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文檔簡介

1、(碩士學(xué)位論文)基于無線通信位置信息服務(wù)的移動GIS的研究 桂林工學(xué)院碩士學(xué)位論文 摘要 隨著計算機(jī),無線網(wǎng)絡(luò)通信,多媒體以及移動定位等技術(shù)的出現(xiàn)與日益完善, 出現(xiàn)了一種基于無線通信位置服務(wù)的移動地理信息系統(tǒng) GIS 技術(shù),并且得到 了迅速發(fā)展和推廣。如何在移動環(huán)境下利用GIS技術(shù)是今后GIS研究的熱點(diǎn)之一, 也是GIS真正走向大眾化的前提和關(guān)鍵技術(shù)。 移動GIS是一種集成系統(tǒng),是GIS,GPS,移動通信,互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)和多媒體 的集成。它利用移動智能終端設(shè)備為載體,把信息提供給最終用戶。使人們可以 在任何時間,任何地點(diǎn)進(jìn)行GIS數(shù)據(jù)的實(shí)時采集與更新,同時還可以隨時隨地獲 取GIS服務(wù),得到自己所

2、需要的位置信息。 本文首先闡述本論文的研究背景及意義,分析了國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀,揭示 研究的目的和意義。接著討論了移動GIS的相關(guān)原理以及關(guān)鍵技術(shù),同時探討了 基于LBS系統(tǒng)的空間定位技術(shù),在比較幾種定位技術(shù)的基礎(chǔ)上,提出了結(jié)合APGS, TDOA和GSM技術(shù)的混合移動定位方法,并且對其的工作原理和結(jié)構(gòu)流程作出了 討論。然后分析了移動GIS服務(wù)平臺設(shè)計及客戶端的實(shí)現(xiàn),在移動GIS服務(wù)平臺 的設(shè)計中分析了一些關(guān)鍵的實(shí)現(xiàn)技術(shù),包括Java數(shù)據(jù)庫連接技術(shù),EJB服務(wù)器 技術(shù),XML技術(shù)等,接著通過分析J2EE的特點(diǎn)和技術(shù)優(yōu)勢,采用J2EE的系統(tǒng)框 架來構(gòu)架基于多層體系結(jié)構(gòu)的移動GIS服務(wù)系統(tǒng),并設(shè)計移

3、動GIS服務(wù)平臺的總 體框架圖。在客戶端的實(shí)現(xiàn)中,由于在移動GIS中客戶端的實(shí)現(xiàn)就是嵌入式GIS 技術(shù)的實(shí)現(xiàn),因此重點(diǎn)研究了嵌入式GIS的原理,技術(shù)特點(diǎn),結(jié)構(gòu)體系和功能模 同的應(yīng)用定制應(yīng)用系統(tǒng),既選擇不同的控件來處理不同的應(yīng)用的觀點(diǎn)。最后通過 對移動GIS的工作模式和應(yīng)用模式的分析探討,并對實(shí)際案例的系統(tǒng)特點(diǎn),體系 的實(shí)時在線應(yīng)用模式對實(shí)際案例進(jìn)行總體框架設(shè)計規(guī)劃。 關(guān)鍵字:地理信息系統(tǒng);移動GIS;空間位置服務(wù);移動定位技術(shù);嵌入式 技術(shù) 桂林工學(xué)院碩士學(xué)位論文 Abstract With ofthe network emergencecomputer,wirelesscommunicati

4、ons, mobilepositioning andmultimedia,andamobi technology le developed information geographic onthewirelesslocation system GtS based services。HowtouseGIS inthe mobileenvironmentiSoneof technology thefocuses ofresearchinthe itiSa and future,and premisekey forGISfaceto technologies popular MobileGISiSa

5、n thatitinclude integratedsystem GIS,GPS,mobile communication,Internetservicesandmultimedia uses mobile technology。It terminal for intelligent thecarrierto informationto equipment provide endusers。Sothat not cansettleGIS people date and only acquisition realtime alSO GISserviceandthe updating,butgai

6、n infoemation position needat timeand they any anyplace。 Fi of rst all,the researchthiSthesiS onthe paper and background Si ifi thestatusathomeand gn cance,thestudy abroad,andthe quo study revealedthe and ofthis purposeSignificance thesiS thesiS。Secondly,this diSCUStherelevant and ofthemobile princi

7、pleskey technologies GIS,and researchthe basedontheLBS spacepositioningtechnology system,by several location thesiSfocusedonthe comparisd technologies,thiS ofnewmixed thatitcombinatedof and viewpoint technology APGS,TDOA GSMmobile todiSCUSSstructureand of location,and working principle the thiStnesi

