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研究GPRS的地理信息系統應用
摘要:本文首先簡(jiǎn)要的介紹了GPRS及其網(wǎng)絡(luò )結構,然后結合GPRS技術(shù)提出了構建移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )地理信息系統(GIS)的設想及應用展望。
關(guān)鍵詞:GPRS;移動(dòng)網(wǎng)絡(luò );地理信息系統(GIS)
1 引言
在浩如煙海的信息社會(huì )中,人類(lèi)應用最多的信息莫過(guò)于“位置”信息。據統計,在人類(lèi)所使用的信息中有80%與“位置”有關(guān)。地理信息系統作為管理、分析、應用空間信息的技術(shù)系統現已受到了世界各國的普遍重視。隨著(zhù)移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的迅速發(fā)展,如何利用現有的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )資源建設移動(dòng)地理信息系統(GIS)以實(shí)現任何地點(diǎn),任何時(shí)間的GIS服務(wù),新型的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )通信技術(shù)GPRS(General Packet Radio Service)業(yè)務(wù)為我們提供了一種可行性方案。
2 基于GPRS的移動(dòng)地理信息系統
GPRS(General Packet Radio Service)是一種基于GSM的高速率分組交換業(yè)務(wù),它使用的是分組無(wú)線(xiàn)IP傳輸技術(shù),它將移動(dòng)通信網(wǎng)的數據傳輸速率提高到了100kbps以上,是目前應用較好的無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)。 GPRS網(wǎng)絡(luò )構建在GSM網(wǎng)絡(luò )基礎之上,GPRS與傳統的GSM數據業(yè)務(wù)的本質(zhì)區別在于它提供的是一種基于分組交換的新型承載業(yè)務(wù),它對原有的GSM網(wǎng)絡(luò )子系統和無(wú)線(xiàn)子系統設備及功能進(jìn)行了增強。在網(wǎng)絡(luò )子系統中增加了兩個(gè)結點(diǎn): GGSN(Gate GPRS Support Node) 和SGSN(Service GPRS Support Node),也即網(wǎng)關(guān)GPRS支持結點(diǎn)和服務(wù)GPRS支持結點(diǎn)。其中GGSN負責連接GPRS網(wǎng)絡(luò )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(dòng)用戶(hù))的移動(dòng)性及通信安全性管理。并且通過(guò)增強型位置數據庫HLR和增強型訪(fǎng)問(wèn)者位置數據庫VLR很好的支持了移動(dòng)性管理與路由管理。在無(wú)線(xiàn)子系統中通過(guò)增強BSS(基站子系統)的功能以支持用戶(hù)數據的傳送,通過(guò)增強GSM業(yè)務(wù)信道和控制信道的種類(lèi),實(shí)現了GPRS的多種業(yè)務(wù)服務(wù)。
GIS:(Geographical Information System地理信息系統)是一種采集、處理、存儲、管理、查詢(xún)、分析、表達和應用地理信息的計算機系統,是分析處理和挖掘海量數據的通用技術(shù)。它主要包括計算機硬件、軟件、地理數據和用戶(hù)等幾個(gè)部分。GIS系統是集信息科學(xué)、計算機科學(xué)以及現代地理學(xué)等諸多學(xué)科于一體的新興科學(xué),是對地面、空間及地下等一切可以用坐標或其他方式來(lái)定的客觀(guān)存在進(jìn)行顯示、查詢(xún)和分析的一門(mén)科學(xué)。
如果能將兩者很好的整合,將會(huì )使移動(dòng)GIS迅速發(fā)展,更好的滿(mǎn)足人們的生產(chǎn)、生活的需要,我們經(jīng)過(guò)探討提出如下設計構想:
3基于GPRS移動(dòng)地理信息系統的實(shí)現方法:
1) 網(wǎng)絡(luò )構建上:
GPRS網(wǎng)絡(luò )環(huán)境下的移動(dòng)地理信息系統應包括客戶(hù)端和服務(wù)器端兩部分,服務(wù)器端主要負責數據庫管理、數據服務(wù)和復雜的空間處理與分析,客戶(hù)端主要負責簡(jiǎn)單數據的顯示、查詢(xún)。在具體設計中可構建為:集中處理模式、服務(wù)器型處理模式、協(xié)作型處理模式或客戶(hù)型處理模式四種類(lèi)型中的一種。應用服務(wù)中,兩端所應具有的最基本軟件應為操作系統,兩端的硬件平臺和操作系統在設計時(shí)可以相同,也可以不同,但是為了支持同一地理信息系統的應用,兩端必須具有同樣的通訊協(xié)議。同時(shí)為了有效地降低數據的通訊量,可以在客戶(hù)端與GPRS服務(wù)器之間增加應用服務(wù)器完成數據處理邏輯后,再將結果傳給客戶(hù)端,即設計為三層客戶(hù)機/服務(wù)器結構。
2) 空間數據的存儲與組織方法上 論文下載
空間數據存儲模型可分為文件型、數據庫型和混合型,一般數據庫型和混合型比較適合網(wǎng)絡(luò )地理信息系統應用。但隨著(zhù)關(guān)系數據庫技術(shù)和客戶(hù)/服務(wù)器技術(shù)的發(fā)展,利用關(guān)系數據庫技術(shù)存儲空間數據已開(kāi)始占主導地位,特別是數據完整性、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建移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )地理信息系統的空間數據時(shí)應選用關(guān)系數據庫來(lái)存儲。
3) GIS軟件的開(kāi)發(fā)與使用上:
