《武汉工程大学学报》 2016年05期
490-494
出版日期：2016-11-02
ISSN:1674-2869
CN:42-1779/TQ
基于Android的百度地图多功能实现
1 引 言百度地图是一项网络地图搜索服务［1］，地图覆盖区域广、查询功能多样，Android是基于Linux的操作系统，多用于移动设备. 随着移动通信网络技术、互联网技术、GPS技术［2］和GIS技术的发展，二者的结合使得一种新形式的电子地图应用服务得以出现［3］. 因此，为满足用户基本需求，需要申请百度地图密钥［4］和使用百度提供的开源核心类接口［5］，在手机端设计并实现浏览地图［6］、搜寻地点、路线规划、自我定位［7］等多功能. 2 理论算法2.1 墨卡托投影百度地图使用的投影方法是墨卡托投影. 墨卡托投影是由荷兰地图学家墨卡托（G.Mercator） 于1569年创拟. 假设地球被套在一个圆柱中，赤道与圆柱相切，然后在地球中心放一盏灯，把球面上的图形投影到圆柱体上，再把圆柱体展开，就形成了一幅墨卡托投影的世界地图，广泛应用于航空、航海中. 假设墨卡托投影的坐标系原点为 （0，[λ0]），表示X轴为赤道，Y轴则在经度为[λ0]处垂直于赤道，X轴的刻度是等距的，Y轴方向越靠近两极变形越大. 墨卡托投影公式为[x=λ-λ0y=ln[tan(π4+12φ)]=ln(tanφ+secφ)φ=2tan-1(ey)-12π=gd(y)λ=x+λ0]， （1）式（1）中，[λ]为经度，[φ]为纬度. 即有经纬度（[φ]，[λ]）对应的墨卡托平面坐标即为（x×R，y×R）. 很明显，y方向的距离只有在赤道附近才是接近实际距离的. 2.2 A*寻径算法A*算法可运用到百度地图路径搜索中. A*算法是一种静态路网中求解最短路径最有效的直接搜索方法，算法中的距离估算值与实际值越接近，最终搜索速度越快. 寻径公式表示为[f(n)=g(n)+h(n)] . （2）对于路径搜索问题，状态就是图中的节点，代价就是距离. 定义f（n）是代价估计，g（n）为实际代价，h（n）最佳路径的估计代价. 保证找到最短路径（最优解的）条件，关键在于估价函数f（n）的选取（或者说h（n）的选取），以d（n）表达状态n到目标状态的距离，那么h（n）的选取大致有如下3种情况：1）如果h（n）≤d（n）到目标状态的实际距离，这种情况下，搜索的点数多，搜索范围大，效率低， 但能得到最优解；2）如果h（n） = d（n），即距离估计h（n）等于最短距离，那么搜索将严格沿着最短路径进行， 此时的搜索效率是最高的；3）如果 h（n）>d（n），则搜索的点数少、搜索范围小、效率高，但不能保证得到最优解. 3 总体方案设计3.1 API Key申请及清单文件配置百度地图是在软件Eclipse中进行开发.首先，在Eclipse中导入百度地图的核心开发包，开发包文件包括：baidumapapi_v3_3_0.jar、locSDK_5.0.jar、libBaiduMapSDK_v3_3_0_15.so 和liblocSDK5.so等文件，其中，locSDK_5.0.jar和liblocSDK5.so为百度定位SDK所使用.自v2.1.3版本开始，需要进入新的key申请系统. 申请流程如图1所示，打开命令行进入Android签名目录，使用JDK的keytool.exe生成数字签名，根据规则加上应用包名，合成安全码，进而获取key. 申请密钥和百度地图开发权限需要在清单文件中配置. 3.2 总体方案基于开源的百度地图API的核心类及接口，设计出一套总体方案，总体流程如图2所示. 当打开手机APP时，会进入菜单主页面，这个页面显示的就是常用的百度地图应用列表. 大致分为普通地图显示，地图图层切换（底图、卫星图、实时交通信息图），地图覆盖物（用户自行对地图进行标注）、指定范围内搜索、路线策略显示（驾车、步行、公交换乘）、自我定位. 任意打开一个菜单列表都会校验Key、GPS（定位时才需要）、网络是否打开，不满足条件，无法进入应用，界面会提示用户打开相应的操作. 当用户进入到某应用时，按返回键会重新回到主页面. 4 程序部分代码及真机实现结果4.1 定义基类在程序中首先定义了一个基类BaseActivity让其作为父类［8］，应用开发的类都是继承这个类，这样使得代码利用率高且程序简洁. 首先初始化基类，然后定义两个对象即百度地图控件对象和控制器对象，再使用MapStatusUpdateFactory类来描述地图状态，如设置缩放级别、坐标、中心点. 其流程如图3所示. 4.2 覆盖物地图覆盖物［9］是覆盖到地图上的内容，包括：本地覆盖物和搜索覆盖物. 本地覆盖物［11-13］的抽象基类：OverlayOptions，搜索覆盖物抽象类： OverlayManager. 对于本地覆盖物，以marker覆盖物为例，会先新建markerOptions对象，然后设置对象的位置、图标、是否可以拖拽（默认是否）、标题等，最后将覆盖物添加至底图中. 圆形覆盖物CircleOptions、文字覆盖物TextOptions等大体思路都与上例是一致的. Marker覆盖物运行结果如图4所示，图4中加入了泡泡窗口. 对于搜索覆盖物［14-15］，包括位置检索、周边检索、范围检索、公交检索、驾乘检索、步行检索等，初始化PoiSearch类，通过setOnGetPoiSearch ResultListener方法注册搜索结果的监听对象OnGetPoiSearchResultListener，通过自定义MySearchListener实现类，处理不同的回调方法，获得搜索结果，再结合覆盖物展示结果. 以步行路线为例，流程如图5所示. 以从武汉工程大学步行到华中科技大学为例，运行结果如图6所示. 4.3 定 位定位获取位置主要有GPS定位、网络定位和WIFI定位. 定位流程如图7所示. 图8为寝室WIFI定位. 5 结 语本文基于墨卡托投影法及A*寻径算法等理论方法，通过使用开源的百度地图API核心类及接口，进行了密钥的申请、清单文件的配置，设计了一套百度地图方案，在真机上实现了3个常见应用，展示文字、全城搜索、公交换乘等其他应用均已实现，因篇幅有限没有列出. 基于Android平台的地图服务具有日常实用性，未来研究重点是在Android平台下，完善和创新百度地图的应用，并以百度地图为基础，进一步拓展研究用户需求的其他项目.