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移动地理信息系统关键技术研究摘要：本文深入研究了移动地理信息系统的嵌入系统、分布式地理信息系统、GPS定位及MapXMobile等关键技术，具有较强的系统性和科学性，供借鉴参考。
关键词：移动地理信息系统；嵌入式系统；GIS；GPS地理信息系统学科是一门结合地理信息科学和计算机科学的交叉型学科。
近年来随着社会需求的不断增加，该学科发展迅速，在我们生产生活的各个方面都发挥了巨大的作用。
地理信息系统(GIS Geographic Information System)结合计算机、信息科学和地理科学的最新成就，在计算机软件和硬件快速发展的支持下，运用系统工程和信息科学的理论，科学管理、综合分析具有空间内涵的地理数据，以提供规划、管理、决策和研究所需的信息。
本文主要研究移动地理信息系统中的硬件系统和开发环境，内容包括：嵌入式硬件终端、嵌入式操作系统、系统构架和移动GIS开发平台。
1嵌入式系统1.1嵌入式系统的定义根据IEEE(国际电机工程师协会)的定义，嵌入式系统是“控制、监视或者辅助装置、机器和设备运行的装置”。
该定义主要是从应用上加以定义的，从中可以看出嵌入式系统是软件和硬件的综合体，还可以涵盖机械等附属装置。
目前国内一个被普遍认同的定义是：以应用为中心、以计算机技术为基础、软件硬件可裁剪、适应应用系统对功能、可靠性、成本、体积、功耗严格要求的专用计算机系统。
这个定义上，可从几方面来理解嵌入式系统：(1)嵌入式系统是和具体的应用紧密结合的，根据具体的应用选择不同的嵌入式系统组合，以达到最佳的应用效果，把系统各个部分的作用发挥到最大限度。
这一点正是嵌入式系统的意义所在。
(2)嵌入式系统是将先进的计算机技术、半导体技术和电子技术和各个行业的具体应用相结合后的产物，这一点就决定了它必然是一个技术密集、高度分散、不断创新的知识集成系统。
所以，一个嵌入式系统如果要在激烈的竞争中立于不败之地，必须有一个正确的定位。
基于J2ME架构的移动GIS系统的设计与实现摘要随之gis系统的不断发展，其应用也越来越广泛。
本文首先对移动gis技术进行介绍，并在此基础上对基于j2me架构的移动gis进行分析与设计。
关键词移动gis；j2me；系统设计中图分类号p208 文献标识码a 文章编号 1674-6708（2011）45-0208-020 引言gis（地理信息系统）是收集、存储、管理和分析数字地理空间信息的系统，它是一种特定的十分重要的空间信息系统。
随着人们生活水平的提高，其应用也越来越广泛。
由于类似于手机的手持设备已经成为了人们生活必不可少的工具，也是伴随着人们时间最长的工具，因此将gis应用与手机之上将会给人们的生活与工作带来更多的方便。
mobile gis（移动地理信息系统）就是以www的web页面作为gis软件的用户界面，把internet和gis技术结合在一起，能够进行各种交互操作的gis，它是一种大众化的gisoweb页面使用超媒体技术和超文本链接语言，使得对www的操作更富有灵活性和趣味性。
以web作为gis的用户界面，将一改以往gis软件用户界面呆板生硬的面孔，更利于gis大众化。
本文首先对移动gis系统的进行分析，然后对系统的功能模块进行设计。
1 移动gis系统分析系统的执行单元即为功能模块，合理的模块划分对系统针对不同的应用进行功能的裁减是非常有帮助的。
按照实际需要，我们把本系统的功能模块分成了图层控制模块、地图操作模块、gps数据获取和现实模块、数据管理模块、空间分析模块。
1.1 地图操作的模块该模块的基本操作包含了恢复原始试图、地图的平移与缩放。
还能控制是不是要显示比例尺、指南针。
1.2 图层控制的模块该模块包含了图层的叠放次序控制与可见性控制，还能控制是否要显示具体的图层的标注。
