智能导游是基于游客位置的路径引导、游览讲解的综合性服务，与地理信息系统（ GIS）、移动定位技术、基于位置的 服务（ LBS）等之间有着密切的联系。随着我国旅游市场的快速发展和旅游信息化建设的不断推进，强调信息化、定量 化的数字旅游、数字景区逐步向强调人性化 、智能化服务的智慧旅游、智慧景区建设转化。我国传感网、物联网技术的迅速发展同样加快了这一领域的建设 。 但是基于传统室外定位（ 如 GPS）为主的车载定位导航难以满足同时具有室外景点与室内展区、展品的景区导游服务，因而室内外一体化定位、导航技术及其在智能导游领域的应用亟待研究。本文旨在将室内外定位技术、方法引入到景区导游服务系统中，从游客时空位置获取、行为分析的角度探讨景区智能导游的室内外一体化定位及其位置服务技术与方法，研究如何构建以（GPS、蓝牙和超宽带）定位为基础、可同时满足游客室外和室内一体化路径引导和信息讲解需求的景区智能导游服务方法。基于位置服务及导游学相关理论知识，研究景区智能导游的服务模式、服务构成及特点，提出景区智能导游的体系架构，探讨景区智能导游过程中的室内外定位、室内外游览路径规划引导和室内外景点信息讲解等方法和技术问题，并构建相应原型系统对上述问题进行验证，在此基础上进行应用示范。论文的研究有助于推动移动GPS在旅游行业应用中的理论和技术创新，为旅游服务特别是导游服务的定位、引导和讲解提供一种全新的技术支撑，同时也为拓展景区导游服务模式及方法体系提供新的思路 。
总结起来，本文在如下几个方面开展了研究：
（1）对智能导游与位置服务的内蕴联系进行分析，按智能导游获取服务方式的不同，将景区智能导游划分为离线服务、无线网络服务和混合服务三种不同的导游服务模式。分析智能导游服务的业务构成及特点，从更加注重服务游客的整体游览体验室内外无缝游览、室内外游览路径引导和室内外实时信息播报等方面出发，提出整合室内外定位、游览路径引导服务、系统讲解服务以及其它景区生活设施查询服务的景区智能导游体系架构。阐述景区智能导游的服务内容，并指出其中的室内外定位是基础，而游览路径规划和景点信息讲解是景区智能导游服务中最为重要和关键的组成部分。最后从与现有景区信息化平台集成方面讨论景区智能导游的建设思路。
（2）在调研室内外定位技术的基础之上，分析各种定位方法的定位精度、适用范围和定位可集成性等性能参数，根据景区智能导游系统中室内外定位的具体需求，研究基于GPS、蓝牙和UWB的室内外组合定位方法。本文系统的梳理上述定位的特点，并对景区室内外数据的空间基准进行统一。在此基础之上探讨影响室内外定位切换的三大因素，即建筑物因素、定位设备因素以及人的行为状态因素。提出基于游客行为与空间状态的室内外组合定位模式，通过探测游客的运动状态实现定位切换算法，构建基于GPS与UWB的室内外组合定位平台。
（3）依托景区道路网数据模型，在算法等经典最优路径算法的支持下，提出基于景区智能导游的联合分段游览路径规划思想（简称联合分段路径规划），通过将景区智能导游的游览路径划分为由室外路段与室内路段交替衔接的组合体，室外路段自起始点开始至室内景点入口为止，室内路段自室内景点入口至出口点为止，在联合分段游览路径规划主算法、景区游览道路搜索子算法和联合分段游览路径规划子算法的支持下，实现了景区智能导游的室内外游览路径规划。实验结果表明，在室内采用顺序游览和随机游览时，联合分段游览路径规划的结果是合理的，该方法具有现实的可用性。