8、S,we themobileGIS process。In analyzed platform design andtherealizationoftheclient diSCUSSanumberof system,and key inthemobiGIS le service technologies platform design,includingJava databaseconnectivi server ty technologies,EJB technology,XML thesame thecharacteristiCSand technology,attime,through?t

9、oanalyzed technical of the tobulidmulti-tier superiorityJ2EE,useJ2EEplatform architectureofmobile GIS to ftheoverallofmobile system,anddesign map GIS framework。Intherealization platform oftheclient system,because the realizationoftheclient the in mobileGISiStherealization system of embeddedGIS thist

10、hesis thefocus technology。Sodesignedlyanalyzed ofthe embedded principlesGIS,technical and function modules,andanew that proposed theuseofCOMbased standpoint modeltobui ldembeddedGIS Contr01 。choose components ActiveX differentcontrolStodeal withdifferent applications。Atlast,thework 桂林工學(xué)院碩士學(xué)位論文 andth

11、e of mobileGIS model analysispatterns,and ofthe application anddiscussedthe analyzed systematic andsolutionsoftheactualcases,the of technologies enduse modelto andmark real-timeonLline ication design SMS+GPS+GPRS+PDA appl theactualcases。 out Based information GIS;Location system;Mobile Keywords:Geog

12、raphic lelocation technology Services:Mobi technology;Embedded 桂林工學(xué)院碩士學(xué)位論文 研究生學(xué)位論文獨(dú)創(chuàng)性聲明和版權(quán)使用授權(quán)說明 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明:所呈交的論文是我個人在文正敏副教授指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作及 取得的研究成果。盡我所知,除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外,論文中不 包含他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果,也不包含為獲得桂林工學(xué)院或其它教育 機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。對論文的完成提供過幫助的有關(guān)人員已在論 文中作了明確的說明并致以了謂十意。 學(xué)位論文作者 簽字 :盤至二壘 簽字日期:每嗍知j皿 版權(quán)使用授權(quán)說明 本

13、人完全了解桂林工學(xué)院關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定,即:按照 學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本;學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和 電子版,并提供目錄檢索與閱覽服務(wù);學(xué)校可以采用影印、縮印、數(shù)字化或其它 復(fù)制手段保存論文;在不以贏利為目的前提下,學(xué)??梢怨颊撐牡牟糠只蛉?內(nèi)容。 保密論文在解密后遵守此規(guī)定 學(xué)位論文作者 簽字 :盤童玉 指導(dǎo)教師簽字:支幽蔓一一 簽字日期:兇絲:壘!幽 桂林工學(xué)院碩士學(xué)位論文 第1章 緒論 1。1論文研究背景及意義 人類社會正進(jìn)入日新月異和飛速發(fā)展的信息社會,人們的活動范圍越來越 大,而且越來越不確定。人們的這種流動的日益頻繁和不確定性,使每個人對空

14、間信息有了更多的依賴性,尤其在戶外和移動的過程中,對地理信息的需求非常 普及。人們更加關(guān)心“現(xiàn)在我在哪里",“目的地在哪里",“怎樣才能去目的地” 等與位置信息緊密聯(lián)系的問題。所以一種能運(yùn)行在移動終端,通過無線通信技 術(shù)傳輸以數(shù)字,符號,文字以及圖像表示空間信息的位置服務(wù)成為了人們的生活 必需要求。人們希望能通過能與服務(wù)器實(shí)現(xiàn)基于任務(wù)需求的數(shù)據(jù)信息的及時通 信,實(shí)時的獲取地理位置信息,因此基于無線通信位置服務(wù)的移動CIS的研究是 當(dāng)前地理信息研究的熱點(diǎn)問題。 無線通信技術(shù)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)改變?nèi)藗兊纳詈凸ぷ鞣绞?。隨著無線通信技術(shù) 的發(fā)展,尤其是Web技術(shù)的應(yīng)用,使無線通信技術(shù)與

15、GIS技術(shù)以及Internet技 location 術(shù)的結(jié)合成為可能,形成一種新的技術(shù)一無線定位技術(shù) wireless technology 堙1。無線定位技術(shù)的應(yīng)用很廣泛,利用這種技術(shù),人們可以用手機(jī), PDA等移動終端設(shè)備查詢到自己所在的位置,還可以利用GIS的空間查詢分析功 能,查詢到自己所關(guān)心的信息。 基于無線通信位置服務(wù)技術(shù)的應(yīng)用開始興起,是GIS與主流IT技術(shù),無線 通信技術(shù)加速融合的結(jié)果。隨著GIS技術(shù)的發(fā)展,出現(xiàn)了GIS與主流IT技術(shù), 無線通信技術(shù)加速融合的趨勢,而無線移動位置服務(wù)技術(shù)的興起,標(biāo)志著GIS技 術(shù)由面向部門級,企業(yè)級的應(yīng)用轉(zhuǎn)向面向大規(guī)模社會化服務(wù)。無線定位服務(wù)提

