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研究GPRS的地理信息系統(tǒng)應用
摘要:本文首先簡要的介紹了GPRS及其網(wǎng)絡結(jié)構(gòu),然后結(jié)合GPRS技術(shù)提出了構(gòu)建移動網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)(GIS)的設想及應用展望。
關(guān)鍵詞:GPRS;移動網(wǎng)絡;地理信息系統(tǒng)(GIS)
1 引言
在浩如煙海的信息社會中,人類應用最多的信息莫過于“位置”信息。據(jù)統(tǒng)計,在人類所使用的信息中有80%與“位置”有關(guān)。地理信息系統(tǒng)作為管理、分析、應用空間信息的技術(shù)系統(tǒng)現(xiàn)已受到了世界各國的普遍重視。隨著移動通信網(wǎng)絡技術(shù)的迅速發(fā)展,如何利用現(xiàn)有的移動網(wǎng)絡資源建設移動地理信息系統(tǒng)(GIS)以實現(xiàn)任何地點,任何時間的GIS服務,新型的移動網(wǎng)絡通信技術(shù)GPRS(General Packet Radio Service)業(yè)務為我們提供了一種可行性方案。
2 基于GPRS的移動地理信息系統(tǒng)
GPRS(General Packet Radio Service)是一種基于GSM的高速率分組交換業(yè)務,它使用的是分組無線IP傳輸技術(shù),它將移動通信網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸速率提高到了100kbps以上,是目前應用較好的無線通信網(wǎng)絡技術(shù)。 GPRS網(wǎng)絡構(gòu)建在GSM網(wǎng)絡基礎之上,GPRS與傳統(tǒng)的GSM數(shù)據(jù)業(yè)務的本質(zhì)區(qū)別在于它提供的是一種基于分組交換的新型承載業(yè)務,它對原有的GSM網(wǎng)絡子系統(tǒng)和無線子系統(tǒng)設備及功能進行了增強。在網(wǎng)絡子系統(tǒng)中增加了兩個結(jié)點: GGSN(Gate GPRS Support Node) 和SGSN(Service GPRS Support Node),也即網(wǎng)關(guān)GPRS支持結(jié)點和服務GPRS支持結(jié)點。其中GGSN負責連接GPRS網(wǎng)絡和外部分組交換網(wǎng)(包括:IP網(wǎng)、X.25網(wǎng)等)互聯(lián)的網(wǎng)關(guān),SGSN負責MS(移動用戶)的移動性及通信安全性管理。并且通過增強型位置數(shù)據(jù)庫HLR和增強型訪問者位置數(shù)據(jù)庫VLR很好的支持了移動性管理與路由管理。在無線子系統(tǒng)中通過增強BSS(基站子系統(tǒng))的功能以支持用戶數(shù)據(jù)的傳送,通過增強GSM業(yè)務信道和控制信道的種類,實現(xiàn)了GPRS的多種業(yè)務服務。
GIS:(Geographical Information System地理信息系統(tǒng))是一種采集、處理、存儲、管理、查詢、分析、表達和應用地理信息的計算機系統(tǒng),是分析處理和挖掘海量數(shù)據(jù)的通用技術(shù)。它主要包括計算機硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)和用戶等幾個部分。GIS系統(tǒng)是集信息科學、計算機科學以及現(xiàn)代地理學等諸多學科于一體的新興科學,是對地面、空間及地下等一切可以用坐標或其他方式來定的客觀存在進行顯示、查詢和分析的一門科學。
如果能將兩者很好的整合,將會使移動GIS迅速發(fā)展,更好的滿足人們的生產(chǎn)、生活的需要,我們經(jīng)過探討提出如下設計構(gòu)想:
3基于GPRS移動地理信息系統(tǒng)的實現(xiàn)方法:
1) 網(wǎng)絡構(gòu)建上:
GPRS網(wǎng)絡環(huán)境下的移動地理信息系統(tǒng)應包括客戶端和服務器端兩部分,服務器端主要負責數(shù)據(jù)庫管理、數(shù)據(jù)服務和復雜的空間處理與分析,客戶端主要負責簡單數(shù)據(jù)的顯示、查詢。在具體設計中可構(gòu)建為:集中處理模式、服務器型處理模式、協(xié)作型處理模式或客戶型處理模式四種類型中的一種。應用服務中,兩端所應具有的最基本軟件應為操作系統(tǒng),兩端的硬件平臺和操作系統(tǒng)在設計時可以相同,也可以不同,但是為了支持同一地理信息系統(tǒng)的應用,兩端必須具有同樣的通訊協(xié)議。同時為了有效地降低數(shù)據(jù)的通訊量,可以在客戶端與GPRS服務器之間增加應用服務器完成數(shù)據(jù)處理邏輯后,再將結(jié)果傳給客戶端,即設計為三層客戶機/服務器結(jié)構(gòu)。
2) 空間數(shù)據(jù)的存儲與組織方法上 論文下載
空間數(shù)據(jù)存儲模型可分為文件型、數(shù)據(jù)庫型和混合型,一般數(shù)據(jù)庫型和混合型比較適合網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)應用。但隨著關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)和客戶/服務器技術(shù)的發(fā)展,利用關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)存儲空間數(shù)據(jù)已開始占主導地位,特別是數(shù)據(jù)完整性、并發(fā)控制、安全恢復機制等方面所具有的獨特優(yōu)勢,使我們不得不考慮在構(gòu)建移動網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)的空間數(shù)據(jù)時應選用關(guān)系數(shù)據(jù)庫來存儲。