由于GPRS可以方便的實(shí)現與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(kāi)發(fā)將成為未來(lái)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )地理信息系統開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。Java應該是開(kāi)發(fā)WebGIS的一個(gè)很好工具,因為java可以解決系統應用跨平臺問(wèn)題,它開(kāi)發(fā)的軟件可以應用于Windows、Macintosh、Unix等不同的操作系統,具有較強的網(wǎng)絡(luò )服務(wù)功能,同時(shí)Java提供面向對象和多線(xiàn)程程序設計的特性,單個(gè)的GIS Applet程序還可以嵌入Web頁(yè)面中,使Web頁(yè)面成為交互式的[9,13]。另外各種組件技術(shù)將在開(kāi)發(fā)WebGIS中發(fā)揮越來(lái)越大的作用,它們將使GIS軟件的可配置性、可擴展性及開(kāi)放性更強,使用更靈活,二次開(kāi)發(fā)更方便。
4 建設與開(kāi)發(fā)移動(dòng)地理信息系統應注意的重點(diǎn)問(wèn)題:
1)移動(dòng)性:在移動(dòng)環(huán)境中,一個(gè)移動(dòng)終端可能會(huì )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(dòng)性可能會(huì )導致系統訪(fǎng)問(wèn)的變化和資源的移動(dòng)性,這就要求在構建移動(dòng)地理信息系統時(shí)要充分考慮如何利用GPRS的網(wǎng)絡(luò )互聯(lián)性,實(shí)現在任何地點(diǎn),任何時(shí)間能與移動(dòng)終端互聯(lián)。2)嵌入式開(kāi)發(fā):移動(dòng)終端應使用嵌入式處理器,嵌入式處理器的應用軟件開(kāi)發(fā)要求程序的簡(jiǎn)潔與高效,便于固化在存儲芯片或單片機中。3)開(kāi)放性:移動(dòng)地理信息系統的開(kāi)放性重要標志在于系統資源、功能的共享。通過(guò)數據文件轉換或通過(guò)數據動(dòng)態(tài)交換(DDN)實(shí)現系統資源共享,以及通過(guò)動(dòng)態(tài)連接庫(DLL)實(shí)現系統功能交換局限性很大。主要包括通Internet/Intranet構建全球性/內部開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò );不同來(lái)源、不同分辨率、存放在不同地點(diǎn)空間數據的共享;對系統的開(kāi)放性提出了更高的要求。
5 關(guān)鍵的技術(shù)及討論:
1)移動(dòng)數據庫建設:移動(dòng)數據庫是當前國際數據庫界的一個(gè)新的研究方向。移動(dòng)數據庫是指移動(dòng)環(huán)境中的分布式數據庫,是分布式數據庫的延伸和發(fā)展�；贕PRS的移動(dòng)地理信息數據庫建設將主要涉及(1)移動(dòng)數據庫復制/緩存技術(shù)。它是解決移動(dòng)數據庫斷接性的關(guān)鍵技術(shù)。最有代表性的是兩級復制,CODA系統及緩存失效廣播技術(shù)。(2)移動(dòng)查詢(xún)與移動(dòng)事物處理。其主要問(wèn)題是移動(dòng)事物處理中的過(guò)區切換及數據一致性問(wèn)題。(3)移動(dòng)數據庫的安全技術(shù)。由于移動(dòng)信息的處理中的不安全因素很多,但是在實(shí)際工作中很多領(lǐng)域的信息又急須加密,因此移動(dòng)網(wǎng)絡(luò )中數據的安全性要求越來(lái)越高。目前應用較為廣泛的是個(gè)人身份認證,數據庫加密以及身份保護等。
2)智能代理:移動(dòng)智能代理是一個(gè)具有問(wèn)題求解機制的計算單元,GIS移動(dòng)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(dòng)地理信息系統中的未來(lái)發(fā)展趨勢是結合計算機網(wǎng)絡(luò )和通信的智能代理實(shí)現跨區域、跨平臺的數據交換與共享,真正實(shí)現GIS數據的互操作性。
3)數據發(fā)掘(Data Mining):由于地理信息空間數據庫的不斷擴大,如何從激增的數據背后發(fā)現更多的信息, 從空間數據庫中自動(dòng)發(fā)現知識,用來(lái)支持事物處理,遙感解譯自動(dòng)化和GIS空間分析的智能化。,數據發(fā)掘技術(shù)作為實(shí)現這一想法的核心技術(shù)正在受到人們的普遍重視。數據挖掘技術(shù)未來(lái)將實(shí)現多學(xué)科綜合,這其中可能包含機器學(xué)習、模式識別、統計學(xué)、智能數據庫、知識獲取、數據可視化、高性能計算、專(zhuān)家系統等多個(gè)領(lǐng)域。數據挖掘將應用在信息管理、過(guò)程控制、科學(xué)研究、決策支持。
4)移動(dòng)計算:移動(dòng)計算是指:利用移動(dòng)終端通過(guò)無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )與遠程服務(wù)器交換數據的分布計算稱(chēng)為移動(dòng)計算(Mobile Computering)如何更好地利用GPRS無(wú)線(xiàn)蜂窩數字通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)現移動(dòng)計算的物理網(wǎng),將是未來(lái)的一個(gè)研究重點(diǎn)。
6結束語(yǔ):
由于移動(dòng)通信GPRS業(yè)務(wù)的迅速發(fā)展,以及它可以方便的實(shí)現與Internet的互聯(lián),傳輸與處理集聲音、文字、圖形、圖象的為一體數據,移動(dòng)地理信息系統(GIS)與GPRS業(yè)務(wù)的相互整合,必將使移動(dòng)(GIS)的未來(lái)發(fā)展跨上一個(gè)新的臺階。
參考文獻
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