1.3 空间分析的模块该模块主要有分析、路径查询和按照图形来查属性的功能。
本模块将移动终端的运算能力充分挖掘出来了，通过周边查询、按照关键字来查位置，从而实现通过路径查询来找到各个空间。
面向服务的移动GIS平台架构研究摘要:本文以移动GIS平台架构为研究对象,采用面向服务思想设计并实现了一种基于“云+端”模式的移动GIS快速开发平台,提出一种分层开发模型OS-GAL-IAL,研制出跨平台、高性能、全自主的GIS 内核,实现了一套精细化、流程化、可视化、易扩展的快速开发框架,能帮助开发者快速构建业务敏捷的移动GIS应用系统。
关键词:移动GIS WebGIS SOA 敏捷开发用户在移动状态下使用GIS的过程称为移动GIS,用户所处的环境亦称为“移动计算环境”,它是一种以计算机技术为核心、无线网络为支撑、支持用户访问网络数据,实现快捷、方便的自由通信和共享的分布式计算环境。
移动GIS存在狭义和广义的定义之分。
狭义的移动GIS称为具有桌面GIS功能的移动终端系统,它是一种离线工作模式,不与服务器进行交互。
广义的移动GIS定义为一种集成系统,是由GPS、移动通信、互联网服务和GIS共同构成的集成系统,它基于这些集成载体将最终的服务提供给用户,方便用户进行日常信息的分析与决策。
移动GIS作为移动空间信息服务的基础设施,其应用领域非常广泛。
然而,当前移动GIS还面临一些技术难题,包括空间数据量大、计算能力不足、网络带宽窄、可靠性差、软硬件兼容性差等,导致移动GIS项目实施面临技术门槛高、开发周期长、实施成本高、项目风险大等问题。
本文以移动GIS项目共性需求为导向,采用面向服务思想设计并实现了基于“云+端”模式的移动GIS快速开发平台。
平台具有跨平台、高性能、可配置、易扩展、支持多语言二次开发等特点,能帮助开发者快速构建业务敏捷的移动GIS应用系统,具有重要的现实意义。
1 平台总体架构经过多年发展,GIS己从单机工具型软件系统逐步走向了分布式、网络化的应用软件平台,从独立GIS系统逐步过渡到具有高度资源整合能力和对外服务能力的服务式GIS。
服务式GIS是一种面向服务软件工程方法的GIS技术体系,它支持按照一定规范把GIS的全部功能以服务的方式发布出来,可以跨平台、跨网络、跨语言地被多种客户端调用,同时能聚合来自其他服务器发布的GIS服务。
移动gis解决方案移动GIS解决方案是一种基于移动设备的地理信息系统应用，它结合了地理信息技术和移动通信技术，提供了在移动环境下进行地理信息采集、处理、分析和展示的能力。
该解决方案可以广泛应用于城市规划、环境保护、资源管理、应急救援等领域，为用户提供了便捷、高效的地理信息服务。
一、解决方案的概述移动GIS解决方案主要包括移动设备、GIS软件、地理数据和网络通信等组成部分。
移动设备可以是智能手机、平板电脑或手持终端，通过安装GIS软件，实现对地理数据的采集、编辑和查询等功能。
地理数据可以包括地图、影像、矢量数据等，通过网络通信技术，将数据传输到移动设备上，实现实时的地理信息展示和分析。
二、解决方案的应用场景1. 城市规划：移动GIS解决方案可以帮助城市规划部门进行地理数据的采集和更新，实现对城市基础设施、土地利用、交通网络等信息的实时监测和分析，为城市规划决策提供科学依据。
2. 环境保护：移动GIS解决方案可以用于环境监测和评估，通过移动设备采集环境数据，如空气质量、水质状况等，实时传输到GIS系统中进行分析和展示，帮助环境保护部门及时发现和处理环境问题。
3. 资源管理：移动GIS解决方案可以用于自然资源管理，如林业、水利、农业等领域。
通过移动设备采集资源数据，如植被类型、土壤质量等，结合地理空间分析功能，实现资源的合理利用和保护。
4. 应急救援：移动GIS解决方案可以用于应急救援工作，通过移动设备采集灾害现场的地理数据，如灾情、人员分布等，实时传输到指挥中心进行分析和指挥，提高救援效率和准确性。
