地理信息服务技术（GIS）

移动GIS服务市场

LBS(基站定位)

基站定位是指手机发射基站根据与手机的距离来计算手机坐标地理位置的一种功能，基站定位一般应用于手机用户，手机基站定位服务又叫做移动位置服务（LBS服务），它是通过电信移动运营商的网络（如GSM网）获取移动终端用户的位置信息（经纬度坐标），在电子地图平台的支持下，为用户提供相应服务的一种增值业务。

如何查看手机基站信息： 1. Android智能机：在拨打电话界面输入*#*#4636#*#* 查看相应的基站信息，一般为16进制，请选择1进制进行查询。 2. IPhone：在拨打电话界面输入*3001#12345#*查看相应的基站信息

• Android 获取基站信息 参考TelephonyManager

三大网络运营商的网络制式对应如下：

移动2G 网 --> GSM

移动3G 网 --> TD-SCDMA

电信2G 网 --> CDMA

电信3G 网 --> CDMA2000

联通2G 网 --> GSM

联通3G 网 --> WCDMA

由此可见移动，联通2G 网都可使用GsmCellLocation,电信2G,3G网则使用CdmaCellLocation,那么移动3G和联通3G又当如何,移动3G网也可使用GsmCellLocation，听说是TD-SCDMA衍生于GSM.

参考资料

一、 什么是LAC： Location Area Code(LAC)地区区域码，用来划分区域

二、 什么是CellID: Cell Tower ID(Cid)CellID代表一个移动基站 LAC码、Cid码是基站定位的必要参数，这两个缺一不可，否则不能基站定位；

通过TelephonyManager 获取lac:mcc:mnc:cell-id（基站信息）的解释：

• 1. MCC，Mobile Country Code，移动国家代码（中国的为460）；
• 2. MNC，Mobile Network Code，移动网络号码（中国移动为0，中国联通为1，中国电信为2）；
• 3. LAC，Location Area Code，位置区域码；
• 4. CID，Cell Identity，基站编号；
• 5. BSSS，Base station signal strength，基站信号强度。

MCC参考wiki

实现需要的数据:中国电信CDMA SID NID对应表\联通\移动

中国联通

开放基站数据

收集基站数据原理

卫星GPS结合多基站信号强度的定位方式，以解决基站在数据库中不存在时，可以提示用户开启GPS。然后将定位数据以及基础一同提交数据库，以完善基站数据库。

参考资料

如何通过AT指令获取基站定位

天朝坐标相关转换算法

WGS(GPS) 转换火星坐标

using System;

namespace Navi
{
    class EvilTransform
    {
        const double pi = 3.14159265358979324;

        //
        // Krasovsky 1940
        //
        // a = 6378245.0, 1/f = 298.3
        // b = a * (1 - f)
        // ee = (a^2 - b^2) / a^2;
        const double a = 6378245.0;
        const double ee = 0.00669342162296594323;

        //
        // World Geodetic System ==> Mars Geodetic System
        public static void transform(double wgLat, double wgLon, out double mgLat, out double mgLon)
        {
            if (outOfChina(wgLat, wgLon))
            {
                mgLat = wgLat;
                mgLon = wgLon;
                return;
            }
            double dLat = transformLat(wgLon - 105.0, wgLat - 35.0);
            double dLon = transformLon(wgLon - 105.0, wgLat - 35.0);
            double radLat = wgLat / 180.0 * pi;
            double magic = Math.Sin(radLat);
            magic = 1 - ee * magic * magic;
            double sqrtMagic = Math.Sqrt(magic);
            dLat = (dLat * 180.0) / ((a * (1 - ee)) / (magic * sqrtMagic) * pi);
            dLon = (dLon * 180.0) / (a / sqrtMagic * Math.Cos(radLat) * pi);
            mgLat = wgLat + dLat;
            mgLon = wgLon + dLon;
        }

        static bool outOfChina(double lat, double lon)
        {
            if (lon < 72.004 || lon > 137.8347)
                return true;
            if (lat < 0.8293 || lat > 55.8271)
                return true;
            return false;
        }

        static double transformLat(double x, double y)
        {
            double ret = -100.0 + 2.0 * x + 3.0 * y + 0.2 * y * y + 0.1 * x * y + 0.2 * Math.Sqrt(Math.Abs(x));
            ret += (20.0 * Math.Sin(6.0 * x * pi) + 20.0 * Math.Sin(2.0 * x * pi)) * 2.0 / 3.0;
            ret += (20.0 * Math.Sin(y * pi) + 40.0 * Math.Sin(y / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0;
            ret += (160.0 * Math.Sin(y / 12.0 * pi) + 320 * Math.Sin(y * pi / 30.0)) * 2.0 / 3.0;
            return ret;
        }

        static double transformLon(double x, double y)
        {
            double ret = 300.0 + x + 2.0 * y + 0.1 * x * x + 0.1 * x * y + 0.1 * Math.Sqrt(Math.Abs(x));
            ret += (20.0 * Math.Sin(6.0 * x * pi) + 20.0 * Math.Sin(2.0 * x * pi)) * 2.0 / 3.0;
            ret += (20.0 * Math.Sin(x * pi) + 40.0 * Math.Sin(x / 3.0 * pi)) * 2.0 / 3.0;
            ret += (150.0 * Math.Sin(x / 12.0 * pi) + 300.0 * Math.Sin(x / 30.0 * pi)) * 2.0 / 3.0;
            return ret;
        }
    }
}

火星坐标到百度坐标的转换

const double x_pi = 3.14159265358979324 * 3000.0 / 180.0;

