專利名稱：基于智能手機的移動gis系統(tǒng)體系及其應用的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于電信增值業(yè)務和計算機應用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的空間索引理論的背景是在以資源豐富的PC機或服務器這樣的硬件條件， 存儲量、CPU計算速度、屏幕顯示、有線電源等都和移動設(shè)備具有很大的不同。如果直接將這些空間索引技術(shù)應用到移動GIS中，往往性能達不到原來設(shè)計的要求。移動GIS是GIS與嵌入式智能移動設(shè)備的集成產(chǎn)物，是GIS的新應用領(lǐng)域。移動 GIS主要由移動GIS用戶終端、地理信息服務器、無線定位系統(tǒng)、移動通信系統(tǒng)四個部分組成。根據(jù)建立過程的不同、數(shù)據(jù)獲取的方式的不同以及信息服務方式的不同，大體可以分為離線式和在線式兩種體系結(jié)構(gòu)。離線式體系是指將地圖數(shù)據(jù)直接下載到具有存儲能力的智能手機上(或擴展存儲卡)，在智能手機上直接對空間數(shù)據(jù)進行管理、顯示、編輯、分析以及采用GPS進行數(shù)據(jù)采集等操作，為用產(chǎn)提供地理信息服務。在此結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu)下，數(shù)據(jù)更新速度慢，數(shù)據(jù)量較大。 空間數(shù)據(jù)以文件或嵌入式數(shù)據(jù)庫形式直接存儲在移動設(shè)備上。在線式體系是以移動互聯(lián)網(wǎng)為支撐，通過有線或無線(GPRS，CDMA)方式從地圖服務器下載地圖數(shù)據(jù)，移動終端GIS系統(tǒng)根據(jù)這些數(shù)據(jù)提供信息服務。通過在線方式，用戶隨時更新地圖數(shù)據(jù)，獲取最新信息，又能保持移動設(shè)備數(shù)據(jù)量的大小，節(jié)約存儲空間和內(nèi)存。 隨著移動通信技術(shù)的發(fā)展，例如3G時代的到來，在線式體系移動GIS將是末來移動GIS發(fā)展的新起點。高效的空間索引技術(shù)在移動GIS的廣泛應用，使得移動GIS對空間數(shù)據(jù)處理能力得到很大提高，從而提升了移動GIS應用能力。隨著GPS定位系統(tǒng)廣泛應用到GIS相關(guān)的各行業(yè)中。底層開發(fā)的移動GIS系統(tǒng)具有靈活性、擴展性，通過一定專業(yè)定制，可以應用到電力巡檢、綠化采集、地質(zhì)調(diào)查、導航信息服務等行業(yè)，非常具有商業(yè)應用前景。數(shù)字城市網(wǎng)格化管理是一種新興的現(xiàn)代化城市管理模式，由北京市東城區(qū)首創(chuàng)。 它依托統(tǒng)一的城市管理以及數(shù)字化的平臺，將城市管理轄區(qū)按照一定的標準劃分成為單元網(wǎng)格。通過加強對單元網(wǎng)格的部件和事件巡查，建立一種創(chuàng)新的城市管理和城市監(jiān)督分離的管理體制。對于政府來說的主要優(yōu)勢是政府能夠主動發(fā)現(xiàn)，及時處理，加強政府對城市的管理能力和處理速度，將問題解決在居民投訴之前。數(shù)字城市網(wǎng)格化管理實現(xiàn)了城市精細化管理，建立了一種有效地長效機制。數(shù)字城市網(wǎng)格化管理的內(nèi)容主要是“部件”以及圍繞部件所發(fā)生的“事件”。數(shù)字城市網(wǎng)格化管理和服務平臺是圍繞城市管理部件和城市管理事件而展開業(yè)務。城市管理部件指道路、橋梁、水、電、氣、熱等市政公用設(shè)施及公園、綠地、休閑健身娛樂設(shè)施等公共設(shè)施，以及其他設(shè)施。城市管理部件分類按照城市管理功能體系劃分。大類分類包括公用設(shè)施類、道路交通類、環(huán)衛(wèi)環(huán)保類、園林綠化類、房屋土地類及其它類?？傮w分為6個大類，85個小類。城市管理事件指人的行為活動或自然因素導致城市市容環(huán)境和正常秩序受到影響或破壞，需要城市管理部門處理并使之恢復正常的事情和行為的統(tǒng)稱。城市管理事件分類按照其性質(zhì)和特點劃分。城市管理事件大類分類包括大件廢棄物、環(huán)境衛(wèi)生、宣傳廣告、 施工管理、突發(fā)事件、街面秩序、綜合管理?？傮w分為6大類32小類?，F(xiàn)有技術(shù)缺陷(1)掌上電腦體積較大，耗能高，開機需要的時間較長，在相對惡劣的環(huán)境下，適應性差。(2)受傳統(tǒng)測量方式通視條件的限制，數(shù)據(jù)采集速度低。(3)不適合野外作業(yè)。(4)傳統(tǒng)巡檢主要是靠手工繪制地圖，當出現(xiàn)新部件、新事件時，手工繪制很難清晰表達，不但勞動強度大，采集信息還容易丟失，或被錯誤解析。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明解決的技術(shù)問題是提供一種使用簡便、存儲效率高的基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系。