基于symbian os的移動gis的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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1、http://www.paper.edu.cn基于SymbianOS的移動GIS的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)熊鵬北京郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，北京（100876）E-mail：xiongpeng2607@163.com摘要：本文重點(diǎn)分析了空間矢量數(shù)據(jù)的壓縮與管理、空間數(shù)據(jù)索引的構(gòu)建、定位技術(shù)等傳統(tǒng)GIS開發(fā)中的關(guān)鍵技術(shù)，然后在此基礎(chǔ)上提出了一個(gè)在移動設(shè)備中進(jìn)行GIS開發(fā)的設(shè)計(jì)方案，并在SymbianOS中實(shí)現(xiàn)了客戶端軟件。關(guān)鍵詞：SymbianOS，移動GIS，空間矢量數(shù)據(jù)1.引言近年來，隨著地理空間信息技術(shù)的進(jìn)步和信息資源的豐富,使得為公眾提供廣泛的基于位

2、置的空間信息服務(wù)成為可能，如今已經(jīng)出現(xiàn)了多種基于Web的空間地理信息服務(wù)，如百度地圖，googleMap等。而另一方面移動通信產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，使得移動終端逐漸地進(jìn)入了社會的各個(gè)領(lǐng)域，同時(shí)各種嵌入式操作系統(tǒng)如Symbian，WinCE，Linux，Palm等的出現(xiàn)，使得我們能夠在移動終端上開發(fā)出各種功能強(qiáng)大的應(yīng)用，這就為地理空間信息技術(shù)應(yīng)用在移動通信中提供了可能。然而盡管移動終端在軟硬件上都得到了很大的提高，但是其在內(nèi)存、存儲器、處理器等方面仍然遠(yuǎn)不及臺式機(jī),這就給在移動終端中開發(fā)GIS應(yīng)用提出了較高的要求。本文對GIS的相關(guān)技術(shù)進(jìn)行了分析和研究，

3、提出了一個(gè)在移動設(shè)備中進(jìn)行GIS開發(fā)的設(shè)計(jì)方案，并在Symbian系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了客戶端軟件。2.相關(guān)技術(shù)分析2.1空間數(shù)據(jù)的壓縮相對于臺式機(jī)而言，移動終端的存儲容量是非常小的，因此地圖數(shù)據(jù)必須選擇合適的存儲結(jié)構(gòu)和存儲策略，并對地圖空間數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的壓縮?？臻g矢量數(shù)據(jù)壓縮指的是從組成曲線的點(diǎn)集合A中抽取一個(gè)子集B,用這個(gè)子集B在一定的精度范圍內(nèi)盡可能地反映原數(shù)據(jù)集合A,而這個(gè)子集B的點(diǎn)數(shù)應(yīng)盡可能少。通過這種方式，我們可以在一定程度上減少過多的冗余數(shù)據(jù)。而矢量數(shù)據(jù)的壓縮的核心是在不破壞原始數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系的前提下對數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的刪減。目前有多種數(shù)據(jù)壓縮方

4、法,如Douglas-Peucker算法，垂距法，光欄法等，其中Douglas-Peucker算法是經(jīng)典的矢量數(shù)據(jù)壓縮算法，基本思想是：對每一條曲線的首末點(diǎn)虛連一條直線，求所有點(diǎn)與直線的距離，找出最大距離值dmax，用dmax與限差D相比；若dmax

5、息系統(tǒng)（GIS）的研究熱點(diǎn)之一。尤其是在處理器性能低下的移動智能終端中開發(fā)GIS應(yīng)用，優(yōu)秀的索引結(jié)構(gòu)和算法是實(shí)現(xiàn)移動GIS應(yīng)用的關(guān)鍵。目前研究人員提出了各種針對于空間數(shù)據(jù)的索引方法，如網(wǎng)格索引，R-tree，K-D，K-D-B樹,BSP樹等。而在眾多的空間數(shù)據(jù)索引-1-http://www.paper.edu.cn方法中，網(wǎng)格索引和R-tree索引是目前主流的兩種索引方法。網(wǎng)格索引思路比較簡單，如圖1。其基本思想是將研究區(qū)域用橫豎劃分為大小相等的網(wǎng)格，記錄每一個(gè)網(wǎng)格所包含的空間要素（包括完成落入網(wǎng)格和部分落入網(wǎng)格內(nèi)）。每一個(gè)網(wǎng)格都是一個(gè)索引項(xiàng)，當(dāng)

6、用戶進(jìn)行空間查詢時(shí)，首先計(jì)算出查詢空間要素所在的網(wǎng)格，然后通過該網(wǎng)格快速定位到所選擇的空間要素。R-tree索引是目前應(yīng)用最廣泛的空間索引方法。它是B+樹在多維情況下的自然擴(kuò)展，同樣是一種高度平衡樹。在R-tree中，用對象最小外包矩形（MBR）來描述空間對象的。所有的索引值都是記錄在葉子結(jié)點(diǎn)中的，并且所有的葉子節(jié)點(diǎn)都處在同一層。非葉子結(jié)點(diǎn)用于確定查詢等操作的路徑。在葉子結(jié)點(diǎn)中包含了空間對象的最小外包矩形和該空間對象的索引值，形式為：（MBR，OI），其中MBR為包含該索引對象的最小外包矩形，OI為空間對象在地圖數(shù)據(jù)文件中的索引值。而非葉子結(jié)點(diǎn)的

7、形式為：（MBR，CP），其中MBR為包含下一層所有子結(jié)點(diǎn)的最小外包矩形，CP為指向下一層子結(jié)點(diǎn)的指針。各結(jié)點(diǎn)（除根外）可包含孩子數(shù)有限（[m,M]，通常為2≤m≤M）。R-tree的結(jié)構(gòu)圖如圖2。在進(jìn)行空間數(shù)據(jù)檢索時(shí)，首先判斷哪些外包矩形落入查詢窗口內(nèi)，再進(jìn)一步判別哪些實(shí)體是被檢索的內(nèi)容。但這兩種索引也有缺陷。采用網(wǎng)格索引進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢時(shí)，必須對網(wǎng)格內(nèi)所有的空間對象進(jìn)行順序查詢。當(dāng)網(wǎng)格塊過大時(shí)，不得不處理大量的網(wǎng)格內(nèi)的空間對象的邊界比較，潛在地增加了查詢的時(shí)間。而R-tree由于允許索引空間重疊，在查詢時(shí)會產(chǎn)生無效查詢，在數(shù)據(jù)量增大的情況下，查詢

8、的效率會明顯的下降。于是人們又提出了R+-tree，R*-tree，基于網(wǎng)格和R-tree的二級索引等改進(jìn)的索引結(jié)構(gòu)，來加快對空間數(shù)據(jù)的