基于组件技术的移动GIS应用软件的设计
《2024年组件技术在GIS原理实验教学中的应用》范文
《组件技术在GIS原理实验教学中的应用》篇一一、引言地理信息系统（GIS）是集地理学、计算机科学、遥感技术等多学科于一体的综合性技术。
随着科技的不断发展，GIS技术在诸多领域得到了广泛应用，如城市规划、环境监测、农业管理等。
组件技术作为GIS开发中的关键技术之一，对于提升GIS应用性能和用户体验具有重要作用。
因此，将组件技术应用于GIS 原理实验教学，不仅可以加深学生对GIS技术理论的理解，还可以培养学生的实践能力和创新能力。
本文将详细探讨组件技术在GIS原理实验教学中的应用。
二、组件技术的概述组件技术是一种基于软件复用和模块化设计的软件开发技术。
在GIS中，组件技术通过将GIS功能划分为多个独立的组件，实现软件的模块化、可重用性和可扩展性。
这些组件具有良好的封装性、可配置性和可维护性，能够满足不同应用场景的需求。
三、组件技术在GIS原理实验教学中的应用1. 实验教学内容的优化在GIS原理实验教学中，引入组件技术可以优化实验教学内容。
通过将GIS功能划分为不同的组件，教师可以根据教学需求灵活组合和配置实验内容，使学生能够更深入地理解GIS技术的原理和实现方法。
同时，组件技术的使用还可以降低实验教学的难度，提高学生的实践能力和创新能力。
2. 实验教学环境的改善组件技术的应用可以改善实验教学环境。
传统的GIS实验教学往往需要学生在特定的软件环境下进行操作，而组件技术可以实现跨平台、跨语言的GIS应用开发，为学生提供更加灵活的实验环境。
此外，通过使用组件技术，教师可以更加方便地构建实验教学所需的GIS系统，提高实验教学的效率和质量。
3. 学生实践能力的培养组件技术有助于培养学生的实践能力。
在GIS原理实验教学中，学生可以通过编写和配置组件，深入了解GIS系统的内部结构和运行机制。
通过实践操作，学生可以掌握GIS系统的开发方法和技巧，提高自己的实践能力和创新能力。
此外，学生还可以将所学的组件技术应用于实际项目中，解决实际问题，提高自己的综合素质。
《2024年组件技术在GIS原理实验教学中的应用》范文
《组件技术在GIS原理实验教学中的应用》篇一一、引言地理信息系统（GIS）作为一门综合性极强的学科，涵盖了地理学、计算机科学、遥感技术等多个领域的知识。
在GIS原理的实验教学中，如何让学生更好地掌握和理解GIS的核心原理和技术，成为了一个重要的问题。
本文将探讨组件技术在GIS原理实验教学中的应用，旨在提高教学效果，帮助学生更好地掌握GIS技术。
二、组件技术的概述组件技术是一种软件工程方法，它将软件系统划分为一系列独立、可重复使用的组件。
这些组件具有明确的接口和功能，可以方便地集成到其他系统中。
在GIS领域，组件技术被广泛应用于GIS软件的开发现象，可以有效地提高软件的开发效率和可维护性。
三、组件技术在GIS原理实验教学中的应用1. 提高实验教学效率通过使用组件技术，教师可以快速构建出符合教学需求的GIS实验环境。
教师只需通过简单的配置和组合，就可以实现不同功能的GIS组件的集成，从而快速构建出实验所需的地理信息系统。
这不仅可以提高实验教学的效率，还可以让学生更好地理解GIS系统的构成和运行原理。
2. 帮助学生理解GIS原理通过使用具有可视化界面的GIS组件，学生可以更加直观地理解GIS的原理和操作。
例如，通过使用空间数据编辑组件，学生可以了解空间数据的结构和编辑方法；通过使用空间分析组件，学生可以了解空间分析的基本原理和方法。
这些组件的应用，可以帮助学生更好地理解GIS的原理和操作，提高学生的学习效果。
3. 培养学生的实践能力组件技术具有高度的可重用性和可扩展性，可以方便地支持学生进行实践操作。
教师可以根据教学需求，为学生提供不同的GIS组件，让学生进行实践操作和开发。
通过实践操作，学生可以更好地掌握GIS技术的实际应用，培养他们的实践能力和创新精神。
