（信號(hào)與信息處理專業(yè)論文）基于pda的嵌入式gis系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 摘要 日新月異的電子信息科技為地理信息系統(tǒng)的發(fā)展帶來無窮的活力。隨著微 電子技術(shù)、光電子技術(shù)的發(fā)展，通信技術(shù)發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入移動(dòng)時(shí)代，以掌上電腦 ( p d a ) 為代表的移動(dòng)式計(jì)算系統(tǒng)日益普及，在移動(dòng)中使用計(jì)算機(jī)將移動(dòng)的主題通 過網(wǎng)絡(luò)與龐大的數(shù)字空間無縫的結(jié)合在一起，不再是一件遙遠(yuǎn)的事情。 地理信息系統(tǒng)g i s ( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ) 是處理空間信息的基礎(chǔ) 平臺(tái)，一直廣泛應(yīng)用于測繪、城市規(guī)劃、軍事、物流等多個(gè)領(lǐng)域。由于g i s 要 處理的空間信息( 地圖) 數(shù)據(jù)量大，其對(duì)硬件的要求較高，所以一直應(yīng)用于工 作站和配置較高的p c 上。近年來，隨著技術(shù)的發(fā)展，g i s 開始走向p d a 、手機(jī) 等嵌入式設(shè)備，應(yīng)用這些設(shè)備的g i s 軟件被稱之為嵌入式g i s 軟件。 嵌入式g i s 是g i s 與嵌入式系統(tǒng)相結(jié)合的一種產(chǎn)物，它是傳統(tǒng)g i s 領(lǐng)域的 分支與延伸、補(bǔ)充與發(fā)展。隨著硬件平臺(tái)、多操作系統(tǒng)，g p s 應(yīng)用以及移動(dòng)互 聯(lián)技術(shù)的不斷發(fā)展，嵌入式o i s 已經(jīng)被越來越廣泛地應(yīng)用于經(jīng)濟(jì)建設(shè)和現(xiàn)代化 國防中。嵌入式g i s 的研究是g i s 研究的一個(gè)新方向，對(duì)于發(fā)展我國嵌入式g i s 相關(guān)技術(shù)，形成自己的知識(shí)產(chǎn)權(quán)，有著重要意義。嵌入式g i s 能廣泛的用于測 繪、交通、軍事、醫(yī)療、汽車導(dǎo)航等領(lǐng)域。 全文可分為三大部分：嵌入式地理信息系統(tǒng)概述，嵌入式g i s 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)， 嵌入式g i s 系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。本文的主要內(nèi)容圍繞“嵌入式g i s 系統(tǒng)”的研究與開 發(fā)，介紹了嵌入式系統(tǒng)的一些背景知識(shí)，嵌入式移動(dòng)數(shù)據(jù)庫知識(shí)，嵌入式g i s 技術(shù)等，分析比較了m a p l n f o ，a r c i n f o ，a r c g i s 的數(shù)據(jù)模型。著重闡述了嵌入 式g i s 系統(tǒng)的研究，其中嵌入式硬件采用p d a ，嵌入式操作系統(tǒng)采用w i n d o w s c e ，實(shí)現(xiàn)了在p o c k e t p c 上加載a r c l n f o 的s h a p e 格式圖層文件。在實(shí)現(xiàn)過程中， 對(duì)主文件( s h p ) ，索引文件( s h x ) ，屬性文件( d b f ) 的數(shù)據(jù)組織的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了 深入學(xué)習(xí)，同時(shí)，列出了s h a p e 文件多種幾何類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表示，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn) 換，實(shí)現(xiàn)了進(jìn)行加載刪除圖層，動(dòng)態(tài)縮放、平移，顯示經(jīng)緯度等功能。本系統(tǒng) 通過微軟a c t i v e s y n c 同步工具在p d a 和計(jì)算機(jī)之間建立合作關(guān)系并同步數(shù)據(jù)。 最后簡要介紹了系統(tǒng)的主要功能，在總結(jié)本文研究內(nèi)容的基礎(chǔ)上，對(duì)以后 的工作做出了簡單的展望。 