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分享一下如何制作专业的手绘电子地图。
一、智慧导览系统介绍 手绘电子地图，就是把手绘地图覆盖到地图上，游客或者普通用户，可以在手机上通过地图的链接（或者现在流行的小程序）打开使用。是一种使用非常方便，集“视、听、路径规划、实时导航”等诸多功能于一体的智慧导览系统。也是现在很多景区为游客提供的增加便捷性和游玩体验的一项功能。 最重要的两点，我认为是： 1.手绘图本身 手绘图的美观度、清晰度、完整度、准确度，决定了图的档次格调的高低，也是手绘设计师的技术水平、设计能力、规划能力、沟通能力等综合性体现。 2.实时导航功能 如果说手绘图本身是面子，让人对地图有第一印象和直观感受，那么实时导航功能则是地图的灵魂和里子。没有实时定位和动态路径规划导航功能的地图，只是一个可观而不可用的花瓶，没有使用价值。没有准确的而高效的实时导航算法，就不能把地图价值在游客手里发挥到最大。 因为多年的从业经验，我从一个纯技术的角度来分享一下如何实现这样的“智慧导览系统”。
二、智慧导览系统功能 先看一个参考示例图（根据实际情况，只添加了必要的功能）：
 参考示例图 1.基础功能 地图功能的设计，包括需要哪些功能，需要怎么展示，地图点位的图标等细节，不一而足。每个需求方可能要的也不一样。但总体来说，可能包含如下： 景点介绍：这是智慧导览系统最基础的功能之一。在系统后台可以在地图上添加景点标注，并完善相应的介绍信息，包括图片、文字、图文、语音、视频等内容。 服务设施：在地图上添加区域内的服务设施，如厕所、游客中心、停车场等内容。 商家信息：在地图上添加区域内的商家，如酒店、餐饮、特产等商家。用户可查看商家介绍、商家产品，并可支付下单购买。 景区公告：在后台添加景区最新公告，如闭园通知、开园通知、最新活动等信息。 线路推荐：在后台设置推荐的线路及景点，游客在地图上可点击查看，并在地图上直观的规划出推荐的路径，模拟导览游览。非常直观明了。 咨询电话：可在后台设置景区的咨询、客服的联系方式，如电话、微信、微博等。 景区720：可拍摄制作景区的720全景，并在地图上标注展示，更直观的向游客展示景点的实景。 2.增强功能 智慧导览系统还应该具备如下增强功能，才能更好的增强客户的服务能力、满足用户的使用需求。这也是当前电子手绘地图系统的重点和难点。 实时定位：基于客户端的位置获取接口（如上文，可能大部分是微信环境里，或者浏览器环境），实时获取用户当前的位置信息。当然，位置的精度可能会受到诸多方面因素的影响，如天气、建筑物遮挡、设备本身的性能或GPS模块的精度、网络状况等。在理想的情况下，精度甚至可达到10到20米左右的偏差。这种精度，在民用已经算是极致了。为什么不给出更精确的精度，可能一方面是设备、技术等因素限制，另一方面，从安全角度来看，可能这也超出民用的范畴。当然，话说回来，从我们的实际使用场景来看，这样的精度其实已经远远的满足我们的需求了。这里说个题外话，为什么我们在手机上使用地图APP导航的时候，不管是驾车还是步行，看上去都能做到精准无误呢？（如驾车，在路口转向时，基本上达到米级的精度）关于这一点，我是这样思考的：地图APP是基于设备的定位，然后再结合当前使用者的导航方式、路径规划、设备朝向、速度等多方面综合的因素，用强大的后台算法为用户的当前位置做了智能的“纠偏”。那为什么我们智慧导览系统不做这样的纠偏呢。从实际出发，这一方面是我们的数据量远远不够丰富完善，另一方面是“性价比”不高。在园区内的导航，不需要这样的“纠偏”已经可以满足需求，而要做这样的“锦上添花”的功能，则需要付出指数级甚至更高的成本和代价。 动态路线规划：基于前端设备“实时定位”的能力，智慧导览系统实时计算用户当前位置和指定目的地的路径。指定的目的地，可以是地图上标注的任意一个点位，如景点、服务设施、商家等。这一点，和地图APP的导航功能非常类似。园区内很多情况下，没有地图APP平台采集路线，所以需要我们人工在智慧导览系统后台标注和实际情况一致的路线，或者通过智慧导览系统提供的路线采集工具，安排人员现场采集。其实，地图平台的路线采集也是这样做的。