4. 促进师生互动和交流在GIS原理实验教学中，教师可以通过使用具有交互性的GIS组件，与学生进行互动和交流。
例如，教师可以利用空间查询组件，与学生一起进行空间数据的查询和分析；教师可以利用地图可视化组件，与学生一起制作地图和进行空间分析。
基于组件技术的移动GIS应用软件的设计
收稿日期:2005-11-09 作者简介:郭晋伟,男,1977年生,硕士研究生,助理研究员,研究方向为信息工程、嵌入式系统等;范国珍,女,1976年生,助理研究员,研究方向为嵌入式系统;于 东,男,1966年生,博士,研究员,博士生导师,研究方向为嵌入式系统、数控系统、智能控制等.基于组件技术的移动GIS 应用软件的设计郭晋伟1,2,3,范国珍3,于 东21(中国科学院研究生院,北京100039)2(中国科学院沈阳计算技术研究所,辽宁沈阳110004)3(东软集团有限公司,沈阳110004)E -mail :guojw @dl .cn摘 要:随着通讯技术飞速发展,移动G IS 将是地理信息系统应用的发展方向.本文提供了一种基于组件技术的移动G IS 应用软件设计的体系结构.通过使用组件技术重新构建移动GIS 系统结构,可以将复杂的移动GIS 系统分解为具有特定功能的组件的集合.通过复用、集成具有各种功能的组件,可以快速开发出面向各种移动设备的G IS 应用软件.关键词:移动GIS;组件技术;组件式G IS中图分类号:T P 311 文献标识码:A 文章编号:1000-1220(2007)03-0466-04Design and Implementation of Mobil e GIS Application Software Based on Component TechnologyGU O Jin-wei 1,2,3,F A N G uo -zhen 3,Y U Do ng 21(Graduate School of T he Chinese A cad emy of S ci ences ,B ei j i ng 100039,Chi na )2(Shenyang I nsti tute of Comp uting T echnolog y ,T he Chinese A cad emy of S ci ences ,S heny ang 110004,China )3(Neusof t Gr oup Inc .,Shenyang 110004,China )Abstract :W ith the dev elopment of tr anspo rtatio n and com munication,M obile GIS w ill be the trend o f GIS dev elopment.T o solve these pr oblems ,component t echnolog y is used in t his thesis .By reconstructing architectur e o f M obile G IS system wit h component technology ,the complicated M o bile GIS sy stem can be div ided into some functional compo nents.A nd by reusing and integr ating these functional components ,it is possible ,w ith r easonable cost ,to r apidly develop G IS application softwar e for v ario us mobile dev ices.Key words :mo bile G IS ;component techno log y ;component -based G IS1 引 言GIS (Geog raphic Infor mation System,简称G IS)即地理信息系统,是管理和研究空间数据的计算机系统.