一種基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系，包括無線通信網(wǎng)、GPS定位裝置和移動終端，以及因特網(wǎng)和地理應用服務器，所述的移動終端為移動用戶使用的智能手機，其特征在于，所述的移動終端設(shè)有以下軟件功能模塊電子地圖模塊、地圖顯示模塊、圖層管理模塊、圖形編輯模塊、信息查詢模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、樣式設(shè)置模塊、GPS定位采集模塊、通信模塊、以及地圖文件模塊、移動數(shù)據(jù)庫模塊、GIS桌面集成平臺模塊、空間數(shù)據(jù)庫模塊和 shapefiles/Mif 模塊，其中電子地圖模塊，是移動終端作為客戶端的基礎(chǔ)內(nèi)核，也是該移動終端組織、操作、 查詢、分析訪問空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接口，用于提供包括空間數(shù)據(jù)的組織封裝、坐標系統(tǒng)投影、 訪問存儲于移動終端上的地圖文件中的空間數(shù)據(jù)、與數(shù)據(jù)庫管理模塊一起實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的一一匹配的多種功能；數(shù)據(jù)庫管理模塊，負責訪問和管理移動終端中的移動數(shù)據(jù)庫，完成移動GIS數(shù)據(jù)的各種屬性數(shù)據(jù)的存儲、查詢顯示、編輯更新、分析功能，并與電子地圖模塊一起完成空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的一一匹配功能；地圖文件模塊，負責管理和存儲移動終端中以地圖文件形式存在的移動GIS空間數(shù)據(jù)，主要提供電子地圖模塊來訪問地圖文件模塊的功能；移動數(shù)據(jù)庫模塊，負責管理和存儲移動終端中以移動數(shù)據(jù)庫形式存在的各種移動 GIS屬性數(shù)據(jù)，主要提供數(shù)據(jù)庫管理模塊來訪問移動數(shù)據(jù)庫模塊的功能；地圖顯示模塊，負責顯示移動終端中由電子地圖模塊提供的空間數(shù)據(jù)的圖形，完成圖形的漫游、放大、縮小、刷新多種功能；圖層管理模塊，負責管理移動終端中由電子地圖模塊提供的空間數(shù)據(jù)的圖層，完成空間數(shù)據(jù)圖層的新建、刪除、編輯、圖層顯示打開、圖層顯示關(guān)閉、圖層疊放順序上移、圖層疊放順序下移的多種功能，配合地圖顯示模塊實現(xiàn)圖層的顯示與否控制功能；圖形編輯模塊，負責編輯移動終端中由電子地圖模塊提供的空間數(shù)據(jù)的圖形，完成點、線、面類型的圖形數(shù)據(jù)的新建、刪除、端點移動、端點刪除、整體移動多種功能；信息查詢模塊，負責查詢移動終端中由電子地圖模塊提供的空間信息，并負責查詢由數(shù)據(jù)庫管理模塊提供的屬性信息，完成空間信息查詢、屬性信息查詢、由空間信息查詢屬性信息、由屬性信息查空間信息多種功能；樣式設(shè)置模塊，負責設(shè)置由電子地圖模塊提供的空間數(shù)據(jù)的樣式，完成點、線、面狀圖形的顯示樣式、顏色、點的大小、線的寬度、面的填充樣式的設(shè)置功能；GPS定位采集模塊，負責完成GPS定位采集功能，包括GPS端口的配置、GPS端口的打開與關(guān)閉、GPS定位數(shù)據(jù)的接收與解析、調(diào)用電子地圖模塊進行GPS坐標系統(tǒng)投影、調(diào)用地圖顯示模塊在地圖上顯示GPS當前位置、GPS軌跡回放、把當前GPS定位點數(shù)據(jù)作為采集圖形(點、線、面)的位置數(shù)據(jù)保存下來；通信模塊，負責完成移動終端與地理應用服務器或其它服務器之間的通信功能， 通信方式包括短信、語音、TCP/IP、HTTP多種方式；GIS桌面集成平臺模塊，是移動終端本地數(shù)據(jù)與桌面計算機數(shù)據(jù)進行交換的平臺， 負責完成移動終端與桌面計算機之間的相互交換，包括完成由桌面空間數(shù)據(jù)庫模塊中的屬性數(shù)據(jù)與移動終端中移動數(shù)據(jù)庫模塊中的屬性數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換、桌面shapefiles/Mif 文件模塊中的空間數(shù)據(jù)與移動終端中地圖文件模塊中的空間數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換功能；空間數(shù)據(jù)庫模塊，負責管理桌面計算機中存儲的屬性數(shù)據(jù)，包括屬性數(shù)據(jù)庫的建立、表的新建、添加、查詢、編輯功能；shapefiles/Mif模塊，負責管理桌面計算機中存儲的空間數(shù)據(jù)，包括 shapefiles/Mif格式數(shù)據(jù)的新建、編輯、刪除功能。本發(fā)明采用了地圖分級顯示與動態(tài)加載技術(shù)。地圖分級顯示是對整個地圖進行分層管理并建立一個線性表，這張表用來管理圖層與屏幕窗口的關(guān)系，即圖層外接矩形相交或包含關(guān)系；其次再引入細節(jié)層次L0D(Level of Detail)技術(shù)思想，對每個不同比例尺的圖層，設(shè)置一個圖層比例尺范圍，在縮放地圖時，如果當前比例尺超出某圖層范圍，則該圖層不予繪制和顯示。