LBS在嵌入式GIS中的应用研究

引言

　　智能交通系统（IntelligentTransportSystem,简称ITS）智能交通系统将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机处理技术等有效地集成运用于整个交通运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统。ITS是国家“十五”期间科技发展的重点领域，已列入《国家国民经济和社会发展“十五”规划》。为了有效提升北京的国际化大都市形象，北京市将ITS新型交通理念和高新技术手段运用到交通管理与运营实践中，率先开展了交通综合信息平台的建设。

　　GIS-T作为地理和交通数据存储及应用的支持系统，是整个交通综合信息平台的核心模块之一。为交通管理各部门提供GIS支持，充分发挥GIS技术特点，通过公共共享数据库，将全市道路交通信息置于同一平台和操作环境下集中管理和调度，完成实时数据采集、传输、处理和动态显示，服务信息组织管理、信息抽取、GIS交通应用运算和信息分发，提供基于GIS的可视化信息表达功能。GIS-T分为两部分：GIS-T1和GIS-T2。GIS-T1为整个交通综合信息平台的与位置有关的应用提供数据服务，它直接为有线用户提供数据服务，并经过服务端的GIS-T2-DB为移动终端用户提供数据支持和服务；GIS-T2面向广大的移动终端用户（包含车载终端、手持等），充分利用经过整合和处理的多源数据，逐步深入地提供基于位置服务为主的信息服务。GIS-T1与GIS-T2的关系如图1所示。

　　1 系统总体设计

　　1.1 子系统的划分

　　本方案中，由于车载终端、PDA以及两类手机终端在硬件设备、运营模式、使用对象等方面存在差异，因此，本方案中将这四种终端按三类GIS软件（车载、PDA/多模手机、普通手机）分别进行设计开发。这三类终端GIS软件既有共性，也存在明显区别。

　　1.2 系统的开发方案

　　各子系统开发方案如表2。在此基础上，设计了合理的空间数据结构。如何有效管理涉及的大量空间数据如地图数据和交通数据等，是系统能否正常运行的关键之一。

　　1.3 不同种类的移动终端设备的数据下载

　　不同的移动终端的数据下载途径存在差异（如表3），所以要求GIS-T2软件系统能够对不同的数据下载方案予以支持。

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　　1.4 不同种类的移动终端设备的定位方案

　　如表4,不同的移动终端的定位方式存在差异，所以要求GIS-T2软件系统能够对不同的定位方式予以支持。

　　1.5 FLEX数字广播的形式发布实时交通事件表信息

　　从方便、快速、经济等方面考虑，对于实时交通事件信息，将采用数字广播的形式发布。交通事件通过交通事件表来描述，一条或多条交通事件表发送到移动终端后，应用程序对其进行解码，转换成应用程序可理解的数据格式，并将事件信息关联到空间对象，最后显示在地图上，如图3所示。基于上述考虑，本方案在参考国际通用标准的基础上，设计带有空间位置属性或者空间位置关联属性的交通数据表规范。

　　2 车载终端软件子系统设计

　　2.1 车载终端软件系统

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　　2.2 车载终端软件系统业务流程

　　根据总体结构模块的划分、相关的处理流程以及与硬件设备关系进行模块外部和内部设计如表5、表6。

　　2.3 PDA软件子系统设计与实现

　　PDA导航设备软件设计的内容可以包括：显示模块、通信模块、定位模块、路径规划模块、信息查询模块、用户设置模块。设计细节略，具体实现见图6。

　　PDA移动终端软件系统的使用对象为普通PDA用户，因此操作界面应简捷、易懂，且符合我国和北京市的所有法律、规章和条例，满足行业标准。[!--empirenews.page--]

　　PDA终端软件系统与服务端的接口主要完成两个方面的功能，一是支持硬件提供的通信方式，通过系统通信设备向服务端发出服务请求（主要是数据下载请求）；二是服务端数据到本地后的数据解压缩，以及向本地存储设备进行传输存储。系统采用高效的自行开发的解压缩算法完成解压缩任务。

　　3 手持终端软件子系统

　　3.1 多模手机子系统

　　多模手机子系统在PDA软件子系统基础上形成。这里核心部分是插件式软件组合方式。手持终端软件子系统的平台可以有以下几种：BREW,JAVA,WAP。本软件适合的多模手机类型如表6（2）所示，基本包括：以手机特征为主，在具备PDA基础上，分为高中低三档。

　　3.2 普通手机子系统

　　交互界面主要以HTML页面为基础。无论存储在本地或者从服务器端下载，界面都为HTML页面。其中支持HTML的按钮、CheckBox、RadioButton、文本框、超链接等页面元素。

　　地图为另一种主要的人机交互界面形式，地图可以缩放、平移及旋转，用户应可以在地图上点击某处获取该处的信息。

　　3.3 交通事件表（TrafficialIncidentTable）与元数据结构

　　交通事件表（参见表7）是根据信息熵基本原理，将交通事件分类；采用变结构自组织数据结构，实现数据的有效存储、压缩与无线传输。系统元数据设计参照FGDC元数据的内容标准，将元数据内容分为几个部分如图8。

　　4 结论

　　本文得到了如下成果：

　　①提出了平台GIS（GIS-T1）与移动GIS（GIS-T2）的概念，并确定了其关系图；

　　②对移动GIS进行了总体设计，确定了相关的标准与规范，提出了各子系统开发方案，移动终端设备数据下载、定位方案，大量交通信息服务的数字广播方式；

　　③提出了车载终端软件结构、业务流程和内外模块接口；

　　④介绍了PDA的功能实现；

　　⑤对多模手持终端的组合方式进行了规范，对普通手机LBS功能实现进行了介绍；

　　⑥最后对交通事件表和元数据进行了设计分析。