關(guān)鍵詞：嵌入式，嵌入式g i s ，p d a ，w i n d o w sc e ，a r c l n f o t 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 a b s t r a c t t h eq u i c kd e v e l o p m e n to fe l e c t r o n i c & i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yb r i n g si n f i n i t e e n e r g y f o rt h e g e o g r a p h y i n f o r m a t i o ns y s t e m ( o i s ) w i t ht h e p r o g r e s s o f m i c r o e l e c t r o n i c sa n dp h o t o e l e c t r o nt e c h n o l o g y , c o m m u n i c a t i o nt e c h n o l o g yh a sq ? 沁m c i n t om o b i l ea g e m o b i l ec o m p u t a t i o ns y s t e mc h a r a c t e r i z e db yp e r s o n a ld i g i t a l a s s i s t a n t ( p d a ) b e c o m e sm o r ea n dm o r ep o p u l a r i ti sn o tf a ra w a yt oc o m b i n et h e m o v i n gi t e mw i t hh u g en u m e r i c a ls p a c e u s i n gc o m p u t e ra n dn e t w o r ki nt h es h i r a sab a s i c p l a t f o r md e a l i n g w i t hs p a t i a l i n f o r m a t i o n , g i s ( g e o g r a p h i c i n f o r m a t i o ns y s t e m ) i sw i d e l yu s e di nt h ed o m a i no fm a p p i n g , c i t yl a y o u t , m i l i t a r y a f f a i r s ，a n dg o o d sc i r c u l a t i n ga n ds oo n s i n c eg i sd e a l sw i t hal o to fs p a t i a l i n f o r m a t i o na n dt h er e q u e s to f h a r d w a r ei sh i g h , i ti su s u a l l yu s e di nt h ep c sa n d w o r k s t a t i o n so fh i g hc o n f i g u r a t i o n i nr e c e n ty e a r s 、i t ht h ed e v e l o p m e n to f t e c h n o l o g y , g i sb e g i n st o m o v et o w a r d se m b e d d e de q u i p m e n t , s u c ha sp d a , c e l l - p h o n e ，e t c ，t h es o f t w a r eu s i n gt h o s ee q u i p m e n ti sc a l l e de m b e d d e d g i s t h ee m g i s ( e m b e d d e dg e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m ) i st h ec o m b i n a t i o n o fg i s ( g e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m ) a n dt h ee m b e d d e ds y s t e m i ti st h e o f f s h o o ta n de x t e n s i o n , t h em a k e u pa n dd e v e l o p m e n to ft h et r a d i t i o n a lg i s w i t ht h e s u s t a i no fh a r d w a r ep l a t f o r m , m u l t io p e r a t i o ns y s t e m , t h ea p p l i c a t i o no fg p s ( g l o b a l p o s i t i o ns y s t e m ) a n dt h et e c h n i q u eo fm o b i l ei n t e r e o n n e c t i o n ，t h ee m - g i sh a sb e e n a p p l i e dt ot h ee c o n o m i cc o n s t r u c t i o na n dt h em o d e r nn a t i o n a ld e f e n c e t h er e s e a r c h o nt h ee m b e d d e d - g i si sah o t s p o