二者結(jié)合，更好的提高地圖顯示速度和顯示效果。為了更好的節(jié)約內(nèi)存，提高系統(tǒng)的運行速度，系統(tǒng)采用地理數(shù)據(jù)動態(tài)加載。在地圖工程文件中記錄地圖分級顯示的各個圖層信息，系統(tǒng)首次打開地圖時，先將工作區(qū)文件讀入內(nèi)存并將主圖區(qū)讀入內(nèi)存顯示到屏幕，當用戶進行操作時，根據(jù)不同的比例尺進行圖層的動態(tài)加載，如果加載圖層數(shù)據(jù)總內(nèi)存量超過一定閥值，則將不在顯示范圍內(nèi)且離屏幕最遠的圖層清除，這樣可以保障不會出現(xiàn)內(nèi)存不足的現(xiàn)象發(fā)生。本發(fā)明采用了 GPS串口通信與數(shù)據(jù)采集技術(shù)。移動終端內(nèi)嵌GPS接收模塊，通過串口通信可以實時讀取NMEA 0183協(xié)議標準定義的GPS定位信息，并且利用多線程技術(shù)對接受的GPS信息進行解析、顯示。本發(fā)明采用嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite。SQLite是一種中小型嵌入式數(shù)據(jù)庫，是一個小型的C語言連接庫。SQLite采用程序驅(qū)動式，通常直接與操作系統(tǒng)和具體應用集成在一起，無須獨立運行數(shù)據(jù)庫引擎，由程序直接調(diào)用相應API去實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的存取。SQLite提供了對SQL92的大多數(shù)支持，支持多表和索弓丨，事務，視圖，觸發(fā)和一系列的用戶接口及驅(qū)動，簡單易用，速度很快，同時提供了豐富的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)。支持ACID 事務；零配置——無需安裝和管理配置；儲存在單一磁盤文件中的一個完整數(shù)據(jù)庫；數(shù)據(jù)庫文件可以在不同的字節(jié)順序的機器間自由共享；儲存量大，支持數(shù)據(jù)大小2TB ；比目前流行的大多數(shù)數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)的操作要快；提供對事務功能和并發(fā)處理的支持，應用 Transaction既保證了數(shù)據(jù)的完整性，也會提高運行速度。SQLite提供豐富數(shù)據(jù)庫操作API函數(shù)，但由于都是C語言，操作起來稍復雜，針對于此，本系統(tǒng)體系通過對SQLite操作進行二次封裝，可以節(jié)省代碼編寫量和代碼的理解維護等。本系統(tǒng)體系中主要封裝三個通用類數(shù)據(jù)庫操作類EVCSQLite3DB，數(shù)據(jù)庫查詢結(jié)果類 EVCSQLite3Query，數(shù)據(jù)庫模板類 EVCSQl ite3Matement。數(shù)據(jù)庫操作類EVCSQLite3DB主要負責數(shù)據(jù)庫的創(chuàng)建，表的創(chuàng)建，基本的SQL語句的執(zhí)行，數(shù)據(jù)操作的并發(fā)問題處理等。數(shù)據(jù)庫查詢結(jié)果類EVCSQLite3QuerySQLite主要負責執(zhí)行1個SQL語句，并存放查詢的返回結(jié)果，是一個數(shù)據(jù)集合。數(shù)據(jù)庫模板類EVCSQlitdMatement主要負責執(zhí)行SQL語句模板。如果要插入多條SQL語句，當這些語句又僅僅只是插入的數(shù)據(jù)不一樣，格式都一樣的活，那么就可以用這個EVCSQLitdMatement來進行保存模板，然后只用往這個模板里面賦予不同的值，然后進行執(zhí)行即可。在進行SQlite數(shù)據(jù)庫操作時，要按以下要求進行(1)在對SQLite嵌入式數(shù)據(jù)庫使用時，首先要進行判斷，判斷存放SQLite數(shù)據(jù)庫的文件是否存在，然后再進行操作。同樣，對SQLite數(shù)據(jù)庫里面的表進行操作時，也要先進行檢測，檢測表是否存在，可以避免誤操作。(2)任何對數(shù)據(jù)進行更新操作的SQL語句，執(zhí)行時，一定要放在事務里面進行操作。使用事務，一方面有利于數(shù)據(jù)回滾，另一方面可對數(shù)據(jù)庫進行獨占式操作。SQLite數(shù)據(jù)庫允許多個用戶同時進行讀操作，但最多卻只允許個用戶在某一時刻對數(shù)據(jù)庫進行更新操作。(3)所有數(shù)據(jù)庫的更新操作，一定要用Try··· Catch…進行異常捕獲處理，獲取未知異常，可以保證可靠性。(4)當某一個SQL語句，除了數(shù)據(jù)的內(nèi)容不一樣以外，所操作的表、字段都一樣，這個時候，要使用CppSQLitdMatement來進行保存模板，然后只對模板進行操作，這樣可以省去很多SQL語句的編譯時間，從而提高效率。本發(fā)明采用了雙緩沖技術(shù)，指先在內(nèi)存中創(chuàng)建一個“像畫布一樣”的與圖形設(shè)備兼容的設(shè)備上下文，即在內(nèi)存中開辟一塊顯示區(qū)域，然后在該內(nèi)存中對地圖進行繪制；繪制完成后，將內(nèi)存中的圖形一次性快速拷貝到前臺屏幕上，此方法很好解決了地圖重繪時由于顏色反差引起的閃爍現(xiàn)象，提高繪圖速度。