3) GIS軟件的開發(fā)與使用上:
由于GPRS可以方便的實現(xiàn)與Internet的互聯(lián),而且眾所周知Internet技術(shù)的強大生命力,因此WebGIS開發(fā)將成為未來移動網(wǎng)絡地理信息系統(tǒng)開發(fā)的重點。Java應該是開發(fā)WebGIS的一個很好工具,因為java可以解決系統(tǒng)應用跨平臺問題,它開發(fā)的軟件可以應用于Windows、Macintosh、Unix等不同的操作系統(tǒng),具有較強的網(wǎng)絡服務功能,同時Java提供面向?qū)ο蠛投嗑�程程序設計的特性,單個的GIS Applet程序還可以嵌入Web頁面中,使Web頁面成為交互式的[9,13]。另外各種組件技術(shù)將在開發(fā)WebGIS中發(fā)揮越來越大的作用,它們將使GIS軟件的可配置性、可擴展性及開放性更強,使用更靈活,二次開發(fā)更方便。
4 建設與開發(fā)移動地理信息系統(tǒng)應注意的重點問題:
1)移動性:在移動環(huán)境中,一個移動終端可能會漫游到任何地方,而這些地方是不可預知的,這種平臺的移動性可能會導致系統(tǒng)訪問的變化和資源的移動性,這就要求在構(gòu)建移動地理信息系統(tǒng)時要充分考慮如何利用GPRS的網(wǎng)絡互聯(lián)性,實現(xiàn)在任何地點,任何時間能與移動終端互聯(lián)。2)嵌入式開發(fā):移動終端應使用嵌入式處理器,嵌入式處理器的應用軟件開發(fā)要求程序的簡潔與高效,便于固化在存儲芯片或單片機中。3)開放性:移動地理信息系統(tǒng)的開放性重要標志在于系統(tǒng)資源、功能的共享。通過數(shù)據(jù)文件轉(zhuǎn)換或通過數(shù)據(jù)動態(tài)交換(DDN)實現(xiàn)系統(tǒng)資源共享,以及通過動態(tài)連接庫(DLL)實現(xiàn)系統(tǒng)功能交換局限性很大。主要包括通Internet/Intranet構(gòu)建全球性/內(nèi)部開放式網(wǎng)絡;不同來源、不同分辨率、存放在不同地點空間數(shù)據(jù)的共享;對系統(tǒng)的開放性提出了更高的要求。
5 關(guān)鍵的技術(shù)及討論:
1)移動數(shù)據(jù)庫建設:移動數(shù)據(jù)庫是當前國際數(shù)據(jù)庫界的一個新的研究方向。移動數(shù)據(jù)庫是指移動環(huán)境中的分布式數(shù)據(jù)庫,是分布式數(shù)據(jù)庫的延伸和發(fā)展�；贕PRS的移動地理信息數(shù)據(jù)庫建設將主要涉及(1)移動數(shù)據(jù)庫復制/緩存技術(shù)。它是解決移動數(shù)據(jù)庫斷接性的關(guān)鍵技術(shù)。最有代表性的是兩級復制,CODA系統(tǒng)及緩存失效廣播技術(shù)。(2)移動查詢與移動事物處理。其主要問題是移動事物處理中的過區(qū)切換及數(shù)據(jù)一致性問題。(3)移動數(shù)據(jù)庫的安全技術(shù)。由于移動信息的處理中的不安全因素很多,但是在實際工作中很多領域的信息又急須加密,因此移動網(wǎng)絡中數(shù)據(jù)的安全性要求越來越高。目前應用較為廣泛的是個人身份認證,數(shù)據(jù)庫加密以及身份保護等。
2)智能代理:移動智能代理是一個具有問題求解機制的計算單元,GIS移動智能代理有助于解決位置定位,事物處理等。智能代理在基于GPRS的移動地理信息系統(tǒng)中的未來發(fā)展趨勢是結(jié)合計算機網(wǎng)絡和通信的智能代理實現(xiàn)跨區(qū)域、跨平臺的數(shù)據(jù)交換與共享,真正實現(xiàn)GIS數(shù)據(jù)的互操作性。
3)數(shù)據(jù)發(fā)掘(Data Mining):由于地理信息空間數(shù)據(jù)庫的不斷擴大,如何從激增的數(shù)據(jù)背后發(fā)現(xiàn)更多的信息, 從空間數(shù)據(jù)庫中自動發(fā)現(xiàn)知識,用來支持事物處理,遙感解譯自動化和GIS空間分析的智能化。,數(shù)據(jù)發(fā)掘技術(shù)作為實現(xiàn)這一想法的核心技術(shù)正在受到人們的普遍重視。數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)未來將實現(xiàn)多學科綜合,這其中可能包含機器學習、模式識別、統(tǒng)計學、智能數(shù)據(jù)庫、知識獲取、數(shù)據(jù)可視化、高性能計算、專家系統(tǒng)等多個領域。數(shù)據(jù)挖掘?qū)迷谛畔⒐芾�、過程控制、科學研究、決策支持。
4)移動計算:移動計算是指:利用移動終端通過無線通信網(wǎng)絡與遠程服務器交換數(shù)據(jù)的分布計算稱為移動計算(Mobile Computering)如何更好地利用GPRS無線蜂窩數(shù)字通信網(wǎng)絡實現(xiàn)移動計算的物理網(wǎng),將是未來的一個研究重點。
6結(jié)束語:
由于移動通信GPRS業(yè)務的迅速發(fā)展,以及它可以方便的實現(xiàn)與Internet的互聯(lián),傳輸與處理集聲音、文字、圖形、圖象的為一體數(shù)據(jù),移動地理信息系統(tǒng)(GIS)與GPRS業(yè)務的相互整合,必將使移動(GIS)的未來發(fā)展跨上一個新的臺階。
參考文獻
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