù)責(zé)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋯栴}的電氣工程師主導(dǎo)，即設(shè)備之間的連接，而不是設(shè)備位于城市或建筑物的位置。但這些設(shè)備的位置通常也很重要。交通無疑也是一個重要領(lǐng)域，當(dāng)中的行業(yè)和消費(fèi)者充分利用基于位置的服務(wù)。GPS為全世界的司機(jī)導(dǎo)航帶來了革命性的變化，并為交通數(shù)據(jù)和服務(wù)提供商創(chuàng)造了一個新的市場。企業(yè)和政府使用基于位置的服務(wù)顯著改善了后勤保障的效率，更好地解決其車隊的維護(hù)和跟蹤問題。智能交通系統(tǒng)領(lǐng)域超越了當(dāng)今的GPS服務(wù)范圍，涵蓋眾多與交通安全相關(guān)的新功能，減少了擁堵和溫室氣體的排放，實(shí)現(xiàn)了車輛的自動駕駛功能。如同其它領(lǐng)域，在交通領(lǐng)域，平臺與應(yīng)用程序之間無縫的地理空間信息交換需要一個連貫一致的地理空間標(biāo)準(zhǔn)框架。

基于位置的服務(wù)的趨勢觀察

基于位置的服務(wù)的市場價值不僅來自所連接設(shè)備的數(shù)量，而且來自可快速發(fā)現(xiàn)、訪問和使用的空間數(shù)據(jù)集的數(shù)量。全球的實(shí)施方案以及現(xiàn)有地理空間標(biāo)準(zhǔn)的使用，使各應(yīng)用程序可用眾多的空間數(shù)據(jù)。如果地球?yàn)g覽器能夠處理KML（原Keyhole標(biāo)記語言）數(shù)據(jù)，如Google Earth、Bing Maps或WebGL Earth，其價值將得到極大增強(qiáng)。KML是一種編碼標(biāo)準(zhǔn)，它使用戶獨(dú)特的空間數(shù)據(jù)能夠顯示在地球?yàn)g覽器提供的地圖的頂部。

普遍性：使用手機(jī)的人數(shù)繼續(xù)攀升，具有上網(wǎng)和位置感知功能的移動設(shè)備比例也繼續(xù)提高。互聯(lián)網(wǎng)接入成本日益下降，分配給無線互聯(lián)網(wǎng)的電磁頻譜百分比日益增加。通過動態(tài)頻譜接入技術(shù)等方式，電子學(xué)方面的進(jìn)步日益增多有效使用電磁頻譜的選項。在廣泛采用的不同技術(shù)基礎(chǔ)上，較新的 “先進(jìn)的WiMAX”和“先進(jìn)的LTE”標(biāo)準(zhǔn)為寬帶無線接入帶來了新的機(jī)遇。俄羅斯的全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GLONASS）已投入使用，歐洲的伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)也將投入使用。所有這些趨勢都為在可預(yù)見的未來繼續(xù)保持基于位置的服務(wù)的增長提供了支持。

交互性：在常見的術(shù)語中，寬帶指的是每秒比特數(shù)，移動應(yīng)用程序可用的每秒平均比特數(shù)繼續(xù)呈上升趨勢。寬帶也指的是一次連接可同時支持的信道數(shù)，交互的可能性也將因此隨信道數(shù)而增加。在一個復(fù)雜的、基于位置的服務(wù)的應(yīng)用中，交互性可能涉及位置數(shù)據(jù)和方向數(shù)據(jù)的頻繁更新，同時還為兩個遠(yuǎn)程用戶提供實(shí)時的雙向視頻和音頻服務(wù)。它也可能隨著光標(biāo)的移動和按鈕的點(diǎn)擊，為視頻流中選定的建筑物提供標(biāo)記。通過吸引開發(fā)商為游戲、學(xué)習(xí)環(huán)境、環(huán)境模型、尋路、購物和娛樂等創(chuàng)建高度交互的應(yīng)用程序，基于位置的服務(wù)的市場已經(jīng)開始呈現(xiàn)積極、健康的發(fā)展趨勢。

消費(fèi)者參與：信息技術(shù)行業(yè)市場調(diào)查公司Evans Data開展的一項調(diào)查顯示——此次調(diào)查對400個移動應(yīng)用程序開發(fā)商進(jìn)行了調(diào)查，為了響應(yīng)消費(fèi)者需求，54％致力于移動設(shè)備應(yīng)用程序開發(fā)的開發(fā)商正努力使其應(yīng)用程序與基于位置的服務(wù)相匹配、相映射。雖然基于位置的服務(wù)的某些用戶（如軍人）不是消費(fèi)者，以及雖然移動設(shè)備提供眾多免費(fèi)服務(wù)，但基于位置的服務(wù)的市場主要由消費(fèi)者驅(qū)動。

機(jī)器對機(jī)器（M2M）通信：傳感器和執(zhí)行器的尺寸越來越小、成本越來越低、所需功耗越來越省，意味著我們有望看到許多新的、使用基于位置的服務(wù)的應(yīng)用程序，因此，人們可以遠(yuǎn)程調(diào)整設(shè)備的設(shè)置。一個例子將是：設(shè)置恒溫器，通過與另一系統(tǒng)的通信，讓恒溫器自主運(yùn)行，在這種情況下，另一系統(tǒng)可以是一個加熱和冷卻系統(tǒng)。

標(biāo)準(zhǔn)展望

協(xié)調(diào)好如何構(gòu)建位置內(nèi)容模型和通過基于位置的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)集對位置內(nèi)容進(jìn)行編碼，對于確�；ゲ僮餍�、易于實(shí)現(xiàn)、網(wǎng)絡(luò)效應(yīng)等至關(guān)重要。開放地理空間聯(lián)盟正協(xié)同國際電聯(lián)電信標(biāo)準(zhǔn)化部門（ITU-T）第11研究小組（信令需求、協(xié)議和測試規(guī)范）開展工作，以期在2013年結(jié)束前，將開放GeoSMS正式確定為國際標(biāo)準(zhǔn)（ITU-T建議書）。開放 GeoSMS使用短信服務(wù)（SMS）來交換基于位置的信息，在增強(qiáng)遭受自然災(zāi)害影響的人們的信心方面具有重要作用和意義。

位置對于物聯(lián)網(wǎng)、事物萬維網(wǎng)、無所不在的傳感器網(wǎng)絡(luò)等方面的ITU-T標(biāo)準(zhǔn)化工作至關(guān)重要。位置對M2M通信也同樣至關(guān)重要，關(guān)于M2M服務(wù)層的ITU-T焦點(diǎn)小組正在解決有關(guān)問題。

高效的、基于位置的服務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)框架將帶來巨大的社會效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。在下一階段的標(biāo)準(zhǔn)制定過程中，將繼續(xù)強(qiáng)調(diào)進(jìn)一步增強(qiáng)各標(biāo)準(zhǔn)制定組織之間的合作，以及與政府、產(chǎn)業(yè)和學(xué)術(shù)界的合作。查詢進(jìn)一步信息，請訪問官方網(wǎng)站https://itunews.itu.int/Zh/Note.aspx?Note=4589。