بخشی از مقاله
چکیده
پیشرفتهای سخت افزاری و نرم افزاری دستگاههای همراه موجب استفاده از آنها به عنوان سکوی عملیاتی در کاربردهای مختلف شده است. فناوریهای واقعیت مجازی و واقعیت افزوده از جمله فناوریهای نوینی هستند که با فراهم کردن اطلاعات عوارض و نمایش آنها، درک کاربر از اشیای دنیای واقعی را افزایش میدهند. یکی از مشکلات نمایش اطلاعات در دستگاههای همراه ابعاد محدود صفحه نمایش است که در برخی مواقع باعث ازدیاد اطلاعات خواهد شد.
به منظور استخراج بهینه عوارض و رفع مشکل ازدیاد اطلاعات روشهای مختلفی نظیر شخصیسازی اطلاعات، دسته بندی عوارض و روشهای مکانی مطرح شدهاند. در این تحقیق روشهای پرسشوپاسخ مکانی برای تعیین عوارض محیط کاربر در کاربردهای مختلف بررسی میشوند. با توجه به این که روشهای پرسشوپاسخ به عنوان پنجرهی جستجو در پایگاه داده مورد استفاده قرار میگیرند، انواع پایگاه داده مکانی و قابلیتهای آنها بیان خواهد شد.
-1 مقدمه
قابل حمل بودن دستگاههای موبایل و توسعهی فناوریهای آن به همراه گسترش زیرساختهای ارتباط شبکه اینترنت، طراحی و توسعهی برنامههای مختلف را تحت سکوهای همراه افزایش داده است. دستگاههای موبایل کنونی با قابلیتهای سختافزاری و نرمافزاری نظیر پردازندههای قدرتمند، نمایش گرافیکی، پایگاه داده و منابع ذخیرهسازی در شاخههای کاربردی مختلف به کار گرفته میشوند. سیستم اطلاعات مکانی ازجمله زمینههایی است که با فراهم کردن امکانات تحلیلی و نمایشی دادههای مکانی که پیشازاین در سیستمهای رومیزی و بستر وب موجود بود، به کاربران خدمات مکانی ارائه میکند. در کاربردهای نوین سیستم اطلاعات مکانی همراه، حسگرهای گوشیهای هوشمند با تعیین موقعیت و توجیهٌ دستگاه، پارامترهای زاویهای موردنیاز جستجوهای مکانی را فراهم میکنند.
تلفیق این حسگرهای مکان آگاه و توجیه آگاه، استفاده از آنها را بهعنوان ابزاری برای استخراج، تحلیل و نمایش اطلاعات مکانی ارتقا داده است . 1 به صورت مرسوم نمایش عوارض در سیستم اطلاعات مکانی همراه با استفاده از نقشههای دو بعدی امکان پذیر میشود. استخراج اطلاعات عوارض مکانی در این نوع نقشهها به کمک روشهای جستجوی مکانی دو بعدی مانند حریم گذاریٌ دایرهای یا مستطیلی امکانپذیر است .[2] دریافت رستورانهایی که در فاصلهی معینی از موقعیت کاربر موبایل قرار دارند، نمونهای از کاربردهای روشهای جستجوی مکانی بر روی نقشههای دو بعدی است. سیستم اطلاعات مکانی در فضای دو بعدی دارای محدودیتهایی برای نمایش محیط و استخراج اطلاعات عوارض میباشد.
برای مثال نقشههای دو بعدی استاندارد تحت موبایل به یک نمایش بالا به پایین محدود میشوند که پشتیبانی خاصی برای اهداف موجود در اطراف کاربر نظیر طبقات مختلف یک ساختمان را ارائه نمیدهند .[3] واقعیت مجازیٍ و واقعیت افزودهَ دو نمونه از جمله فناوریهای نوینی هستند که طیف وسیعی از زمینههای کاربردی مانند پزشکی، نظامی، سرگرمی، ناوبری رباتها و غیره را تحت تاثیر قرار دادهاند. در فناوری واقعیت مجازی یا محیط مجازی، کاربر درون محیط مجازی که توسط رایانه ایجاد شده است قرار میگیرد و بدون دسترسی به نمایش دنیای واقعی با محیط تعامل دارد .[4]
واقعیت مجازی در سیستم اطلاعات مکانی به منظور نمایش محیط شهری در قالب مدل سهبعدی شامل سطح رقومی زمین، ساختمانهای سهبعدی و خطوط راه به عنوان المانهای اصلی کاربرد دارد .[5] فناوری واقعیت افزوده نمایش مستقیم یا غیر مستقیم عوارض دنیای واقعی به صورت آنی است که در آن اطلاعات مجازی به اشیای محیط اضافه شدهاند. واقعیت افزوده درک و تعامل کاربر با محیط را افزایش میدهد و به نوعی مکمل اطلاعات عوارض دنیای واقعی است .[4] تلفیق واقعیت افزوده و سیستم اطلاعات مکانی دامنهی گستردهای از کاربردها مانند برنامهریزی شهری و نمایش معماری ساختمانها قبل از احداث، ارائهی اطلاعات دریافتی سنسورهای محیطی نظیر میزان آلودگی هوا و ناوبری و هدایت افراد در محیط شهری را در بر میگیرد.