（4）基于空间对象的位置信息描述参数和空间关系计算模型，在位置语义描述句法规则的支持下，实现以游客自身作为参照物的空间对象位置信息动态描述。依托于室内外定位技术获取的游客实时位置信息，提出一种基于室内外景点播报区域的实时景点信息播报方法将游客的实时位置与播报区域之间的空间关系作为景点讲解的触发条件，并对不同类型的景区目标采用不同的播报区域划分方法；指出游客在景区游览过程中存在的三种游览方式及其之间的转换关系，实现游客偏离游览线路时的处理方法；针对导游过程中路口播报与景点讲解相冲突的问题，提出一种适时延后或提前播报路口转向信息的处理方法，该方法具有算法复杂度低，可操作性强的特点。
（5）对上述智能导游服务相关理论、一体化定位平台、室内外游览路径规划模型及景点信息实时播报方法进行系统实现，基于嵌入式移动智能终端平台，设计并实现了尚湖景区智能导游服务系统。对论文中提出的相关体系架构和服务模型、方法进行有效性验证，结果表明，基于室内外一体化定位及其位置服务的景区智能导游具有景点讲解自然流畅、路口播报及时准确、 偏 离线路提醒和处理恰当等特点，能够满足游客在景区范围内的各种导游服务需求，可以在景区大批 量投入使用，同时也可以推广到其它相关景区。
第一章、绪论
1.1研究背景及意义
旅游业是信息密集型产业，对信息传播和信息技术有根本性的需求，在全球社会网络化程度不断提高的背景下，信息化对旅游业的影响己深入到产业的各个环节。中国旅游业“十二五”发展规划纲要明确鼓励信息技术在旅游各环节的应用服务创新，并重点发展智能终端技术在数字化导览、电子地图、定位认别、移动支付、多点通信等领域的应用，物联网技术在电子票证、旅游一卡通、景区资源管理等领域中的应用，以及移动通信技术在景区注量分析、客流引导、应急处理等领域的应用。随着地理信息系统（GIS）技术的进步，借助于卫星传感器、无线蜂窝网络和各种室内定位传感器推动的一系列移动定位技术，使游客获取更精细化、人性化的室内外位置信息服务成为可能。据中国旅游研究院与携程网联合发布的《中国休闲旅游客户需求趋势研究报告》显示，2012年散客自由行已经进入爆发发展的重要阶段，市场的普及程度大幅提高，各级政府和主管部门、旅游企业、目的地等普遍重视散客自由行市场，为此提供了更多的旅游产品和服务。自由行己成为主流旅游者的主流出行方式，这种以“张扬个性、亲近自然、放松身心”为目标的休闲方式已发展成新的潮流，市场规模不断发展壮大。自由行的兴起使得导游服务作为为游客提供景区室内外路径引导、景点信息讲解、周边游览信息推介的智能导游服务系统受到了极大地关注。与此同时，尽管“十一五”期间我国旅游公共信息服务水平不断提高，重大项目稳步推进，但从总体上来说我国旅游业发展中的现代科技支撑还很薄弱，行业信息化水平参差不齐，旅游信息化建设还处于初级阶段，表现为现代科技在旅游行业的应用水平低、景区自助导游服务不完善等。为解决采用传统人工导游所面临的讲解人员不足、讲解线路不灵活、讲解质量难以统一等问题，提升导游服务信息化水平 ， 发展具有广阔市场前景和巨大竞争力的室内外一体化智能导游势在必行。智能导游作为景区信息化建设的重要组成部分，对提升景区影响力、促进景区可持续发展具有重要意义。
1.2导游智能化服务研究