近年,计算机和网络技术飞速发展,移动GIS 成为未来发展的一个方向.但是G IS 的应用需求仍在扩展,它应当可以更加广泛地应用到人们的日常生活中.因此GIS 软件开发商希望能够快速、低成本开发出面向各类移动设备、适用于各类环境、功能丰富的移动GIS 应用软件.同时,由于GIS 应用的特点,使得单一的数据源无法满足移动GIS 应用的需求.因此希望能够使用多个数据源的数据,实现与多种异构数据源的无缝结合.组件技术的出现,使快速开发软件成为可能.通过开发一系列的具有特定功能的组件,按需求将满足功能的组件组合起来,形成定制的产品,可以极大的提高软件的开发速度,降低成本.在应用组件技术基础上,可以采用XM L 等技术融合来自多个数据源的数据,并用这些技术描述组件之间,组件和数据源之间传递的消息、数据,能够极大的提高软件的应用性和扩展性.因此,本文提出了一种使用组件技术来解决当前移动GIS 软件开发过程中存在的问题,提供了一种移动GI S 应用软件设计的体系结构.2 移动GIS 简介2.1 移动GIS 的特点移动GIS 是W eb GIS 的一种,是继Web G IS 以后GIS 系统的又一次大飞跃,它使得人们能够在任何地点、时间享受GIS 系统提供的服务.移动G IS 系统与传统的Web GIS 系统相比具有其自身的特点:1)终端的多样性;2)分布式数据源;3)信息载体的多样性;4)有限的带宽和计算能力;鉴于上述特点,移动G IS 要容纳各种终端设备和数据源.因此,移动G IS 的体系结构,数据的表示形式和传递方式显得尤为重要.小型微型计算机系统Journal of Chinese Computer Sy stems 2007年3月第3期Vo l.28N o.320072.2 当前的解决方案及存在的问题虽然移动GIS的出现只是近几年的事情,但是由于用户需求增长很快,各大GIS厂商都提供了自己的解决方案.主要有:1)ESRI的A r cP adA rcPad主要是ESR I的W eb G IS产品的一个无线终端,它的后台服务器端还是ESRI的WebGIS Serv er.2)A uto desk的M apG uide OnsitA uto desk的移动G IS解决方案本质上就是W eb GIS服务器+移动客户端.它们的解决方案可以说只是简单的Web GIS方案无线化.3)M apI nfo的miA w areM iA w are利用了M apInfo的桌面/W eb G IS产品上的核心技术(即M apInfo核心技术),同时也推出了专门针对移动GIS的新技术.可以说M apInfo的移动GIS解决方案相比其原有的W eb G IS产品有较大的创新和突破[1].上述方案中,仍然存在一些不足:1)只支持有限种类的移动客户端;2)无法协同表示和表现G IS数据和其他类型的数据;3)无法透明的访问其他异构的空间数据源;4)采用太多的专有技术,对普通用户和二次开发者而言,系统缺乏开放;5)软件模块的层次性比较模糊.以上这些问题的产生,表面上看来是系统实现引起的问题.但是,究其根本原因在于:系统的体系结构和数据组织.3 组件式GIS简介3.1 GIS的组件化趋势随着计算机软件技术的发展和组件技术的出现,GIS发展到了一个全新的阶段.通过将复杂、庞大的G IS系统分解为具有特定功能的组件,软件整体采用分层的结构,使G IS 的开发和维护更加简便.因此GI S组件化代表了当今GIS发展的潮流.3.2 组件式GIS的优点组件式GIS同传统的GIS比较,这一技术具有以下几方面优点:3.2.1 高效无缝的系统集成组件式GIS不依赖于某一种开发语言,可以嵌入通用的开发环境中实现GIS功能,专业模型则可以使用这些通用开发环境来实现,也可以插入其它的专业性模型分析控件.因此,使用组件式GIS可以实现高效、无缝的系统集成.3.2.2 无须专门GIS开发语言组件式GIS则不需要专门的GIS二次开发语言,只需实现G IS的基本功能函数,按照组件标准开发接口.