三、解决方案的优势1. 灵活便捷：移动GIS解决方案可以随时随地进行地理数据的采集和处理，不受时间和空间的限制，提高工作效率和灵活性。
2. 实时更新：通过网络通信技术，移动GIS解决方案可以实现地理数据的实时更新，保证数据的准确性和时效性。
3. 数据共享：移动GIS解决方案可以实现地理数据的共享和协同工作，不同部门和人员可以共同编辑和使用地理数据，提高工作效率和数据的一致性。
面向国土业务应用的GIS云服务平台设计随着数字信息技术的飞速发展，地理信息技术(GIS)在国土业务领域得到了广泛应用。
然而，GIS数据量巨大，处理和存储需要大量的计算资源，对于国土业务用户而言，这显然是一个巨大的挑战。
因此，建立基于云计算的GIS服务平台，可以大大降低用户的成本，提高效率。
本文将探讨面向国土业务应用的GIS云服务平台的设计。
1.需求分析在设计GIS云服务平台之前，首先需要对用户需求进行分析。
国土业务领域的用户主要关心以下几个方面：· 数据存储：用户需要在云端存储丰富多样的GIS数据，并能够高效的访问和管理这些数据。
· 数据处理：用户需要能够对GIS数据进行快速高效的处理和分析，包括数据挖掘、可视化、统计分析等。
· 数据共享：用户需要能够实现数据的共享和协同工作，通过平台内置的数据共享机制实现跨组织、跨部门和跨区域的协同工作。
· 系统稳定：用户需要保证服务平台的稳定性和可靠性，保障其业务的顺利进行。
基于以上需求分析，我们可以确定需要设计的GIS云服务平台应具有以下功能特点：2.系统架构设计基于需求分析，GIS云服务平台的整体架构设计主要包括以下几个部分：· 数据仓库：使用云存储技术，将所有GIS数据存储在云端，并对数据进行分类、索引、备份和恢复，以保证数据的完整性和安全性。
· 数据处理：使用云计算技术，将数据处理任务分配到多台计算机上进行处理。
为了保证处理效率和可靠性，需要使用高性能的数据中心服务器、GPU卡等硬件设备，并且对处理过程进行监控和管理。
· 应用接口：提供各种应用程序编程接口(API)，用于支持GIS软件、WebGIS和移动GIS等各类应用程序的接入和数据交换。
· 数据共享：提供数据共享平台，支持各种数据类型的共享和协同工作，包括数据发布、订阅以及数据共享权限管理等功能。
· 系统管理：提供后台管理系统，对平台进行管理和监控，包括系统调度、备份恢复、安全控制、用户管理等等。
面向移动终端的GIS服务系统设计技术研究
摘要：该文基于笔者多年从事数字地球和地理系统开发的相关工作经验，以面向移动终端的gis服务系统设计为研究对象，设计实现了一套移动三维地理空间信息服务系统，该系统由服务器和客户端组成，服务器端主要实现三维gis数据的存储，客户端采用windows mobile为操作系统，移动三维空间信息服务浏览器运行于windows mobile上面，系统在设计过程中，针对移动终端系统硬件能力的限制，实现了三维场景引擎，能快速，直观的实现三维场景重现，数据量小，实时性强，精度较高，并且支持三维gis的各种交互手段以及全景数据浏览等功能。
关键词：地理空间信息服务三维空间
中图分类号：tp3 文献标识码：a 文章编号：1674-098x（2013）04（c）-0002-02
随着移动产品普及，pda、pocket pc逐渐进入了主流产品，各方面性能有了较大的提升，因此人们对基于移动设备的应用软件的性能与功能也有了较高的要求，而现阶段的软件存在以下问题：（1）数据更新周期需要较长的时间特别是矢量数据和三维数据，尤其对于中小城市、更新周期更长。
（2）直观性差；没有遥感数据参照，更没有与实地相一致的三维地形和建筑特征。
（3）国外软件所控制；核心技术来自国外，存在着国家安全及信息安全的隐患。
1 国内外现状以及发展趋势
国内gis公司在此方面的移动业务主要以二维矢量数据为主，少
有实景影像、三维模型信息，缺乏地形特征，应用面较窄。
