论文部分内容阅读
移动通信和地理信息系统是当今信息产业发展的两个热点,这两者融合而产生的空间位置服务及其应用,必将为信息产业发展带来巨大商机。空间位置信息服务符合了人类生活和信息的自然分布特征,能最大限度地满足人们随时随地获取和处理信息的需求和人们信息消费的需要。空间位置服务是地理信息系统向大众化应用发展的主要方向,也是移动通信行业增值服务的重要业务增长点。 在论文的开始部分回顾了空间位置服务相关技术的现状及应用发展前景,讨论了GPS定位、无线通讯、互联网地理信息系统、WAP无线应用、BREW手机应用等相关技术领域的特点。分析了目前存在的一些包括技术方面和非技术方面的问题,针对人们对位置服务的需求多样化的特点,基于单一技术提供的空间位置的信息服务并不能真正地满足用户的需要。要做到随时随地获取和处理空间信息,需要多种技术的集成和应用。利用无线通讯技术,结合大型GIS和海量空间数据库技术,集成卫星定位、移动通信网络定位、辅助GPS定位等空间位置获取技术,才能构建一个完整的空间位置信息服务平台。
目前空间位置服务的位置信息获取手段主要有三大类:基于卫星定位系统技术、基于移动通信网络定位技术和无线辅助GPS的定位技术。其中卫星定位技术的原理是通过若干颗卫星连续向地面GPS接收装置发送关于时间和自身位置的精确信息从而达到定位的目的。基于移动通讯网络的定位技术分为有起源蜂窝小区COO、增强观测时间差分E—OTD、到达时间TOA、到达时间差分TDOA、到达角度AOA等多种,它们主要依靠信号到达基站的时间或角度来测量空间位置。另外代表着未来定位技术发展方向的GPSOne定位技术是利用CDMA小区和A-GPS技术相结合进行高速精确定位,定位精度和成功率高。对比了各种位置获取技术的特点和精度的基础上,论文提出了建立一个综合的位置信息获取平台的设计思路,通过位置信息获取平台和服务接口将位置信息获取和应用系统的实现隔离起来,降低和缩短了位置应用系统的开发难度和建设周期。
空间信息共享和互操作是空间位置服务平台中的一项非常重要的技术。Web服务是新一代的Web应用,它描述了一组可以在网络上通过标准化的XML消息传递访问的操作。空间信息的互操作性强调将具有不同数据结构和数据格式的位置应用系统集成在一起共同工作。基于OpenLs的规范和协议,空间位置服务平台能够把地理数据和空间信息资源集成于平台内部,并通过不同的服务接口送达给各个位置应用系统。论文研究了空间位置服务平台中相关的概念模型和理论基础,详细介绍了Web服务的概念、模型和特征,重点讨论了Web服务的基础协议和关键实现技术,提出了基于OpenGIS规范的空间信息Web服务接口规范和基于XML技术的空间数据共享和互操作的实现技术,讨论了空间位置服务平台的面向服务体系架构和基于SIG分布式的相关特点和关键内容。
空间位置服务平台中数据管理层的核心部分是空间数据的模型设计和数据组织管理。面向实体的空间数据模型将现实世界中的各种现象抽象为对象、关系和规则,各种行为基于对象、关系和规则,模型更接近人类面向实体的思维方式。本文提出了面向地理实体模型的设计思想,研究了空间位置服务平台中空间数据的模型设计、组织、存储和管理等多方面的关键问题。在分析了GDF、KIWI、NAVTECH 等多种数据规范和格式的基础上,提出了满足位置服务应用的数据组织规范,包括图层规范、属性规范等。同时对地图数据管理模式、空间数据更新手段和矢量栅格数据融合等方面的实现技术进行了分析研究。
空间位置服务平台是利用大型GIS平台功能和架构,基于SIG 多级分布式的特点来进行设计和建设的,主要是实现定位查询和地图数据的分布式存储和检索。由于空间位置信息获取具有分布性的特点,平台和应用涉及到的空间数据量巨大,利用 SIG 的分布式的组织架构和 WebServices 的信息交换机制,可以很好的实现空间信息的分布式查询、均衡负载和共享互通。主要包括表示接口层、SIG管理中心层、组合服务层、基本应用服务层和数据层。空间位置服务平台提供了面向内容和面向功能的两种不同Web服务类型。
基于WebServices 接口的空间位置服务平台的接口模块和核心应用功能本文重点进行了研究,详细介绍了满足OpenL,s规范的地图和定位服务接口的定义及调用示例,其中包括GIS地图服务、定位服务、综合查询、管理服务等接口。对于短信、彩信和彩E等常用的无线通讯技术的原理和实现进行了研究,提出了基于Web侧的短信集成网关的设计思想。针对定位信息的更新和传递提出了一种新的基于MOM消息中间件的Push主动推送通知机制,提供与各种定位的接口、数据转换能力和消息处理能力,高效地实现位置应用和平台之间的消息传递。研究了空间位置服务平台和应用中的数据安全加密算法,提出了解决定位隐私方面安全问题的办法。
WEBGIS是空间位置服务的主要服务提供手段以及核心技术之一。随着网络技术的飞速发展,WEBGIS已经成为GIS新的系统发布平台,本文研究和探讨了WEBGIS的相关技术和体系结构,分析了WEBGIS的基于组件、基于服务和基于.AJAX栅格图片等多种模式的系统功能和实现原理。在无线位置服务应用系统中WAP是主要的技术实现手段,本文研究了基于WAP模式的应用开发的相关理论知识:包括WAP的原理、系统架构和技术特点,对于WAP定位应用开发的脚本语言、开发环境、定位获取和业务测试等不同内容进行了试验和应用。BREW是基于CDMA无线网络的增值业务开发运行平台,本文研究了基于BREW开发定位应用系统的相关理论知识和关键实现技术。对于BREW应用系统模式,提出了两种不同方式:一种是基于Web服务的思想的瘦客户端应用,另外一种是基于嵌入式开发思想的胖客户端应用,对于两种模式的结构特点和实现原理进行了研究和比较。
论文最后讨论了在WEBGIS和手机WAP不同应用模式下空间位置服务的应用典范,设计并初步实现了面向行业和面向大众的联通企业之星系统和城市E图WAP系统。