这有利于减轻G IS软件开发者的负担,而且增强了GIS软件的可扩展性.3.2.3 大众化的GIS组件式G IS的出现使G IS不仅是专家们的专业分析工具,同时也成为普通用户对地理相关数据进行管理的可视化工具.新型的组件式G IS是面向位于金字塔下部的数据使用者和浏览者的.使用组件式GIS,可以方便地进行地理数据的分析、浏览和发布.3.2.4 成本低组件式GIS提供空间数据的采集、存储、管理、分析和模拟等功能,至于其他非GIS功能(如关系数据库管理、统计图表制作等)则可以使用专业厂商提供的专门组件,有利于降低GIS软件开发成本.另一方面,组件式GIS本身又可以划分为多个控件,分别完成不同功能.用户可以根据实际需要选择所需控件,最大限度地降低了用户的经济负担[2].由于上述优点,采用组件技术重新构建移动GIS体系结构是很好的解决方案.4 总体设计方案4.1 新的移动GIS系统结构为了适应各种环境下的应用,新的GI S系统构架应该达到以下几个目标:1)能够快速开发出面向多种移动设备的G IS应用软件;2)能够融合来自多个异构数据源的数据;3)能够表示多种数据类型;用户界面逻辑功能基本功能数据融合数据访问图1 新的移动GI S系统分层结构Fig.1 L ayers of new mobile G IS ar chitecture 为了达成以上目标,同时结合设计模式的实际应用,本文提出了如下的五层系统构架,如图1所示.4.2 新系统结构的特点4.2.1 设备适应性强采用分层的体系结构,通过用户界面层,把用户终端设备和G IS功能的数据采集、处理隔离开来,只需开发不用的用户界面层去适应不同的终端设备;通过数据访问层,把数据采集设备和G IS的数据处理、显示隔离开来,只需开发不同数据采集模块去适应不同的数据源,以简单的方式实现异构数据源的共同处理.4.2.2 层次划分明确上下层之间通过消息传递,实现数据和控制信息的交流.通过固定的接口,不需暴露层内的实现逻辑,避免了逻辑功能改变时对上下层的影响.这样,在消息结构和接口的相对稳定的情况下,使得层内实现逻辑的变动拥有较高的自由度[3]. 4.3 各层结构及功能介绍4.3.1 数据访问层数据访问层位于体系结构的最底层,如图2所示.它的主要功能是从数据源检索数据.目前有实时接收卡数据,数据库数据,固定格式文件数据4673期 郭晋伟等:基于组件技术的移动GIS应用软件的设计 等多种异构数据,在数据访问层内,根据上层传来的请求所形成相应的检索语句,进行真正的查询.查询的结构转化为专有的XM L 格式返回,提供给上层解析.4.3.2 数据融合层数据融合层位于体系结构的第二层,如图2所示.该层掩藏了与数据相关的差异,对外提供一致的数据服务,使该层以上的各层只关注于功能和逻辑.图2 新的移动G IS 体系结构F ig.2 Str ucture of new mobileG IS architecture 控制逻辑模块的功能是将功能层的请求分解为面向各个数据源的请求,并将来自各数据源的结果数据结合起来.格式转换器将来自控制逻辑的请求格式转化为对应的数据源能够识别的请求格式,并将结果数据转化为一致的数据表示格式.4.3.3 基本功能层基本功能层位于体系结构的第三层,如图2所示.该层是一些独立的、稳定的、基本的GI S 功能组件的集合.使用这一层提供的功能可以组合出各种G IS 应用.基本功能是整个体系结构中的重点,因为具有最高的复用性.这一层设计的好坏决定了能够多大程度的缩短软件开发周期,降低软件开发成本.而设计难点体现在如何抽取独立的、稳定组件,如何定义通用的、具有扩展性的组件接口,使其不仅能满足当前的需求,还能兼顾未来发展的需要.为了提高组件的复用性,对各个基本功能又进行了进一步的划分.以数据检索功能为例,可以进一步划分为:电话号码检索、设施检索、住所检索等;检索控制逻辑组合了各种检索功能,对外提供了整体的检索服务.4.3.4 逻辑功能层逻辑功能层位于体系结构的第四层,如图2所示.