16、供 了一個機(jī)會使GIS突破其傳統(tǒng)行業(yè)的角色而進(jìn)入到主流的IT技術(shù)領(lǐng)域。使管理, 存儲,處理,表達(dá)空間信息的GIS,也搭上這列飛馳的信息列車,提供與位置相 關(guān)的服務(wù)信息心1。 移動GIS是無線移動位置服務(wù)的核心。移動GIS是GIS技術(shù)與計算機(jī)技術(shù),GPS 技術(shù)和現(xiàn)代通信技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物,它是GIS在嵌入式系統(tǒng)基礎(chǔ)上的拓展,是一 個軟件系統(tǒng),是基于現(xiàn)有硬件平臺所開發(fā)的。狹義上說是指運(yùn)行于移動終端并具 有桌面GIS功能的GIS系統(tǒng),它不存在與服務(wù)器的交互,是一種離線運(yùn)行模式。 廣義上說是指一種集成系統(tǒng),是GIS,GPS,移動通信,互聯(lián)網(wǎng)服務(wù),多媒體技 1 桂林工學(xué)院碩士學(xué)位論文 術(shù)等的集成心3。它必

17、須承載在一定的載體上才能提供給最終用戶。也就是把用戶 希望知道的位置信息通過GIS服務(wù)器的處理,通過無線通信網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)接脩舻臒o 線終端設(shè)備上。用戶通過瀏覽就能獲得自己所需要的位置信息和地理數(shù)據(jù)處理信 息。 ? 本論文源于交通位置信息服務(wù)的實(shí)例,研究了基于無線通信位置信息服務(wù)的 移動系統(tǒng)。該論文以此為出發(fā)點(diǎn),分析移動GIS技術(shù),定位技術(shù),無線通信位置 服務(wù)技術(shù)以及基于無線通信位置服務(wù)的移動服務(wù)平臺實(shí)現(xiàn)技術(shù)和GIS客戶端實(shí) 現(xiàn)技術(shù)等移動Gig的各個技術(shù)環(huán)節(jié),設(shè)計一套移動GIS的應(yīng)用系統(tǒng),滿足用戶對 交通位置信息的需求。 12國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀 121國外的研究現(xiàn)狀 移動位置服務(wù)始于美國。1996年美

18、國聯(lián)邦通信委員會 FCC 要求移動運(yùn)營 call 911 緊急呼叫服務(wù),它能夠以一定的 商提供,手機(jī)用戶E911 Emergency 精度定位用戶瀕提供即使的救援,此后歐洲一些國家和日本分別推出了各具特色 的公用和商用移動位置服務(wù)。在政府的強(qiáng)制性要求和市場的驅(qū)動下,移動位置服 務(wù)的研究工作在全球取得了重大的進(jìn)展1。隨著移動GIS軟件的產(chǎn)生和成熟,以 及無線通信終端產(chǎn)品功能的日益完善和強(qiáng)大,國外移動運(yùn)營商,移動網(wǎng)絡(luò)設(shè)備提 供商,GIS系統(tǒng)提供商和服務(wù)提供商,紛紛從不同的行業(yè)角度提出了自己的服務(wù) 解決方案。 業(yè)界公認(rèn)的G1S先驅(qū)和技術(shù)領(lǐng)導(dǎo)者ERSl公司提出了ArcGIS軟件產(chǎn)品 能夠快速,輕松地采

19、集現(xiàn)場數(shù)據(jù),并提供即時的數(shù)據(jù)糾正。ArcPad支持多種數(shù) 據(jù)接口,如SHP,BMP,JPG等適量,柵格地圖,不需要轉(zhuǎn)換,能夠通過無線網(wǎng) 性。 Autodesk公司提供了Autodesk Onsite的“移送訪問”模塊。Autodesk的移 普通版本和企業(yè)版本,但它們的核心模塊是一樣的,主要由兩部分組成:運(yùn)行在 WindowsCE上的客戶端OnsiteView處理2D View,為Onsite DWG和DXF數(shù)據(jù)文 件的桌面應(yīng)用程序。與傳統(tǒng)的Web GIS相比,除了傳輸網(wǎng)絡(luò)由Intemet變?yōu)闊o線 2 桂林工學(xué)院碩士學(xué)位論文 網(wǎng)絡(luò)外,沒有什么其它大的變化。4 著重于無線通信和LBS的工業(yè)應(yīng)用。I

