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【美亚技术分享】第二十一期:智能手机轨迹数据知多少


编者按


  目前智能手机上存储的轨迹数据越来越丰富,类型也越来越多,如导航位置信息,扫描Wi-Fi热点时产生的定位信息等,司法人员通过对这些数据进行提取分析,可得到用户历史出行数据并推测出家庭及工作地址等信息,对司法工作有很大的帮助。然而,这些数据是如何产生的?数据格式是什么意思?只有知其然、知其所以然,方能具备正确分析的基础。这里,我们从定位方法、测量方式、坐标系、真实疑似地址等方面跟大家聊聊轨迹数据。

定位方法


  移动终端常见的定位方法有两种,一种是GPS定位,一种是基站定位,他们各有优劣:

  ●GPS(Global Positioning System)即全球定位系统,是美国研制的卫星导航定位系统,今采用wgs84坐标系统。因地球在天球空间中的位置是不稳定的,故协议用wgs84某一刻的北极点指向位置。

  GPS定位的优点:定位精确,缺点是耗电大,且不支持室内定位。


  ●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,Location Based Service),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。

  基站定位的优点:支持室内定位,但定位精度不高,偏差较大




  另外,这两种定位方法的输出数据格式也有差别,基站定位一般存储的是CELL/LAC小区码的数据,而GPS定位主要是LAT/LON经纬度坐标数据。手机上有些应用会将这两种定位方法产生的位置数据统一转换为经纬度数据,方便处理。网上也有一些基站数据与经纬度数据换算的工具,如:




  因此,在对定位数据进行分析展示时,如果能展示数据的定位方法,有助于用户判断位置准确性。


经纬度测量方式


  经纬度是用来表征地球上某个地点位置的坐标,由于测量方式的差异,同一个地点的经纬度表达方式有多种,这里介绍下常用的三种:




1
天文经纬度 


  天文经度在地球上的定义,即本初子午面与过观测点的子午面所夹的二面角;天文纬度在地球上的定义,即为过某点的铅垂线与赤道平面之间的夹角。天文经纬度是通过地面天文测量的方法得到的,其以大地水准面和铅垂线为依据,精确的天文测量成果可作为大地测量中定向控制及校核数据之用。  

大地经纬度 

  地面上任意一点的位置,也可以用大地经度L、大地纬度B表示。大地经度是指过参考椭球面上某一点的大地子午面与本初子午面之间的二面角,大地纬度是指过参考椭球面上某一点的法线与赤道面的夹角。大地经纬度是以地球椭球面和法线为依据,在大地测量中得到广泛采用。   


地心经纬度 

  地心,即地球椭球体的质量中心。地心经度等同于大地经度,地心纬度是指参考椭球体面上的任意一点和椭球体中心连线与赤道面之间的夹角。地理研究和小比例尺地图制图对精度要求不高,故常把椭球体当作正球体看待,地理坐标采用地球球面坐标,经纬度均用地心经纬度。

  在地图学中,常采用的经纬度测量方式是大地经纬度,也叫大地坐标系。


经纬度坐标系


  坐标系在经纬度定位表达中是个很重要的概念。出于军事国防或商业的需求,在采用某种测量方式采集到原始经纬度坐标后,一般还会经过加密转换成其他坐标系。介绍下三种常用坐标系:




  WGS-84坐标系是原始未加密的坐标系,GCJ-02坐标系对于国外经纬度不加密,加密的是中国国内的经纬度坐标,也叫火星坐标。除以上几种坐标外,还有各种投影坐标,如百度地图用到BD-09MC(摩卡托投影坐标)。

  如果解析错坐标系,就会导致位置偏移,如下是某个地点的经纬度分别以WGS-84和BD-09的坐标系解析的位置偏移情况,一般的,会有几十到上千米的偏移:




真实与疑似轨迹


  在智能手机上,可能产生位置信息的数据来源很多,如基站扫描、照片定位、Wi-Fi扫描、路线导航等,且在不断增加中,这些位置信息有的是持有人本人的位置,有的可能是即时通讯对方的位置信息,每个应用产生的定位真实性也不尽相同,要具体对待,如下面几张表是某导航软件产生的几类定位数据:


a.
收藏地点数据(FAV_POI_INFO表)




b.
轨迹跟踪数据(TACK_INFO表)




c.
查询地点数据(SEARCH_POI_INFO表)




  如上,除了轨迹跟踪代表用户真实去过该地点,其他两类数据只能代表用户可能想去但不一定去过该地点。因此,在分析用户行为轨迹时,需要区分轨迹的真实性:真实轨迹代表用户真实去过的地点,疑似轨迹则代表用户可能去过该地点。

  已知这些轨迹数据是真实轨迹:Wi-Fi/基站扫描产生的位置信息,拍照记录的置信息,地图软件足迹表记录的位置信息等。而酒店订单、机票订单、搜索轨迹只是感兴趣的地点,不一定是真实的。


开发与参考


  国内百度地图有提供开发接口,支持逆地址换算、坐标系换算、定制地图风格等接口,支持多种平台,具体可以参考百度地图开发论坛:




小结


  智能手机上可采集到的数据越来越丰富,产生轨迹数据的应用也在不断增加,轨迹数据在办案中的作用越来越重要,靠人工手段查看并分析数据已经越来越难以满足实际工作的效率需求。在充分了解轨迹数据的基础上,根据实际需求制定研判分析模型,获取用户的出行轨迹并推测深层的轨迹信息,可以帮助用户快速得到有价值的信息,大大提高办事效率。



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