【文章內(nèi)容簡介】 S 具有以下幾大功能：（1）數(shù)據(jù)采集：主要用于獲取數(shù)據(jù)，包括現(xiàn)成的數(shù)字化數(shù)據(jù)、人工編碼、數(shù)字化地圖等，并保證數(shù)據(jù)在內(nèi)容上、空間上的完整性和一致性；（2）數(shù)據(jù)整理：包括數(shù)據(jù)核查、糾錯、格式化和轉(zhuǎn)換等；（3）數(shù)據(jù)存儲：將不同來源、不同屬性的數(shù)據(jù)以恰當(dāng)?shù)男问酱鎯τ跀?shù)據(jù)庫中，以方便查詢和分析；（4）數(shù)據(jù)查詢：以特定的請求來再現(xiàn)數(shù)據(jù)信息；（5）空間分析：進行數(shù)據(jù)的地理操作和轉(zhuǎn)換及統(tǒng)計分析，如緩沖區(qū)分析、空間插值分析、疊置分析；領(lǐng)域分析、網(wǎng)絡(luò)分析等；（6）結(jié)果展示：通過屏幕、打印、拷貝等形式來展示 GIS 所產(chǎn)生地圖、圖像、表格等多種形式的結(jié)果。因此，通過 GIS 能獲得以下信息：對象定位、特定條件、變化趨勢、空間模式及模擬結(jié)果 組件式地理信息系統(tǒng)地理信息系統(tǒng)（GIS）在發(fā)展過程中，充分吸取和利用其他領(lǐng)域的成熟技術(shù)，其中基于 ActiveX 組件式地理信息系統(tǒng)，因其價格低廉、使用方便、兼容性好、利于集成等優(yōu)點，很快受到各界的關(guān)注和青睞。所謂組件式 GIS，是指基于組件對象平臺，以一組具有某種標(biāo)準(zhǔn)通信接口的、允許跨語言應(yīng)用的組件提供的 GIS，這種組件稱為 GIS 組件。GIS 組件之間以及 GIS 組件與其他組件之間可以通過標(biāo)準(zhǔn)的通信接口實現(xiàn)交互，這種交互甚至可以跨計算機實現(xiàn)。組件式 GIS 具有二次開發(fā)方便、易于集成、無限擴展等特點。組件式GIS 軟件平臺帶來了 GIS 應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)方式的變革，有利于提高二次開發(fā)的效率，增強 GIS 系統(tǒng)中各子系統(tǒng)之間的集成度，便于與其他信息系統(tǒng)集成，為其他信息系統(tǒng)提供地理信息處理功能。組件式 GIS 的基本思想是把GIS 的各大功能模塊劃分為幾個控件，每個控件完成不同的功能。各個GIS 控件之間，以及 GIS 控件與其它非 GIS 控件之間，可以方便地通過可視化的軟件開發(fā)工具集成起來，形成最終的 GIS 應(yīng)用。把 GIS 的功能適當(dāng)10 / 47抽象，以組件形式供開發(fā)者使用，將會帶來許多傳統(tǒng) GIS 工具無法比擬的優(yōu)點。（1）小巧靈活、價格便宜。組件化的 GIS 平臺集中提供空間數(shù)據(jù)管理能力，并且能以靈活的方式與數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)連接。在保證功能的前提下，系統(tǒng)表現(xiàn)得小巧靈活，而其價格僅是傳統(tǒng) GIS 開發(fā)工具的十分之一，甚至更少。這樣，用戶便能以較好的性能價格比獲得或開發(fā) GIS 應(yīng)用系統(tǒng)。（2）無須專門 GIS 開發(fā)語言，直接嵌入開發(fā)工具。組件式 GIS 建立在嚴(yán)格的標(biāo)準(zhǔn)之上，不需要額外的 GIS 二次開發(fā)語言，只需實現(xiàn) GIS 的基本功能函數(shù)，按照 Microsoft 的 ActiveX 控件標(biāo)準(zhǔn)開放接口。