该层针对特定类型的移动设备提供了完整的逻辑功能.这种完整功能是通过组合基本功能提供的各项独立的特定的功能来实现的.例如面向手机GIS 只需要实时定位和数据检索功能,那么手机的逻辑功能模块只要组合这两项功能就可以了.而汽车导航系统则需要组合实时定位、道路计算、数据检索、路径引导等功能.将这一层分离出来是为了减少其下的基本功能层的变动.基本的功能层提的只是具有特定G IS 功能的组件群,与应用无关;与特定应用相关的逻辑都包含在逻辑功能层中[4].由此,使得在基本功能层提取高复用性的组件成为可能.这一层相对基本功能层来说是容易发生变化的,当GIS 应用软件供应商希望升级当前的手机GIS 应用软件,或者为新的移动设备开发G IS 软件时,就需要修改或开发新的逻辑功能模块.4.3.5 用户界面层用户界面层位于体系结构顶层,如图2所示.该层使用逻辑功能层提供的功能,构建用户友好的图形界面.将该层分离出来,使得开发新的模型变得很容易.例如,要为不同型号的手机希望提供风格各异的界面,只需要在更换一下界面就可以了,而无需改变逻辑功能.甚至,用户可以时常从网上下载供应商提供的更时尚的界面来取代原来的界面,就像更换手机外壳一样容易.4.4 总体结构结合上面的各层就形成了如图2所示的G IS 系统架构.在该架构中可以很容易的替换某一层,复用某一层的组件,是一个具有很高的扩展性的开放的系统架构.采用新的系统构架大大降低了移动GIS 应用软件的复杂性,可以很好的解决一开始提出的快速开发面向多种移动设备的问题,也为数据融合奠定了基础.5 应用实例在具体的车载移动式GIS 应用开发中,我们采用了上述的五层体系结构.整个G IS 系统采用C ++语言开发,运行平台选择嵌入式Linux ,针对车载设备的特性,主要针对数据访问层和用户界面层作一些特殊开发,其他各层使用通用模块.在车载G IS 系统中,数据采集通过两种方式实现,一种是定位方式,通过外置天线接收导航卫星实时数据,车载GIS 软件的数据访问层通过设备访问引擎读取数据;另外一种是导航方式,数据访问引擎访问DV D 驱动器中DV D 光盘固定格式数据源.数据访问引擎接受到的数据是串行数据,当接收到完整的一组数据时,数据访问引擎把这组数据发送到数据融合层.数据融合层对收到的串行数据进行格式转化,解析出绝对坐标数值,然后把解析结果发送到基本功能层.基本功能层一般要缓存一部分数据,以便进行数值计算,计算出相对于现实坐标的数值,然后把解析结果发送到逻辑功能层.在逻辑功能层,主要针对汽车导航的特殊要求,实现实时定位,道路计算,和路径引导等功能.最后,数据发送到用户界面层,在车载GI S 中,要实现大468 小 型 微 型 计 算 机 系 统 2007年分辨率(640*480)和小分辨率(340*280)图形显示,图像最终显示在L CD 屏幕上;同时,用户界面要处理触摸屏和按键两种输入方式,来接收用户的输入指令.具体基于五层架构的车载GIS 系统应用实例见图3.该例子显示了在定位模式下,系统从实时数据源接收数据,实现图3 车载移动G IS 应用实例Fig .3 Realizatio n o f auto G IS定位功能.用户也可以通过选择目的地,在2维地图上最优路径求解,自动导航.6 结束语本文根据当前移动GIS 产品存在的主要问题,分析了这些问题产生的根源在于系统的体系结构和数据组织,为解决体系结构问题用组件技术重新构架了移动GI S 系统,提供了一种解决方案.可以在本文基础上用XM L 解决一致的数据表示的问题,来最终解决移动GIS 软件的优化开发.References :[1]Zhou Xin -tie,Li u Shu-hua.Devel opmen t of component technologyand GIS [EB /OL ].Geography Information S ys tem Forum (w ww ),2000.