基于移动的嵌入式GIS系统关键技术与开发应用
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摘要
随着数字时代的到来，人们对GIS的需求也越来越广泛了。与新技术的结合使GIS不断地向前发展。随着计算机技术、嵌入式技术、网络技术、无线通信技术的不断发展，GIS理论与实践的不断深入，如何在移动环境下提供GIS支持是今后GIS研究的热点之一，也是GIS面向大众应用的重要发展方向。比较而言，基于掌上电脑的移动GIS有许多传统GIS不具备的优势。掌上电脑具有的移动性为移动GIS的发展提供了良好的支持。通过与GPS、RS、通信等相关技术的集成，人们不仅可以随时随地进行GIS数据的实时采集与更新，更重要的是，人们可以在任何时间、任何地点获得GIS的服务。
首先，本文根据当前基于移动的嵌入式GIS的发展，对Embedded GIS等概念进行了有益的探讨。其次，在分析掌上电脑硬件环境的基础上，探讨了嵌入式GIS的数据模型，提出了一种在掌上电脑上具有完备性与适应性的GIS矢量数据组织模型。再次，应用笔者提出的数据模型进行了基于移动的嵌入式GIS系统设计与开发。使用eMbedded Visual C++3.0从底层实现了基于移动的嵌入GIS系统软件GisTool和GisBrowser。在此基础上，对基于移动的嵌入式GIS系统集成应用环境关键技术进行了研究，系统集成全站仪实现了基于掌上电脑的GIS实时测图功能，集成GPS实现了基于掌上电脑的GPS导航定位功能，集成RS实现了矢量数据与遥感影像等多源数据的集成。最后，基于所开发的系统，分析讨论了其在数字地质填图及空间信息移动服务两个领域应用时的相关技术问题，并给出了应用实例。
With the coming of the digital age, GIS is becoming more important than ever. The development of PDA, embedded techniques and wireless networks not only enlarge the applying field of GIS, but also bring new opportunities and challenges to GIS. Mobile GIS become one of the hotspot problems in GIS and one of the mainstream technology for the public. Comparing with traditional GIS, Mobile GIS based on PDA has many new functions for the mobility and extension character of PDA. With the integrating of GPS, RS and communication technology, using PDA, people not only can any where , anytime to gather and update GIS data, but also can anywhere, anytime access GIS service.
First, the analysis of the development of PDA and eMbedded GIS bring up in this paper. Second, considering the hardware environment of PDA, one completeness and adaptability GIS vector data model based on PDA is put forward in this paper. Third, applying the GIS data model referred by the author, the mobile GIS based on PDA is designed and developed. Under the environment of eMbedded Visual C++3.0, the Mobile GIS software based on PDA GisTool and GisBrowser which integrated with "3S" is implemented. At last, the Mobile GIS software based on PDA is applied in the fields of digital mapping and spatial information mobile service.
首先，本文根据当前基于移动的嵌入式GIS的发展，对Embedded GIS等概念进行了有益的探讨。其次，在分析掌上电脑硬件环境的基础上，探讨了嵌入式GIS的数据模型，提出了一种在掌上电脑上具有完备性与适应性的GIS矢量数据组织模型。再次，应用笔者提出的数据模型进行了基于移动的嵌入式GIS系统设计与开发。使用eMbedded Visual C++3.0从底层实现了基于移动的嵌入GIS系统软件GisTool和GisBrowser。在此基础上，对基于移动的嵌入式GIS系统集成应用环境关键技术进行了研究，系统集成全站仪实现了基于掌上电脑的GIS实时测图功能，集成GPS实现了基于掌上电脑的GPS导航定位功能，集成RS实现了矢量数据与遥感影像等多源数据的集成。最后，基于所开发的系统，分析讨论了其在数字地质填图及空间信息移动服务两个领域应用时的相关技术问题，并给出了应用实例。
With the coming of the digital age, GIS is becoming more important than ever. The development of PDA, embedded techniques and wireless networks not only enlarge the applying field of GIS, but also bring new opportunities and challenges to GIS. Mobile GIS become one of the hotspot problems in GIS and one of the mainstream technology for the public. Comparing with traditional GIS, Mobile GIS based on PDA has many new functions for the mobility and extension character of PDA. With the integrating of GPS, RS and communication technology, using PDA, people not only can any where , anytime to gather and update GIS data, but also can anywhere, anytime access GIS service.