各大地图平台，都有国家发放的专业牌照，然后通过路线采集人员驾车或步行，采集、更新每个城市的道路（仔细想想，这是一个多大的工作量和成本，我们每个人都可以免费的使用这些服务，感谢他们的付出成本和辛苦）。 自动触发：基于“实时定位”和“动态路线规划”能力，用户达到系统设置的点位附近时，可以自动触发后台配置的各种功能，如自动播放景点的语音讲解、展示图文内容，或推送商家的优惠券等。为用户提供便利、人性化的智慧服务。 多语言：多语言是智慧导览系统满足国际化需求的一个增强功能。系统具备基本的汉语、英语选择，还具备很便捷的扩展其他语种的设计和功能。 3.地图个性化 智慧导览系统不应该是一个单纯的功能性的系统，还应该有更多丰富的、多元化的功能，为用户提供更多个性化、趣味化的服务。 个人中心：系统具备用户个人中心的功能。用户可以对地图上的景点进行点赞、评论等操作，然后可在个人中心查看。 营销、广告：后台可在地图上添加固定的营销、广告等信息，增强能力和满足运营需求。 优惠券：后台可设置地图上的商家发送优惠券，吸引、导流游客进店，带动消费。 寻宝游戏等活动：后台可在地图上添加寻宝指引点位，引导游客到指定地点扫码积星对话奖品。 标注图标动效：所有标注点的图标，可设置一些动效，增加地图的趣味性和个性化。
三、技术栈的选择 从这里开始后面的内容，有一定的行业背景或经验的人，能更好的理解。我尽量说得通俗易懂一些。如果你觉得一些专业名词不明白是什么意思，可以直接跳过。 现在绝大部分业务系统的开发，都是基于一个成熟的技术栈来实现。这样可以极大的节约基础设施的成本，而且效率得到极大的提高。甚至某些系统或行业的应用及系统，不基于一些成熟的技术栈，想要完全自主开发，几乎是不可实现的。 智慧导览系统，建议基于这样的一个技术栈： 1.服务器 使用成熟的云平台，国内成熟好用的几家，业内人都知道。 2.前端平台 如今最大的前端平台是微信小程序，还有就是浏览器直接通过链接打开。不过就智慧导览系统来说，大部分情况下，微信小程序也是基于Webview控件来调用，本质上和浏览器的直接打开没什么区别，就是HTML5+JavaScript+CSS3来实现。但是微信的生态内，会有一些微信开放的额外的一些接口和功能，比如说：可以使用微信提供的位置获取接口，来为游客获取更精准的定位。 3.地图平台 智慧导览系统只能基于地图的开放平台来实现。目前国内几家大而成熟的地图平台：高德地图、百度地图、腾讯地图。建议首选高德地图，次选百度地图。为什么呢？ 地图有个“层级（Zoom）”的概念，就是用户打开地图，放大缩小，就是显示的不同的层级。现在地图平台开放的层级，高德地图最大为19级，百度地图为18级，而同级别的情况下，高德地图也更大一些。因此，建议选择高德地图，可以做更精细化的地图。腾讯地图多不做介绍。 另外，如果涉及国外的景区或地点，那谷歌地图是不二的选择。国内的地图在国外没有完整的内容，而且访问速度也很随缘。
四、开发介绍 具体开发内容，这里主要介绍涉及地图核心的部分。其他比如数据库设计、后台管理系统等不做过多介绍。 1.开发语言选择 后端开发：目前流行的开发语言如Java、PHP、Python等都是不错的选择，每个语言都有自己的特色。就个人而言，我比较喜欢Java和PHP，Java纯面向对象，适合大型项目，运行速度较快；PHP灵活简单，开发效率很高，现在利用有Swoole这样的扩展，也可以做到运行速度很快。 前端开发：前端开发老生常谈，JavaScript+HTML5+CSS3，千年不变的三板斧。但是可选择的框架或者库现在比较多，JavaScript有之前非常流行的JQuery库，也有现在很火的Vue等框架。总之，做为开发者，你最擅长的可能就是最适合的选择。当然，你也可以选择学习新的知识和技术代替曾经最擅长的。 2.地图基础知识 这一点，是核心，基础中的基础，原理也比较复杂。因为地球是一个球体，是立体的，并不是天圆地方的一个平面，所以，首先，需要引入一个叫“坐标系统”的概念。 当前常见的坐标系主要有三种： 地球坐标系：WGS84，常见于GPS设备，Gooogle地图（非中国区域）等国际标准的坐标体系 。 火星坐标系：GCJ-02，中国国内使用的被强制加密后的坐标系，如高德地图、腾讯地图、谷歌地图（中国区域）的坐标就属于此类坐标系。 百度坐标系：BD-09，百度地图所特有的坐标体系，它在火星坐标系的基础上又进行了一次加密处理。 