[2]Song Guan -fu,Zhong Er-shun,W ang E r-qi.Web GIS —internet-based geography information s ystem [J ].China Image andGraphics T ransasthen,1998,(3):251-254.[3]Erich Gamma .Design mode [M ].Beijing :China M echanismIndustry Publish 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文件格式提交.所有稿件将依据统一的原则进行审理,然后大会根据稿件的审理结果决定稿件是否录用.所有录用稿件将收录在本届大会论文集中.此外,本届大会的优秀稿件将推荐在《计算机学报》、《软件学报》、《计算机研究与发展》上发表.展览:本届大会将举办一系列展览,欢迎海内外企业、出版社、高校和研究所来参展.参展主题不限,可以是企业产品、出版物、高校和研究所研究成果以及组织形象等.网址:htt p ://ccf .or g .cn /cncc 2007主办:中国计算机学会 苏州市人民政府承办:苏州市科学技术协会征稿截止:2007年7月30日论文处理结果通知:2007年8月30日4693期 郭晋伟等:基于组件技术的移动GIS 应用软件的设计 。
移动gis解决方案
移动 GIS 解决方案概述移动 GIS（Geographic Information System）是一种基于移动设备的地理信息系统，将地理数据与移动技术相结合，为用户提供位置感知、地图浏览、空间分析等功能。
移动 GIS 的出现使得人们可以随时随地获取地理信息，并将其应用于各种领域，如城市规划、交通管理、环境监测等。
本文将介绍移动 GIS 的解决方案及其应用案例。
移动 GIS 解决方案数据采集移动 GIS 解决方案中的第一步是数据采集。
通过移动设备的定位、传感器和外接设备，可以采集到各种地理信息数据，如地点坐标、地形地貌、地质信息等。
这些数据可以通过各种方式进行采集，如手动标注、GPS 定位、摄像头拍摄等。
采集到的数据可以实时传输到 GIS 平台进行分析和处理。
数据存储与管理移动 GIS 解决方案中的数据存储与管理是一个重要环节。
移动设备通过与云存储、数据库等进行数据同步，可以确保数据的安全性和可用性。
同时，数据管理平台还可以对数据进行分类、标注、搜索等操作，方便用户对数据进行查找和使用。
地图浏览与导航移动 GIS 解决方案提供了地图浏览和导航功能，使用户可以随时随地查看地图信息，并进行导航。
用户可以通过移动设备的触摸屏幕进行地图缩放、平移等操作，也可以获得实时的定位和导航指引。
地图浏览和导航功能可以应用于旅游导航、物流运输、紧急救助等领域。
空间分析与可视化移动 GIS 解决方案中的空间分析和可视化功能可以对地理数据进行分析和展示。
通过移动设备的处理能力，可以进行各种地理数据分析，如地点距离计算、路径规划、热力图分析等。
同时，移动设备还可以实现数据的可视化展示，如图表、动态地图等形式，提高用户对地理数据的理解和应用能力。
应用案例城市规划移动 GIS 解决方案在城市规划中起着重要作用。
通过移动设备的定位和传感器，可以采集到城市各个角落的地理数据，如建筑物、交通流量、环境指标等。
这些数据可以供城市规划师进行分析和决策，并实时反馈给相关部门进行管理。
移动gis解决方案
移动gis解决方案移动GIS（Geographic Information System）是一种基于移动设备的地理信息系统，可以实现地理数据的采集、存储、处理和展示。
它结合了地理信息技术和移动技术，为用户提供了便捷的地理信息服务。
一、需求分析在现代社会，地理信息在各个行业中起着重要的作用，如城市规划、交通管理、环境保护等。
随着移动设备的普及和移动互联网的发展，移动GIS解决方案的需求也越来越迫切。
