基于掌上电脑的在线空间信息移动服务的设计

张跃旭

（朝阳师范高等专科学校，辽宁 朝阳 122000）

基于掌上电脑的在线空间信息移动服务的设计

张跃旭

（朝阳师范高等专科学校，辽宁 朝阳 122000）

根据现有的移动地理信息系统软件提出了移动信息服务的三种模式，在此基础上提出了基于掌上电脑的空间信息服务的系统构架，完成了其中关键技术的研究，充分考虑了现有的移动通信系统和移动终端的处理能力，同时也为将来移动通信系统的升级保留了足够的可扩展空间。

掌上电脑；移动通信；空间信息

随着计算机技术、网络技术、无线通信技术的飞速发展，移动地理信息系统的理论和实践的不断深入，如何在移动环境中提供空间信息支持是今后地理信息系统研究的热点之一，也是GIS面向大众应用的重要的发展方向。特别是随着“数字地球”概念的提出和社会各界对“数字地球”的日益重视，作为“数据地球”的一项核心技术——Mobile GIS，成为目前GIS理论和技术发展的重要方向，它已引起GIS学术界广泛的关注并成为具有国际前沿性质的研究焦点。空间信息移动服务系统是在网络GIS、移动通信、移动终端等技术共同支撑下的新兴的边缘领域。网络GIS是空间信息移动服务系统的体系结构的基础；移动通信是空间信息移动服务系统区别于其他GIS分支的特征，也是公众空间信息服务的重要保证；移动终端是空间信息移动服务系统的最终与用户交流的媒介，也是空间信息移动服务系统的特性的体现。

一、空间信息移动服务的实现方法

基于掌上电脑的空间信息移动服务系统是一个十分复杂的涉及多学科领域的系统，用户可以根据多种不同的方式获得移动的信息服务。按照数据的获取方式和用户的使用方式而言，系统可以分为以下三种服务模式：离线的模式对网络没有要求，适合于对实时性要求比较高的道路导航和信息采集等领域。在目前阶段，由于移动通信技术还受到价格和带宽等因素的制约，离线的模式应该在空间信息移动服务中占主流地位。而且，通过与PC的同步功能，离线模式同样可以与服务器进行数据的交换，实现数据的更新，因此，在数据更新速度要求不高的领域，离线模式有自己的优势。不足之处在于全部数据都要装入掌上电脑增加了对掌上电脑存储能力的要求，同时对数据的安全也需要额外的工作。因此，离线模式主要使用于专业领域的空间信息移动服务。有线模式可以通过有线网络动态地获得动态的信息，有线模式是离线模式向无线模式过渡的产物。有线模式与离线模式一样在获取新的信息的时候受到位置的限制。不同的是，随着城市信息化的加快，信息亭作为网络信息普及的重要的手段产生了新的信息获取的方式，掌上电脑可以通过城市中的信息亭作为信息动态更新的重要方式。有线模式与无线模式的关系就像固定电话与移动电话的关系一样，是互为补充的关系。有线模式可以满足对信息更新频率不高的应用，而且既可以通过瘦客户的方式接受信息服务的结果，也可以通过胖客户的方式实现信息的双向互动，这种方式也是专业领域的空间信息更新的重要方式。无线模式可以不受时间和地域的限制，真正做到“任何时间、任何地点、任何人”动态地获得空间信息服务，代表了空间信息移动服务的发展方向。对于对时间要求比较高的领域，如紧急救援、汽车导航、动态监控等。随着移动通信技术的发展，数据服务的质量将有很大的提高，而且移动终端的软硬件也将得到充分的发展。同时无线模式也是将空间信息技术普及的重要方式，使空间信息技术不仅仅服务于专业领域，而且提高公众的工作效率与生活质量，实现了空间信息技术从专用技术向通用技术的转变。目前，由于短信息具有方便、快捷和经济的优点，短信息是移动数据服务的重要方式，基于短信息的空间信息移动服务将是无线模式当前发展的重点。随着基于基站的定位技术的逐渐成熟，也将大大促进无线模式的空间信息移动服务的发展，通过对基于位置的客户的信息的挖掘，商家将从中获得重要的规律性的信息。无线局域网也是当前技术热点之一，可以在有线范围内实现数据的高速移动传输，目前的技术已经可以达到1M-10M。在机场、宾馆、酒店等场所可以通过无线局域网的方式来实现空间信息移动服务，这样对于小范围内可以提供非常详细的空间信息支持。

二、基于掌上电脑的在线空间信息移动服务的设计

基于掌上电脑的空间信息在线移动服务功能主要是以WEB-GIS为核心，通过服务器与客户机的交互，实现在线的移动服务。在线空间信息移动服务又可以分为：有线模式和无线模式。两种模式都是基于服务器——客户机模式的，不同的是无线模式需要移动网关的支持，实现HTTP与WAP协议的转换。系统主要是采用有线模式进行在线服务。下面，就是对在线空间信息移动服务结构的总体设计描述：

（1）整个系统采用服务器/客户端架构，并配以大型关系数据库辅助数据访问和存储的模式。

（2）系统的客户端主要利用掌上电脑Pocket IE通过互联网连接到系统的服务器端。

（3）服务器端配置有应用服务器和地图服务器。应用服务器主要功能是利用UI接口在网络上与客户端进行网络连接，同时对其进行管理；其管理主要针对于地图服务器之间的信息传输。地图服务器主要采用MapX为搜索引擎，通过检索数据库数据，实现地图信息的浏览、查询以及空间信息分析等功能。