但是我们使用地图的时候，却又只能看到平面的地图，因此，又有了另外一个概念：墨卡托投影。 墨卡托投影的主要功能，就是让三维立体的地图坐标能在二维平面上显示。有点类似于《三体》里的二向箔的功能，把三维系统二维化。 二维化之后的平面，会被分割为一片一片的小图，或者换句话说，由一片一片的小图拼成了二维的地图。而这个小图，叫“瓦片图”。这又是一个重要的概念。后文会继续细说。 而瓦片图的开始点（最左上角，或最左下角）在地球的什么地方呢，因为坐标系的不同，每个地图可能也不一样。所以，同一个经纬度，在不同的地图平台上，对应的瓦片图的序号可能都是不一样的。其中详细的原理和规则算法，这篇文章说得比较详细： 国内主要地图瓦片坐标系定义及计算原理 3.地图平台介绍 高德、百度、腾讯、谷歌地图开放平台介绍。 首先祭出开放平台文档，这是基于平台开发的基础： 每个地图的API，大同小异。从细节来说，腾讯地图的接口和高德地图差别最小。 值得一提的是，在地图上画线（主要是导航的线路规划标识），谷歌地图没有直接给出绘制虚线的接口，而国内的地图平台都有。这一点也体现了国内和国外的一种思维的差异。 另外还有一个细节，标注图标旋转（比如导航时，箭头图标跟随人的方向旋转）接口，高德地图的旋转的中心点不是图标中心，而是图标外层父元素的点位，因此转向时，给人的感觉是自身的位置也在画一个圆圈，而百度地图没有这个问题。当然这个问题也不是无法解决，我们可以通过自己编写转向的CSS，利用JavaScript来控制图标以中心点来转向。
每个地图平台在手机端的表现和体验也有些差异。我个人觉得高德地图最流畅顺滑，百度地图次之。 还有另外一点细节，就是关于瓦片图（后文细说），一样的图，在腾讯地图上会有非常细微的差别（腾讯地图允许级别Zoom为小数，在两个级别之间，还可以有多个过度值，而其他地图只能是整数，这是一个更人性化的设计，但却导致了瓦片图变得模糊了一点）。 4.瓦片图覆盖到地图上 瓦片图是尺寸为256px*256px的正方形图片。这样的图片，像瓦片盖房一样，覆盖为整个地图，所以称为“瓦片图”。 瓦片图的设计是一个非常精妙的设计，解决了地图图片太大的根本性问题，节约了服务器、客户端设备的内存，按视觉范围内加载图片，也节约了网络流量。 这是一种前端的“懒加载”思想的体现，也是和前端的“雪碧图”刚好相反的设计（关于“懒加载”和“雪碧图”，这里不做过多介绍）。 因此我们可以发现，不管什么解决方案，都有相应的使用场景，也有相反的局限性。不可脱离场景，一概而论。 瓦片图覆盖到地图，这是整个手绘电子地图最核心、最基础的设施和功能。因为此，我们自己绘制的精美地图，才能够覆盖到地图平台上，做成我们个性化需求的地图。具体的实现，并没有想象的那么复杂。当然，经验丰富的程序员，可以设计出更科学的算法和加载逻辑。这里抛砖引玉，做一个示例（高德地图）： 1 var fileHost = 'https://yourfilehost.com/'; 2 var tileLayer = new AMap.TileLayer.Flexible({ 3 createTile: function (x, y, zoom, success, fail) { 4 var imagePath = fileHost + '/tilefile/' + zoom + '/x + '_' + y + '.png'; 5 6 var div = document.createElement('div'); 7 var img = document.createElement('img'); 8 img.onload = function () { 9 div.appendChild(img);10 }; 11 img.crossOrigin = "anonymous";12 img.onerror = function () {13 fail()14 };15 img.src = imagePath;16 17 success(div);18 19 }20 });21 tileLayer.setMap(map);
