خدمات مکان مبنا (LBS) چیست؟

Question

خدمات مکان-مبنا Location-Based Services) ) سرويس هاي اطلاعاتي هستند که توسط ابزارهاي موبايل در شبکه هاي بيسيم قابل دسترس بوده و بر مبناي استفاده از موقعيت اين ابزارهاي موبايل استوارند. تعريف مشابهي توسط OGC (Open Geospatial Consortium) در سال 2005 ارائه شده است

Answer 1

سنسورهاي مكاني:‌

محدوده وسيعي از سنسورها هستند كه مي توانند با ابزارهاي محاسباتي تركيب شوند تا به صورت اتوماتيك اطلاعاتي درباره Context كاربر بدست آورند كه اين سنسورها شامل سنسورهاي مكاني، حركتي، ‌دما، ‌نور و صدا هستند.

يك طبقه بندي از تكنيك هاي تعيين موقعيت، طبقه بندي به دو دسته Active و Passive می باشد. تكنيك هاي تعيين موقعيت Active موقعيت را بر مبناي سيگنالهايي از فرستنده ها يا Beacon ها تعيين
مي كنند.

موقعيت مي تواند با استفاده از مجاورت (Proximity) يا بوسيله مثلث بندي (Triangulation) سيگنالهاي Beacon تعيين شود. براي مثال:‌

    مجاورت: مجاورت به سيگنالهاي Beacon بوسيله تمامي شبكه هاي تلفن همراه براي تعيين موقعيت تلفن هاي همراه استفاده مي شود. يك شبكه تلفن همراه از آرايه اي از فرستنده هاي Wireless در موقعيت هاي معلوم براي تقويت و رساندن تماس هاي تلفني استفاده مي كند. در سطح بسيار مقدماتي، هر فرستنده يك محدوده جغرافيايي كوچك را كه در آن سيگنالهايشقويتر از ديگر فرستنده هاست تحت پوشش قرار مي دهد كه يك Cell ناميده مي شود. قدرت سيگنال با افزايش فاصله از فرستنده کاهش مي يابد. بنابر اين در ساده ترين حالت، هندسه يک Cell يک پليگون Theissen را تشکيل مي دهد که هر Cell موقعيت هاي نزديك به فرستنده را در بردارد. يك تلفن همراه با تعيين فرستنده با قويترين سيگنال مي تواند مشخص كند كه در كدام Cell قرار گرفته است. اندازه Cell ها در عرض شبكه تلفن همراه تغيير مي كند و به زمين و فركانس ارسال و ميانگين حجم تماس ها وابسته مي باشد.
    مثلث بندي:‌ دو نوع مثلث بندي وجود دارد: ضلعي (Lateration) و زاويه اي (Angulation).
    Lateration فرآيند محاسبه موقعيت يك شي بر مبناي فاصله آن از ديگر موقعيت هاي معلوم
    مي باشد. Angulation فرآيند محاسبه موقعيت يك شي بر مبناي زاويه آن از ديگر موقعيت هاي معلوم است. سيستمهاي تعيين موقعيت جهاني (GPS) بر مبناي Lateration مي باشند. روش زاويه اي نيز در برخي از شبكه هاي تلفن همراه براي تعيين موقعيت استفاده مي شود. برخي تكنيك هاي تعيين موقعيت Activeاز قبيل GPS از يك سنسور متحرک براي دريافت سيگنالها ازBeacon هايی خارجي در موقعيت هاي معلوم استفاده مي كنند. ديگر تكنيك ها از سنسورهاي خارجي در موقعيت هاي معلوم براي دريافت سيگنالها از يك Beacon متحرک استفاده مي كنند.

تكنيك هاي تعيين موقعيت Passive بر سيگنال هاي ارسال شده از Beacon هاي تعيين كننده موقعيت متكي نيستند. اين سنجنده ها موقعيت را به صورت غير مستقيم و با ارتباط دادن اطلاعات سنسور مبنا با ساير اطلاعات مكاني درباره محيط، تعيين مي كنند. محيط جغرافيايي بسيار ناهمگن است بنابراين اغلب انواع اندازه گيريهاي سنجنده مي توانند به صورت بالقوه در برخي فرم هاي تعيين موقعيت Passive بكار گرفته شوند.

