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Jingdong book

LBS核心技术揭秘

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Jingdong book

LBS核心技术揭秘

Name: LBS核心技术揭秘
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美团、糯米、高德地图、陌陌都在用的LBS技术，本书倾情为你揭秘O2O本质。

涉及GIS、计算几何、数据挖掘、图像处理、网络通信、图论、三维渲染等，TMC、Web Service等LBS相关范围，本书助你快速成长，少走弯路。

LBS刚刚揭开了一个序幕，本书带你深入探索LBS世界，直逼移动互联网浪潮之巅！

Content Description

《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，希望本书能成为LBS开发人员喜爱的一本案头书。

《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。希望本书能助你成为一名LBS开发的行家或快乐的程序员。

Author Description

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。

Comments

★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

Catalogue

第1 部分 LBS 基础知识
第1 章基于位置的服务/ 2
11 背景/ 2
12 含义/ 2
13 包含的领域/ 4
14 展望/ 5
第2 章基础知识/ 6
21 地图、测绘及坐标系/ 6
211 地图和测绘的演变/ 6
212 地图采集、制作/ 9
213 地理坐标系/ 10
22 编程基础知识/ 14
221 排序方法/ 14
222 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
31 数据的架构/ 38
311 点/ 39
312 线/ 41
313 线、点、线/ 43
32 数据编译器的架构/ 53
321 交换格式的数据编译架构 53
322 物理格式的数据编译架构 54
第4 章 LBS 引擎的架构/ 56
41 内存和磁盘/ 56
42 操作系统原理/ 59
43 设计模式/ 63
44 引擎架构/ 64
441 五个要点/ 64
442 一个失败的案例/ 65
443 建议/ 66
444 一个LBS 引擎的实施案例 67
第3 部分 LBS 各模块的核心技术
第5 章数据处理/ 74
51 几何数据处理/ 74
511 地图的结构/ 74
512 空间索引/ 76
513 几何图形/ 86
514 常用技巧/ 90
52 图像处理/ 98
521 傅里叶变换/ 99
522 线性滤波器/ 101
第6 章数据挖掘/ 104
61 相似度/ 104
611 距离/ 104
612 相关系数/ 109
62 数据分类/113
621 聚类/113
622 机器学习/115
63 图像识别/ 126
631 RANSAC 算法/ 126
632 HOUGH 变换/ 130
第7 章导航/ 133
71 定位/ 133
72 算路/ 136
721 遍历式算法/ 136
722 启发式搜索/ 137
73 路径引导/ 139
74 TMC/ 142
第8 章显示/ 146
81 基本显示要素/ 146
811 分层显示和渲染/ 146
812 三角剖分/ 152
813 曲线拟合/ 156
82 3D 显示/ 162
821 3D 场景/ 162
822 DTM 显示/ 165
第9 章搜索/ 167
91 兴趣点/ 167
92 推荐系统/ 167
93 名称搜索/ 171
第10 章网络传输/ 182
101 计算机通信原理/ 182
1011 进程间通信/ 183
1012 网络通信/ 189
102 压缩算法/ 196
103 数据检验/ 202
第11 章后台服务/ 204
111 Web Service/ 204
112 高并发/ 221
113 多线程与多进程/ 225
1131 多线程/ 226
1132 多进程/ 228
附录
附录A LBS 各领域常用的开发资源（常用库及API）/ 232
附录B 本书主要术语的定义或说明/ 233

Book Abstract

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（GeographicInformation 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）；
第 1 章基于位置的服务
●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。
业务服务系统使移动客户可以获取他所需要的服务，如客户需要通过定位服务查询附近有哪些著名的花店、酒家信息。周围的这些花店或者酒家信息往往是业务服务提供系统的合作商家，其具体信息已事先录入业务系统，并与自建或第三方的地理信息系统相关联。以用户在团购网站搜索酒家为例，当用户在搜索某个酒家时，业务提供方可以用地理信息系统来展示酒家的位置，也可以借助地理信息系统来展示用户距离某酒家的距离。
（4）信息传送系统
该模块是指客户和内容提供商之间的网络传送平台。目前比较成熟的传送平台是无线网络或移动运营商的2G/3G/4G 网络。
（5）移动智能终端
该模块是用户唯一接触的部分，手机、Pad 均可为LBS 的用户终端。在信息化的现代社会，由于智能手机有完善的图形显示能力、良好的通信端口、友好的用户界面和完善的输入方式（键盘控制输入、手写板输入、语音控制输入等），且因为便携性出众。因此，智能手机已成为个人LBS 终端的首选。
1.3 包含的领域
●LBS 服务包含的领域如下。
●物流（榜样企业：顺丰、沃尔玛）；
●O2O（榜样企业：美团、淘点点）；
●拼车（榜样企业：快的、嘀嘀、神州租车）；
●旅游；
●导航（榜样企业：高德地图）；
●社交（榜样企业：陌陌）；
●游戏等。
具体地说，目前国内流行的LBS 服务已数不胜数，包括：高德地图、百度地图、微信、美团、街旁等。打开如今的智能手机，我们可以发现，包含LBS 功能的应用已经成为主流，很少有手机应用中没有包含LBS 功能。例如，一款典型的手机中包含的LBS 应用可能如下。
●高德地图（主流导航应用）；
●微信（内含LBS 应用：摇一摇、附近的人等）；
●58 同城；
●陌陌；
●美团、糯米等。
1.4 展望
在最近两三年，已经出现明显的趋势，即LBS 正在重塑所有的应用。可以想象，在不远的未来会有以下变化。
未来的淘宝或者天猫的O2O 模块中的商家一定会按照地理位置来重塑应用；
未来的广告系统也会按照地理系统来重塑应用，从而使用户走到某个商家周围时能看见周围的优惠信息；
未来的社交系统，特别是陌生人社交，或者熟人社区社交，一定会按照区域来组织，如同Yik Yak（美国一款具有定位功能的匿名留言板产品）等正在探索的。
……

Introduction

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

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