基于移动环境的地理信息系统.doc

基于移动环境的地理信息系统 周龄 （赤峰学院资源与环境科学学院，内蒙古赤峰024000） 摘要：随着数字移动通信、互联网的发展与整合，实现计算机与互联网连接即移动计算已经成为主流计算环境，以便能在移动的环境中享受国际互联网给其带来的各种好处.地理信息系统是数字化时代的产物，它能够提供面向移动计算环境的信息服务.本文首先介绍了GIS的发展和移动GIS的产生背景，分析了移动计算环境的概念，以及移动GIS技术的特点和系统结构，在此基础上讨论了移动GIS技术研究情况和关键技术.最后，以PDA型地理信息系统的应用为例，详细介绍基于移动环境的地理信息系统在社会以及人们生活中的作用. 关键词：地理信息系统；移动gis；空间定位信息服务；pda ：TP311.52：A：1673-260X（xx）03-0017-02 1引言 进入20世纪90年代，随着互联网和通信业的不断发展，人们对信息的需求越来越广泛，尤其是地理空间信息，地理信息系统做为新兴的科技，为地理空间信息的利用带来了新的契机，已经得到社会的广泛关注.地理信息即空间信息，是表征地球表面的地理现象和事物的统称.地理信息系统(GeographicInformationSystem，GIS)可定义为：在计算机软硬件的支持下，能够实现采集、输入、存储、管理、分析地理空间信息等功能，并广泛用于城市规划、土地利用、资源管理、灾后监测等领域. 伴随着互联网(Inter)和移动通信(MobileCommunication)技术的发展，加上个人数字助理PDA(PersonalDigitalAssistant)、掌上电脑、手机等的广泛使用，让计算机可以在移动中中与互联网进行连接，与此同时地理信息系统与互联网结合应用产生了互联网地理信息系统，它的出现改变了传统上对地理空间数据和信息的获取、管理、分析与应用的方法和手段，这种基于Web的地理信息系统利用广泛的网络资源向用户提供超媒体、交互式、分布式的空间数据和信息，能够实现分布式地理空间数据和信息处理与分析的功能，并且还能为全球用户提供分布式地理空间信息和数据. 移动环境中的地理信息系统由此而产生，它结合移动通信技术、遥感技术、计算机技术和卫星导航定位GPS技术等，它不仅能够使GIS信息采集和数据处理技术更加方便和实用，而且它还能拓展地理信息系统的应用领域，并能为用户提供一种可靠、快捷和方便的信息查询和决策手段，它能满足现代人的基本生活需要因为其具有高流动性特征. 2移动计算环境 目前伴随着互联网技术、无线通信技术、数据库及分布式计算和各种扩展计算机硬件设备及扩展通信设备的发展，移动计算应运而生.它的出现能够使用户随时随地获取和应用信息资源，并能给连接网络的客户随时随地提供实用、准确的信息资源，从而解决了不同网络的接入和无缝计算问题. 移动计算所用的网络承载环境有3G、4G网络、CDMA、GSM等互联网及Adhoc、P2P、家庭终端网络等各种微网“MicroNet”，作为实体的移动终端设备常用的有PDA、智能手机、手机、笔记本、掌上电脑等. 地理信息技术(GIS)和全球定位系统（GPS)、遥感(RS)等技术的集成和应用为移动计算技术与地理信息服务相互结合提供了条件，具有移动性和便携性的掌上电脑(PDA)等设备的出现和发展，为移动GIS提供了很好的支持.目前移动互联已经打破了通信与地点之间固定连接的限制，大部分移动终端都可以配备无线网络设备，随时随地在移动中获得信息服务.这种灵活、复杂的分布计算环境，称之为移动计算环境. GIS是在“数字地球”这样的大背景下产生并快速发展起来的，它是继承了传统地图并延伸和扩展了空间信息的表达、认知和传输的功能，它伴随着计算机技术、互联网技术、GPS空间定位技术、RS遥感数据获取技术的迅猛发展而快速发展和日趋成熟起来.网络能通过信息共享软硬件，利用各种通信手段，让分散的计算机实现相互通信和资源共享，并且非常的可靠和实用，它的发展使GIS与之融合成为必然，从而产生了能够实现网络发布、信息代理、分布式协同作业、空间设计管理的网络地理信息系统即WebGIS、移动GIS和网格GIS. 目前GIS空间数据库的建立，能更加方便空间数据的管理、维护、更新，并且操作灵活，用户界面友好. 3移动GIS技术的系统结构和特点 移动GIS技术系统主要由无线通信网络，移动设备终端，地理应用服务及空间数据库组成.其组成结构示意图见图1. 移动GIS具有客户端多样、服务实时、可移动、数据资源分散、信息载体多样等特点，常见的信息载体有文本、图像、语音、视频、图形、定位服务等.移动GIS提供了数据访问、地图显示、查询、数据、GPS、路径计算、导航、访问网络等功能.移动GIS的组成成分有，空间数据库、地理应用服务器无线通讯网络、移动终端设备.GIS的数据存储、管理、组织在空间数据库里，移动中心有固定场所存放地理应用服务器，它为移动GIS用户提供大范围的地理服务以及潜在的空间分析和查询操作服务.