20、ntelliWhere解決方案體系提供用戶實(shí)時, 基于位置和信息服務(wù)以滿足設(shè)備與數(shù)據(jù)的獨(dú)立,這個解決方案具有開放性,可伸 GeoMedia使用無線應(yīng)用協(xié)議 WAP 提供地圖和給予位置的信息服務(wù), IntelliWhere允許用戶利用移動設(shè)備搜索,操作和交互生活消息,就像短信息 SMS 一樣簡單。這個產(chǎn)品可以傳送和接收與制定地域相關(guān)的屬性信息,如當(dāng) 前位置,相關(guān)其他位置等。 還有Maplnfo公司推出了以MiAware服務(wù)為核心系列服務(wù)器產(chǎn)品及無線信 置服務(wù)解決方案等一系列品種齊全,功能各異基于位置服務(wù)的解決方案。 122國內(nèi)的研究現(xiàn)狀 國內(nèi)在基于移動GIS的無線位置服務(wù)方面起步較晚,但是在近些

21、年隨著計算 機(jī)技術(shù)和移動通信技術(shù)的發(fā)展和完善,以及人們對位置信息的需要日益增加,無 線通信位置信息服務(wù)系統(tǒng)也得到了迅速的發(fā)展。國內(nèi)的很多公司也開發(fā)出一些與 地圖密切相關(guān)的移動GIS平臺及解決方案。 各類嵌入式應(yīng)用的需要,結(jié)構(gòu)清晰,功能強(qiáng)大,二次開發(fā)靈活。除地圖放大,縮 小,漫游等常規(guī)的GIS功能外,還具備許多特色功能,例如地圖旋轉(zhuǎn),路徑分析 和自動導(dǎo)航等。二次開發(fā)商或最終用戶可以用它快速構(gòu)建有自己特色的GIS應(yīng)用 系統(tǒng)。其系統(tǒng)支持符合工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的大多數(shù)嵌入式設(shè)備,支持戶外作業(yè)時對地圖的 瀏覽,查詢,分析,編輯等需要。 北京靈圖軟件技術(shù)推出的在移動信息設(shè)備上提供地理信息以及位 置信息服務(wù)的Smar

22、tlnHand軟件產(chǎn)品;北京慧圖公司新近推出一種可以運(yùn)行在掌 CEGenius。 上電腦,進(jìn)行移動制圖和GIS應(yīng)用的野外地質(zhì)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng):TopMap 這些產(chǎn)品都具備一些共同的基本功能,如:圖形顯示,資料查詢,GPS定位與導(dǎo) 航,距離量算,用戶標(biāo)注,路徑選擇,語音提示,人性化的界面等。但是基于某 種應(yīng)用的初步,單一的嵌入式GIS產(chǎn)品,離企業(yè)級的完整,規(guī)范解決方案還有一 定的距離。 還有中國移動在2001年陸續(xù)在部分省市推出了移動位置服務(wù)業(yè)務(wù)實(shí)驗(yàn)。中 3 桂林工學(xué)院碩士學(xué)位論文 國移動的LBS服務(wù)主要面向行業(yè)用戶,例如城市交通管理,醫(yī)療緊急救援,公 安執(zhí)法等,同時也在逐步拓展個人擁護(hù)市場。同時中

23、國聯(lián)通和網(wǎng)通公司也相繼推 出了“關(guān)愛之星”定位業(yè)務(wù)和“關(guān)愛精靈”小靈通業(yè)務(wù)口1等商業(yè)平臺,在一定范 圍內(nèi)實(shí)現(xiàn)了對用戶的定位功能,優(yōu)化路徑,需求查詢等要求,但由于定位精度有 限,GIS服務(wù)器無線傳輸?shù)乃俣鹊?,損耗大,傳輸資費(fèi)高,業(yè)務(wù)種類單一,產(chǎn)業(yè) 鏈不健全等問題,整體發(fā)展較為緩慢,始終處于市場導(dǎo)入的初級階段。隨著電信 基礎(chǔ)設(shè)施投資力度的不斷加大,GIS技術(shù)的飛速發(fā)展,空間數(shù)據(jù)處理和傳輸技術(shù) 的R益成熟和移動定位技術(shù)的提取完善,影響我國移動位置服務(wù)的發(fā)展的諸多因 素將逐漸得到解決。 13研究的目的 本論文研究基于無線通信位置服務(wù)的移動GIS,通過對移動GIS的技術(shù)特點(diǎn), LBS服務(wù)平臺技術(shù),移動定