本發(fā)明采用了空間索引技術(shù)，該技術(shù)是系統(tǒng)的核心技術(shù)，它是圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)連接的橋梁。當嵌入式數(shù)據(jù)庫不支持復雜地理空間數(shù)據(jù)的存儲時，可以通過文件來保存空間位置信息，屬性信息保存到嵌入式數(shù)據(jù)庫中。兩者通過OID進行連接，實現(xiàn)屬性查圖形，圖形查屬性。在本發(fā)明開發(fā)的移動GIS系統(tǒng)中，電子地圖是以圖層的形式進行組織，并對每個圖層建立空間索引。在空間索引結(jié)構(gòu)中保存索引記錄信息，并不包括空間數(shù)據(jù)，因此，插入、刪除空間數(shù)據(jù)時，同時要將相應的空間索引記錄刪除，并通過OID號對數(shù)據(jù)庫中的屬性信息進行插入、刪除?；谥悄苁謾C的移動GIS系統(tǒng)體系應用于數(shù)字城市網(wǎng)格化管理。數(shù)字城市網(wǎng)格化管理是一種新興的現(xiàn)代化城市管理模式，它依托統(tǒng)一的城市管理以及數(shù)字化的平臺，將城市管理轄區(qū)按照定的標準劃分成為單元網(wǎng)格。通過加強對單元網(wǎng)格的部件和事件巡查，建立一種創(chuàng)新的城市管理和城市監(jiān)督分離的管理模式。數(shù)字城市網(wǎng)格化管理的內(nèi)容主要是“部件”以及圍繞部件所發(fā)生的“事件”。數(shù)字城市網(wǎng)格化管理和服務平臺是圍繞城市管理部件和城市管理事件而展開業(yè)務。信息采集是數(shù)字城市網(wǎng)格化管理工作中的重點。城市管理員通過移動終端(數(shù)字巡檢系統(tǒng))在指定的網(wǎng)格單元進行巡檢，對城市部件、事件進行位置、狀態(tài)、屬性等信息采集，然后通過移動無線通信網(wǎng)絡(luò)或室內(nèi)數(shù)據(jù)上傳當日的采集信息?；谥悄苁謾C的移動GIS系統(tǒng)體系應用于數(shù)字城市網(wǎng)格化管理，其應用分6個步驟實現(xiàn)(1)地圖格式轉(zhuǎn)換與導入；(2)嵌入式數(shù)據(jù)庫建立；(3) GPS 配置；(4)部件采集；(5)事件采集；(6)部件維護及統(tǒng)計。本發(fā)明的有益效果智能手機作為掌上電腦與手機的結(jié)合體，具備手機、上網(wǎng)、辦公、商務和多媒體等功能，在功能上超過掌上電腦和手機，價格便宜且方便攜帶，又為軟件運行和內(nèi)容服務提供了廣闊的舞臺。因此，智能手機是數(shù)字城市網(wǎng)格化管理中數(shù)字化巡檢系統(tǒng)理想的運行平臺。智能手機集成GPS技術(shù)的移動GIS系統(tǒng)，可以利用GPS進行定位與導航、野外路線數(shù)據(jù)采集、城市部件和事件空間信息進行采集，以及屬性信息的修改，將替代舊式工具(如紙質(zhì)筆記本、羅盤等)?；谥悄苁謾C的移動GIS數(shù)字化巡檢系統(tǒng)具備以下優(yōu)越性(1)智能手機體積小、重量輕；功耗低，可連續(xù)工作10小時，開關(guān)機非常短(只需要幾秒)，在相對惡劣的環(huán)境下，比掌上電腦更具有適應性。(2)智能手機集成了 GPS，可以隨時便捷地進行定位，不受傳統(tǒng)測量方式通視條件的限制，使數(shù)據(jù)采集速度有了很大的提高。(3)智能手機集成移動通訊技術(shù)，使得在野外作業(yè)時，可以進行無線數(shù)據(jù)交換，在野外獨立作業(yè)時，也可以與監(jiān)督中心保持信息的一致性。(4)基于移動GIS的數(shù)字化采集系統(tǒng)為城市管理部件、事件信息采集和管理提供了研究精度和程度，加快了研究周期，改變了成果的呈現(xiàn)形式，使得數(shù)字化巡檢進入全新的數(shù)字化時代。


圖1是本發(fā)明基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系關(guān)鍵技術(shù)地圖分級顯示與動態(tài)加載的流程圖；圖3是本發(fā)明基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系關(guān)鍵技術(shù)GPS串口通信與數(shù)據(jù)采集的流程圖；圖4是本發(fā)明基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系應用于數(shù)字城市網(wǎng)格化管理的示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖與具體實施方式