国内外学者在导游信息化服务方面的研究主要集中在导游推介网站和电子导游系统两方面。其中，导游推介网站研究主要从网站需求、网站模型构建、网站维护及安全等方面展开，并通过下载速度、网页可链接性、视觉吸引力等指标因素对导游推介网站进行评价方法的研究。作为一种新型游览信息的传播载体，电子导游系统近年来在国内外得到广泛发展，带动着旅游业向电子化和智能化的方向发展。游客进入游览区后，全程使用电子导游器获取客观、准确的游览信息，给予游客充分的游览自主性，提高旅游信息服务质量。传统的人工导游使用扩音器讲解景点信息，这种方式具有播音清晰度差、噪音污染大等缺点，严重影响他人的游览体验，多数发达国家目前己取消了这种导游讲解方式，转而采用非人工讲解的电子导游器。国内外在电子导游这方面进行了长期深入研宄，并已取得了丰富的成果。总结起来，电子导游大致经历了数字按键、扫描识别、射频识别、实时定位等阶段。
1.3典型研究项目
作为提升景区信息化水平的一种全新服务模式，导游服务的智能化是实现智慧旅游的重要手段，是将服务对象由城市居民向外来游客的内涵式延生，也是景区数字旅游发展的高级阶段。智慧旅游也叫智能旅游，是在智慧城市的基础上发展而来的，它充分利用云计算、物联网等新技术，通过互联网移动互联网，借助于便携式终端设备，主动感知旅游者、旅游资源、旅游经济活动等方面的信息并作出相应反馈，帮助旅游业者及时安排或调整旅游计划，从而使旅游物理资源和信息资源得到高度系统化整合和深度开发激活，并服务于公众、企业、政府等的面向未来的全新的旅游形态。散客自由行规模的不断扩大要求旅游行业在保证业务规范的同时不断响应市场变化与游客需求，智能导游以融合的新一代通信与信息技术为基础、以一体化的导游信息管理为保障、以游客的互动式体验为中心，是智慧旅游的重要组成部分，相关研究项目得到各国的普遍重视。
第二章、位置服务与景区智能导游的理论基础
地理位置服务是景区智能导游服务的基础和前提，它直接影响到景区智能导游的信息化水平和智能化程度，地理位置服务的重要性不言而喻。景区智能导游服务融合了信息技术中的诸多新技术，比如GIS技术、空间定位技术、嵌入式技术、无线通信技术等。景区智能导游理论涵盖导游的服务模式、服务构成特点、服务体系架构和服务内容等方面。
2.1智能导游与位置服务的内蕴联系
景区智能导游服务研宄依赖于GIS特别是移动GIS的相关理论和方法，是因为景区智能导游与旅游景区、旅游 景点及位置服务之间存在内在的、必然的联系。
2.2旅游景区及其特征
旅游景区又叫旅游风景区，简称景区，是指以自然、人文或人为创造的景观为主要吸引物，可供旅游者参观游览或开展其他休闲活动，并设有旅游者所需要的各种设施设备及服务，由数个景点共同构筑而成的地域。旅游景区属于旅游区的亚类，而旅游景区的次亚类使用“风景特色术语旅游风景区”的形式来表示。旅游景区根据风景形成的资源类型、景观特征或游客观赏需求可分为自然类景区、人文类景区、人造类景区等三种类型。旅游景区和旅游景点是不同的概念，但学术界对二者表述不够清晰，有时甚至认为他们是同一个概念。彭德成认为，中国旅游产品的主体是指以自然景观和文物景观等公共资源为依托的自然景观和文物景观类旅游景区，不包含主题公园、人造景点等主题景区。张凌云认为，“旅游景区有时也称旅游景点，两者的差异习惯上理解为空间区域尺度的不同，但在很多场合下，经常被互相混用不作区别”。本文从游客服务的角度出发，认为旅游景区和旅游景点之间并不仅仅是空间区域尺度的问题。旅游景点是旅游景区的基础，是旅游景区的重要组成部分，没有旅游景点的旅游景区很难想象它的风景从何而来，旅游景区由旅游景点、旅游设施及旅游服务构成，旅游设施包括步行道、公共洗手间、标志牌、餐饮等，旅游服务则主要包括导游服务、电瓶车服务等。景点是景区中游客观赏游览的主要内容和重点对象，往往承载了历史、科学、文化、生活的丰富内涵。