24、位技術(shù),無線通信位置服務(wù)技術(shù)以及基于無線通信位 置服務(wù)的移動GIS服務(wù)平臺實(shí)現(xiàn)技術(shù)和GIS客戶端實(shí)現(xiàn)技術(shù)等移動GIS的各個 技術(shù)環(huán)節(jié)進(jìn)行分析探討,在整個移動GIS的基礎(chǔ)理論框架上提出自己的觀點(diǎn)和技 術(shù)創(chuàng)新,對其技術(shù)原理,功能優(yōu)勢和實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行分析,并在此基礎(chǔ)上設(shè)計一個 基于交通位置信:息服務(wù)的移動GIS應(yīng)用系統(tǒng),滿足用戶對交通位置信息的需求。 本論文的主要內(nèi)容如下:分析移動地理信息系統(tǒng)技術(shù),比較分析現(xiàn)在通常使 用的定位技術(shù)和無線通信位置服務(wù)技術(shù),研究基于無線通信位置服務(wù)的移動 GIS,GIS客戶端實(shí)現(xiàn)技術(shù)以及移動GIS的應(yīng)用,最后設(shè)計一個滿足用戶對交通 位置信息需求的移動GIS應(yīng)用系統(tǒng)。 14

25、論文結(jié)構(gòu)和內(nèi)容 第一章介紹論文研究的背景和意義,國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀以及論文研究的目標(biāo) 和內(nèi)容。 第二章分析移動GIS技術(shù)的相關(guān)理論和關(guān)鍵技術(shù)。 第三章分析LBS服務(wù)平臺的技術(shù)理論,比較現(xiàn)有定位技術(shù)的技術(shù)特點(diǎn)和功能 優(yōu)劣,提出新的混合移動定位技術(shù)的觀點(diǎn)并分析其實(shí)現(xiàn)策略。, 第四章無線通信位置服務(wù)移動GIS平臺框架設(shè)計以及GIS客戶端實(shí)現(xiàn)技術(shù)。 第五章通過對移動GIS的模式的分析研究,設(shè)計一個滿足用戶對交通位置無 線信息需求的移動GIS應(yīng)用系統(tǒng)。 第六章總結(jié)論文的主要內(nèi)容,討論論文的創(chuàng)新點(diǎn)以及后續(xù)工作。 4 桂林工學(xué)院碩士學(xué)位論文 第2章移動GIS相關(guān)原理和關(guān)鍵技術(shù) 移動GIS是繼WebGIS以后G

26、IS系統(tǒng)的又一次大飛躍,它使得人們能夠在任 何地點(diǎn),任何時間享受GIS系統(tǒng)提供的服務(wù)。 I 21移動GS的產(chǎn)生及發(fā)展 自從美國前副總統(tǒng)戈?duì)柼岢觥皵?shù)字地球”概念以來,各國政府紛紛把國家的 數(shù)字化進(jìn)程看作是國家發(fā)展戰(zhàn)略的重中之重,是增強(qiáng)國立不可缺少的一個環(huán)節(jié)。 而“城市數(shù)字化"又是“國家數(shù)字化"的重要組成部分曬1。 “數(shù)字城市”是一個由多種高新技術(shù)支持的計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng),它不僅能 在計算機(jī)上建立虛擬城市,再現(xiàn)城市的各種資源分布狀態(tài),更為主要的是,數(shù)字 城市能在城市不同地域,不同部門和不同層次之間實(shí)現(xiàn)信息共享,交流和綜合, 減少城市資源浪費(fèi)和功能重疊。進(jìn)而可以宏觀,全局地制定城

27、市規(guī)劃和發(fā)展地整 體戰(zhàn)略。城市的數(shù)字化是一個整體的系統(tǒng)工程,是以計算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ),在互聯(lián) 網(wǎng)技術(shù)和無線通信技術(shù)的支撐下,將各數(shù)字節(jié)點(diǎn)連接在一起。移動GIS系統(tǒng)正是 在這一背景下產(chǎn)生并發(fā)展起來的。 高速發(fā)展的移動通信技術(shù)帶來的不僅僅是日益完善的無線信息基礎(chǔ)設(shè)施和 功能越來越強(qiáng)大的移動通信和計算設(shè)備,更重要的是它正在改變?nèi)藗兊纳詈凸?作方式,這其中就包括全新的空間信息服務(wù)和應(yīng)用模式一基于無線通信位置服務(wù) 的移動GIS技術(shù)。移動6IS是一種集成系統(tǒng),是GIS,GPS,移動通信,互聯(lián)網(wǎng) 服務(wù)和多媒體技術(shù)等的集成,它承載在一定的載體上提供給最終用戶乜1。作為一 種應(yīng)用服務(wù),基于無線通信位置服務(wù)的6IS