這有利于減輕GIS 軟件開發(fā)者的負擔(dān)，而且增強了 GIS 軟件的可擴展性。（3）強大的 GIS 功能。新的 GIS 組件都是基于 32 位系統(tǒng)平臺的，采用了 InProc 直接調(diào)用形式，所以無論是管理大數(shù)據(jù)的能力還是處理速度方面均不比傳統(tǒng) GIS 軟件遜色。小小的 GIS 組件完全能提供拼接、裁剪、疊合、緩沖區(qū)等空間處理能力和豐富的空間查詢與分析能力。（4）開發(fā)簡捷。由于 GIS 組件可以直接嵌入 MIS 開發(fā)工具中，對于廣大開發(fā)人員來講，就可以自由選擇他們熟悉的開發(fā)工具。而且，GIS 組件提供的 API 形式非常接近 MIS 工具的模式，開發(fā)人員可以像管理數(shù)據(jù)庫表一樣熟練的管理地圖等空間數(shù)據(jù)，無須對開發(fā)人員進行特殊的培訓(xùn)。在 GIS 或 GMIS 的開發(fā)過程中，開發(fā)人員可的素質(zhì)與熟練程度是十分重要的因素，這將使大量的 MIS 開發(fā)人員能夠較快地過渡到 GIS 或 GMIS 的開發(fā)工作中，從而大大加速 GIS 的發(fā)展。（5） 更加大眾化。組件式技術(shù)已經(jīng)成為了業(yè)界標(biāo)準(zhǔn)，用戶可以像使用其他 ActiveX 控件一樣使用 GIS 軟件，使非專業(yè)的普通用戶也能夠開發(fā)和集成 GIS 應(yīng)用系統(tǒng)，推動了 GIS 的大眾化進程。組件式 GIS 的出現(xiàn)使GIS 不僅是專家們的專業(yè)分析工具，同時也成為普通用戶對地理相關(guān)數(shù)據(jù)進行管理的可視化工具。 通用分組無線業(yè)務(wù) GPRS GPRS 系統(tǒng)簡介GPRS是通用無線分組業(yè)務(wù)（General Packet Radio System）的縮寫，是介于第二代和第三代之間的一種技術(shù)， 。GPRS采用與11 / 47GSM相同的頻段、頻帶寬度、突發(fā)結(jié)構(gòu)、無線調(diào)制標(biāo)準(zhǔn)、跳頻規(guī)則以及相同的TDMA幀結(jié)構(gòu)。因此，在GSM系統(tǒng)的基礎(chǔ)上構(gòu)建 GPRS系統(tǒng)時，GSM系統(tǒng)中的絕大部分部件都不需要作硬件改動，只需作軟件升級。有了GPRS，用戶的呼叫建立時間大大縮短，幾乎可以做到“永遠在線” 。此外， GPRS是以營運商傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量而不是連接時間為基準(zhǔn)來計費，從而令每個用戶的服務(wù)成本更低，在不過多增加通訊費用的基礎(chǔ)上達到數(shù)據(jù)的實時傳輸。該方案要求主機端通信服務(wù)器有一個公共的IP地址用于接收和發(fā)送GPRS數(shù)據(jù)。 GPRS 網(wǎng)絡(luò)基本工作原理　　GPRS 是在原有的基于電路交換（CSD）方式的 GSM 網(wǎng)絡(luò)上引入兩個新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點：GPRS 服務(wù)支持節(jié)點(SGSN)和網(wǎng)關(guān)支持節(jié)點（GGSN） 。SGSN 和 MSC 在同一等級水平，并跟蹤單個 MS 的存儲單元實現(xiàn)安全功能和接入控制，并通過幀中繼連接到基站系統(tǒng)。GGSN 支持與外部分組交換網(wǎng)的互通，并經(jīng)由基于 IP 的 GPRS 骨干網(wǎng)和 SGSN 連通。圖 給出了GPRS 與 Inter 連接原理框圖。