摘要：在資源管理、社會經(jīng)濟活動和日常生活中，人們所關(guān)心的信息中有80％以上與空間位置有關(guān)。GIS是將計算機硬件、軟件、地理數(shù)據(jù)以及系統(tǒng)管理人員組織而成的對任意形式的地理空間信息進行高效獲取、存儲、更新、操作、分析及顯示的集成系統(tǒng)。
　　關(guān)鍵詞：無線網(wǎng)絡(luò)、GIS、集成系統(tǒng)
　　1無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
　　無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和無線設(shè)備的發(fā)展為移動GIS的發(fā)展和應(yīng)用提供了基礎(chǔ)和保障。未來寬帶互聯(lián)網(wǎng)的接人層面，無線將是關(guān)鍵技術(shù)。不管是固定接人還是移動接人，無線寬帶技術(shù)將在信息服務(wù)方面起到巨大的作用。
　　2無線通信技術(shù)與GIS技術(shù)的耦合
　　2.1GIS以及WebGIS
　　地理信息系統(tǒng)是地理信息科學(xué)的技術(shù)系統(tǒng)，它是在計算機軟硬件的支持下，利用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論和方法，綜合地、動態(tài)地獲取、存儲、管理、分析和利用地理信息的空間信息系統(tǒng)。GIS的應(yīng)用日趨廣泛，被公認為2l世紀的支柱產(chǎn)業(yè)。目前WebGIS是GIS技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用的主流，WebGIS是利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)布和出版空間數(shù)據(jù)信息，為用戶提供空間數(shù)據(jù)瀏覽、查詢和分析等功能。WebGIS的應(yīng)用模式主要有C／S和B／S兩種。對于C／S結(jié)構(gòu)的應(yīng)用，要求在客戶端安裝客戶端運行程序，客戶的請求由客戶端和服務(wù)器端協(xié)作來完成；對于B／S應(yīng)用模式，在客戶端不需要安裝客戶端程序，客戶的請求信息均由服務(wù)器來完成。
　　目前WebGIS的應(yīng)用主要集中在有線網(wǎng)絡(luò)(Internet或In—tranet)方面，隨著無線通信技術(shù)的發(fā)展以及人們對于空間信息需求的日益增加，基于有線網(wǎng)的WebGIS的不足就逐漸表現(xiàn)出來，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
　　(1)應(yīng)用靈活性差。傳統(tǒng)的WebGIS的應(yīng)用必須依賴于有線網(wǎng)絡(luò)，當客戶無法獲取有線網(wǎng)絡(luò)時不能享受WebGIS所帶來的服務(wù)。
　　(2)移動性差。傳統(tǒng)基于有線網(wǎng)應(yīng)用WebGIS的客戶不具有地理位置隨意移動的優(yōu)勢。
　　(3)應(yīng)用領(lǐng)域受限。傳統(tǒng)的WebGIS主要是用來實現(xiàn)空間信息的采集、存儲、管理和分析等功能，如何使GIS能夠走向大眾以及為大眾提供便利的服務(wù)，一直是GIS從業(yè)者所思考的問題。
　　鑒于上述不足，我們利用無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和設(shè)備以及Web—GIS技術(shù)，來實現(xiàn)無線通信設(shè)備、無線通信網(wǎng)絡(luò)、Internet技術(shù)以及WebGIS技術(shù)的融合，使得GIS的應(yīng)用更廣泛和更靈活。
　　2.2無線網(wǎng)絡(luò)模型與GIS技術(shù)的耦合
　　在移動GIS中，移動終端采用無線的方式實現(xiàn)與GIS的信息交互。移動終端的信息通過無線網(wǎng)絡(luò)進行傳輸，GIS的數(shù)據(jù)信息是通過Internet有線網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的。如何實現(xiàn)移動終端與GIS的耦合，主要體現(xiàn)在無線網(wǎng)絡(luò)與有線網(wǎng)絡(luò)的鏈接。目前移動終端網(wǎng)絡(luò)主要采用WAP模型和www模型。
　　WAP網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)由三部分組成，即WAP網(wǎng)關(guān)、WAP手機與WAP內(nèi)容服務(wù)器，這三方面缺一不可。其中WAP網(wǎng)關(guān)起著協(xié)議的翻譯作用，是聯(lián)系GSM網(wǎng)與萬維網(wǎng)的橋梁；WAP內(nèi)容服務(wù)器存儲著大量的信息，以提供WAP手機用戶來訪問、查詢、瀏覽等。