28、有非常大的應(yīng)用領(lǐng)域,因?yàn)樵谫Y源管 理,社會政治經(jīng)濟(jì)活動和人們生活中,有80以上的信息屬于具有空間位置特 性的地理信息。同時,作為承載在互聯(lián)網(wǎng)上的應(yīng)用服務(wù),把GIS應(yīng)用從地理信 息的管理,決策支持,一些公共管理部門的應(yīng)用中擴(kuò)展開來,提供多樣的與空間 位置有關(guān)的信息服務(wù),加快了GIS的應(yīng)用的社會化進(jìn)程。 I 22移動GS的特點(diǎn) 移動GIS作為一種服務(wù)系統(tǒng),描繪了未來空間信息服務(wù)和移動定位服務(wù)的藍(lán) 圖,即當(dāng)用戶與現(xiàn)實(shí)世界的一個模型交互時,在不同時間,不同地點(diǎn),這個模型 會動態(tài)地向不同用戶提供不同的信息服務(wù)。移動用戶與這個模型進(jìn)行互交時,用 5 桂林工學(xué)院碩士學(xué)位論文 戶的視圖將隨著用戶角色和環(huán)境的變

29、化而變化??梢?,移動GIS具有以下特點(diǎn): 1 移動性。移動GIS運(yùn)行于各種移動終端上,通過無線通信與服務(wù)器端進(jìn) 行互交,脫離了運(yùn)行平臺與傳輸介質(zhì)的約束,可以隨時隨地的移動。該特性滿足 了一些行業(yè)在野外對GIS的實(shí)時操作,如:野外巡查人員,維修隊(duì)伍,設(shè)施管理 人員,緊急搶修隊(duì)伍以及許多其他需要在野外工作的人員,可以在野外隨時訪問 企業(yè)的GIS數(shù)據(jù)坦3。滿足大眾服務(wù)的移動6IS,大多是運(yùn)行在手機(jī)等智能終端上, 可以隨時獲取用戶環(huán)境的各種信息。 2 支持分布式數(shù)據(jù)源。用戶的位置是不斷變化的,移動用戶需要的信息也 是多種多樣的,這樣就對移動GIS系統(tǒng)提出了更高的要求,需要系統(tǒng)能夠支持不 同的傳輸方式,

30、任何單一的數(shù)據(jù)源都無法滿足所有的移動數(shù)據(jù)請求。 3 交互信息的多樣性。與傳統(tǒng)的GIS相比,移動終端用戶與服務(wù)器及其他 用戶的互交手段更加豐富,包括定位服務(wù),視頻,語言,圖像,圖形,文本等, 這意味著計算能力有限的移動終端需要處理更多類型的數(shù)據(jù),如何合理地表現(xiàn)這 些數(shù)據(jù)成為一個急需解決的問題。 4 網(wǎng)絡(luò)帶寬和設(shè)備計算能力不足。無線網(wǎng)絡(luò)的帶寬總是小于同時期的 Internet帶寬,為了確保服務(wù)質(zhì)量,移動GIS系統(tǒng)必須盡可能減少傳送的數(shù)據(jù) 量來滿足用戶的需求;另一方面,由于移動終端的資源受限,其計算能力相對較 弱,移動GIS的應(yīng)用需要高質(zhì)量的數(shù)據(jù)給予支持,同時把對設(shè)備要求較高的計算 盡量在服務(wù)器端完

31、成,減少移動終端設(shè)備的計算和處理要求。 5 動態(tài) 實(shí)時 性。移動GIS作為服務(wù)系統(tǒng),應(yīng)能夠及時響應(yīng)用戶的請求, 及時適應(yīng)周圍環(huán)境的不斷變化乜1,如交通事故,出行車隊(duì),交通管制與交通堵塞 等。應(yīng)能處理用戶環(huán)境中隨時間變化的因素的實(shí)時影響,如交通流量對車輛運(yùn)行 時間的影響,能提供實(shí)時的交通流量影響下的最優(yōu)化道路選擇等。 6 強(qiáng)大的應(yīng)用服務(wù)支持。應(yīng)用服務(wù)是移動GIS的生命力,服務(wù)的多寡決定 了服務(wù)的對象與領(lǐng)域心3。由于無論什么樣的應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng),最終目的就是為了提 供給服務(wù)請求者所需要的信息,達(dá)到服務(wù)的效果。在資源管理,社會政治經(jīng)濟(jì)活 動和人們的生活中,有80以上的信息與空間信息有關(guān),提供空間信息服務(wù)