t i ti si m p o r t a n tt of o c u so nt h ee m - g i s ，d e v e l o p e o r r e l a t i v et e c h n i q u e sa n dc o m ei n t ob e i n gc o p y r i g h to f o u r s e l v e s e m b e d d e dg i sc a n b ew i d e l ya p p l i e dt ot r a f f i c ，m i l i t a r ya f f a i r s ，m a p p i n g , m e d i c a lt r e a t m e n t ，a u t o m o b i l e n a v i g a t ea n ds oo n t h ef u l lt e x tc a r b ed i v i d e di n t ot h r e em a j o rp a r t s ：s u m m a r yo fe m b e d d e d g e o g r a p h i c a l i n f o r m a t i o ns y s t e m ；t h e d e s i g n o ft h ee m b e d d e dg e o g r a p h i c a l i n f o r m a t i o ns y s t e m ；t h er e a l i z a t i o no ft h ee m b e d d e dg e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o n s y s t e m t h em a i nc o n t e n to f t h i st e x ti sa r o u n dt h er e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t o n t h e e m g i s ( e m b e d d e dg e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m ) ”i ti n t r o d u c e st h eb a s i c i j 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 c o n c e p t i o no ft h eg e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m ，s o m eb a c k g r o u n dk n o w l e d g eo f e m b e d d e ds y s t e ma n dt h ek n o w l e d g eo f t h ee m b e d d e dm o v ed a t a b a s e ，a n de m b e d d e d g i st e c h n o l o g y , e t c ，d r a w st h ec o m p a r i s o na m o n gt h et h r e ed a t am o d e l ss u c ha s m a p l n f o ，a r c i n f o ，a r c o l s ，a n da l s oe x p l a i n se m p h a t i c a l l yt h ek e yt e c h n o l o g ya n d i m p l e m e n t a t i o nm e t h o do f t h ee m - g i s ，i nw h i c ht h ee m b e d d e dh a r d w a r ei sp d a ，t h e e m b e d d e do si sw i n d o w sc e i na d d i t i o n , t h es y s t e mr e a l i z e st h el o a d i n go rd e l e t i n g ， o f t h em a pi nt h ef o r m a to f s h p w i t hd e e ps t u d yo f t h ed a t as t t u c t l 】r eo f s h p ，s h x ，d b f , t h ei s s u el i s t st h ed a t as t r u c t u r e so fs h p ，s h x , d b f , r e a l i z e st h ez o o m i n gi no ro u t , a n d t h es h i f t i n go ft h em a pi nt h ef o r m a to fs h p ，a sw e l la st h ed i s p l a yo fl o n g i t u d ea n d l a f i t u d e t h es y s t e mu s e sa e t i v e s y n ct o s y n c h r o n i z ed a t ab e t w e e np d aa n d c o