對本發(fā)明作進一步詳細地說明。參照圖1，一種基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系，包括無線通信網(wǎng)、GPS定位裝置和移動終端，以及因特網(wǎng)和地理應用服務器，所述的移動終端為移動用戶使用的智能手機， 其特征在于，所述的移動終端設(shè)有以下軟件功能模塊電子地圖模塊、地圖顯示模塊、圖層管理模塊、圖形編輯模塊、信息查詢模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、樣式設(shè)置模塊、GPS定位采集模塊、通信模塊、以及地圖文件模塊、移動數(shù)據(jù)庫模塊、GIS桌面集成平臺模塊、空間數(shù)據(jù)庫模塊和shapefiles/Mif模塊，其中電子地圖模塊，是移動終端作為客戶端的基礎(chǔ)內(nèi)核，也是該移動終端組織、操作、 查詢、分析訪問空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接口，用于提供包括空間數(shù)據(jù)的組織封裝、坐標系統(tǒng)投影、 訪問存儲于移動終端上的地圖文件中的空間數(shù)據(jù)、與數(shù)據(jù)庫管理模塊一起實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的一一匹配的多種功能；數(shù)據(jù)庫管理模塊，負責訪問和管理移動終端中的移動數(shù)據(jù)庫，完成移動GIS數(shù)據(jù)的各種屬性數(shù)據(jù)的存儲、查詢顯示、編輯更新、分析功能，并與電子地圖模塊一起完成空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的一匹配功能；地圖文件模塊，負責管理和存儲移動終端中以地圖文件形式存在的移動GIS空間數(shù)據(jù)，主要提供電子地圖模塊來訪問地圖文件模塊的功能；移動數(shù)據(jù)庫模塊，負責管理和存儲移動終端中以移動數(shù)據(jù)庫形式存在的各種移動 GIS屬性數(shù)據(jù)，主要提供數(shù)據(jù)庫管理模塊來訪問移動數(shù)據(jù)庫模塊的功能；地圖顯示模塊，負責顯示移動終端中由電子地圖模塊提供的空間數(shù)據(jù)的圖形，完成圖形的漫游、放大、縮小、刷新多種功能；圖層管理模塊，負責管理移動終端中由電子地圖模塊提供的空間數(shù)據(jù)的圖層，完成空間數(shù)據(jù)圖層的新建、刪除、編輯、圖層顯示打開、圖層顯示關(guān)閉、圖層疊放順序上移、圖層疊放順序下移的多種功能，配合地圖顯示模塊實現(xiàn)圖層的顯示與否控制功能；圖形編輯模塊，負責編輯移動終端中由電子地圖模塊提供的空間數(shù)據(jù)的圖形，完成點、線、面類型的圖形數(shù)據(jù)的新建、刪除、端點移動、端點刪除、整體移動多種功能；信息查詢模塊，負責查詢移動終端中由電子地圖模塊提供的空間信息，并負責查詢由數(shù)據(jù)庫管理模塊提供的屬性信息，完成空間信息查詢、屬性信息查詢、由空間信息查詢屬性信息、由屬性信息查空間信息多種功能；樣式設(shè)置模塊，負責設(shè)置由電子地圖模塊提供的空間數(shù)據(jù)的樣式，完成點、線、面狀圖形的顯示樣式、顏色、點的大小、線的寬度、面的填充樣式的設(shè)置功能；GPS定位采集模塊，負責完成GPS定位采集功能，包括GPS端口的配置、GPS端口的打開與關(guān)閉、GPS定位數(shù)據(jù)的接收與解析、調(diào)用電子地圖模塊進行GPS坐標系統(tǒng)投影、調(diào)用地圖顯示模塊在地圖上顯示GPS當前位置、GPS軌跡回放、把當前GPS定位點數(shù)據(jù)作為采集圖形(點、線、面)的位置數(shù)據(jù)保存下來；通信模塊，負責完成移動終端與地理應用服務器或其它服務器之間的通信功能， 通信方式包括短信、語音、TCP/IP、HTTP多種方式；GIS桌面集成平臺模塊，是移動終端本地數(shù)據(jù)與桌面計算機數(shù)據(jù)進行交換的平臺， 負責完成移動終端與桌面計算機之間的相互交換，包括完成由桌面空間數(shù)據(jù)庫模塊中的屬性數(shù)據(jù)與移動終端中移動數(shù)據(jù)庫模塊中的屬性數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換、桌面shapefiles/Mif 文件模塊中的空間數(shù)據(jù)與移動終端中地圖文件模塊中的空間數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換功能；空間數(shù)據(jù)庫模塊，負責管理桌面計算機中存儲的屬性數(shù)據(jù)，包括屬性數(shù)據(jù)庫的建立、表的新建、添加、查詢、編輯功能；shapefiles/Mif模塊，負責管理桌面計算機中存儲的空間數(shù)據(jù)，包括 shapefiles/Mif格式數(shù)據(jù)的新建、編輯、刪除功能。參照圖2，地圖分級顯示與動態(tài)加載。首先啟動開始移動GIS平臺，打開工程文件 Map，讀取工程文件并提取圖層Map信息，利用圖層Map信息初始化圖層的分級顯示信息設(shè)置；初始化圖層的分級顯示信息后，移動GIS平臺進行區(qū)域全圖顯示操作時，根據(jù)圖層的分級顯示信息，判斷是否進行LOD分級顯示，如果不進行LOD分級顯示，則顯示所有圖層數(shù)據(jù)； 如果進行LOD分級顯示，則查看訪問圖層管理表，根據(jù)每一個圖層的LOD分級顯示信息，判斷該圖層是否需要顯示，如果該圖層不需要顯示，則從所有顯示圖層中過濾掉該圖層；如果該圖層需要顯示，則在圖層信息中查看該圖層是否已經(jīng)在內(nèi)存中加載，如果該圖層已經(jīng)加載，則在內(nèi)存設(shè)備繪制地圖，并把地圖拷貝到客戶區(qū)進行顯示；如果該圖層在內(nèi)存中沒有加載，在加載該圖層之前，先判斷移動終端中的內(nèi)存是否已滿，如果內(nèi)存已滿，則根據(jù)離顯示屏幕距離最遠的原則，釋放掉不在顯示區(qū)域的數(shù)據(jù)，并把當前操作圖層數(shù)據(jù)動態(tài)加載到內(nèi)存中，并進行顯示操作，如果內(nèi)存不滿，則直接把當前操作圖層數(shù)據(jù)動態(tài)加載到內(nèi)存中，并進行顯示操作。