基于WinCE的遥感图像应用平台软件的研发.doc

基于WinCE的遥感图像应用平台软件的研发 第26卷第2期xx?6月Vol.26No.2Jun.xx9Journal ofShandong Universityof Scienceand TechnologyNaturalScience基于WinCE的遥感图像应用平台软件的研发郑生春1,王海银1,管宏伟2(1.青岛市勘察测绘研究院,山东青岛266033;2.?京协天信息技术有限公司,?京100000)摘要:采用小型智能终端多普达P100PDA为硬件环境,使用嵌入式操作系统Windows CE5.0,将遥感图像数据、数字栅格地形图(DRG)数据和矢?数据集成到小型的智能终端(PDA+GPS)上,实现了GPS粗定位、数据显示、标注等一系列功能,解决了PDA设备对大数据?图像访问的问题,优化了GPS定位精度。 关键词:PDA;GPS;WinCE;海?遥感影像:P208:A:167223767 (xx)0220009203Development ofRemote SensingImage ApplicationSoftware Basedon WinCEZHENG Sheng2chun1,WANG Hai2yin1,GUAN Hong2wei2(1.Qingdao ResearchInstitute ofReconnoiter andSurveying,Qingdao,Shandong266033,China;2.Beijing XietianInformation TechnologyCo.Ltd.,Beijing100000,China)Abstract:Taking thepopular smallintelligent terminalDopod P100PDA asthe hardwareenvironment andby useofthe embeddedoperation systemWindows CE510,the paperintegrates RSimage data,digital rastergraphic(DRG)and vectordata intoa smallintelligent terminal(PDA+GPS).The systemrealizes suchfunctions asGPS roughpo2sitioning,data display,annotation,etc.It resolvesthe problemsof massivedata aessof PDAequipment andopti2mizes theresolution ofGPS positioning.Key words:PDA;GPS;WinCE;mass dataof remotesensing image:xx205209作者简介:郑生春 (19632),男,山东沂源人,研究员,主要从事测绘、GIS应用及数据服务等方面的管?工作.随着微电子技术和通讯技术的发展,小型的智能终端成本在快速下降,相关制造技术?断升级。 PDA集成GPS和PDA集成移动电话(智能手机)等崭新的通讯设备正在为3G作准备。 遥感数据的小型平台日趋成熟,有能?承载和处?相对大?的遥感影像数据。 PDA(个人数字助?)是可供人们沟通和互动的移动数字设备,它可以集计算、电话、传真和无线网络等多种功能于一身。 PDA是指电子记事本、电子词典等;广义的PDA则主要指掌上电脑、手持电脑和智能手机,也包括其它具有类似功能的小型数字化设备。 本文采用小型智能终端多普达(dopod)P100PDA为硬件环境,使用当前主流嵌入式操作系统Windows CE510,阐述海?遥感数据在PDA上的显示问题,描述在此基础上建立的外业调绘应用。 1开发平台本系统采用Microsoft WindowsCE510为操作系统,结合Visual Studioxx的开发环境和Mo2bile510SDK进?系统实现。 考虑到效率问题,采用了VC+810编写核心部分。 多普达P100的参数指标如表1所示。 2功能模块经过系统分析,基于WinCE的遥感应用平台软件应该具有以下基本模块:输入输出模块:包含对矢?、栅格和属性数据的解析;结果存储和导出(与外部系统接口)。 符号管?模块:对于后台的小型符号数据库可以进?、添加、删除、修改和连接配置等。 GPS定位模块:对于没有坐标参考的影像图,?1994-xxChina AcademicJournal ElectronicPublishing House.All rightsreserved.ki.10第26卷第2期xx?6月Vol.26No.2Jun.xx可以采用GPS粗定位的方式让图像指?。 数据显示模块:此模块按照ActiveX规范开发成标准控件。 该控件与内部的海?数据访问模型衔接,协同完成栅格、矢?和符号标注的显示功能。 包括放大、缩小、漫游和坐标显示等。 表1多普达P100参数指标表Tab.1Dopod P100parameters操作系统Windows Mobilexx简体中文版处?器类型Samsung SC32442300MHz处?器主频(MHz)300MHz显示屏2.8半透半反式TFT-LCD24032065536色RAM容?(MB)64M SDRAMFLASH容?128M FlashROMROM容?(MB)128M扩展插槽支持SD/MMC卡通讯端口/各类接口GPS定位:SiRFstar III通过ActiveSync轻松同步电脑上的文件电池容?1100mAh,可拆卸可充电锂聚合物电池外形尺寸59.4mm109.7mm17.6mm产品重?126g(带电池)图层管?