دو کلاس مهم تعيين موقعيت Passive به صورت زير مي باشند:‌

1- رديابي حركت (Motion Tracking) : سنجنده هاي جهت و سرعت، اغلب در ربوتيك براي رديابي سرعت يك روبوت در زمان به كار مي روند. اين اطلاعات مي توانند براي محاسبه موقعيت روبوت در يك نقطه خاص از زمان متناسب با نقطه شروع آن بكارروند. تكنيك هاي رديابي حركت برخي اوقات تحت عنوان " "Dead Rekoning ناميده مي شوند.

2- تحليل صحنه (Scene Analysis) : يك دوربين ديجيتال يك آرايه از سنجنده هاست كه مي تواند براي تعيين موقعيت اشياء يا افراد در يك تصوير ديجيتال و يا براي تعيين اينكه موقعيت دوربين برای گرفتن عکس كجا باشد، بكار رود.

دقت و صحت سنجنده

دو ويژگي مهم هر تكنيك تعيين موقعيت، ‌دقت و صحت آن است. صحت سنجنده (Accuracy) نزديكي داده يك سنجيده به مقدار درست و صحيح است. دقت سنجنده (Precision) سطح جزئيات داده توليد شده توسط يك سنجنده است. براي مثال، ‌تكنيك هاي تعيين موقعيت Proximity Active اغلب صحيح هستند اما دقت آنها به تراكم Beacon ها بستگي دارد. در يك شبكه تلفن همراه پايه كه ممكن است Beacon ها چندين كيلومتر از هم فاصله داشته باشند، ‌دقت پايين است اما امكان تعيين اينكه يک تلفن دقيقاً‌ در كجاي يك Cell قرا رگرفته وجود ندارد. تكنيك هاي رديابي حركت تمايل به دقيق بودن دارند اما اگر براي دوره هاي گسترده اي استفاده شوند صحيح نيستند، زيرا خطاهاي اندازه گيري تقريباً كوچك مي توانند در طي زمان تجمع يابند كه اين فرآيند تحت عنوان انتشار خطا ناميده مي شود .

GPS مي تواند به سطح بالايي از دقت و صحت برسد. بهبود صحت و دقت، ‌علاوه بر ساير مزايا مي تواند با استفاده از تركيب تكنيك هاي تعيين موقعيت مختلف بدست آيد. براي مثال اغلب سيستم هاي ناوبري در ماشين از تركيبي از GPS و رديابی حرکت برای تعيين دقيق و صحيح موقعيت استفاده می کنند. در زمان ثبات GPS،‌ موقعيت ماشين مي تواند با دقت و صحت بالايي بدست آيد. وقتي كه شرايط محلي مانند تونل ها يا مجاورت يا ساختمان های بلند سيگنال هاي GPS را براي مدت كوتاهي مسدود كند، ‌رديابي سرعت و جهت ماشين مي تواند Gap هاي ايجاد شده توسط سنجنده GPS را پركند.

به طور مشابه، Assisted GPS ، ‌تعيين موقعيت بر مبناي مجاورت را با GPS تركيب مي كند. اين تركيب دقت بيشتري نسبت به تعيين موقعيت بر مبناي مجاورت نتيجه مي دهد و سرعت هاي بالاتري نسبت به تعيين موقعيت بر مبناي GPS دارد.

Assisted GPS، پروسه دريافت سيگنال هاي ماهواره را آسان تر مي سازد و همچنين با استفاده از اطلاعات موقعيت بر مبناي مجاورت توليد شده بوسيله شبكه تلفن همراه، مي تواند موقعيت ماهواره هاي GPS و پارامترهای سيگنال آن را پيشگويی کرده و زمان ثبات GPS(TTFF) را به چند ثانيه كاهش دهد. براي كاربردهاي فوريتي که GPS سنتي بسيار كند است و تعيين موقعيت برمبناي مجاورت بسيار غير دقيق مي باشد، Assisted GPS پيشنهاد مناسبی می باشد.