GPRS 終端通過接口從客戶系統(tǒng)取得數(shù)據(jù)，處理后的 GPRS 分組數(shù)據(jù)發(fā)送到 GSM 基站。分組數(shù)據(jù)經(jīng) SGSN 封裝后，SGSN 通過 GPRS 骨干網(wǎng)與網(wǎng)關(guān)支持接點 GGSN 進行通信。GGSN 對分組數(shù)據(jù)進行相應(yīng)的處理，再發(fā)送到目的網(wǎng)絡(luò)，如 Inter 或 網(wǎng)絡(luò)?！　D GPRS 與 Inter 連接原理圖若分組數(shù)據(jù)是發(fā)送到另一個 GPRS 終端，則數(shù)據(jù)由 GPRS 骨干網(wǎng)發(fā)送到 SGSN，再經(jīng) BSS 發(fā)送到 GPRS 終端。 GPRS 協(xié)議模型GPRS 網(wǎng)絡(luò)層的協(xié)議目前主要采用 Phase1 階段提供的 TCP/IP 和 協(xié)議。移動臺（MS）與 SGSN 之間的 GPRS 分層協(xié)議模型如圖 所示。12 / 47網(wǎng)絡(luò)協(xié)議 網(wǎng)絡(luò)協(xié)議MSSNDCLLCMAC物理鏈路RF 接口SNDCLLCLAPD物理鏈路LLRMAC LAPD物理鏈路RF 接口物理鏈路Um RSS Gb SGSN圖 GPRS 的協(xié)議模型 Um 接口的物理層為射頻接口部分，而物理鏈路層負責(zé)提供空中接口的各種邏輯信道。MAC 層的主要作用是定義和分配空中接口的 GPRS 邏輯信道，使這些信道能被不同的移動臺共享。LLC 層為邏輯鏈路控制層。它是一種 HDLC 的無線鏈路協(xié)議。LLC 層基于高速數(shù)據(jù)鏈路規(guī)程，生成完整的 LLC 幀。SNDC 為子網(wǎng)依賴結(jié)合層。它的主要作用是確定 TCP/IP 地址和加密方式，以及完成傳送數(shù)據(jù)的分組、打包等任務(wù)。 GPRS 的技術(shù)優(yōu)勢作為第二代移動通信技術(shù) GSM 向第三代移動通信（3G）的一個過渡技術(shù)，GPRS 的技術(shù)優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下四個方面：資源利用率高：GPRS 引入了分組交換的傳輸模式，使原來采用電路交換模式的 GSM 傳輸數(shù)據(jù)方式發(fā)生了根本性的變化，這在無線資源緊缺的情況下顯得尤為重要。按電路交換模式來說，在整個連接期中，用戶無論是否傳送數(shù)據(jù)都將獨自占用信道。而對于分組交換模式，用戶只在發(fā)送和接收數(shù)據(jù)期間才占用資源，這意味著多個用戶可高效率地共享同一信道，從而提高資源的利用率。GPRS 用戶的計費以通信的數(shù)據(jù)量為主要依據(jù)，體現(xiàn)了“得到多少，支付多少”的原則。在實際應(yīng)用中（如電子導(dǎo)游的游客終端與通信服務(wù)器的 GPRS 無線連接） ，用戶的連接時間可能長達數(shù)小時，卻只需支付相對低廉的連接費用。13 / 47傳輸速率高：GPRS 可提供高達 115Kbps 的傳輸速率（最高值為，不包括 FEC前向糾錯控制） ，這意味著通過便攜式計算機，GPRS 用戶能與 ISDN 用戶一樣快速地上網(wǎng)瀏覽，同時使一些對傳輸速率敏感的移動多媒體應(yīng)用成為可能。接入時間短：分組交換接入時間縮短為少于 1s，能提供快速即時的連接，可大幅度提高一些事務(wù)的效率，并可使已有的因特網(wǎng)應(yīng)用（如 Email、網(wǎng)頁瀏覽等）操作更為便捷、流暢。支持協(xié)議：GPRS 支持因特網(wǎng)應(yīng)用最為廣泛的 IP 和 協(xié)議。