نمایش عوارض و اطلاعات محیط در دستگاههای همراه و با استفاده از فناوریهای واقعیت مجازی و واقعیت افزوده دارای محدودیتهایی نیز میباشد. در کنار مواردی مانند تعیین موقعیت مطلوب، پهنای باند مناسب و قابلیتهای گرافیکی سکوی همراه، ابعاد محدود صفحهی نمایش نیز از موانع چنین برنامههایی به شمار میرود. برنامههای واقعیت افزوده و اغلب برنامههای واقعیت مجازی دارای زاویه دید خودمحورُ میباشند که در آن عوارض محیط از نقطهی دید چشم کاربر نمایش داده می شود.
در این حالت پس از تعیین عوارضی که در محدودهی دید کاربر قرار دارند، نیاز است تا اطلاعات مربوط به آنها استخراج شده و نمایش داده شوند. به دلیل حجم بالای عوارض و محدودیت ابعاد صفحه نمایش، ارائهی اطلاعات تمام عوارض باعث سردرگمی کاربر خواهد شد .[6] به منظور نمایش بهینه و رفع مشکل ازدیاد اطلاعات در سکوهای همراه، راه حلهای گوناگونی مطرح شده است که میتوان به موارد زیر اشاره نمود:
• شخ صی سازی اطلاعات: پایش رفتارها و وظایف گذ شتهی کاربر به منظور ارائهی اطلاعات متنا سب با نیاز کاربر.[6]
· روشهای محتوا مبناٌ: ا ستفاده از بافت عوارض موجود در محیط به منظور ا ستخراج بهینه اطلاعات. یکی از نمونههای این روش دستهبندی ساختمانها بر اساس کاربری و خدمات میباشند تا با مشخص نمودن گروه موردنظر، تنها اطلاعات عوارض موجود در آن دسته ارائه شود . [7]
· روشهای مکان مبنا: در این رویکرد از پر سشوپا سخ های مکانی به منظور تعیین عوار ضی که در محدودهی دید کاربر قرار دارند استفاده میشود و اطلاعات مربوط به عوارض نمایش داده میشود .[8] در این تحقیق روشهای جستجو و پرسشوپاسخ مکانی به منظور استخراج عوارض و ارائهی اطلاعات مربوط به آنها مورد بررسی قرار میگیرند. چنین رویکردی در کاربردهای واقعیت مجازی و واقعیت افزوده با تعیین محدودهی حضور کاربر، پایهی اصلی استخراج و نمایش اطلاعات را تشکیل میدهد.
علاوه بر این روشهای دو بعدی پرسشوپاسخ مکانی نیز به منظور استفاده در نقشههای دو بعدی دستگاههای همراه قابل استفادهاند. در ادامهی تحقیق، موارد مشابه در زمینهی جستجو و پرسشوپاسخ مکانی همراه بیان شده است. در بخش 3 انواع روشهای پرسش و پاسخ مکانی به منظور دریافت عوارض و استخراج اطلاعات بیان میشود. در بخش 4 قابلیت پایگاه دادههای مکانی به منظور پیادهسازی روشهای جستجوی مکانی بررسی میشود. در پایان نتیجهگیری مربوط به تحقیق ارائه خواهد شد.
-2 پیشینهی تحقیق
ایدهی به کارگیری پرسشوپاسخ های مکانی با مفاهیم Smart Compass، Smart Horizon و GeoWand در [9] مطرح شد. در مقایسه با قطبنمای مغناطیسی که جهت محورهای سیستم مختصات را نمایش می دهد، Smart Compass کاربر را به سمت عوارض معین هدایت میکند. Smart Horizon به کاربر اجازه میدهد عوارضی را که توسط عوارض دیگر در محدودهی دید فرد پوشیده شدهاند را نمایش دهد. با استفاده از قابلیت GeoWand کاربر میتواند اطلاعات مربوط به عوارض اطرافش را از طریق نشانهروی به دست آورد. در [10] یک روش جستجوی نقاط موردعلاقهٍ با استفاده از موقعیت و قطبنمای دستگاه موبایل در فضای دو بعدی ارائه شده است.
در این تحقیق ابتدا یک منطقهی مستطیلی به مرکزیت موقعیت کاربر تعیین میشود و این محدوده در راستای محورهای قطبنمای گوشی به چندین بخش تقسیمبندی میشود. در مرحلهی بعد نقاط مورد علاقه با در نظرگرفتن بخشی که در آن قرار گرفتهاند به کاربر ارائه میشود. در صورتی که چندین مکان در یک بخش قرار گرفته باشند، معیار فاصله از کاربر اولویت نمایش را مشخص میکند. در [2] دو روش پرسشوپاسخ مکانی دو بعدی شامل روش دایرهای و روش مستطیلی GeoWand برروی پایگاه داده مکانی دستگاه موبایل پیادهسازی شده است.
روش دایرهای با دریافت موقعیت گوشی و شعاع مورد نظر مکانهای اطراف کاربر را مشخص میکند. در روش پرسشوپاسخ GeoWand با استفاده از موقعیت گوشی، فاصله نشانهروی و فاصله حریمگذاری، یک مستطیل به منظور تعیین مکانهای موردنظر کاربر تشکیل می شود. علاوه بر قابلیت تعیین گروه نقاط موردعلاقه - رستوران، بانک، کافه و غیره - ، پیادهسازی روشهای پرسش و پاسخ مکانی به صورت آفلاین از مزایای این تحقیق میباشند. استفاده از زاویهی دید کاربر به منظور انجام پرسشوپاسخ جهتیَدر [11] مطرح شده است. در مدل ارائه شده موقعیت گوشی و دو نقطه با فاصلهی یکسان از راستای نشانهروی یک پنجرهی جستجوی مثلثی را تشکیل میدهند.