Answer 2

هر جزء عملکردی به صورت زير دارد:‌

    جزء روشهاي تعيين موقعيت: ‌اين جزء به ابزارهايي اشاره مي كند كه مي توانند يك وسيلهWireless را تعيين موقعيت كنند. وظيفه آنها تعيين موقعيت و تبديل آن به اطلاعات موقعيتي معني دار مي باشد. اين جزء‌از تكنولوژيهاي خدمات تعيين موقعيت مختلف استفاده مي كند.
    جزء‌ خدمات و محصولات محتوايي: اين جزء ‌به اطلاعات مرجع مورد نياز براي حمايت از يك سرويس حساس به موقعيت اشاره مي كند كه شامل Mapping، اطلاعات آدرسي، ‌مدلهاي مسير، ‌اطلاعات آني و علايق مي باشد.

ميزان قابل توجهي از اطلاعات مكاني بايد ‌جمع آوري و به شكل مورد نظر درآمده و كنترل كيفيت شود. اين فرآيند يك تلاش ثابت و دوره اي است كه هدف آن بهبود جامعيت، ‌همساني و تطابق، سازگاري و صحت است. از آنجا كه محتوا (Content) بخش مهمي از يك روش موقعيتي است،‌ اغلب زنجيره اولويت را به ترجيح دادن تصميمات بر مبناي تكنولوژي سوق مي دهد.

    جزء Middleware Platform موقعيت مبنا: ‌اين جزء ‌اغلب تحت عنوان "Geotoolbox" توصيف مي شود. اين جزء به همراه سيستمهاي صدور صورتحساب و موقعيت xy، API غني فراهم مي كنند كه توسعه دهندگان كاربرد را قادر به ايجاد حساسيت موقعيتی سريع و راحت در خدمات می نمايند. اين جزء ‌پركارترين بخش روش کلی است كه در آن، اين جزء‌ گستره متنوعي از فعاليت هاي پيچيده را در بسياري از كاربردها به عهده دارد كه شامل:‌

1- Geocoding : توانايي قبول اطلاعات آدرس جزئي و برگرداندن اطلاعات موقعيتي با لحاظ كردن ريزه كاريهاي قواعد آدرس محلي و خطاي انساني معمول.

2- Reverse Geocoding: توانايي پذيرش اطلاعات موقعيتي (مثلاً ‌از شبكه) و برگرداندن يك توصيف شهودي از آن موقعيت در غالب نمايش علائم زميني مربوط و نزديك

3- بهبود موقعيت : توانايي پذيرش اطلاعات موقعيتي (‌مثلاً ‌از شبكه) و برگرداندن يك توصيف شهودي از آن موقعيت بهمراه يك ليست پالايش شده اضافي از نقاط موقعيتي بطوري كه كاربر بتواند موقعيت خود را به صورت دقيق انتخاب كند.

4- جستجوهاي‌مكاني : يك Engine مكاني قادر به حمايت از query هايي براي نقاط مورد علاقه بر مبناي مجاورت مكاني، ‌نوع، نام و ... با لحاظ كردن شبكه و مسير محلي مي باشد.

5- هدايت مسير : توانايي ايجاد هدايت، ناوبري مرحله به مرحله و پياده سازي مسير با لحاظ كردن روش انتقال، خيابان هاي يك طرفه، ترتيبات چراغ هاي راهنمايي و ساير عوامل راهنمايي بازدارنده.

6- تفسير و ارائه نقشه : توانايي پردازش سريع نمايش ها و برگرداندن اطلاعات مكاني به شكل يك تصوير نقشه بهينه براي يك موقعيت مشخص،‌ مقياس، اطلاعات همپوشي و تعداد رنگ ها و فرمت.