m p u t e r i nt h ee n d , t h e r ei sab r i e f i n t r o d u c eo f s y s t e mm a i nf u n c t i o n s a f t e rs u m m i n gu p p a p e rc o n t e n t , t h ep a p e rp o i n t so u tt h ep r o s p e c t so f f o l l o w i n gw o r ki nt h ef u t u r e k e yw o r d s ：e m b e d d e d ，e m b e d d e dg i s ，p d a ，w i n d o w sc e ，a r c h f o i i i 獨(dú)創(chuàng)性聲明 本人聲明，所呈交的論文是本人在導(dǎo)師指導(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， 論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得 武漢理工大學(xué)和其它教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位和證書而使用過的材料。與我一 同工作的同志對(duì)本研究所作的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說 明并表示了感謝。 簽名：! 量塑壟日期：竺：絲p 關(guān)于論文使用授權(quán)的說明 本人完全了解武漢理工大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即 學(xué)校有權(quán)保留、送交論文的復(fù)印件，允許論文被查閱和借閱；學(xué)?？?以公布論文的全部或部分內(nèi)容，可以采用影印、縮印或其它復(fù)制手段 保存論文。 ( 保密的論文在解密后應(yīng)遵守此規(guī)定) 日期：望：竺：望 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 1 1 課題背景 第1 章緒論 地理信息系統(tǒng)g i s ( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o ns y s t e m ) 是一項(xiàng)以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ) 的新興技術(shù)，圍繞著這項(xiàng)技術(shù)的研究、開發(fā)和應(yīng)用形成了- - 1 7 交叉性、邊緣性 的學(xué)科，是管理和研究空間數(shù)據(jù)的技術(shù)系統(tǒng)。它的應(yīng)用已遍及到各行各業(yè)中， 包括個(gè)人消費(fèi)者、車輛用戶、政府公益信息服務(wù)、智能交通領(lǐng)域、野外數(shù)據(jù)采 集等。 g i s 的迅速發(fā)展歸功于d a t a b a s e 技術(shù)、i n t e r n e t 技術(shù)、m u l t i m e d i a 技術(shù)、 c l i e n t s e v e r 技術(shù)等計(jì)算機(jī)軟硬技術(shù)的迅速發(fā)展，它經(jīng)歷了運(yùn)行于單機(jī)上的“巨 型”g i s ，基于局域網(wǎng)的企業(yè)級(jí)g i s ，基于互聯(lián)網(wǎng)的社會(huì)化、大眾化的w e b g i s 三個(gè)階段后出現(xiàn)了組件式g i s ( 如m a p x ，m a p o b j e c t 等) ，使g i s 的二次開發(fā) 變得簡單易行。而目前p d a ，w a p 、無線互聯(lián)兩手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備的出現(xiàn)，在移 動(dòng)設(shè)備上嵌入優(yōu)化的g i s 應(yīng)用程序和地理信息數(shù)據(jù)庫，使用戶隨時(shí)進(jìn)行地理信 息查詢和一些簡單的空間分析操作，這樣便推動(dòng)了移動(dòng)g i s 的產(chǎn)生，并逐漸成 為國內(nèi)外學(xué)者、專家研究的焦點(diǎn)。通過它，人們可以隨時(shí)隨地的完成以前只有 在辦公室里才能完成的工作，現(xiàn)在只要有無線網(wǎng)絡(luò)的支持，可在“移動(dòng)中辦公”。 而又因?yàn)檫@些移動(dòng)設(shè)備輕巧，攜帶方便，所以國際g i s 界將g i s + g p s + 互聯(lián)網(wǎng)一 體化的研究稱為“移動(dòng)g i s ( m o b i l eg i s 簡稱：m g i s ) ”。人們習(xí)慣子把基于移 動(dòng)設(shè)備上的開發(fā)的g i s 軟件稱為嵌入式移動(dòng)g i s 軟件，現(xiàn)有的國內(nèi)夕卜的嵌入式 移動(dòng)g i s 軟件已有多種，如：國外的知名g i s 公司e s r i ，m a p l n f o 公司的a r c p a d ， m a p x m o b i l e 等，國內(nèi)某地理信息技術(shù)有限公司的e s u p e r m a p 軟件等。 