First, the analysis of the development of PDA and eMbedded GIS bring up in this paper. Second, considering the hardware environment of PDA, one completeness and adaptability GIS vector data model based on PDA is put forward in this paper. Third, applying the GIS data model referred by the author, the mobile GIS based on PDA is designed and developed. Under the environment of eMbedded Visual C++3.0, the Mobile GIS software based on PDA GisTool and GisBrowser which integrated with "3S" is implemented. At last, the Mobile GIS software based on PDA is applied in the fields of digital mapping and spatial information mobile service.
引文
[1] 李德仁，李清泉等．论空间信息与移动通信的集成应用．武汉大学学报，2001年2月，Vol．27 No．1，1-7
[2] 谷静，毛永毅等．基于位置的移动信息业务及其实现方案．现代电子技术，2002年第8期，11-16
[3] 方子岩．无线上网及Mobile GIS．铁路航测，2002年第3期，8-10
[4] 彭琥．移动GIS：挑战和局限．遥感信息，2001年第4期，44-46
[5] 任福．基于PDA的个人移动导航系统的设计与实现．武汉大学硕士学位论文，2002年4月
[6] 刘勇．基于掌上电脑的空间信息移动服务系统的研究．武汉大学硕士论文，2002年4月
[7] 桂智明，晏磊．手持移动设备位置服务中的WAP Map Service实现策略．计算机工程与应用，2002年第5期，5-9
[8] 余涛，俞立中等．移动计算环境下GIS技术的发展及应用，微型电脑应用，2001，Vol．17 No．12，10-13
[9] 郭礼珍，何宗宜．移动地图及制作探讨．测绘信息与工程，2002．17，4-9
[10] 董文字，崔胜斌等．LWIS—基于位置的无线信息服务应用模型．计算机工程与应用，2002．1，18-24
[11] 牟伶俐，杜清运等．移动电子地图技术初探．四川测绘，2002，60-63
[12] 李鲁群，李成名等．服务于PDA的矢量数据分块存储数据结构的研究．测绘学报，2002年5月，Vol．31 No．2，170-174
[13] 姜莉莉，巩振华．定位信息服务漫谈．测绘通报，2002年第9期，38-59
[14] 陈金山，杨学军等．位置服务_一种新的移动增值业务．移动通信，2(102年第一期，15-19
[15] 郭之晓，胡捍英．第三代移动通信网的位置服务体系结构．通信技术，2002年第五期，7-11
[16] 肖会兵，吕铁军．掌上电脑集成无线通信功能的设计及实现．电子技术应用，2002年第9期，21-24
[17] 蒋纯，沈利泉等．CDMA位置服务技术的发展．电信科学，2002年第10
期，12-16
[18] 苏辉，吴立新等．GIS技术在通信领域中的应用及需要解决的问题，电信科学，2002．2，13-17
[19] 温熙华．基于CDMA智能网平台的增值业务——“位置服务”．电信工程技术与标准化，2002．3，15-18
[20] 王剑，王振兴．WAP-Internet向移动通信网的拓展．微型电脑与应用，2000年第9期，23-26
[21] ORKUT BUYUKKOKTEN. Efficient Web Browsing on Handheld Devices Using Page and Form Summarization. ACM Transactions on Information Systems, Vol. 20, No. 1, January 2002, 18-24
[22] Jonathan Trevor. From Desktop to Phonetop: AUI For Web Interaction On Very Small Devices. UIST 01 November 11-14, 2001, 24-27
[23] Orkut Buyukkokten. Power Browser: Efficient Web Browsing for PDAs. CHI 2000 · 1-6 APRIL 2000
[24] Olav W. Bertelsen, Augmented Reality as a Design Tool for Mobile Interfaces. ACM 1-58113-219-0/00/0008
[25] Orkut Buyukkokten. Seeing the Whole in Parts: Text Summarization for Web Browsing on Handheld Devices. ACM 1-58113-219-0/00/0009
[26] Shashi Shekhar. WMS and GML based Interoperable Web Mapping System. ACM 1-581 13443-6/01/0011
[27] Arunas STOCKUS. Integrating GPS Data within Embedded Internet GIS. ACM 1-58113-235-2/99/0011
[28] George Kollios. On Indexing Mobile Objects. ACM 1999 1-581 13-062-7/99/05
[29] JEFFREY SCOTT VITTER. External Memory Algorithms and Data Structures: Dealing with Massive Data. ACM Computing Surveys Vol 33, No. 2, June 2001, pp. 209- 271.