这里AMap.TileLayer.Flexible方法是核心，这是高德地图提供的使用瓦片图的一个接口。他提供了一个div层（className为“amap-layer amap-flexible”）覆盖在底图之上，然后允许此方法返回仁义的元素，填充在256*256的瓦片图的方格里。因此，这里其实也可以更简单的直接返回一个img元素而不用div： 1 var fileHost = 'https://yourfilehost.com/'; 2 var tileLayer = new AMap.TileLayer.Flexible({ 3 createTile: function (x, y, zoom, success, fail) { 4 var imagePath = fileHost + '/tilefile/' + zoom + '/x + '_' + y + '.png'; 5 var img = document.createElement('img'); 6 img.onload = function () { 7 success(img); 8 }; 9 img.crossOrigin = "anonymous";10 img.onerror = function () {11 fail()12 };13 img.src = imagePath; 14 }15 });16 tileLayer.setMap(map);
以上为高德地图的示例，其他地图原理相差不大，因此不再赘述。当然，这里只给了最基础的加载瓦片图的逻辑。事实上，根据实际情况，这里面还会做很多必要的其他业务逻辑的判断，比如，系统应当存储当前地图的瓦片图范围，超出范围的，就不要加载图片，或者加载一张透明的小图等。 这里列一下地图平台瓦片图的接口名，便于有需要的搜索使用： AMap.TileLayer.Flexible // 高德地图BMap.TileLayer // 百度地图TMap.ImageTileLayer // 腾讯地图google.maps.ImageMapType // 谷歌地图
//需要注意的是，一些地图的接口允许传入参数：瓦片图的尺寸。不过建议默认为256较好，毕竟这是通用的默认尺寸。
5.瓦片图的制作 既然瓦片图是基础，那么我们如何从一张完整的手绘图制作成为256*256的多张瓦片图呢？可能设计师都能想到，直接用Photoshop切图即可，很简单。是的，常理来说是这样，但这有2个问题： （1）我们设计的图，往往不是刚好为256px的倍数，那么第一张切图，从什么地方开始？（即便是刚好为256的倍数，也不能从0像素开始切，后文细说） （2）我们切图出来之后，结合前文的地图基础知识，通过上面示例代码可见，最关键的是每个图的文件名，要和地图的级别Zoom、X轴的数值x、Y轴的数值y相对应。否则切出来的图，没有任何意义。 这两个问题，是制作有用的瓦片图的根本问题。 其实，在我们绘制手绘图片文件之前，就已经清晰的知道，我们绘制的内容到底是处于地图的什么区域。然后应当记录这个区域的起始点的经纬度。 前面说了瓦片图可能从地图的最左下角或左上角开始。具体情况是这样的：高德、谷歌、腾讯地图是从左下角，高德地图是从左上角开始。 然后通过经纬度、抹卡托、可见区域像素三者的转换算法，计算出当前手绘图分别在X轴和Y轴的第二张瓦片图的偏移像素，然后从此像素位置开始切图，并把计算得到的层级（Zoom）、X坐标（x）、Y坐标（y）的值作为对应的文件名保存切图。因此，说到这里，我们便都知道，这切图工作没办法由设计师来人工执行，只能由设计的专门算法的系统执行。 这里因为一些商业保密和其他的原因，我不能对这个切图算法做更仔细的讲解，非常抱歉。 瓦片图切好之后，放到专门的文件服务器，然后前端代码便可调用，实现瓦片图覆盖于地图底图上展示。个性又漂亮的手绘地图便基本成型了（如上图“参考示例图”）。 6.动态规划路径的实现 漂亮个性的手绘电子地图完成之后，这还只是一个纯纯的地图展示，谈不上功能性的使用，更别说“智慧”。因此，我们还需要增加各项智慧能力的功能。这其中，最基础的又应当是“实时定位”及“动态路径规划”了。 其实这两项功能，就是地图APP的基础的导航功能。但是因为大部分我们的园区内根本没有地图的路线，或者不全面，因此需要我们自己来实现这个功能。 具体如何实现，原理很简单。前端通过定位接口获取到用户当前的位置（需要注意的是，为了支持更全面的使用场景，可以考虑兼容微信及HTML5原生接口），然后系统计算当前位置与指定的点位之间的路线。 