（4）数据库在本系统中主要是存储数据，主要采用Oracle关系数据库实现，同时也可以访问*.Tab数据文件。

1.服务器端功能设计

（1)处理客户请求

MapXtreme for NT采用了ASP(Active Server Page)技术实现了客户与服务器之间的请求与应答，通过表单FORM传递参数，一般把需要传递的参数设置在表单里面，在客户端可以方便地实现多参数的修改，当提交表单时，服务器将从表单中读出传递的参数，了解用户的请求。同时，有些公共的参数可以通过ASP的内建对象来传递，对于全局性的变量，通过Application对象设置，对于当前连接的参数变量，可以通过SESSION设置。对于多用户请求，ASP可以为每一个用户请求创建一个SESSION，每一个SESSION里面都有一个MAPX对象支持所有的地图功能，同时还有相关的参数设置。对于大量用户的请求，则需要MapXBroker的支持。MapXBroker在服务器端创建了共享，这样可以减少MapXServer的不断的创建与删除，充分利用了资源，提高了服务器响应的速度。

（2）地图引擎

MapXtreme以MapX为引擎。MapX是一个可编程的OCX控件，是可重复利用的可编程对象，它提供决大部分MapInfoProfessional支持的地图功能，可以利用编程平台所提供的数据库访问机制，也可以利用自身提供的ODBC接口，并可进行数据的智能绑定，在客户端安装并可在授权范围内分发，所有的功能都是通过MapX实现的。ASP程序可以通过VBScript在服务器端实现对MapX的操作和控制。通过获得用户传递的参数，对MapX进行相应的操作，然后把结果生成栅格图片，放到指定的目录中。通过MapX，用户可以很方便地对地图进行放大、缩小、漫游、查询、统计等操作。此外，MapXtreme还提供了许多强大的地图化功能满足用户的不同层次的需要，包括：专题图、缓冲区分析、对象（地图）编辑、绘制图层、查找、直接读取Lotus Notes、图层控制、空间选择、访问各种数据源等。

（3）运行结果返回

MapXtreme采用的是瘦客户模式，因此，服务器经过对客户请求的分析和地图引擎MapX的处理之后，把运行的矢量结果通过地图引擎MapX的函数转换成为栅格图像，使用统一的命名规则，存入指定的目录中。然后返回ASP页面，而结果栅格图像作为页面的图像标记，在显示的时候直接从服务器根据唯一的用户名和位置确定的超链。2.客户端功能设计（1）记录用户的请求

MapXtreme采用的是瘦客户模式，客户端不需要下载任何控件、插件或JAVA小程序，普通的浏览器即可得到地图功能的支持。因此，客户端的功能比较简单，适合处理能力有限的移动设备。用户的请求主要包括用户需要实现的功能和相关的参数。用户需要的功能，如地图的放大、缩小、漫游、地理实体的查询、新的地理实体的添加等。有些功能比较简单。

（2）简单的交互

交互功能是十分重要的，也是比较复杂的功能。由于使用B/S瘦客户模式，简化了客户端的功能，但同时也减弱了客户端的交互功能的支持。因此客户端的交互功能也相对较弱。交互功能主要靠客户端的脚本语言：JAVASCRIPT和VBSCRIPT来实现。交互功能主要用来获得相关功能的参数，如地图放大、缩小的中心点、漫游的起点与终点、范围查询的半径等。这些参数一般需要通过鼠标的位置来获得。在脚本语言中支持对事件（主要是鼠标的操作）发生位置的记录，在得到位置信息后，通过坐标变换完成从屏幕坐标到地理坐标的变换。然后交给服务器进行处理。

（3）显示返回的结果

当服务器处理客户端的请求之后，MapX将在服务器端执行相应的功能，如果是地图操作，将通过函数创建CreateUniqueFileName（）唯一的GIF图像文件的文件名，然后通过ExportMapToFile（）函数把结果从矢量数据转换成栅格数据，然后，客户端的页面通过唯一的文件名把栅格地图作为IMAGE标记显示到页面上。

三、结果

对基于掌上电脑的空间信息移动服务实验系统（包括离线系统和在线系统）进行了测试工作。在线模式主要是通过ASP技术在MAPXTREME FOR NT上完成了B/S模式的系统，这种模式为瘦客户模式，主要功能在服务器端完成。用户提交请求，服务器接受请求，在分析了请求之后，启动地图引擎MAPX，然后调用相应的函数来完成请求，最后把结果以栅格的形式传到客户端。客户端无须安装任何客户端软件或插件，主要功能包括地图功能、查询功能、地图定制和地图发布功能，主要功能是通过VBSCRIPT对MAPX的操作完成的，服务器和客户端的交互工作主要采用的是ASP（ACTIVE SERVER PAGE）技术。掌上电脑采用的是联想天玑5000S，32MCF卡，MOTOROLA的M12的GPS接收机，实验数据包括地图数据4M、属性数据140K，记录200条，道路357节点270个。在离线系统中地图功能响应时间＜1秒，没有延迟现象。对属性数据的查询反应时间＜1秒，获得GPS数据时间3—7秒，完成了设计中的功能，能够满足城市中信息服务、定位导航的需要。在线系统通过掌上电脑与PC连接进行测试，实现了地图功能、查询功能和空间选择等功能，响应时间一般＜3秒，实现了设计的要求。

［1］龚健雅.地理信息系统基础［M］.北京：科学出版社，2001.

［2］李德仁,李清泉.论空间信息技术与通信技术集成［J］.武汉大学学报（信息科学版），2001，（1）:1-7.

TN

A

1673-0046（2010）5-0184-02