參照圖3，GPS串口通信與數(shù)據(jù)采集根據(jù)圖3，啟動移動GIS平臺，首先進行移動終端上GPS端口的配置(配置參數(shù)通信端口、波特率、數(shù)據(jù)位、停止位、校驗)，配置正確的 GPS端口后，就可以操作該GPS端口，打開該GPS端口，根據(jù)打開操作的結(jié)果判斷是否成功打開GPS端口，如果沒有成功打開GPS端口，檢查GPS端口配置參數(shù)是否正確，再重新配置GPS 端口，直到GPS端口成功打開；如果GPS端口成功打開，利用多線程技術(shù)，創(chuàng)建兩個線程，1 個讀GPS端口數(shù)據(jù)的讀線程，1個向GPS端口寫數(shù)據(jù)的寫線程；寫線程負責向GPS端口寫入控制命令(如GPS端口輸出GPS定位數(shù)據(jù)的時間間隔)，可以調(diào)用WritePort方法向串口寫數(shù)據(jù)，使用串口完畢后，可以調(diào)用ClosePort關(guān)閉串口，同時關(guān)閉讀寫線程；讀線程負責監(jiān)視GPS端口是否有可讀數(shù)據(jù)，并負責從GPS端口讀取NMEA 0183協(xié)議標準定義的GPS定位信息；當讀線程發(fā)現(xiàn)GPS端口有可讀數(shù)據(jù)后，讀線程讀取GPS端口的數(shù)據(jù)，并通過回調(diào)函數(shù)把讀取的GPS數(shù)據(jù)傳遞給移動GIS平臺主線程進行處理；主線程收到GPS讀線程回調(diào)函數(shù)的數(shù)據(jù)后，首先判斷收到的GPS數(shù)據(jù)是否有效，如果收到的GPS數(shù)據(jù)是無效的，主線程不進行任何操作，如果主線程收到的GPS數(shù)據(jù)是有效的，則主線程解析有效的GPS數(shù)據(jù)，從中提取WGS_84經(jīng)緯度坐標定位數(shù)據(jù)；主線程提取WGS_84坐標數(shù)據(jù)后，即向當前采集的對象圖元添加該GPS定位點坐標數(shù)據(jù)，在添加GPS定位數(shù)據(jù)之前，要判斷采集的對象圖元是否存在， 如果不存在采集的對象圖元，則需要根據(jù)實際采集的圖元類型(點、線、面)來新建圖元對象，然后把該GPS坐標定位數(shù)據(jù)添加到新建的圖元對象中；如果在添加GPS定位數(shù)據(jù)時，采集的對象圖元已經(jīng)存在，則根據(jù)圖元的類型，判斷已經(jīng)存在的圖元對象是否完成采集，如果已經(jīng)完成采集，則需要新建圖元對象，并把該GPS定位數(shù)據(jù)添加到新建圖元對象中，如果沒有完成采集，則把向已經(jīng)存在的圖元對象中追加GPS定位數(shù)據(jù)，并重新繪制地圖。參照圖4，基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系應用于數(shù)字城市網(wǎng)格化管理，根據(jù)圖 4，基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系在數(shù)字城市網(wǎng)格化管理中進行了應用，并根據(jù)數(shù)字城市網(wǎng)格化管理行業(yè)特點進行了行業(yè)定制。移動用戶結(jié)合數(shù)字城市網(wǎng)格化管理行業(yè)特點，基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系基本架構(gòu)可以進行定制，主要用于數(shù)字城市網(wǎng)格化管理的基本模塊有，電子地圖顯示模塊、圖層管理模塊、空間數(shù)據(jù)管理模塊、屬性信息管理模塊、樣式模塊、GPS模塊、移動通訊模塊。原有的數(shù)據(jù)體系架構(gòu)不變，在移動終端上利用圖形文件對移動GIS空間數(shù)據(jù)進行管理，利用嵌入式數(shù)據(jù)庫對移動GIS屬性數(shù)據(jù)進行管理，在桌面計算機上利用shapef iles/Mif模塊管理空間數(shù)據(jù)，利用空間數(shù)據(jù)庫管理屬性數(shù)據(jù)，通過空間數(shù)據(jù)的組織和空間索引實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的關(guān)聯(lián)，利用GIS桌面集成平臺實現(xiàn)移動終端與桌面計算機平臺的數(shù)據(jù)交換。在此基礎(chǔ)上，數(shù)字城市網(wǎng)格化管理應用客戶端一巡檢系統(tǒng)客戶端了增加了采集模塊和維護模塊。采集模塊負責城市部件、城市事件的采集和相應的設(shè)施屬性信息錄入；維護模塊負責巡檢客戶端數(shù)據(jù)的維護、部件與事件信息的維護，主要包括數(shù)據(jù)的包括數(shù)據(jù)的導入導出、部件巡檢維護、事件巡檢維護、位置修改、屬性修改、維修統(tǒng)計。