移动GIS体系结构的研究

摘要：随着计算机技术的发展，无线网线技术的广泛应用，人们逐渐把移动GIS技术、GPS技术、移动Internet技术等，真正地融入到IT主流中，以一种新的规范构建了移动GIS系统。本文介绍了移动GIS的概念和特点，就移动的体系结构展开讨论。

关键词：移动GIS；体系结构；C/B模式

中图分类号：TP311.13文献标识码：A文章编号：1007-9599 (2011) 16-0000-02

Architecture Study of Mobile GIS

Zhang Jie

(The PLA Information Engineering University,Zhengzhou450000,China)

Abstract:With the development of computer technology,wireless cable technology,widely used,people gradually to mobile GIS technology,GPS technology,mobile Internet technology,real integration into the IT mainstream,to build a new standard for mobile GIS system.This article describes the concept of Mobile GIS and characteristics of the architecture on the mobile to discuss.

Keywords:Mobile GIS;Architecture;C/B mode

一、引言

GIS涉及计算机技术、地理学、测绘学等学科，是一门综合性的技术。到了20世纪60年代，GIS逐步各行业应用及发展起来。近年来，随着网络技术的迅速发展，计算机的迅速普及，人们对地理空间信息的4A（Anytime，Anywhere，Anybody，Anything）服务的需求日益显现，随之GIS技术也逐步的发展进步起来，出现了3DGIS、T-GIS、COM GIS、WEB GIS、移动GIS等。

在人们的日常生活中，与“地理空间位置”是息息相关的关系，移动用户在移动的过程中，总是想知道所处的空间位置的实时信息，比如“我在哪条路上”、“我附近有医院吗”等。移动地理信息系统（Mobile Geospatial Information System）的出现，使人们愿望的实现成为了可能。

移动GIS系统具有巨大的市场潜力，许多GIS平台生产厂商、手机厂商、大型数据库厂商以极大的热情投入到该领域的开发与研究中。在国内，中国移动的“移动梦网”与中国联通的“联通在线”都为基于位置的移动服务提供了接入平台。国家十五“863”项目也将导航、LBS作为支持项目。目前移动GIS技术已经得到极大的发展，本文就移动的体系结构展开讨论。

二、移动GIS的概念与特点

（一）移动GIS的概念

移动GIS将移动Internet上的个性化海量信息和GIS的强大应用服务功能应用于移动终端上，为移动用户提供了空间信息和属性信息的交换、获取共享和，从而摆脱了系统平台和线缆连接等的束缚。

随着计算机技术的发展，20世纪90年代初期，人们把目光转向了移动GIS的研究。移动GIS的用户处在移动环境中，把GIS技术、GPS技术、移动Internet技术，真正地融入到IT主流中，是以一种新的规范构建的GIS系统。狭义的移动GIS可定义为运行于移动终端具有桌面GIS功能的GIS系统，它不与Internet服务器在线交互，是一种离线运行模式。广义的移动GIS是一种Web集成系统，是GIS、移动Internet、移动定位技术等的有机集成。

移动GIS服务，就是基于位置的服务（Location Based Service，LBS）。它将是一个令人振奋且充满商机的领域。移动GIS服务就是提供移动用户的地理位置，并能实时提供与此地理位置相关的信息服务。

（二）移动GIS的特点

1.移动性：移动GIS可以运行于各种移动终端（如：手机、手提电脑、PDA等），实现与服务端交互实时空间数据。

2.动态（实时）性：可以及时地响应用户的请求，处理用户环境中随时间变化因素的实时影响。如：及时更新天气预报等。

3.对位置信息的依赖性：在移动GIS系统中，可以集成各种定位技术，用于实时确定用户的当前位置和相关信息。如：最短路径查询等。

4.移动终端的多样性：移动GIS的系统呈现于移动终端上，比如：手机、车载终端等。

5.信息载体的多样性：包括：文本、图片、音频、视频等。通过丰富的信息载体，可以更加生动、形象的反应出用户的需求信息。

6.有限的带宽的计算能力：与有限网络比起来，无线网络带宽相对而言并不是很大，移动GIS需要在有限的带宽内来满足用户要求。

三、移动GIS的体系结构

移动GIS不只是简单的移动的计算的应用，也是一个系统，是一种新的范式结构。移动GIS体系结构采用C/S模式，主要由载于表示层、逻辑层和数据层的客户端、服务器、数据服务器三部分组成，如图1所示。

图1 移动GIS的体系结构

（一）承载于表示层的客户端

客户端（Client）或称为用户端，是指与服务器相对应，为客户提供本地服务的程序。移动客户端主要指的是一些终端设备，如：笔记本电脑、PDA、手机、车载终端等。移动终端设备是一种便携式的、适合移动使用，并且可以用来快速、精确、实时定位和地理识别的设备。移动用户选用的客户端软件主要有：WAP浏览器、Web浏览器、J2ME应用程序等。客户端承载于表示层。

（二）承载于逻辑层的服务器

移动GIS的体系结构中的服务器，主要指位于逻辑层的Web服务器、GIS应用服务器等。在逻辑层中还有无线网关、移动定位网关等。利用逻辑层的多层架构，结合服务器机群和各服务器提供的线程池机制，可以很好地处理负载平衡问题。

Web服务器主要处理与HTTP有关的请求，同时作为GIS应用服务器的客户，对用户的请求进行转换和打包处理。

GIS服务器通过空间数据库获取空间数据，是移动GIS的核心部分，为移动应用提供各种空间位置数据，向Web服务器提供响应。GIS应用服务器作为专业应用服务器以多种中间件技术（如：COM、NET、J2EE）为基础，为系统的开发、运行、维护提供支持，为移动GIS用户提供大范围的地理服务以及潜在的空间分析和查询操作服务。

无线通信网络是连接用户终端和应用服务器的纽带，它将用户的需求无线传输给地理信息应用服务器，再将服务器的分析结果传输给用户终端。无线网关主要是扩充移动设备的处理能力，把移动终端不能处理的功能放在无线网关上，主要有SMS/MMS网关和WAP网关。SMS/MMS网关负责短信手机和GIS应用服务器间请求/响应的中转。WAP网关负责WAP与HTTP协议的转换。

移动定位网关是提供位置信息的网关，负责从无线网络获取实时的位置信息，以MLP（Mobile Location Protocol）响应发送到GIS服务器。

（三）承载于数据层的数据服务器

数据服务器位于数据层。数据服务器就是用于组织和存储与地理位置有关的空间数据及相应的属性描述信息的数据库管理系统。空间数据和属性数据集成在商用大型RDBMS（关系型数据库管理系统）中进行管理，如Oracle，SQL Server等。数据服务器在移动GIS系统中充当了数据泵的作用，它使得移动终端可以和多种数据源进行交互，屏蔽后端固定网络连接的差异，使移动GIS系统具有良好的可移动性、灵活性和适应性。

四、结束语

本文介绍了移动GIS的概念和特点，分析了移动GIS的体系结构。移动GIS集成了当前移动Internet和GIS领域中的大量最新技术，充分利用了无线移动的方便性、灵活性、实时性，推动了空间信息社会化的进程。随着GIS技术、GPS技术、移动Internet、空间数据库等技术的发展与进步，移动GIS服务将会成为人们日常生活中一种重要的信息服务，移动GIS广阔的发展前景和巨大的市场潜力将在各行各业中日益显现出来。

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[作者简介]张洁（1983-），女，河南新郑人，信息工程大学信息工程学院硕士研究生，郑州旅游职业学院助教。