[30] Luciana Vargas da Rocha. A Temporal Conceptual Framework for Data Modeling. ACM 1-581 13-443-6/01/0011
[31] 刘大杰，施一民等．《全球定位系统(GPS)的原理与数据处理》．上海，同
济大学出版社，1996
[32] 周忠谟等．《地面网与卫星网之间的转换模型》．北京，测绘出版社，1984
[33] CHRIS MUENCH．WindowsCE权威指南[M]．北京，中国电力出版社，2001．6
[34] 李超岭，于庆文，杨东来等．PRB数字地质填图技术研究．地球科学，2003．7，377-383
[35] 杜今阳．关于PDA电子地图系统的研制．测绘通报，2003年第五期，49-51
[36] 张强，王仁礼，陈天泽．基于Windows CE平台的嵌入式GIS开发与应用．Vol．20 No．2 Jun．2003，113-116
[37] 赵文斌，张登荣．基于移动计算的地理信息系统的发展研究及应用前景．遥感信息，2003．1，31-35
[38] 陈飞翔，谢忠，周治武．嵌入式GIS的研究与开发．计算机与现代化，2003年第3期，21-24
[39] 李斌兵，张琦．移动地理信息系统在军事上的应用与实现．现代电子技术，2003年第22期，36-38
[40] 赵文斌，张登荣．移动计算环境中的地理信息系统．地理与地理信息科学，2003年3月第19卷第2期，19-23
[41] 许捍卫．移动式GIS发展的关键技术及应用前景．测绘工程，2003年3月第12卷第1期，34-36
[42] 宋善德，李卫国，雄展志．电子地图袖珍化的研究．计算机工程与科学，2003年第25卷第二期，83-94
[43] 袁正午，程承旗，汤井田．空间信息移动技术的发展现状与趋势．计算机工程与应用，2003．9，44-47
[44] 张时煌，方裕．微型嵌入式GIS软件平台的重要意义及发展动态．中国图象图形学报，第6卷(A版)第9期2001年9月，900-906
[45] 谢忠，陈飞翔，周治武．掌上GPS导航系统的研究．计算机与现代化，2003年第7期，30-36
[46] 谢智颖，李清泉，左小清等．基于SVG的开放式LBS系统设计与实现．武汉大学学报，2003年2月第28卷第1期，74-79
[2] 谷静，毛永毅等．基于位置的移动信息业务及其实现方案．现代电子技术，2002年第8期，11-16
[3] 方子岩．无线上网及Mobile GIS．铁路航测，2002年第3期，8-10
[4] 彭琥．移动GIS：挑战和局限．遥感信息，2001年第4期，44-46
[5] 任福．基于PDA的个人移动导航系统的设计与实现．武汉大学硕士学位论文，2002年4月
[6] 刘勇．基于掌上电脑的空间信息移动服务系统的研究．武汉大学硕士论文，2002年4月
[7] 桂智明，晏磊．手持移动设备位置服务中的WAP Map Service实现策略．计算机工程与应用，2002年第5期，5-9
[8] 余涛，俞立中等．移动计算环境下GIS技术的发展及应用，微型电脑应用，2001，Vol．17 No．12，10-13
[9] 郭礼珍，何宗宜．移动地图及制作探讨．测绘信息与工程，2002．17，4-9
[10] 董文字，崔胜斌等．LWIS—基于位置的无线信息服务应用模型．计算机工程与应用，2002．1，18-24
[11] 牟伶俐，杜清运等．移动电子地图技术初探．四川测绘，2002，60-63
[12] 李鲁群，李成名等．服务于PDA的矢量数据分块存储数据结构的研究．测绘学报，2002年5月，Vol．31 No．2，170-174
[13] 姜莉莉，巩振华．定位信息服务漫谈．测绘通报，2002年第9期，38-59
[14] 陈金山，杨学军等．位置服务_一种新的移动增值业务．移动通信，2(102年第一期，15-19
[15] 郭之晓，胡捍英．第三代移动通信网的位置服务体系结构．通信技术，2002年第五期，7-11
[16] 肖会兵，吕铁军．掌上电脑集成无线通信功能的设计及实现．电子技术应用，2002年第9期，21-24
[17] 蒋纯，沈利泉等．CDMA位置服务技术的发展．电信科学，2002年第10
期，12-16
[18] 苏辉，吴立新等．GIS技术在通信领域中的应用及需要解决的问题，电信科学，2002．2，13-17
[19] 温熙华．基于CDMA智能网平台的增值业务——“位置服务”．电信工程技术与标准化，2002．3，15-18
[20] 王剑，王振兴．WAP-Internet向移动通信网的拓展．微型电脑与应用，2000年第9期，23-26