Answer 3

سيستم هاي مكان محور و مسائل خصوصي:‌

سيستم هاي مكان محور همراه قادرند بسياري از جنبه هاي زندگي روزمره را دگرگون سازند. چالش مهم اين سئوال است كه چگونه از مسائل خصوصي و محرمانه افراد در حين استفاده از خدمات مكان محور،‌ حفاظت شود. در اورژانس، ‌همه افراد به تكنولوژي ای كه به صورت اتوماتيك خدمات اورژانس را از موقعيت فرد آگاه كند، ‌علاقمندند. با اين وجود اگر اطلاعات شخصي افراد به هر فردی كه علاقمند دانستن اين اطلاعات است، ‌انتقال يابد، افراد احساس خوبي نخواهند داشت. حريم خصوصي افراد، به عنوان يك حق اساسي انسان شناخته شده است و حفاظت از اطلاعات ديجيتال در مورد مسائل خصوصي افراد، ‌المان مهمي درحقوق براي حريم شخص افراد است كه حفاظت از داده ها ( Data Protectionيا Fair Information Practice ) ناميده مي شود.

اهداف حفاظت داده اطمينان از اين است كه سازمانها:‌

    داده هاي شخصي را تنها براي اهداف خاص جمع آوري و استفاده مي كنند.
    داده هاي شخصی را تنها با رضايت ‌افراد جمع آوري مي كنند.
    اقدامات لازم را براي اطمينان از اينكه داده هاي شخصي به صورت امن، دقيق و در دسترس افراد مربوط به اين داده ها قرار مي گيرد،‌ انجام مي دهند.

با اين وجود حفاظت داده بايد به تعادلي بين محافظت از حقوق حريم شخصي افراد و قادر ساختن تكنولوژي هاي سودمند و جديد براي توسعه و استفاده، ‌برسند. حفاظت داده مطلبي است كه به هر داده رقومي شخصي مربوط است اما LBS مشكلات خاصي را مطرح مي كند. به عنوان مثال:

    آگاهي از موقعيت فرد مي تواند براي استنباط ساير اطلاعات فردي در مورد آن شخص بكار گرفته شود. براي مثال اينكه شخص چه كاري انجام می دهد يا چه علايقي دارد. مثلاً اطلاعات موقعيتي درباره رجوع مكرر به بيمارستان ممكن است باعث شود سازماني به اين استنباط برسد كه فرد مريض است و اين استنباط برروي بيمه يا جنبه كاري فرد اثر منفي بگذارد. ممكن است اين استنباط ها نادرست باشند ولي بهر حال اغلب افراد اينگونه اعمال را ناعادلانه و تجاوز به حريم شخصي خود مي دانند.
    سيستم هاي مكان محور همراه هميشه شاخص خوبي براي موقعيت فرد نيستند. سنجنده هاي مكان محور در دقت و صحت متفاوت اند كه گاهي بسته به شرايط محيطي مي باشد. علاوه بر آن سنجنده هاي مكان محور مستقيما‌ً‌ موقعيت وسيله همراه شخص را ثبت مي كنند و موقعيت فرد بوسيله مجاورت تعيين مي شود. بهمين دليل مثلاً‌ اگر شخص وسيله مكان محور خود را در يك قطار جا بگذارد، ‌سيستم مكان محور موقعيت فرد را دائماً‌ به اشتباه ثبت مي كند.

ممكن است براي كاربر آشكار نباشد كه يك سنجنده مكان محور چه زماني اطلاعات را در مورد موقعيت فرد جمع آوري مي كند اما اگر كاربر از وجود سنجنده هاي موقعيتي آگاه باشد مي تواند مكان و زمان جمع آوري اطلاعات موقعيتي توسط سنجنده را كنترل كند.

در هر حال پاسخ به اين سئوال كه چگونه مي توان به صورت همزمان هم از حريم شخصي افراد حفاظت كرد و هم به تكنولوژي هاي مكان محور امكان رشد و توسعه داد، يكي از مهمترين مسائلي است كه درLBS با آن روبرو هستيم

با همکاری
http://gisworld.blogfa.com