我们的移动GIS解决方案旨在满足以下需求：1. 实时地理数据采集：能够通过移动设备对地理数据进行实时采集，如位置、坐标、地形等。
2. 数据存储与管理：能够将采集到的地理数据进行存储和管理，包括数据的分类、整理和备份。
3. 数据处理与分析：能够对存储的地理数据进行处理和分析，提取有用的信息，如地图制作、空间分析等。
4. 数据展示与共享：能够将处理后的地理数据以图形、表格等形式进行展示，并能够方便地与他人共享。
5. 多平台支持：能够在不同的移动设备上运行，如手机、平板电脑等，支持多种操作系统。
二、解决方案设计基于以上需求，我们提出了以下解决方案设计：1. 移动应用开发：我们将开发一款移动应用程序，支持多平台，如iOS、Android等。
该应用程序将提供地理数据采集、存储、处理和展示的功能。
2. 地理数据采集：通过应用程序，用户可以使用移动设备对地理数据进行实时采集。
例如，用户可以通过GPS定位功能获取位置信息，通过摄像头获取图像信息，通过传感器获取环境信息等。
3. 数据存储与管理：采集到的地理数据将被存储在云端服务器上，确保数据的安全性和可靠性。
同时，我们将设计一套完善的数据管理系统，包括数据的分类、整理和备份等功能。
4. 数据处理与分析：通过应用程序，用户可以对存储的地理数据进行处理和分析。
例如，用户可以制作地图、进行空间分析、生成统计报表等。
5. 数据展示与共享：处理后的地理数据可以以图形、表格等形式进行展示，并可以方便地与他人共享。
《2024年组件技术在GIS原理实验教学中的应用》范文
《组件技术在GIS原理实验教学中的应用》篇一一、引言地理信息系统（GIS）作为一门涉及地理学、计算机科学、遥感技术等多领域的交叉学科，其实验教学的重要性不言而喻。
在GIS原理的实验教学当中，应用组件技术是提升教学效率和学生实践能力的重要手段。
本文将详细探讨组件技术在GIS原理实验教学中的应用。
二、组件技术的概述组件技术是一种面向对象的技术，其核心思想是将软件系统划分为一系列独立的、可重复使用的组件。
这些组件之间通过定义良好的接口进行交互，从而构建出复杂的软件系统。
在GIS领域，组件技术被广泛应用于构建各种GIS软件系统，如地图制作、空间分析、数据管理等。
三、组件技术在GIS原理实验教学中的应用1. 提升教学效率在GIS原理的实验教学中，应用组件技术可以大大提升教学效率。
教师可以通过预先设计好的组件，快速构建出实验所需的GIS系统，从而节省了大量的编程时间和精力。
同时，学生也可以通过使用这些组件，快速理解和掌握GIS系统的基本原理和操作方法。
2. 增强学生实践能力组件技术为学生的实践操作提供了便利。
学生可以通过拖拽、组合不同的组件，快速完成地图制作、空间分析等实验任务。
这不仅可以增强学生的实践能力，还可以提高学生的创新能力和解决问题的能力。
3. 丰富实验教学内容组件技术的广泛应用，使得实验教学内容更加丰富多样。
教师可以根据教学需求，选择合适的组件进行组合和配置，从而构建出各种不同的实验场景和任务。
这不仅可以提高学生的学习兴趣和积极性，还可以使学生更加全面地掌握GIS原理和技能。
4. 促进师生交流与协作在GIS原理的实验教学中，师生之间、学生之间的交流与协作至关重要。
组件技术提供了一个良好的平台，使得师生之间可以方便地进行交流和协作。
教师可以根据学生的需求和反馈，对组件进行优化和改进，从而提高教学质量。
同时，学生之间也可以通过合作使用组件，共同完成实验任务，提高团队协作能力。
三、教学实践与效果评估在GIS原理的实验教学中应用组件技术，可以取得显著的教学效果。
移动gis解决方案
移动gis解决方案移动GIS解决方案是一种基于移动设备的地理信息系统应用，它结合了地理信息技术和移动通信技术，提供了在移动环境下进行地理信息采集、处理、分析和展示的能力。
该解决方案可以广泛应用于城市规划、环境保护、资源管理、应急救援等领域，为用户提供了便捷、高效的地理信息服务。