數(shù)據(jù)的導入導出模塊主要負責數(shù)字城市網(wǎng)格化巡檢行業(yè)數(shù)據(jù)的導入導出，部件巡檢維護模塊主要負責查看部件是否正常運行，并登記其運行狀態(tài)，事件巡檢維護主要負責查看發(fā)生的事件是否及時妥善處理，并登記其處理狀態(tài)，位置修改模塊主要負責部件與事件的位置發(fā)生變化進行其位置的修改，屬性修改模塊主要負責部件與事件的相關(guān)屬性狀態(tài)發(fā)生變化時，進行登記修改， 維修統(tǒng)計模塊主要負責統(tǒng)計不同類型和不同維護狀態(tài)的事件或部件?；谥悄苁謾C的移動GIS系統(tǒng)體系應用于數(shù)字城市網(wǎng)格化管理，其應用分6個步驟實現(xiàn)(1)地圖格式轉(zhuǎn)換與導入；(2)嵌入式數(shù)據(jù)庫建立；(3) GPS配置；(4)部件采集； (5)事件采集；(6)部件維護及統(tǒng)計。
權(quán)利要求
1. 一種基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系，其特征在于，包括無線通信網(wǎng)、GPS定位裝置和移動終端，以及因特網(wǎng)和地理應用服務器，所述的移動終端為移動用戶使用的智能手機，其特征在于，所述的移動終端設(shè)有以下軟件功能模塊電子地圖模塊、地圖顯示模塊、圖層管理模塊、圖形編輯模塊、信息查詢模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、樣式設(shè)置模塊、GPS定位采集模塊、通信模塊、以及地圖文件模塊、移動數(shù)據(jù)庫模塊、GIS桌面集成平臺模塊、空間數(shù)據(jù)庫模塊和shapefiles/Mif模塊，其中電子地圖模塊，是移動終端作為客戶端的基礎(chǔ)內(nèi)核，也是該移動終端組織、操作、查詢、 分析訪問空間數(shù)據(jù)的統(tǒng)一接口，用于提供包括空間數(shù)據(jù)的組織封裝、坐標系統(tǒng)投影、訪問存儲于移動終端上的地圖文件中的空間數(shù)據(jù)、與數(shù)據(jù)庫管理模塊一起實現(xiàn)空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的一一匹配的多種功能；數(shù)據(jù)庫管理模塊，負責訪問和管理移動終端中的移動數(shù)據(jù)庫，完成移動GIS數(shù)據(jù)的各種屬性數(shù)據(jù)的存儲、查詢顯示、編輯更新、分析功能，并與電子地圖模塊一起完成空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的一一匹配功能；地圖文件模塊，負責管理和存儲移動終端中以地圖文件形式存在的移動GIS空間數(shù)據(jù)，主要提供電子地圖模塊來訪問地圖文件模塊的功能；移動數(shù)據(jù)庫模塊，負責管理和存儲移動終端中以移動數(shù)據(jù)庫形式存在的各種移動GIS 屬性數(shù)據(jù)，上要提供數(shù)據(jù)庫管理模塊來訪問移動數(shù)據(jù)庫模塊的功能；地圖顯示模塊，負責顯示移動終端中由電子地圖模塊提供的空間數(shù)據(jù)的圖形，完成圖形的漫游、放大、縮小、刷新多種功能；圖層管理模塊，負責管理移動終端中由電子地圖模塊提供的空間數(shù)據(jù)的圖層，完成空間數(shù)據(jù)圖層的新建、刪除、編輯、圖層顯示打開、圖層顯示關(guān)閉、圖層疊放順序上移、圖層疊放順序下移的多種功能，配合地圖顯示模塊實現(xiàn)圖層的顯示與否控制功能；圖形編輯模塊，負責編輯移動終端中由電子地圖模塊提供的空間數(shù)據(jù)的圖形，完成點、 線、面類型的圖形數(shù)據(jù)的新建、刪除、端點移動、端點刪除、整體移動多種功能；信息查詢模塊，負責查詢移動終端中由電子地圖模塊提供的空間信息，并負責查詢由數(shù)據(jù)庫管理模塊提供的屬性信息，完成空間信息查詢、屬性信息查詢、由空間信息查詢屬性信息、由屬性信息查空間信息多種功能；樣式設(shè)置模塊，負責設(shè)置由電子地圖模塊提供的空間數(shù)據(jù)的樣式，完成點、線、面狀圖形的顯示樣式、顏色、點的大小、線的寬度、面的填充樣式的設(shè)置功能；GPS定位采集模塊，負責完成GPS定位采集功能，包括GPS端口的配置、GPS端口的打開與關(guān)閉、GPS定位數(shù)據(jù)的接收與解析、調(diào)用電子地圖模塊進行GPS坐標系統(tǒng)投影、調(diào)用地圖顯示模塊在地圖上顯示GPS當前位置、GPS軌跡回放、把當前GPS定位點數(shù)據(jù)作為采集圖形 (點、線、面)的位置數(shù)據(jù)保存下來；通信模塊，負責完成移動終端與地理應用服務器或其它服務器之間的通信功能，通信方式包括短信、語音、TCP/IP、HTTP多種方式；GIS桌面集成平臺模塊，是移動終端本地數(shù)據(jù)與桌面計算機數(shù)據(jù)進行交換的平臺，負責完成移動終端與桌面計算機之間的相互交換，包括完成由桌面空間數(shù)據(jù)庫模塊中的屬性數(shù)據(jù)與移動終端中移動數(shù)據(jù)庫模塊中的屬性數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換、桌面shapefiles/Mif文件模塊中的空間數(shù)據(jù)與移動終端中地圖文件模塊中的空間數(shù)據(jù)之間的相互轉(zhuǎn)換功能；空間數(shù)據(jù)庫模塊，負責管理桌面計算機中存儲的屬性數(shù)據(jù)，包括屬性數(shù)據(jù)庫的建立、表的新建、添加、查詢、編輯功能；shapefiles/Mif模塊，負責管理桌面計算機中存儲的空間數(shù)據(jù)，包括shapefiles/Mif 格式數(shù)據(jù)的新建、編輯、刪除功能。