市场上少见到基于三维数据地理服务的相关移动产品，独立开发的平台更少，研发的投入与产品的开发力度和高度都不够。
google利用自身现有的海量影像数据，以及数据管理平台的优势，正大力推出相应的软件产品。
blue point studio公司开发了pocket earth软件。
日本、韩国、以色列等国，在三维导航、导游服务方面，已经有相关的产品出现。
但这些国外产品只可进行有限的应用拓展，不能满足国内用户应用的个性需求，效果也不够理想。
随着基于下一代互联网络ipv6网络平台与3g移动系统的推出，实现实时动态传输的三维搜索查询、漫游以及面向公众的移动三维地理空间信息服务将是一大趋势，同时与网络运营商联合，基于该系统可在网络平台、数字电视、3g手机等领域实现跨平台的应用并带动相关产业的形成。
2 研究内容
2.1 海量数据调度管理
采用金字塔结构来组织数字地形和影像数据实现海量数据在移
动设备上有限资源的动态调入。
按照金字塔结构来处理后的数据形成一个多分辨率的层次结构，并采四叉树来索引这个结构中的不同层次中的块（tile），从塔顶至塔底分辨率由低到高变化，相应的分块数则由少到多，主要包括数据分块、合并、光滑等一系列处理过程。
2.2 空间基础数据信息数字技术标准规范的统一
由于数字移动三维空间信息涉及到基础地理空间数据，专业空间数据和影像数据以及相关的属性数据，另外还有专业数据的内容，面对如此巨大的数据量，数据的组织和管理是关键问题，而技术标准规范是进行数据组织管理的基础。
2.3 数字移动设备系统的可视化
采用com接口利用directmobile3d api建立主要面向三维空间场景描述。
其一种快速有效的建模工具，同时又给虚拟系统的各个不同应用之间提供了一种信息交换标准。
针对数字移动系统涉及的对象，除了具有三维空间信息以外，还具有时间和多重属性等信息。
需要考虑定义新的对象层次结构和适合于地理信息对象造型的方法。
2.4 面向应用层的数据管理
以gis数据、三维模型数据为一体的数据库为数据后台支持的三维空间信息管理系统。
根据地理分区、逻辑分层的原则，利用网格技术，根据数据之间的关联进行组合及分层管理，实现各种信息的一体化管理，并实现各类空间数据的三维数据管理。
2.5 面向移动的可视化
数字移动三维的可视化建模理论涉及到多方面的可视化建模理
论和信息可视化技术。
3 系统实现
3.1 系统总体设计
整个移动三维地理空间信息服务系统由手持设备，数据服务器，
地理信息基础数据库，三维模型数据库组成，其中移动终端设备自带或者接有gps接收机，移动终端设备通过gps获得当前位置的位置信息，并将位置信息发送到数据服务器。
数据服务器根据收到的信息，查询相应的三维地理信息数据并实时返回给用户。
整个平台采用三层软件机构模型，如图1。
业务层为移动终端设备，提供用户交互接口，数据层为由影像数据库，地形数据库，三维模型数据库组成的三维gis数据库，中间层为数据服务器，负责业务层和移动终端之间的通讯，同时进行安全验证等操作。
软件模型采用中间件技术机型网络通讯，用户数据请求被发送到中间件上，中间件使用对象传输协议，将请求传输给数据服务器，数据服务器执行相应查询，并将查询结果数据集进行编码，在通过中间件返回给移动三维地理空间信息浏览器，浏览器解码该三维gis数据，通过三维引擎进行数据的调度和快速渲染和浏览，将三维图像呈现给移动终端用户，如何解决让有限的硬件资源的移动终端快速、流畅的进行三维展示，是整个设计方案可用性的关键所在，也就是说三维场景引擎在有限的硬件资源下实现三维场景渲染的
效果，左右着该移动三维地理空间信息服务系统的用户体验感受和可用性。
从该系统的软件结构模型中我们可以看到该系统包括4个主要部分：场景数据库、对象建模、场景引擎、交互模型。
场景数据库：场景数据库管理三维场景中的所有实体数据和关系
数据。