而且由于 GSM 網(wǎng)絡(luò)覆蓋面積大，使得 GPRS 能提供因特網(wǎng)和其他分組網(wǎng)絡(luò)的全球性無線接入。3 系統(tǒng)總體設(shè)計 設(shè)計的指導(dǎo)思想 注重系統(tǒng)的開放性開放式系統(tǒng)為開發(fā)者提供了一種可以讓開發(fā)者按照開放式系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)進行設(shè)計和開發(fā)的思想。本論文主要論述一個基于 GPS 定位的智能電子導(dǎo)游系統(tǒng)模型，注重系統(tǒng)設(shè)計的開放性，可以使不同景點用戶根據(jù)自身特點對本系統(tǒng)進行二次開發(fā)，以適應(yīng)不同的要求。 以數(shù)據(jù)為核心在電子導(dǎo)游應(yīng)用過程中，最重要的就是游客的位置信息，游客流量信息及游客狀態(tài)信息，這些信息不但在自動導(dǎo)游中極為重要，而且是景點部門進行進一步商業(yè)分析的基礎(chǔ)。因此在數(shù)據(jù)傳輸過程中應(yīng)盡量保證數(shù)據(jù)的14 / 47完整性，在數(shù)據(jù)建庫中要充分利用現(xiàn)有數(shù)據(jù)庫技術(shù)的最新進展，綜合采用數(shù)據(jù)倉庫、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)；在系統(tǒng)建設(shè)與實施過程中要充分考慮數(shù)據(jù)的動態(tài)更新策略；建立完善的元數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)字典，保證數(shù)據(jù)的開放性。 遵循科學(xué)的設(shè)計原則 規(guī)范化原則系統(tǒng)內(nèi)容、數(shù)據(jù)分類與編碼、精度、標(biāo)準(zhǔn)等都完全參照已有的國家標(biāo)準(zhǔn)。 實用性原則設(shè)計中充分考慮與現(xiàn)有系統(tǒng)的接口，保護現(xiàn)有投資，使系統(tǒng)的投資少，開發(fā)周期短，操作簡單易學(xué)。 可移植性和可擴充性原則系統(tǒng)在設(shè)計上充分考慮系統(tǒng)功能、系統(tǒng)數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)的擴展性；以滿足日益增長的業(yè)務(wù)需求。應(yīng)支持二次開發(fā)，支持細節(jié)功能的擴展。 安全保密性原則系統(tǒng)中的各個環(huán)節(jié)，如數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)建庫及文件管理等應(yīng)以安全性保密性為首要原則。 系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu) 總體框架如圖 。本系統(tǒng)包括若干游客手持的 GPS 電子導(dǎo)游機和景點監(jiān)控中心的主機，游客端主要功能模塊為 GPS 接收模塊（接收和處理 GPS 衛(wèi)星發(fā)來的位置數(shù)據(jù)）以及 GPRS 通信模塊（負責(zé)游客端與主機端的數(shù)據(jù)傳輸，期間需要租用中國移動公司的 GPRS 業(yè)務(wù)，經(jīng)移動運營的通信服務(wù)器通過Inter 與主機連接） 。