　　在GIS與無線網(wǎng)絡(luò)的耦合過程中，我們充分利用兩者的優(yōu)勢。在WAP模型的無線網(wǎng)絡(luò)中，WebGIS服務(wù)器與WAP服務(wù)器進行連接，移動用戶的請求信息要進行通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換(從WAP到TCP／IP)，之后才能通過WAP服務(wù)器發(fā)送到有線網(wǎng)絡(luò)上，并傳遞給WebGIS服務(wù)器進行處理。WebGIS服務(wù)器將處理結(jié)果發(fā)送給WAP服務(wù)器，在WAP服務(wù)器上進行協(xié)議的轉(zhuǎn)換(從TCP／IP到WAP)，之后將信息發(fā)送給移動用戶。而對于
　　www無線網(wǎng)絡(luò)，因為有線網(wǎng)絡(luò)和無線網(wǎng)絡(luò)均采用TCP／IP協(xié)議，因此沒有必要進行協(xié)議的轉(zhuǎn)換，在耦合過程中，只要將WebGIS作為整個網(wǎng)絡(luò)的一個節(jié)點。WebGIS與無線網(wǎng)絡(luò)的耦合模式如圖1所示。
　　
　　2.3GPRS技術(shù)與GIS技術(shù)的集成
　　GPRS是一種新的GSM數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)，它在移動用戶與數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間提供一種連接，為移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數(shù)據(jù)接入服務(wù)。GPRS網(wǎng)絡(luò)是基于現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)來實現(xiàn)的。在現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)中需要增加一些節(jié)點，如GGSN(Gate—wayGPRSSupportingNode，GPRS網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點)和SGSN(Ser—vingGSN，GPRS服務(wù)支持節(jié)點)。GSN是GPRS網(wǎng)絡(luò)中最重要的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點。GSN具有移動路由管理功能，它可以連接各種類型的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)，并可以連到GPRS寄存器。GSN可以完成移動終端與各種數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)之間的數(shù)據(jù)傳送和格式轉(zhuǎn)換。它可以是一種類似于路由器的獨立設(shè)備，也可以與GSM中的MSC集成在一起。GSN有兩種類型，即SGSN(ServingGSN，服務(wù)GSN)和GGSN(GatewayGSN，網(wǎng)關(guān)GSN或GPRS路由器)。SGSN的主要作用是記錄移動終端的當前位置信息，并且在移動終端與GGSN之間完成移動分組數(shù)據(jù)的發(fā)送和接收；GGSN主要是起網(wǎng)關(guān)作用，它可以與多種不同的數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)連接，如Is-DN，PSPDN和LAN等。GGSN可以把GSM網(wǎng)中的GPRS分組數(shù)據(jù)包進行協(xié)議轉(zhuǎn)換，從而可以把這些分組數(shù)據(jù)包傳送到遠端的TCP／IP或X.25網(wǎng)絡(luò)。
　　利用GPRS傳輸GIS空間信息的過程中，移動用戶發(fā)送的請求信息首先要進行網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換，之后將信息交由WebGIS服務(wù)器進行處理。信息處理的結(jié)果通過Internet發(fā)送給GGSN，在GGSN上完成網(wǎng)絡(luò)通信協(xié)議的轉(zhuǎn)換(從TCP／IP到無線網(wǎng)絡(luò)協(xié)議)后，將信息傳遞給用戶。GPRS與WebGIS結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)如圖2所示。
　　
　　3集成系統(tǒng)描述
　　3.1系統(tǒng)架構(gòu)的描述
　　IMGIS的用戶系統(tǒng)為了滿足用戶的需求，它兼容了目前國家通用的無線通信網(wǎng)絡(luò)模型，將WebGIS的應(yīng)用拓展到基于無線通信技術(shù)的應(yīng)用。使用戶更能方便地利用GIS對于空間信息處理和分析的服務(wù)優(yōu)勢來獲取空間信息服務(wù)。