模块:完成小型设备上的多类、多图层叠加显示,包括栅格层、矢?层和标绘层等。 控制图层的叠加次序,可见性开关,只读属性开关等。 数据集管?模块:用于管?和控制打开的多个文件。 数据集管?模块和图层管?模块具有紧耦合特性。 标绘模块:对于一个确定的标绘点、线或者面进?标绘。 首先对标绘对象进?选择,即选取分类代码和确定线形、线宽、颜色、标注文字的属性等,然后采用手写输入的方式对目标进?标注。 最后可以对标绘对象进?平移、旋转等变换。 结果检查模块:例如对于外业调绘的结果,检查人员可以根据先验知识进?检查判别,对?符合要求的标绘进?批注。 系统管?模块:面向全局设置系统环境变?,包括常?设置、?径设置、数据库连接设置,以及系统角色设置。 例如调绘应用,通常系统中具有三类角色,一类是调绘作业员,即除了检查功能以外的所有功能均开放的模式;第二类是检查员,负责检查调绘情况,并批注,可以使用系统的检查功能;第三类是系统管?员,可以就系统进?环境设置和授权,可以使用系统内的所有功能。 主要界面如图 1、图2所示。 图1500m以内的遥感航空航天影像支持界面图Fig.1Diagram ofsupporting interfaceofremote sensingimage within500m图2符号库支持界面图Fig.2Diagram ofsupporting interfacefor symbollibrary3关键技术基于WinCE的遥感应用平台是要集成遥感图像数据、数字栅格地形图(DRG)数据和矢?数据应用的小型化平台,将GPS粗定位、数据显示、标注等一系列功能统一在PDA+GPS设备上,需要解决如下2个问题: (1)遥感影像数据的显示问题当前PDA智能终端对海?遥感影像显示方面的支持主要是:1GB至5GB左右的SD外存储;100MB至200MB的内存储;300MHz至500MHz的CPU时钟。 内存可用空间基本上在100MB以内,而图像显示所需要的最大资源就是内存。 怎样使有限的内存来支持超过内存?干倍的图像数据显示,是一个核心问题。 (2)GPS数据精度问题PDA上的GPS模块定位精度可以在15m左右的范围,但是由于设备精度的限制,需要对接收到?1994-xxChina AcademicJournal ElectronicPublishing House.All rightsreserved.ki.郑生春等基于WinCE的遥感图像应用平台软件的研发11Journal ofShandong Universityof Scienceand TechnologyNaturalScience的GPS信号进?处?,方可用于实践1。 3.1基于QR树的二维空间索引要解决图像的浏览问题,完全依靠系统内存储的容?是远远?够的。 在PC平台上采用图像分块和金字塔的方法来减轻图像显示和访问的压?。 但PDA由于具有平台编译环境上的限制,完全按照PC模式还有?干问题。 因此,在继承PC平台上的分块和金字塔方法的基础上,优化显示方法,使得系统能够高效能运转。 注意到PDA的CPU时钟等硬件资源的贫乏,要充分认识到减小计算?和节省存储空间的必要性。 在分块机制上可以参照专业遥感影像的固有存储方式,按照设计的可扩展结构进?自适应扩展,这就在访问效率上减少了数据索引计算的开销。 采用分块机制,每次访问的栅格数据?可以控制在240332033字节的水平,另外附加符号、标注等一系列数据,总计在400kB左右。 系统的主要消耗在对图像的索引过程,因此CPU时钟的瞬间损耗比较大,但对于P100这样的PDA机型,可以满足要求。 将栅格数据分块,建立高效空间索引是提高显示效率的关键。 所谓空间索引,就是指依据空间实体的位置和形状或空间实体之间的某种空间关系,按一定顺序排列的一种数据结构,其中包含空间实体的概要信息如对象的标识、外接矩形及指向空间实体数据的指针。 即将空间对象按某种空间关系进?划分,以后对空间对象的存取都基于划分块进?。 传统GIS曾经使用R树算法来解决空间索引问题,比起?早期的B树,对空间数据有一定的支持。 但是,当索引数据?增加时,R树的线型深度就会激增,查找所须访问的分枝数、结点数会相应增加,对于空间分块的查找效率也会显著降低。 对于空间数据块的索引机制可以采用QR树。 QR树是对R树的一种延伸,是R树遵循一定规则下的集合。 QR树的主要优势在于将空间查找和操作限定在一个相对小的范围?,保证空间分块检索的效率。 尽管QR树总是要求较多的存储开销。 但只要选择适当的四叉树深度,就能够换取?高的查找性能,且索引目标数越多,QR树的整体优势越明显。 这一点对于大型的GIS空间数据库系统很有实用价值2。 虽然空间数据库上,空间索引的操作很多,但就文件分块,可以进?很大?的简化。 主要是针对?同遥感栅格数据格式按照其固有的存储特点进?块的划分,以一次性建立基于QR树的空间索引,其他操作级别的内容可以省略。 3.2GPS数据精度当前市场上可以购得的PDA产品均为民用平台,其自身的GPS模块能够达到的精度只在1015m。 青岛市已经建立了GPS连续运?参考站网,利用这个技术和资源,采用实时差分的方法,可以提高GPS精度,在民用GPS和VRS的连接上作?多有益的探索。 对于外业调绘可以采用事后差分的方法处?GPS数据,以消减误差达到要求。 4结束语基于WinCE的遥感图像应用平台软件解决了PDA设备对大数据?图像访问的问题,优化了GPS定位功能,在这套系统上可以快速显示?超过500m的栅格/矢?数据文件,支持遥感栅格/矢?格式扩展。 这个平台软件适应于测绘