2.根據(jù)權(quán)利要求1基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系，其特征在于，所述系統(tǒng)采用地圖分級顯示與動態(tài)加載技術(shù)，地圖分級顯示是對整個地圖進行分層管理并建立一個線性表， 這張表用來管理圖層與屏幕窗口的關(guān)系，即圖層外接矩形相交或包含關(guān)系；其次再引入細節(jié)層次L0D(Level of Detail)技術(shù)思想，對每個不同比例尺的圖層，設(shè)置一個圖層比例尺范圍，在縮放地圖時，如果當前比例尺超出某圖層范圍，則該圖層不予繪制和顯示。
3.根據(jù)權(quán)利要求1基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系，其特征在于，所述系統(tǒng)采用GPS 串口通信與數(shù)據(jù)采集技術(shù)，移動終端內(nèi)嵌GPS接收模塊，通過串口通信可以實時讀取NMEA 0183協(xié)議標準定義的GPS定位信息，并且利用多線程技術(shù)對接受的GPS信息進行解析、顯示ο
4.根據(jù)權(quán)利要求1基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系，其特征在于，所述系統(tǒng)采用嵌入式數(shù)據(jù)庫SQLite。
5.根據(jù)權(quán)利要求1基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系，其特征在于，所述系統(tǒng)采用雙緩沖技術(shù)，指先在內(nèi)存中創(chuàng)建一個像畫布一樣的與圖形設(shè)備兼容的設(shè)備上下文，即在內(nèi)存中開辟一塊顯示區(qū)域，然后在該內(nèi)存中對地圖進行繪制；繪制完成后，將內(nèi)存中的圖形一次性快速拷貝到前臺屏幕上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系，其特征在于，所述系統(tǒng)采用空間索引技術(shù)，當嵌入式數(shù)據(jù)庫不支持復雜地理空間數(shù)據(jù)的存儲時，可以通過文件來保存空間位置信息，屬性信息保存到嵌入式數(shù)據(jù)庫中，兩者通過OID進行連接，實現(xiàn)屬性查圖形，圖形查屬性。
7.權(quán)利要求1-6任一項所述的基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系應用于數(shù)字城市網(wǎng)格化管理，其特征在于，城市管理員通過移動終端即數(shù)字巡檢系統(tǒng)，在指定的網(wǎng)格單元進行巡檢，對城市部件、事件進行位置、狀態(tài)、屬性等信息采集，然后通過移動無線通信網(wǎng)絡(luò)或室內(nèi)數(shù)據(jù)上傳當日的采集信息。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系應用于數(shù)字城市網(wǎng)格化管理，其特征在于，其應用分6個步驟實現(xiàn)嵌入式數(shù)據(jù)庫建立(1)地圖格式轉(zhuǎn)換與導入；(2)嵌入式數(shù)據(jù)庫建立；(3)GPS 配置；(4)部件采集；(5)事件采集；(6)部件維護及統(tǒng)計。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于智能手機的移動GIS系統(tǒng)體系，包括包括無線通信網(wǎng)、GPS定位裝置和移動終端，以及因特網(wǎng)和地理應用服務器，所述的移動終端為移動用戶使用的智能手機，其特征在于，所述的移動終端設(shè)有以下軟件功能模塊電子地圖模塊、地圖顯示模塊、圖層管理模塊、圖形編輯模塊、信息查詢模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、樣式設(shè)置模塊、GPS定位采集模塊、通信模塊、以及地圖文件模塊、移動數(shù)據(jù)庫模塊、GIS桌面集成平臺模塊、空間數(shù)據(jù)庫模塊和shapefiles/Mif模塊，其主要應用于數(shù)字城市網(wǎng)格化管理，使用簡便、存儲效率高的特點。
文檔編號H04M1/725GK102375879SQ20111024107
公開日2012年3月14日 申請日期2011年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月22日
發(fā)明者李二芳, 李建, 李晉芳, 王芳, 田根 申請人:河南理工大學