近年來，地理信息系統(tǒng)( o i s ) 技術(shù)得到了空前的發(fā)展，其應(yīng)用領(lǐng)域由自動(dòng) 制圖、資源管理、土地利用發(fā)展到與地理相關(guān)的交通、環(huán)境、軍事等各個(gè)領(lǐng)域。 信息技術(shù)已經(jīng)成為新經(jīng)濟(jì)的重要驅(qū)動(dòng)力。地理信息系統(tǒng)( g e o g r a p h i ci n f o r m a t i o n s y s t e m ，o i s ) 以圖形圖像與屬性數(shù)據(jù)管理模型分析為基礎(chǔ)，是實(shí)現(xiàn)地理信息獲 取、管理、可視化、分析、輸出等的高效手段，正成為政府、企業(yè)進(jìn)行現(xiàn)代化 科學(xué)管理及快速?zèng)Q策的強(qiáng)有力的工具。 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 地理信息技術(shù)在近十年里也在不斷地發(fā)展，新一代地理信息技術(shù)嵌入 式g i s 軟件應(yīng)運(yùn)而生。嵌入式g i s 是g i s 與新興嵌入式硬件相結(jié)合的一個(gè)產(chǎn)物， 是原有的g i s 領(lǐng)域的分支與延伸、補(bǔ)充與發(fā)展。 嵌入式地理信息應(yīng)用是當(dāng)前地理信息技術(shù)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)，典型的嵌入式 g i s 應(yīng)用由嵌入式硬件系統(tǒng)、嵌入式操作系統(tǒng)和嵌入式g i s 軟件組成。嵌入式 g i s 可廣泛應(yīng)用于交通、軍事、測繪、醫(yī)療、汽車導(dǎo)航等領(lǐng)域，隨著通訊技術(shù)、 計(jì)算機(jī)技術(shù)、嵌入式產(chǎn)品的開發(fā)，嵌入式g i s 的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)?huì)更加廣闊。近年 來，g i s 在交通領(lǐng)域的應(yīng)用已很普遍，并已取得了很大的經(jīng)濟(jì)與社會(huì)效益。隨著 經(jīng)濟(jì)的快速增長，桌面級(jí)的g i s 應(yīng)用已不能滿足要求，可移動(dòng)辦公勢(shì)在必行。 近幾年，我們綜合利用計(jì)算機(jī)可視化技術(shù)、工程數(shù)據(jù)庫技術(shù)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò) 技術(shù)和地理信息系統(tǒng)( g i s ) 技術(shù)，與湖北省武漢市路橋收費(fèi)管理中心研制開發(fā) 了“武漢長江二橋數(shù)字化管理系統(tǒng)”，為養(yǎng)護(hù)管理宏觀決策提供了科學(xué)依據(jù)，也 為微觀查詢提供了大量詳實(shí)數(shù)據(jù)和資料，大大提高了養(yǎng)護(hù)管理的現(xiàn)代化水平和 工作效率，促進(jìn)了養(yǎng)護(hù)管理信息化、智能化進(jìn)程。但是該應(yīng)用存在著重復(fù)錄入 的缺陷，巡橋人員需要先用紙筆記錄數(shù)據(jù)然后再回到辦公室錄入數(shù)據(jù)。由此， 考慮到嵌入式g i s 的開發(fā)，目的在于使移動(dòng)辦公趨勢(shì)化。作為科研項(xiàng)目。本課 題基于嵌入式g i s 技術(shù)領(lǐng)域和移動(dòng)通信技術(shù)的迅速發(fā)展的情況下，研制開發(fā)“嵌 入式g i s 系統(tǒng)”，實(shí)現(xiàn)嵌入式電子地圖的研究與開發(fā)。 1 2 國內(nèi)外發(fā)展動(dòng)態(tài) 嵌入式g i s 是新一代地理信息技術(shù)發(fā)展的代表方向之一，它一經(jīng)出現(xiàn)便預(yù) 示著其巨大的前景：以個(gè)人汽車導(dǎo)航領(lǐng)域嵌入式g i s 為例，日本目前已經(jīng)約有 2 0 0 萬臺(tái)汽車安裝了嵌入式g i s ，在很多高檔車上嵌入式g i s 已經(jīng)成了基本配置， 而在我國未來十年，若僅以1 0 的新增為汽車安裝上嵌入式g i s ，這個(gè)市場規(guī)模 也在百億以上。 嵌入式g i s 軟件良好的前景引起各大g i s 生產(chǎn)廠家的重視，國外的知名g i s 公司如a u t o d e s k 、e s r i 、m a p i n f o 公司都紛紛推出自己的嵌入式g i s 軟件，國 內(nèi)的武漢中地、靈圖、北京超圖也在近期推出了自己的嵌入式g i s 產(chǎn)品。