32、從 信息源上是非常充足的,但是如何綜合分析處理不同數(shù)據(jù)源的信息,提供多樣化, 多領(lǐng)域的應(yīng)用服務(wù)是移動GIS的核心。 7 對位置信息的依賴性。在移動GIS中,系統(tǒng)所提供的服務(wù)與用戶的當(dāng)前 位置是緊密相關(guān)的,比如要回答:“我在哪里?"“我附近是什么?”“我怎樣才 能到達(dá)目的地?"我要找的人現(xiàn)在在何處?"這些問題,首先要獲得“我"當(dāng) 前的位置,各種定位移動技術(shù)必須集成到移動GIS中,用于實(shí)時確定用戶的當(dāng)前 6 桂林工學(xué)院碩士學(xué)位論文 位置嗍。 8 移動終端的多樣性。移動GIS的表達(dá)呈現(xiàn)于移動終端上,移動終端有手 機(jī),掌上電腦,車載終端等。這些設(shè)備的生產(chǎn)廠商不是

33、唯一的,他們采用的技術(shù) 也不是唯一的,這就必然造成移動終端的多樣性。移動GIS必須考慮這種多樣性, 提供能運(yùn)行于諸多終端的空間位置服務(wù)陽1。 I 23移動GS系統(tǒng)的組成 I 231移動Gs的結(jié)構(gòu)體系 移動GIS的體系結(jié)構(gòu)由三部分組成:客戶端部分?服務(wù)器部分,數(shù)據(jù)源。 分別承載在表現(xiàn)層,中間層和數(shù)據(jù)層,如圖21所示。 數(shù)據(jù)層:該層包括存有空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)的大型對象關(guān)系數(shù)據(jù)庫 如DB2, Oracle,Sybase 包括一些存在文件中的空間信息,其中對象關(guān)系型數(shù)據(jù)庫可以 是分布式的。還有一空間數(shù)據(jù)引擎,它是中問層與數(shù)據(jù)層交互的橋梁和紐帶。 中間層:該層包括移動互聯(lián)網(wǎng),互聯(lián)網(wǎng),WebServer,

34、MapServer等組成 Server 部分。Web服務(wù)器主要處理與HTTP有關(guān)的請求,同時WebServer作為Map 的客戶,對于用戶的請求進(jìn)行轉(zhuǎn)換和打包處理,然后向MapServer提出請求:Map Server是一種專業(yè)GIS應(yīng)用服務(wù)器,一方面調(diào)用空間數(shù)據(jù)引擎提供的接口,從 空間數(shù)據(jù)源中取得空間數(shù)據(jù),另一方面根據(jù)WebServer提出的用戶的請求對空 間數(shù)據(jù)進(jìn)行轉(zhuǎn)換處理,向WebServer提供響應(yīng)。利用中間層的多層體系結(jié)構(gòu), 結(jié)合服務(wù)器機(jī)群和各種服務(wù)器提供的線程池機(jī)制,可以很好地處理負(fù)載平衡問 題。 表現(xiàn)層:該層是客戶端的承載層,直接與用戶打交道,對用戶的任何請求進(jìn) 行實(shí)現(xiàn)。該層支持

35、各種終端,包括手機(jī),有無線功能的掌上電腦,車載終端,該 層還包括PC機(jī),它可以與移動終端同步互聯(lián),為移動GIS的在線離線服務(wù)模式 更新的支持。 7 桂林工學(xué)院碩士學(xué)位論文 圖21移動6IS的體系結(jié)構(gòu) I 232移動G S的系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 移動GIS系統(tǒng)事實(shí)上是一個利用移動GIS技術(shù)的無線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng),主要由 無線通信網(wǎng)絡(luò),移動設(shè)備終端,GIS應(yīng)用服務(wù)器以及空間數(shù)據(jù)庫組成,其組成結(jié) 構(gòu)示意圖見圖22。 1 無線通信網(wǎng)絡(luò):通過現(xiàn)階段無線通信網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展情況?;诜涓C通信系 統(tǒng)的GSMGPRS,CDMA等移動GIS的移動網(wǎng)絡(luò)是目前應(yīng)用最廣泛,也是今后移動 GIS運(yùn)行的最主要的通信網(wǎng)絡(luò)。 2 移動終端設(shè)備:位