　　IMGIS的應(yīng)用架構(gòu)主要采用成熟的B／S模式。其中數(shù)據(jù)庫采用SQLServer軟件進行空間信息和用戶信息的管理。GIS服務(wù)器主要進行空間信息的處理，應(yīng)用服務(wù)器主要進行用戶注冊信息的匹配和處理工作。系統(tǒng)的實現(xiàn)架構(gòu)如圖3所示。從圖3可以看出，整個系統(tǒng)主要由SessionManager，Con—tentManager，DeviceAwareness，Manager，GISServer，DatabaseEngine以及空間數(shù)據(jù)庫組成。其中SessionManager，ContentManager，DeviceAwareness和Manager主要部署在應(yīng)用服務(wù)器上，GISServer和DatabaseEngine部署在系統(tǒng)GIS服務(wù)器上。
　　
　　3.2系統(tǒng)用戶管理功能
　　系統(tǒng)對用戶信息的注冊可以采用多種方式，但若要求服務(wù)器自動處理用戶信息注冊及管理服務(wù)，則主要采用短消息方式來進行。以下主要側(cè)重于對自動用戶信息處理功能的描述。在服務(wù)器端，自動用戶信息處理針對用戶的短消息主要有以下步驟：
　　(1)信息監(jiān)聽。服務(wù)器端運行的消息接聽程序?qū)崟r監(jiān)聽用戶所發(fā)送的短消息，驗證其合法性，及時將符合條件的短消息傳遞給下一處理模塊。
　　(2)信息分析。將信息監(jiān)聽模塊傳人的短消息加以分析，根據(jù)短消息的類型將該短消息及時分派給相對應(yīng)的功能模塊。
　　(3)信息處理。專門負責處理用戶的請求或所要求的服務(wù)，根據(jù)請求的具體內(nèi)容作出響應(yīng)，實現(xiàn)用戶所需的相應(yīng)請求或服務(wù)。
　　用戶信息的注冊和匹配功能主要由用戶管理模塊來實現(xiàn)。因用戶終端與服務(wù)器之間采用短消息形式傳遞信息，服務(wù)器端主要依據(jù)ID號碼(如對于手機用戶為手機號)來標志用戶，依據(jù)用戶信息所含設(shè)備信息來識別和匹配用戶設(shè)備。所以服務(wù)器端對用戶信息的管理主要有注冊、注銷，以及用戶登錄三大功能。
　　4IMGIS的開發(fā)和實現(xiàn)
　　4.1系統(tǒng)開發(fā)描述
　　IMGIS的開發(fā)遵循軟件工程的基本原理，用分階段的生命周期計劃進行管理，遵守RUP統(tǒng)一軟件開發(fā)過程，利用瑞理公司的可視化建模工具Rose進行需求分析和建模，微軟公司的一體化開發(fā)環(huán)境(IntegratedDevelopmentEnvironment，IDE)進行系統(tǒng)的源碼開發(fā)和管理及可執(zhí)行應(yīng)用程序的編譯實現(xiàn)。IM—GIS的開發(fā)自始至終采用面向?qū)ο蟮姆椒▉砜紤]并解決問題。面向?qū)ο笏枷塍w現(xiàn)在系統(tǒng)從分析、設(shè)計，到編碼實現(xiàn)的各個環(huán)節(jié)。具體來說，系統(tǒng)的開發(fā)可以分為系統(tǒng)需求分析、系統(tǒng)設(shè)計、系統(tǒng)編碼和測試維護等幾個主要階段。系統(tǒng)的實現(xiàn)方式是采用微軟公司的COM技術(shù)以組件方式來進行的。
　　如圖4所示是用RationalRose工具軟件并利用面向?qū)ο蠓椒ǎ瑢�GIS系統(tǒng)的空間地理對象結(jié)構(gòu)進行描述。將所有的地理對象以層為單位進行組織，每個層又包含了一個地理對象集合，及其相對應(yīng)的一個地理對象屬性集合，另外還包括了地理對象的繪制接口和數(shù)據(jù)初始化接口等。
　　
　　圖4IMGIS系統(tǒng)對象類模型
　　4.2系統(tǒng)的實現(xiàn)
　　整個系統(tǒng)的實現(xiàn)是在WindowsXP操作系統(tǒng)利用MicrosoftVisualStudio.NET2003開發(fā)平臺來完成的。IMGIS系統(tǒng)集成了無線通信技術(shù)和WebGIS技術(shù)，主要實現(xiàn)了如下功能：
　　(1)空間位置信息定位。(2)報警功能。(3)路徑分析功能。
　　結(jié)束語：
　　本文對該系統(tǒng)集成了無線通信技術(shù)、WebGIS技術(shù)等，拓展了傳統(tǒng)的WebGIS的應(yīng)用領(lǐng)域和范圍。本文描述的IMGIS只是一個試驗系統(tǒng)，要想進行行業(yè)的規(guī)模化應(yīng)用，還需要做大量的努力去完善和優(yōu)化該系統(tǒng)。在下一步工作中我們主要集中解決系統(tǒng)實現(xiàn)中的難點，如多傳輸協(xié)議的進一步集成和完善，系統(tǒng)和用戶的安全性的完善以及系統(tǒng)的行業(yè)應(yīng)用模式等。