國內(nèi) 與國外研究嵌入式g i s 軟件基本上處于同步的階段，相對(duì)而言，國外產(chǎn)品的優(yōu) 勢(shì)在品牌上，如e s r i 的a r c p a d 、m a p i n f o 公司m a p xm o b i l e 宣傳攻勢(shì)就很厲害， 2 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 而國內(nèi)產(chǎn)品有本土化和技術(shù)支持的優(yōu)勢(shì)，所以說國內(nèi)外的嵌入式g i s 系統(tǒng)各有 千秋。 首先介紹一下幾個(gè)國外嵌入式o i s 軟件。 ( 1 ) a u t o d e s k 公司提供了a u t o d e s ko n s i t e 的“移動(dòng)訪問”模塊【1 l 這是移動(dòng)的企業(yè)級(jí)解決方案，包括軟件、應(yīng)用設(shè)計(jì)、開發(fā)服務(wù)、維護(hù)、培 訓(xùn)和技術(shù)支持。o n s i t e 與m a p g u i d e 網(wǎng)絡(luò)地圖技術(shù)及公司最近開發(fā)的g i s 設(shè)計(jì)服 務(wù)器( g i sd e s i g ns e r v e r ) 技術(shù)相集成，可以傳輸交互地圖、設(shè)計(jì)信息和商業(yè)定 單到移動(dòng)設(shè)備。o n s i t e 是專為移動(dòng)應(yīng)用開發(fā)，通過j a v as e r v e r l e t 將野外作業(yè)隊(duì) 員的請(qǐng)求傳遞到中心地圖數(shù)據(jù)庫，將返回的定位結(jié)果數(shù)據(jù)目標(biāo)經(jīng)過改編以適應(yīng) 小的移動(dòng)屏幕，但仍然維持結(jié)果的智能性、交互性和與相關(guān)屬性數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)庫 的連接。 o n s i t e 的客戶端包括筆觸式用戶界面設(shè)備，通常是移動(dòng)掌上設(shè)備，如： c o m p a qi p a q 掌上電腦等。o n s i t e 并不是簡單傳送平面柵格影像，而是傳輸矢量 數(shù)據(jù)及其相關(guān)數(shù)據(jù)，用戶可以查詢、拉伸、修改、標(biāo)注地圖，然后可以與中心 數(shù)據(jù)庫同步這些改變。 ( 2 ) e s r i 提供了a r c g i s 軟件產(chǎn)品一a r c p a d 翻 a r c o i s 是全套商業(yè)解決方案，是可伸縮的，包括：運(yùn)行a r c i n f o 、a r c e d i t o r 、 a r c v i e w 的高端桌面計(jì)算機(jī)用戶；使用a r c i m s 的i n t e m e tg i s 用戶；針對(duì)便攜、 移動(dòng)用戶的a r c p a d 。 移動(dòng)數(shù)據(jù)是使用a r c i m s 通過i n t e r n e t 提供服務(wù)，a r c i m s 是一個(gè)交叉的平臺(tái) 應(yīng)用，支持幾千個(gè)并發(fā)處理和幾百萬的日請(qǐng)求。a r c p a d 支持多種數(shù)據(jù)接口，如 s h p 、b m p 、j p g 、c a d r g 等矢量、柵格地圖，不需要轉(zhuǎn)換。a r c p a d 與g p s 集成可支持野外作業(yè)人員的無線定位、實(shí)時(shí)通信和大容量數(shù)據(jù)庫訪問，以獲得 業(yè)務(wù)所需信息。a r c p a d 是a r c i m s 的無線移動(dòng)客戶端。 ( 3 ) m a p i n f o 公司的m a p xm o b i l e 3 m a p i n f om a p xm o b i l e 是一個(gè)可以用在p o c k e tp c 的m a p x 平臺(tái)，譬如 c o m p a q 的i p a q 和h i 的j o m a d a 。它是一個(gè)開發(fā)工具，可以讓我們的客戶開 發(fā)新的移動(dòng)軟件，進(jìn)而擴(kuò)展現(xiàn)有的軟件。用m a p xm o b i l e 建立的軟件可以單獨(dú) 在設(shè)備上運(yùn)行，并能夠和p o c k e tp c 的w i n d o w sc e 操作系統(tǒng)兼容，不需要無線 連接。 m a p xm o b i l e 是為p o c k e tp c 開發(fā)用戶化地圖軟件的開發(fā)工具。m a p xm o b i l e 3 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 是m a p xa n dm a p x t r e m e f o rw i n d o w s 的自然延伸，w i n d o w s 的程序員可以用它 來開發(fā)m o b i l e 軟件。m a p xm o b i l e 的介紹意味著開發(fā)者只需要掌握一種項(xiàng)目開 發(fā)模式便可以為d e s k t o p ，w e ba n dp o c k e tp c 開發(fā)地圖軟件。 