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随着移动定位技术、无线通讯网络、地理信息系统、移动互联技术的飞速发展,基于位置服务(Location-Based Services,LBS)的应用也得到快速发展。LBS是以位置服务为核心,通过通信网络获取移动终端用户的位置信息(经纬度坐标),在地理信息系统的支持下,为用户提供包括信息追踪、导航、移动黄页等多种位置服务的一种新型业务。
互联网以其开放性和友好界面迅速成为网络信息处理和发布的载体。随着互联网应用的普及以及地理信息系统技术的逐步推广,Web已经成为传播地图的理想媒介,成千上万的人通过www访问静态的、动态的或用户自定义的地图。Internet将信息传播给广大用户,使得普通公众(而不仅仅是GIS的专业人员)都能从地理信息系统技术中获益。因此,开发基于WebGIS下的LBS系统,将位置服务推广到大众应用领域中,前景十分美好。
目前WebGIS存在两个发展方向,一个是从专业地理信息系统的角度,强调利用网络来实现地图的空间分析功能,着重于解决开放式、分布式地理信息服务平台中的异构系统问的互操作及跨平台的数据集成、共享等问题;二是从互联网大众应用的角度,以提供地图搜索服务为主,强调采用高效的算法来提供快速的网络查询服务和方便的位置服务,Google Earth、Google Maps是这种新型网络地图服务的代表。本文主要以第二种方式来运用WebGIS,将移动定位服务的相关位置信息及时的展示在Web上,方便用户进行相关操作。同时,本课题采用的主动式定位机制,是LBS系统在WebGIS上的一种新的应用尝试,将服务器端原有的被动式响应变为主动,充分考虑到了系统性能,使得系统相关的功能,如实时跟踪、区域监控等,效率得到了极大提高。
论文首先总结了传统WebGIS的三种体系结构及与之相对应的网络地图服务实现方式。根据客户端浏览器和服务器端功能的多少,WebGIS体系结构一般可分为瘦客户端/胖服务器、胖客户端/瘦服务器和客户端/服务器混合均衡模式三种。根据客户端和服务器端处理任务的不同,WebGIS支持下的地图数据也有三种实现方式,即图像方式、图形要素方式和数据方式。在最常用的图像方式的基础上,我们提出了栅格WebGIS概念,并对其相关的 JavaScript、DOM、CSS、XML、VML、AJAX等实现技术和实现原理作了详细介绍。
其次,对LBS的相关概念和技术作了详细讲解。通常,一个完整的LBS系统是由四部分组成:定位系统、移动服务中心、通信网络以及移动智能终端。用户通过移动终端发出位置服务申请,该申请经过移动运营商的各种通信网关以后,为移动定位服务中心所接受;经过审核认证后,服务中心调用定位系统获得用户的位置信息(另一种情况是,用户配有GPS等主动定位设备,这时可以通过无线网络主动将位置参数发送给服务中心),服务中心根据用户的位置,对服务内容进行响应,如发送路线图等,具体的服务内容由内容提供商提供。作为最核心的定位技术,从当前应用的角度来看,主要分为GPS定位、基于网络的定位和混合定位技术3大类型。再次,本文介绍了主动式LBS实现机制的核心—Socket通信,用套接字(Socket)来实现互联网上的进程通讯,进而实现各种网络应用功能,是开发网络应用程序的重要方法。一般用户可使用两种套接字:流式套接字和数据报套接字。在主动式LBS系统的研究中,服务器端程序是用VC++实现的,但客户端程序是用Java实现的,基于这样的前提,本文对VC++与Java之间的Socket通信作了详细介绍。在LBS系统中,由于返回位置信息的时间是不确定的,传统的采用通过客户端控制,循环读取数据库的方式,无疑加剧了服务器的负荷,对于大量的、可能是并发的位置服务请求,我们采用线程池技术优化线程,大大提高了服务程序的运行效率。
最后,本文依照提出的主动式LBS研究方案,采用武汉中地数码的MAPGIS-IMS7.0搜索引擎版作为栅格WebGIS平台,设计并开发出了基于栅格WebGIS的主动式LBS系统。系统融入了最新的AJAX技术,将陌生的LBS系统应用到了互联网中,一般用户只需通过浏览器就能轻松实现地图漫游、信息查询、实时跟踪、区域监控等功能,结合WebGIS高级的电子地图展示功能,空间位置信息就能很形象、实时、生动的展示在大家面前。