因此，这就需要我们根据实际情况，事先在系统里标注园区内的点位和路线，路线越详细越好。而通过这些点位和路线，要计算得到最短路径，关键则在于最短路径的“寻路算法”。算法可以自己设计，而目前很多伟大的科学家公开的很多最短路径算法则更为推荐。因为自己设计的算法难免可能会出现一些不可预料的BUG，而这些公开的算法经过严密的证明和大量使用的验证，使得计算效率以及可靠性都有很好的保证。 这也是我的个人经验，曾经我们自己设计的一个算法，在大部分情况下都能计算出正确的最短路径结果，但在某些情况下，却得到意外的结果，或发生计算消耗较多时间，效率低下的情况。 我推荐“迪杰斯特拉”算法，或“佛洛依德”算法。 1 //C语言版本的迪杰斯特拉算法 2 int a[1000][1000]; 3 int d[1000];//d表示源节点到该节点的最小距离 4 int p[1000];//p标记访问过的节点 5 int i, j, k; 6 int m;//m代表边数 7 int n;//n代表点数 8 int main() 9 {10 scanf("%d%d",&n,&m);11 int min1;12 int x,y,z;13 for(i=1;i<=m;i++)14 {15 scanf("%d%d%d",&x,&y,&z);16 a[x][y]=z;17 a[y][x]=z;18 }19 for( i=1; i<=n; i++)20 d=max1;21 d[1]=0;22 for(i=1;i<=n;i++)23 {24 min1 = max1; 25 for(j=1;j<=n;j++)26 if(!p[j]&&d[j]<min1)27 {28 min1=d[j];29 k=j;30 } 31 p[k] = 1; 32 for(j=1;j<=n;j++)33 if(a[k][j]!=0&&!p[j]&&d[j]>d[k]+a[k][j])34 d[j]=d[k]+a[k][j];35 } 36 for(i=1;i<n;i++)37 printf("%d->",d);38 printf("%d\n",d[n]); 39 return 0;40 }
当然这些公开算法，都是最基本的核心和原理，要能让我们可在地图上做最短路径寻找，还需要我们自己根据实际业务和逻辑，做相应的变种。 根据对当前用户的实时定位，通过最短路径算法，便能实现动态路径的规划。这便使得我们的手绘电子地图具备了最基础、最重要的导航功能。 7.自动触发的实现 通过实时定位获取到用户当前位置，系统判断位置是否和后台设定的点位接近。当距离已小于设置值的时候，电子地图系统便自动展示当前点位的介绍信息、语音讲解，或者商家推送的优惠券等。因此，我们的电子地图系统便越来越智能了。 而在此基础之上，我们可以相当的所有功能，都可以加载到电子地图系统上。由此我们的系统便优化成为真正的“智慧导览系统”。其他的更多的功能的实现，我便不再赘述，只对下列三个比较特别的功能再做一些简述。 8.多语言的实现 多语言是一个老生常谈的需求，也是一个系统国际化所必备的功能。对于智慧导览系统而言，我觉得有两个值得注意的点： （1）地图本身的文案，包括提示信息、按钮文字等。这可以在代码层面做多语言的配置。 （2）地图标注点位相关的内容，包括图文介绍、语音讲解等内容，这里需要在后台系统设计可添加多语言内容的管理。 9.实现国内国外可同时访问地图 这一点需求，是根据实际情况来提的。因为国内和国外的地图基本上不能互通，因此我们的智慧导览系统应当解决这一痛点。 10.地图路线的采集和标注 系统的“动态路径规划”功能需要园区的路线数据为基础，因此系统应当提供路线采集和标注的配套工具，方便工作人员从现场采集路线的经纬度等信息。
五、结尾 本文是我个人基于“智慧导览系统”开发经验的一个大致的概括。整体来讲，写得比较粗陋和简略。很难作为一个方案或者教程，只当是我个人做一个总结罢了。如有不当之处，欢迎指正。也欢迎有兴趣的一起讨论。 体验地图
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发表于 2022-7-31 21:15:39
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