//将 GCJ-02 坐标转换成 BD-09 坐标
void bd_encrypt(double gg_lat, double gg_lon, double &bd_lat, double &bd_lon)
{
    double x = gg_lon, y = gg_lat;
    double z = sqrt(x * x + y * y) + 0.00002 * sin(y * x_pi);
    double theta = atan2(y, x) + 0.000003 * cos(x * x_pi);
    bd_lon = z * cos(theta) + 0.0065;
    bd_lat = z * sin(theta) + 0.006;
}

//将 BD-09 坐标转换成  GCJ-02坐标
void bd_decrypt(double bd_lat, double bd_lon, double &gg_lat, double &gg_lon)
{
    double x = bd_lon - 0.0065, y = bd_lat - 0.006;
    double z = sqrt(x * x + y * y) - 0.00002 * sin(y * x_pi);
    double theta = atan2(y, x) - 0.000003 * cos(x * x_pi);
    gg_lon = z * cos(theta);
    gg_lat = z * sin(theta);
}

坐标系

• OpenGIS

• WGS－84 原始坐标系，一般用国际GPS纪录仪记录下来的经纬度，通过GPS定位拿到的原始经纬度，Google和高德地图定位的的经纬度（国外）都是基于WGS－84坐标系的；但是在国内是不允许直接用WGS84坐标系标注的，必须经过加密后才能使用； WGS-84：是国际标准，GPS坐标（Google Earth使用、或者GPS模块）

• GCJ－02 坐标系，又名“火星坐标系”，是我国国测局独创的坐标体系，由WGS－84加密而成，在国内，必须至少使用GCJ－02坐标系，或者使用在GCJ－02加密后再进行加密的坐标系，如百度坐标系。高德和Google在国内都是使用GCJ－02坐标系，可以说，GCJ－02是国内最广泛使用的坐标系； GCJ-02：中国坐标偏移标准，Google Map、高德、腾讯使用；

• 百度坐标系:bd-09 百度坐标系是在GCJ－02坐标系的基础上再次加密偏移后形成的坐标系，只适用于百度地图。(目前百度API提供了从其它坐标系转换为百度坐标系的API，但却没有从百度坐标系转为其他坐标系的API)； BD-09：百度坐标偏移标准，Baidu Map使用；

地理位置强相关

AllowList,DenistList

• Wifi
• IP

空间索引 Spatial Index

基于Redis实现附近查询

使用Geohash算法计算距离

• GEO

基于mysql的附近查询

计算两个点之间的距离

SELECT 
  `pkg_handle_location`.`memo` as `name`,
  `pkg_handle_location`.`latitude` ,
  `pkg_handle_location`.`longitude`, 
  ROUND(6378.138*2*ASIN(SQRT(POW(SIN((22*PI()/180-`latitude`*PI()/180)/2),2)+COS(22*PI()/180)*COS(`latitude`*PI()/180)*POW(SIN((113*PI()/180-`longitude`*PI()/180)/2),2)))*1000) AS `distance`
FROM `sys_network_packet`.`pkg_handle_location`
HAVING `distance` < 1000
ORDER BY `distance` LIMIT 100;

EXIF2.31

在手机中，打开文件夹软件可以看到照片是按日期排序的，但是如何按GPS\日期排序呢？以下是照片EXIF中存放的信息:

{
    "Compression": {"value": "6"},
    "DateTime": {"value": "2015:02:11 15:38:27"},
    "ExifTag": {"value": "2212"},
    "FileSize": {"value": "23471"},
    "Format": {"value": "jpg"},
    "GPSLatitude": {"value": "0deg "},
    "GPSLatitudeRef": {"value": "North"},
    "GPSLongitude": {"value": "0deg "},
    "GPSLongitudeRef": {"value": "East"},
    "GPSMapDatum": {"value": "WGS-84"},
    "GPSTag": {"value": "4292"},
    "GPSVersionID": {"value": "2 2 0 0"},
    "ImageHeight": {"value": "333"},
    "ImageWidth": {"value": "424"},
    "JPEGInterchangeFormat": {"value": "4518"},
    "JPEGInterchangeFormatLength": {"value": "3232"},
    "Orientation": {"value": "7"},
    "ResolutionUnit": {"value": "2"},
    "Software": {"value": "Microsoft Windows Photo Viewer 6.1.7600.16385"},
    "XResolution": {"value": "96/1"},
    "YResolution": {"value": "96/1"}
}

EXIF  具体函意

查看EXIF信息

1. vi -b datafile
2. vim command model: %!xxd

00000000: ffd8 ffe0 0010 4a46 4946 0001 0100 0001  ......JFIF......
00000010: 0001 0000 ffe1 0008 4578 6966 0000 ffdb  ........Exif....
00000020: 0043 0005 0304 0404 0305 0404 0405 0505  .C..............
00000030: 0607 0c08 0707 0707 0f0b 0b09 0c11 0f12  ................
00000040: 1211 0f11 1113 161c 1713 141a 1511 1118  ................

利用exif解决ios手机上传竖拍照片旋转90度及视频问题

Exif是空的

通过QQ空间，微博，微信朋友圈等上传的照片的exif信息是会被去除掉的

基站定位

基站数据库

1. Mozilla Location Service: offline database
2. OpenCellId: offline database

CellId编号查询

• https://cellidfinder.com/mcc-mnc
• 在线反向查询基站地理位置 https://www.opengps.cn/data/cell/search.aspx
• https://cellidfinder.com/

参考资料

• 附近地点搜索

• 高效的多维空间点索引算法 — Geohash 和 Google S2

• 地球坐标-火星坐标-百度坐标及之间的转换算法 C# - kelite

• GOOGLE wgtochina_lb

• OSS文档

• ExifInfo

• 地理标记图像

• exif.org