[21] ORKUT BUYUKKOKTEN. Efficient Web Browsing on Handheld Devices Using Page and Form Summarization. ACM Transactions on Information Systems, Vol. 20, No. 1, January 2002, 18-24
[22] Jonathan Trevor. From Desktop to Phonetop: AUI For Web Interaction On Very Small Devices. UIST 01 November 11-14, 2001, 24-27
[23] Orkut Buyukkokten. Power Browser: Efficient Web Browsing for PDAs. CHI 2000 · 1-6 APRIL 2000
[24] Olav W. Bertelsen, Augmented Reality as a Design Tool for Mobile Interfaces. ACM 1-58113-219-0/00/0008
[25] Orkut Buyukkokten. Seeing the Whole in Parts: Text Summarization for Web Browsing on Handheld Devices. ACM 1-58113-219-0/00/0009
[26] Shashi Shekhar. WMS and GML based Interoperable Web Mapping System. ACM 1-581 13443-6/01/0011
[27] Arunas STOCKUS. Integrating GPS Data within Embedded Internet GIS. ACM 1-58113-235-2/99/0011
[28] George Kollios. On Indexing Mobile Objects. ACM 1999 1-581 13-062-7/99/05
[29] JEFFREY SCOTT VITTER. External Memory Algorithms and Data Structures: Dealing with Massive Data. ACM Computing Surveys Vol 33, No. 2, June 2001, pp. 209- 271.
[30] Luciana Vargas da Rocha. A Temporal Conceptual Framework for Data Modeling. ACM 1-581 13-443-6/01/0011
[31] 刘大杰，施一民等．《全球定位系统(GPS)的原理与数据处理》．上海，同
济大学出版社，1996
[32] 周忠谟等．《地面网与卫星网之间的转换模型》．北京，测绘出版社，1984
[33] CHRIS MUENCH．WindowsCE权威指南[M]．北京，中国电力出版社，2001．6
[34] 李超岭，于庆文，杨东来等．PRB数字地质填图技术研究．地球科学，2003．7，377-383
[35] 杜今阳．关于PDA电子地图系统的研制．测绘通报，2003年第五期，49-51
[36] 张强，王仁礼，陈天泽．基于Windows CE平台的嵌入式GIS开发与应用．Vol．20 No．2 Jun．2003，113-116
[37] 赵文斌，张登荣．基于移动计算的地理信息系统的发展研究及应用前景．遥感信息，2003．1，31-35
[38] 陈飞翔，谢忠，周治武．嵌入式GIS的研究与开发．计算机与现代化，2003年第3期，21-24
[39] 李斌兵，张琦．移动地理信息系统在军事上的应用与实现．现代电子技术，2003年第22期，36-38
[40] 赵文斌，张登荣．移动计算环境中的地理信息系统．地理与地理信息科学，2003年3月第19卷第2期，19-23
[41] 许捍卫．移动式GIS发展的关键技术及应用前景．测绘工程，2003年3月第12卷第1期，34-36
[42] 宋善德，李卫国，雄展志．电子地图袖珍化的研究．计算机工程与科学，2003年第25卷第二期，83-94
[43] 袁正午，程承旗，汤井田．空间信息移动技术的发展现状与趋势．计算机工程与应用，2003．9，44-47
[44] 张时煌，方裕．微型嵌入式GIS软件平台的重要意义及发展动态．中国图象图形学报，第6卷(A版)第9期2001年9月，900-906
[45] 谢忠，陈飞翔，周治武．掌上GPS导航系统的研究．计算机与现代化，2003年第7期，30-36
[46] 谢智颖，李清泉，左小清等．基于SVG的开放式LBS系统设计与实现．武汉大学学报，2003年2月第28卷第1期，74-79