近幾年，國內(nèi)g i s 軟件不斷創(chuàng)新和成熟、應(yīng)用面不斷拓展，融合其他信息 技術(shù)，應(yīng)用也逐漸普及。國內(nèi)許多企業(yè)推出了自主的應(yīng)用于移動(dòng)設(shè)備的g i s 軟 件。 ( 1 ) 武漢吉奧信息工程技術(shù)有限公司的g e o m o b i l e t 4 j g e o m o b i l e 是由武漢吉奧信息工程技術(shù)有限公司自主研發(fā)的基于c o m 模型 的嵌入式g i s ( e m b e d d e dg i s ) 開發(fā)平臺(tái)。g e o m o b i l e 具有精練的內(nèi)核和極高的 瀏覽速度，高效的數(shù)據(jù)壓縮比，有效解決了地圖數(shù)據(jù)量與各種移動(dòng)信息設(shè)備存 儲(chǔ)空間有限的矛盾。它以c o m 對(duì)象方式為用戶提一套新嵌入式g i s 開發(fā)機(jī)制， 基礎(chǔ)功能強(qiáng)大，二次開發(fā)能力強(qiáng)，可開發(fā)性好，易于開發(fā)。無論是二次開發(fā)商， 還是最終用戶，均可以利用這一平臺(tái)快速地開發(fā)具有自己有特色g i s ，g p s 應(yīng)用 系統(tǒng)和發(fā)展新的產(chǎn)品。 ( 2 ) 北京慧圖信息科技有限公司的掌上電腦g i s 開發(fā)包( p o c k e t m a ps d k ) 5 1 需要自己開發(fā)掌上軟件的用戶，可以使用慧圖p o c k e t m a p 的二次開發(fā)包進(jìn) 行開發(fā)。針對(duì)動(dòng)態(tài)庫和開發(fā)控件，慧圖提供詳細(xì)的接口開發(fā)函數(shù)說明和源程序 框架，可以輕松搭建自己的應(yīng)用平臺(tái)。開發(fā)包包括以下三個(gè)組件： p o c k e t m a pg i s ，它是g i s 核心動(dòng)態(tài)庫開發(fā)包。 p o c k e t m a pg p s ，g p s 控件開發(fā)包。t m g p s 控件是基于w i n d o w s 操作系統(tǒng) 開發(fā)的組件式g p s 信號(hào)接收和處理開發(fā)工具。它以a c t i v e x 控件的形式，為用 戶提供通用的o p s 信號(hào)接收處理功能和方便易用的使用方法。 p o c k e t m a ps m s ，s m s 短信息開發(fā)包。t m s m s 控件是基于w i n d o w s 操作 系統(tǒng)開發(fā)的組件式( 3 s mm o d e m 開發(fā)工具。它以a c t i v e x 控件的形式，為用戶提 供g s m 短信息處理功能和方便易用的使用方法。 ( 3 ) 北京靈圖軟件技術(shù)有限公司的嵌入式電子地圖軟件s m a r t l n h a n d n s m a n l n h a n d 具有精練的內(nèi)核( 不到1 5 0 k ) 和極高的瀏覽速度，近l o 倍的 數(shù)據(jù)壓縮比，完美地解決了地圖數(shù)據(jù)量與各種移動(dòng)信息設(shè)備存儲(chǔ)空間有限的矛 盾。同時(shí)在運(yùn)行時(shí)為零內(nèi)存占用，與地圖數(shù)據(jù)的大小無關(guān)。s m a r t l n h a n d 保持靈 圖軟件產(chǎn)品實(shí)時(shí)、擴(kuò)展性強(qiáng)的特點(diǎn)，為g p s 導(dǎo)航開發(fā)了專門的自導(dǎo)航模塊，可 以通過串口、u s b ，p l u gi n 設(shè)備內(nèi)層驅(qū)動(dòng)讀取g p s 接收設(shè)備的定位信息，實(shí)時(shí) 4 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 顯示當(dāng)前位置。 ( 4 ) 北京超圖信息技術(shù)有限公司的嵌入式g s 開發(fā)平臺(tái)s u p e r m a p l 7 1 e s u p e r m a p 是超圖公司自主研制的嵌入式g i s 開發(fā)平臺(tái)。利用它可以為嵌入 式設(shè)備快速地開發(fā)和構(gòu)建各種g i s g p s 應(yīng)用系統(tǒng)，如p d a 上的g i s 應(yīng)用和衛(wèi)星 導(dǎo)航終端應(yīng)用等。e s u p e r m a p 支持w i n d o w sc e c e n e t i n t 2 0 0 0 x p 等操作系統(tǒng) 和p a l m s i z ep c ，p o c k e tp c ，h a n d h e l dp c p t o ，h p c 2 0 0 0 和p o c k e t p c 2 0 0 2 等多 種硬件平臺(tái)。 1 3 課題研究內(nèi)容及目的 論文是在移動(dòng)計(jì)算技術(shù)和嵌入式g i s 技術(shù)蓬勃發(fā)展的形勢(shì)下以及實(shí)際課題 的需要的基礎(chǔ)上提出來的。