監(jiān)控中心主機端主要包括通信服務(wù)器（專門負責(zé)數(shù)據(jù)通信） 、GIS 地理信息服務(wù)器（負責(zé)處理 GIS 數(shù)據(jù)、響應(yīng)游客的服務(wù)請求及輔助決策等事務(wù)）和信息數(shù)據(jù)庫（存儲由各環(huán)節(jié)生成的各種數(shù)據(jù)并進行管理。15 / 47GPS 衛(wèi)星信息數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)有待以后統(tǒng)計分析游客手持導(dǎo)游機請求位置信息 GPS 數(shù)據(jù)通信服務(wù)器GPRS顯示游客機信息和發(fā)送指令通過電子地圖顯示當(dāng)前位置并且執(zhí)行服務(wù)器發(fā)送的指令以 GPRS 技術(shù)傳輸數(shù)據(jù)移動通信運營商服務(wù)器基站與導(dǎo)游系統(tǒng)主機通過Inter 進行連接GIS 地理信息服務(wù)器圖 電子導(dǎo)游系統(tǒng)的總體框圖 游客端模塊組成與功能 游客端模塊組成游客端由一臺 PDA 集成各個功能（如圖 中的導(dǎo)航 PDA） ，或通過開發(fā)板開發(fā)。各個功能模塊如圖 所示。GPS 接收模塊由 GPS 芯片組和 GPS 接收天線組成，負責(zé)獲取游客當(dāng)前的位置信息數(shù)據(jù)（具體參考 RFC(Request For Comments) 0183 文檔和NEMA 協(xié)議。 ） ，并送信息處理模塊進行處理，得出結(jié)果后經(jīng) GPRS 通信模塊16 / 47將位置信息打包后送監(jiān)控中心的主機。GPRS 通信模塊負責(zé)通過內(nèi)置的無線Modem 與通信服務(wù)器進行通信，實時傳送游客的位置信息及其他數(shù)據(jù)信息，此模塊包含一個 SIM 卡插槽，每個游客機都應(yīng)該有一個唯一的移動 IP 地址，才能通過 GPRS 進行通信，因此，一張開通了無線上網(wǎng)業(yè)務(wù)的 SIM 卡是區(qū)別游客機的唯一標(biāo)識，也是游客機通過 GPRS 上網(wǎng)的“通行證” 。景點介紹多媒體模塊由一組 Flash 存儲芯片和用作數(shù)據(jù)更新的 USB 接口或RS232 串行接口組成，它接收信息處理模塊的指令播放響應(yīng)的景點介紹，而管理部門需要修改景點介紹內(nèi)容或需要對游客機進行軟件升級時，可通過 USB 接口（或 RS232 接口）進行數(shù)據(jù)的傳輸。輸入輸出設(shè)備為彩色觸摸屏（若考慮降低成本可換為鍵盤和彩色液晶顯示器） ，通過專門的 I/O 數(shù)據(jù)接口與游客機的總線連接，用來顯示電子地圖和其它信息以及執(zhí)行游客的各項操作。以上各個模塊都與信息處理模塊中微處理器的三大總線連接形成一個功能完整的整體。鑒于開發(fā)周期的原因，游客機最好由硬件開發(fā)商進行集成開發(fā)以降低成本。信息處理模塊（微處理器及輔助功能芯片）GPS 接收模塊（芯片組及天線）GPRS 通信模塊（芯片組、SIM卡插槽及天線）景點介紹多媒體模塊（閃存芯片及數(shù)據(jù)交換接口）輸入輸出設(shè)備及其接口電路（鍵盤和彩色液晶顯示器或彩色觸摸屏）電源及電源管理電路圖 游客端組成模塊圖17 / 47圖 PDA 導(dǎo)航系統(tǒng) 游客端實現(xiàn)的功能游客端是本系統(tǒng)的用戶前臺，雖然大部分數(shù)據(jù)計算任務(wù)都由主機端完成，但導(dǎo)游中的主要功能還是需要在游客端實現(xiàn)。游客機上針對導(dǎo)游服務(wù)的功能如圖 所示。本圖反映了游客機所實現(xiàn)的最基本的導(dǎo)游功能。信息查詢功能，包括了一些景點、服務(wù)設(shè)施等信息的查詢，如游客需要住宿，通過導(dǎo)游機就可以通過與主機端的實時連接查詢最近的賓館