系统涉及大量模型数据、影像数据、地形数据，场景数据库必须负责数据的简化、压缩和结构存储，同时负责数据查询、提取和信息恢复等任务。
对象建模：虚拟可视化系统中各种不同实体和关系非常复杂，对象建模将有效地简化系统的设计。
场景引擎：场景引擎负责虚拟系统的绘制和事件以及消息机制的实现。
也是可视化系统的关键，如何解决场景的复杂度和移动设备图形和性能不足之间的矛盾，是场景引擎研究的主要问题。
基于direct3d mobile的三维场景引擎的渲染。
3.2 系统实现
创建d3dm对象和设备
（1）d3dmpresent_parameters结构体
这个结构用于设定将要创建的d3d设备对象的一些特性，主要包括后备缓冲表面的宽度，高度，象素格式，后备缓冲表面的数量，通常只有一个，全屏抗锯齿的类型，指定表面在交换链中是如何被交换的，窗口模式，d3d是否自动创建深度、模板缓冲，深度/模板缓冲的格式，屏幕刷新率等。
（2）创建设备
创建相关设备并且设置设备的相关属性，包括指定对象要表示的物理显示设备，设备的类型，与设备相关的窗口句柄，指定一个已经初始化好d3dpresent_parameters结构体等。
（3）设置渲染状态
利用d3d设置场景引擎的多种渲染状态，它影响几何物体怎么样被渲染。
渲染状态有默认值，主要包括裁剪开关、光照开关、z缓冲开关等。
创建要渲染的场景对象
（1）顶点缓冲的创建
顶点类似于数学上点的结构，但directx的顶点包含了许多附加的属性，如位置、颜色、法线向量、纹理坐标。
一个顶点缓冲区是一块连续存储了的顶点数据的内存。
（2）索引缓冲的创建及索引数组的计算
为了表现复杂模型的时候，减少重复的顶点数，系统创建顶点列表和索引列表（index list），其中顶点列表包含所有不重复的顶点，索引列表中则用顶点列表中定义的值来表示每一个三角形的构造方式。
（3）纹理的创建
对于纹理的创建，首先要创建纹理表面，他包括该纹理图面的宽度、高度以及指向的指针等，再从内存中读取数据到纹理表面。
（4）渲染过程
一旦创建好顶点缓冲区和索引缓冲区及计算好索引后并且各纹理光照等条件都已经到位，则接下来就可以进行渲染，主要包括设置资源流、设置索引缓冲区、绘制三方面的工作。
3.3 三维数据快速浏览的实现
（1）三维数据加载优化
由于移动终端资源有限，对大块三维数据的操作需要较长时间。
因此我们将三维数据通过另一种压缩算法先分好块再存储起来，这样可以避免频繁操作大块三维数据的情况，给浏览器的其他处理留下了充分的时间。
（2）三维数据存储优化
三维数据通过压缩算法进行压缩后压缩比达到5∶1，大大的缩小了需要占用的存储空间，极大减少了移动终端的资源占用。
又因为在压缩时采用了分块存储并建立了索引的方法，加速了读取速度，很大程度上提高了读取的效率。
（3）基于lod的三维数据的生成
在实际开发中注意相邻复杂度模型中低复杂度模型的多边形数目是高复杂度模型多边形数目的75%。
采用lod技术不但可以增强场景的逼真度，也可以减少场景绘制的多边形的数量，既提高了可视性又节约了系统资源。
（4）三维数据拼接缝消除
使用lod技术时在不同精度的层之间的连接就会导致拼接处有明显的缝隙，给人明显的不连续的感觉，会大大降低场景的真实性，因此我们在不同精度层的拼接处采用建立顶点索引并对这种块进行重新分配空间及调整三角面列表的生成序列的方法来解决。
4 结语
本系统针对移动终端在计算能力和三维图形处理方面存在的局限性，采用三维多细节层次lod建模方式，同时对该建模方式进行
了改进和优化，消除了不同精度的三维数据拼接缝的问题，对基于d3d mobile的三维场景引擎进行了优化设计和研究开发，综合使用中间件技术、压缩技术、渲染技术等优化了移动终端的三维虚拟场景。
参考文献
[1] 陈飞翔，杨崇俊.基于lbs的移动gis研究[j].计算机工程与应用，2006（2）：200-201.
[2] 高山.虚拟城市的三维建模[j].测绘通报，2004（6）：4647.。