由于移動(dòng)技術(shù)的核心是計(jì)算工具空間位置的改變以 及計(jì)算內(nèi)容和過程的位置相關(guān)性，因此移動(dòng)計(jì)算技術(shù)天然地與地理信息技術(shù)具 有緊密的內(nèi)在聯(lián)系；地理信息技術(shù)已經(jīng)在和全球定位系統(tǒng)、遙感等技術(shù)的集成 和應(yīng)用方面走過了一段成功的路，其中就包括g i s 技術(shù)在公路管理系統(tǒng)中成功運(yùn) 用。近年來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，高速公路也進(jìn)入大規(guī)模建設(shè)時(shí)期，公 路養(yǎng)護(hù)管理急需運(yùn)用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)公路管理工作的現(xiàn)代化，而嵌入式g i s 技 術(shù)領(lǐng)域和移動(dòng)通訊技術(shù)的迅速發(fā)展，使我們感到要讓g i s 技術(shù)能更好地服務(wù)于交 通、物流等領(lǐng)域，我們展開了嵌入式地理信息系統(tǒng)的研究。 本課題主要包括以下幾個(gè)方面： ( 1 ) 嵌入式g i s 系統(tǒng)概述 ( 2 ) 嵌入式g i s 系統(tǒng)的設(shè)計(jì) ( 3 ) 嵌入式g i s 系統(tǒng)的解決方案及實(shí)現(xiàn) 5 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 第2 章嵌入式g ls 系統(tǒng)概述 2 1 地理信息系統(tǒng)( g is ) 概述 地理信息系統(tǒng)( g e o g r a p h i c a li n f o r m a t i o ns y s t e m ，g i s ) 是一種決策支持系 統(tǒng)，它具有信息系統(tǒng)的各種特點(diǎn)。地理信息系統(tǒng)與其他信息系統(tǒng)的主要區(qū)別在 于其存儲(chǔ)和處理的信息是經(jīng)過地理編碼的，地理位置及與該位置有關(guān)的地物屬 性信息成為信息檢索的重要部分。在地理信息系統(tǒng)中，現(xiàn)實(shí)世界被表達(dá)成一系 列的地理要素和地理現(xiàn)象，這些地理特征至少由空間位置參考信息和非位置信 息兩個(gè)組成部分。 從技術(shù)系統(tǒng)的角度來考慮，地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫( g e o s p a t i a l d a t a b a s e ) 為基礎(chǔ)，采用地理模型分析方法，適時(shí)提供多種空間的和動(dòng)態(tài)的地理 信息，為地理研究和地理決策服務(wù)的計(jì)算機(jī)技術(shù)系統(tǒng)。 地理信息系統(tǒng)具有以下三個(gè)方面的特征： 第一，具有采集、管理、分析和輸出多種地理信息的能力，具有空間性和 動(dòng)態(tài)性； 第二，由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)支持進(jìn)行空間地理數(shù)據(jù)管理，并由計(jì)算機(jī)程序模擬常 規(guī)的或?qū)ｉT的地理分析方法，作用于空間數(shù)據(jù)，產(chǎn)生有用信息，完成人類難以 完成的任務(wù)： 第三，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的支持是地理信息系統(tǒng)的重要特征，因而使得地理信息 系統(tǒng)能以快速、精確、綜合地對(duì)復(fù)雜的地理系統(tǒng)迸行空間定位和過程動(dòng)態(tài)分析。 地理信息系統(tǒng)的外觀，表現(xiàn)為計(jì)算機(jī)軟硬件系統(tǒng)，其內(nèi)涵卻是由計(jì)算機(jī)程 序和地理數(shù)據(jù)組織而成的地理空間信息模型。當(dāng)具有一定地理學(xué)知識(shí)的用戶使 用地理信息系統(tǒng)時(shí)，他所面對(duì)的數(shù)據(jù)不再是毫無意義的，而是把客觀世界抽象 為模型化的空間數(shù)據(jù)，用戶可以按應(yīng)用的目的觀測這個(gè)現(xiàn)實(shí)世界模型的各個(gè)方 面的內(nèi)容，取得自然過程的分析和預(yù)測的信息，用于管理和決策，這就是地理 信息系統(tǒng)的意義。一個(gè)邏輯縮小的、高度信息化的地理系統(tǒng)，從視覺、計(jì)量和 邏輯上對(duì)地理系統(tǒng)在功能方面進(jìn)行模擬，信息的流動(dòng)以及信息流動(dòng)的結(jié)果，完 全由計(jì)算機(jī)程序的運(yùn)行和數(shù)據(jù)的變換來仿真。 6 武漢理工大學(xué)碩士學(xué)位論文 地理學(xué)家可以在地理信息系統(tǒng)支持下提取地理系統(tǒng)各不同側(cè)面、不同層次 的空間和時(shí)間特征，也可以快速地模擬自然過程的演變或思維過程的結(jié)果，取 得地理預(yù)測或“實(shí)驗(yàn)”的結(jié)