移动GIS的特点有：（1）终端设备种类丰富，如嵌入式GIS设备、PDA、mobilephone、PocketPC、桌面PC.（2）可延伸的运行平台，计算机技术、网络技术、无线定位技术、GPS、无线通信技术与GIS技术的结合，使得移动GIS的运行平台从单机延伸到互联网又延伸到了无线网络,形成了全新的GIS应用模式.（3）多源空间数据信息，Inter及RS为移动GIS提供了丰富的分布式数据源,以满足移动用户由于位置的不断变换造成的信息需求的多样性.（4）安全可靠性较差和易发生频繁的断接，用户在不同的地方随时随地的远程访问服务器资源，数据在传输过程中有很多不安全和不稳定因素，容易被侵入和破坏，并且会出现移动终端被动断开的现象同时可能而造成网络间断性地接入和断开频繁发生.（5）移动信息载体多种多样，移动GIS用户应用文字文本、语音、音频、图形、图像、视频等方式与服务器端和其他终端进行交互.（6）依赖空间位置，网络覆盖范围制约着移动GIS用户只有位于相应空间范围用户才能享受它所提供的服务. 分布式体系结构的WebGIS是各种性能非常好的系统，它将各种负载均衡地分布到不同地理位置的众多设备上，是传统上的单机GIS通过移动互联网技术，使分布在不同空间地理位置上的计算机、输入输出设备、路由器设备、存储设备等连接起来实现GIS的各种功能.有如下特点：（1）由客户端、服务器端、网络服务三个部分组成的WebGIS集成的客户/服务器系统.（2）分布式体系结构及网格环境下空间数据的共享性.分布性是其物理上的特征,共享性则是其内在的要求,在网格GIS软件支持下实现了分布在不同节点上资源的共享.在空间上分布的空间数据有访问分布式数据库和执行分布式处理的功能即在异构环境下访问多种GIS数据.分布式的GIS分析工具,用户端根据需要选择数据和分析工具即可随意从网络的任何地方访问所需要的应用程序.（3）动态交互性.GIS数据数据库和应用程序具有实时更新的特性，分布在网络不同节点上管理员更新了数据之后，用户通过Inter都会获得最新的可用数据和应用程序.GIS应用工具、资源的存在、数据是动态变化的.（4)客户端平台独立，客户端应用浏览器即可访问和使用WebGIS并且对软硬件没有特殊要求.（5）网格GIS系统是异构环境的统.遵守标准化的、统一的服务协议对各种资源进行统一管理和统一的用户前端访问接口和服务协议，能够使网格环境中各种不同的资源管理系统在异构环境下的协同处理.（6）建立不同数据格式、不同精度要求的数据、不同地理位置的数据的多源空间数据无缝集成的标准化格式.（7）OpenGIS，在网格环境下GIS空间数据资源和服务功能的集成与共享,为用户提供更多的GIS信息和服务.（8）海量及超海量的数据存储空间，空间数据引擎解决了网格GIS对海量的空间数据存储和管理的问题，并为大量同时访问的用户提供快速的数据服务. 4移动GIS技术研究情况和关键技术 目前人们工作的环境正因移动GIS的出现潜移默化的发生着变化，人们使用着各种轻便携带的移动设备在移动中办公，并且还能在没有个人PC和有线网络的环境下，在任何地点完成工作，这种方式深得人们的喜爱，它可以广泛的应用到电信、教学、资源管理、测量、旅游等多种领域.目前加强移动GIS技术的了解和研究，并促进移动GIS技术在各个行业的应用已经成为大环境的需要.手持式的移动装置及无线通讯产品两者的结合将是未来市场的趋势. 移动GIS是同其它软件相同，都是一种应用软件，也就是说离不开系统平台的支持.嵌入式系统现在主要有以下几种：（1）WindowsCE：开发工具主要有EVC，VC+xx，NETCF，Java.开发GUI主要用MFC，WTL和.NETCF.因为有良好的开发工具支持，在所有的平台当中是最简单的平台.（2）Symbian：是由Nokia为主的一个操作系统，现在在市场上占有的份额最多.开发工具是C+和Java.开发工具支持不是很好，系统的调试很麻烦.（3）eLinux：是的系统，开发工具主要是c+和Java.GUI有QT，gdk还有我们国内的miniGUI.（4）Palm：是原来嵌入式操作系统的老大，但风光不在，市场在下滑，最近刚被日本的ACCESS收购. 不论在何种平台，嵌入式GIS开发的最大问题是“资源受限”，内存不足，处理能力太弱，屏幕太小，开发工具支持不够等等一系列问题.所以开发嵌入式GIS系统的关键是，代码要小巧精干，各方面的开销要小. 5结束语 本论文的工作仅对移动GIS系统的相关理论及建立之上的应用实现做了初步的研究和探索.随着全球信息化程度的提高和市场需要不断扩大的要求下及不同领域对新技术的需求，移动GIS技术将更快更全面的发展，它的应用将融入主流信息技术并走进千家万户成为可能. 参考文献： 1刘丽文.企业供需链管理的实施策略探讨J.计算机集成制造系统,2000.4,6(2). 2李贵勇.基于BrowserServer方式的数据库访问技术J.重庆邮电学院学报,1999.9,11(3). 3王洪婷.基于Inter的中间层应用服务器J.计算机与现代化,2000.4,68. 4马林兵，龚健雅.基于无线