- 相關推薦
研究GPRS的地理信息系統應用
摘要:本文首先簡要的介紹了GPRS及其網絡結構,然后結合GPRS技術提出了構建移動網絡地理信息系統(GIS)的設想及應用展望。
關鍵詞:GPRS;移動網絡;地理信息系統(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。據統計,在人類所使用的信息中有80%與“位置”有關。地理信息系統作為管理、分析、應用空間信息的技術系統現已受到了世界各國的普遍重視。隨著移動通信網絡技術的迅速發展,如何利用現有的移動網絡資源建設移動地理信息系統(GIS)以實現任何地點,任何時間的GIS服務,新型的移動網絡通信技術GPRS(General Packet Radio Service)業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
GPRS(General Packet Radio Service)是一種基于GSM的高速率分組交換業務,它使用的是分組無線IP傳輸技術,它將移動通信網的數據傳輸速率提高到了100kbps以上,是目前應用較好的無線通信網絡技術。 GPRS網絡構建在GSM網絡基礎之上,GPRS與傳統的GSM數據業務的本質區別在于它提供的是一種基于分組交換的新型承載業務,它對原有的GSM網絡子系統和無線子系統設備及功能進行了增強。在網絡子系統中增加了兩個結點: GGSN(Gate GPRS Support Node) 和SGSN(Service GPRS Support Node),也即網關GPRS支持結點和服務GPRS支持結點。其中GGSN負責連接GPRS網絡和外部分組交換網(包括:IP網、X.25網等)互聯的網關,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據庫HLR和增強型訪問者位置數據庫VLR很好的支持了移動性管理與路由管理。在無線子系統中通過增強BSS(基站子系統)的功能以支持用戶數據的傳送,通過增強GSM業務信道和控制信道的種類,實現了GPRS的多種業務服務。
GIS:(Geographical Information System地理信息系統)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,是分析處理和挖掘海量數據的通用技術。它主要包括計算機硬件、軟件、地理數據和用戶等幾個部分。GIS系統是集信息科學、計算機科學以及現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迅速發展,更好的滿足人們的生產、生活的需要,我們經過探討提出如下設計構想:
3基于GPRS移動地理信息系統的實現方法:
1) 網絡構建上:
GPRS網絡環境下的移動地理信息系統應包括客戶端和服務器端兩部分,服務器端主要負責數據庫管理、數據服務和復雜的空間處理與分析,客戶端主要負責簡單數據的顯示、查詢。在具體設計中可構建為:集中處理模式、服務器型處理模式、協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,兩端的硬件平臺和操作系統在設計時可以相同,也可以不同,但是為了支持同一地理信息系統的應用,兩端必須具有同樣的通訊協議。同時為了有效地降低數據的通訊量,可以在客戶端與GPRS服務器之間增加應用服務器完成數據處理邏輯后,再將結果傳給客戶端,即設計為三層客戶機/服務器結構。
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絡地理信息系統應用。但隨著關系數據庫技術和客戶/服務器技術的發展,利用關系數據庫技術存儲空間數據已開始占主導地位,特別是數據完整性、并發控制、安全恢復機制等方面所具有的獨特優勢,使我們不得不考慮在構建移動網絡地理信息系統的空間數據時應選用關系數據庫來存儲。
3) GIS軟件的開發與使用上:
由于GPRS可以方便的實現與Internet的互聯,而且眾所周知Internet技術的強大生命力,因此WebGIS開發將成為未來移動網絡地理信息系統開發的重點。Java應該是開發WebGIS的一個很好工具,因為java可以解決系統應用跨平臺問題,它開發的軟件可以應用于Windows、Macintosh、Unix等不同的操作系統,具有較強的網絡服務功能,同時Java提供面向對象和多線程程序設計的特性,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]。另外各種組件技術將在開發WebGIS中發揮越來越大的作用,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,二次開發更方便。
4 建設與開發移動地理信息系統應注意的重點問題:
1)移動性:在移動環境中,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訪問的變化和資源的移動性,這就要求在構建移動地理信息系統時要充分考慮如何利用GPRS的網絡互聯性,實現在任何地點,任何時間能與移動終端互聯。2)嵌入式開發: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:移動地理信息系統的開放性重要標志在于系統資源、功能的共享。通過數據文件轉換或通過數據動態交換(DDN)實現系統資源共享,以及通過動態連接庫(DLL)實現系統功能交換局限性很大。主要包括通Internet/Intranet構建全球性/內部開放式網絡;不同來源、不同分辨率、存放在不同地點空間數據的共享;對系統的開放性提出了更高的要求。
5 關鍵的技術及討論:
1)移動數據庫建設:移動數據庫是當前國際數據庫界的一個新的研究方向。移動數據庫是指移動環境中的分布式數據庫,是分布式數據庫的延伸和發展�；贕PRS的移動地理信息數據庫建設將主要涉及(1)移動數據庫復制/緩存技術。它是解決移動數據庫斷接性的關鍵技術。最有代表性的是兩級復制,CODA系統及緩存失效廣播技術。(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切換及數據一致性問題。(3)移動數據庫的安全技術。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,因此移動網絡中數據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,數據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中的未來發展趨勢是結合計算機網絡和通信的智能代理實現跨區域、跨平臺的數據交換與共享,真正實現GIS數據的互操作性。
3)數據發掘(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現更多的信息, 從空間數據庫中自動發現知識,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。,數據發掘技術作為實現這一想法的核心技術正在受到人們的普遍重視。數據挖掘技術未來將實現多學科綜合,這其中可能包含機器學習、模式識別、統計學、智能數據庫、知識獲取、數據可視化、高性能計算、專家系統等多個領域。數據挖掘將應用在信息管理、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絡與遠程服務器交換數據的分布計算稱為移動計算(Mobile Computering)如何更好地利用GPRS無線蜂窩數字通信網絡實現移動計算的物理網,將是未來的一個研究重點。
6結束語:
由于移動通信GPRS業務的迅速發展,以及它可以方便的實現與Internet的互聯,傳輸與處理集聲音、文字、圖形、圖象的為一體數據,移動地理信息系統(GIS)與GPRS業務的相互整合,必將使移動(GIS)的未來發展跨上一個新的臺階。
參考文獻
[1] ETSI GSM 03.60:Digital cellular telecommuncations system(Phase2+).General Packet Radio Service(GPRS) [M];Service Description;Stage 2.
[2] M.Mouly,M.B.Pauter.駱健霞,顧龍信等譯.GSM數字移動通信系統[M],北京:電子工業出版社.
[3] 孫孺石,丁懷遠等譯. GSM數字移動通信系統[M].北京:人民郵電出版社.
[4] 袁相儒. Internet GIS的部件化結構[J].測繪學報,Vol.27, 1998 No.4
[5] 劉紀平. 海量空間數據組織與管理初探[J].圖形圖象學報,98(6)
[6] 益友變編寫組. Java程序開發設計與開發教程[M].機械工業出版社,1998
【研究GPRS的地理信息系統應用】相關文章：
GPRS技術在ITS中的應用研究03-07
GPRS在生理數據遠程傳輸中的應用研究03-25
地理信息系統設計研究11-25
GPRS數據終端設計中的關鍵問題研究03-07
基于GPRS的配電網自動化系統的研究12-02