36、置服務(wù)系統(tǒng)的最終目的是響應(yīng)用戶的請求,滿足用戶 對位置信息的需求,把結(jié)果信息在客戶端設(shè)備中顯示。所以移動GIS的客戶端必 須是便攜,低耗,適用于地理應(yīng)用,并且可以用來快速,精確定位和地理識別的 設(shè)備。 3 地理應(yīng)用服務(wù)器:移動6IS中的地理應(yīng)用服務(wù)器是整個系統(tǒng)的關(guān)鍵部分, 也是系統(tǒng)的6IS引擎。它的作用主要是通過接口調(diào)用地理數(shù)據(jù)庫的地理數(shù)據(jù),同 時對調(diào)用的地理數(shù)據(jù)根據(jù)用戶的要求進(jìn)行處理,達(dá)到用戶的要求。 4 空間地理數(shù)據(jù)庫:是移動GIS數(shù)據(jù)的存儲中心,并且對數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲, 管理,是應(yīng)用服務(wù)器進(jìn)行地理應(yīng)用服務(wù)的數(shù)據(jù)來源,也是整個位置服務(wù)系統(tǒng)的數(shù) 據(jù)信息的來源。 8 桂林工學(xué)院碩士學(xué)位論文 之 一

37、z 圖22移動GIS的組成結(jié)構(gòu) I 24移動GS的關(guān)鍵技術(shù) 241移動計算 利用移動終端通過無線通信網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程服務(wù)器交換數(shù)據(jù)的分布討算成為移 動計算 MobileComputing 移動終端所處的環(huán)境稱之為移動計算環(huán)境,它是 一種以無線網(wǎng)絡(luò)為主,支持移動用戶訪問網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)無約束自由通信和共享 的分布計算環(huán)境。與傳統(tǒng)固定網(wǎng)絡(luò)的分布式計算環(huán)境相比,移動計算環(huán)境主要具 有移動性,頻繁斷線性,非對稱性,低可靠性等特點(diǎn)。”“。它使計算機(jī)或其他信息 設(shè)備在沒有固定的物理連接設(shè)備相連的情況下能將有用,準(zhǔn)確,及時的信息與巾 央信息相互作用,分擔(dān)其計算壓力,使信息能夠提供給任何時間,任何地點(diǎn)需要 它的任何用

38、戶?!?。實(shí)現(xiàn)無約束自由通信與共享的分布計算環(huán)境。 移動動計算系統(tǒng)是由固定結(jié)點(diǎn)和移動結(jié)點(diǎn)構(gòu)成的分布計算系統(tǒng),它將使用戶 不再需要停留在固定位置不變,而是可以攜帶著移動計算機(jī)自由移動,并在移動 的f刊時通過移動通信網(wǎng)絡(luò)保持與固定結(jié)點(diǎn)或其他移動結(jié)點(diǎn)的連接|。川。如圖23所 示為移動計算環(huán)境的典型體系結(jié)構(gòu),固定網(wǎng)絡(luò)中擁有若干移動服務(wù)支持結(jié)點(diǎn) Station le Mobile MSS ,移動計算機(jī) Mobi Support Computer,MC 可以從任 何一個無線網(wǎng)絡(luò)單元經(jīng)由MSS連接到固定網(wǎng)絡(luò)中。服務(wù)器負(fù)責(zé)維護(hù)中心數(shù)據(jù)庫, 它可以處理客戶的聯(lián)機(jī)請求,并可以保留所有請求的歷史記錄,服務(wù)器之間由可

39、靠的高速網(wǎng)絡(luò)連接,而且服務(wù)器與MSS可以是同一臺機(jī)器。 9 桂林工學(xué)院碩士學(xué)位論文 圖23移動計算環(huán)境的典型結(jié)構(gòu)體系 242XML技術(shù) 擴(kuò)展標(biāo)記語言XML是一門新興的面向Internet應(yīng)用的標(biāo)記語言,它是由W3C worldwideweb consortium 組織于1998年2月制定的一種通用語言規(guī)范。 XML屬于元標(biāo)記語言,根據(jù)這一特性,用戶或組織只要在XML的文檔類型定義文 件所產(chǎn)生的XML文檔就可以按照任意的條件進(jìn)行查詢和檢索。XML具有適于異構(gòu) 0J。這 應(yīng)用間的數(shù)據(jù)共享,可以作為標(biāo)準(zhǔn)交換語言,擔(dān)負(fù)起描述交換數(shù)據(jù)的作用n 種交換是不以預(yù)先規(guī)定一組數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義為前提,因此具備很強(qiáng)的開放性和伸縮 性;將XML數(shù)據(jù)同應(yīng)用程序,進(jìn)而使之同現(xiàn)在的業(yè)務(wù)規(guī)則相結(jié)合,開發(fā)基于XML 的動態(tài)應(yīng)用,如動態(tài)信息發(fā)布,動態(tài)數(shù)據(jù)交換等。 243移動數(shù)據(jù)庫 所謂移動數(shù)據(jù)庫是傳統(tǒng)分布式數(shù)據(jù)

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