一、解决方案的概述移动GIS解决方案主要包括移动设备、GIS软件、地理数据和网络通信等组成部分。
移动设备可以是智能手机、平板电脑或手持终端，通过安装GIS软件，实现对地理数据的采集、编辑和查询等功能。
地理数据可以包括地图、影像、矢量数据等，通过网络通信技术，将数据传输到移动设备上，实现实时的地理信息展示和分析。
二、解决方案的应用场景1. 城市规划：移动GIS解决方案可以帮助城市规划部门进行地理数据的采集和更新，实现对城市基础设施、土地利用、交通网络等信息的实时监测和分析，为城市规划决策提供科学依据。
2. 环境保护：移动GIS解决方案可以用于环境监测和评估，通过移动设备采集环境数据，如空气质量、水质状况等，实时传输到GIS系统中进行分析和展示，帮助环境保护部门及时发现和处理环境问题。
3. 资源管理：移动GIS解决方案可以用于自然资源管理，如林业、水利、农业等领域。
通过移动设备采集资源数据，如植被类型、土壤质量等，结合地理空间分析功能，实现资源的合理利用和保护。
4. 应急救援：移动GIS解决方案可以用于应急救援工作，通过移动设备采集灾害现场的地理数据，如灾情、人员分布等，实时传输到指挥中心进行分析和指挥，提高救援效率和准确性。
三、解决方案的优势1. 灵活便捷：移动GIS解决方案可以随时随地进行地理数据的采集和处理，不受时间和空间的限制，提高工作效率和灵活性。
2. 实时更新：通过网络通信技术，移动GIS解决方案可以实现地理数据的实时更新，保证数据的准确性和时效性。
3. 数据共享：移动GIS解决方案可以实现地理数据的共享和协同工作，不同部门和人员可以共同编辑和使用地理数据，提高工作效率和数据的一致性。
移动gis解决方案
移动gis解决方案移动GIS解决方案是一种基于地理信息系统（GIS）技术的移动应用解决方案，旨在提供地理空间数据的实时采集、处理和分析功能。
它结合了移动设备的便携性和GIS技术的空间分析能力，为用户提供了更加灵活和高效的地理信息服务。
一、解决方案概述移动GIS解决方案主要包括以下几个方面的内容：1. 移动设备支持：该解决方案支持主流的移动设备操作系统，如Android和iOS，以及各种型号的智能手机和平板电脑。
2. 数据采集：通过移动设备的GPS定位功能和摄像头等硬件设备，可以实时采集地理空间数据，如位置坐标、照片、视频等。
3. 数据处理：移动GIS解决方案提供了数据处理和分析的功能，可以对采集到的数据进行编辑、整理和加工，生成专业的地图、报告和统计分析结果。
4. 离线支持：为了应对没有网络连接的情况，移动GIS解决方案还支持离线数据存储和离线地图浏览功能，用户可以在没有网络的环境下继续使用移动GIS应用。
5. 数据共享与协作：移动GIS解决方案提供了数据共享和协作的功能，可以将采集到的数据和分析结果与其他用户进行共享，并支持多人协同编辑和实时更新。
二、解决方案特点移动GIS解决方案具有以下几个特点：1. 灵活性：移动GIS解决方案可以根据用户的需求进行定制，用户可以根据自己的工作流程和业务需求，选择合适的功能和工具，实现个性化的移动GIS应用。
2. 实时性：移动GIS解决方案支持实时数据采集和处理，可以在移动设备上即时获取最新的地理信息数据，并进行实时的空间分析和决策支持。
3. 可视化：移动GIS解决方案通过地图和可视化的方式展示地理信息数据，使用户能够直观地理解和分析地理空间数据，提高工作效率和决策质量。
4. 高效性：移动GIS解决方案利用移动设备的便携性和智能性，提供了高效的数据采集和处理工具，减少了传统GIS应用中繁琐的数据传输和处理过程。
5. 扩展性：移动GIS解决方案可以与其他GIS系统和软件进行集成，实现数据的无缝传输和共享，提高整体的GIS应用效能。
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收稿日期:2005-11-09 作者简介:郭晋伟,男,1977年生,硕士研究生,助理研究员,研究方向为信息工程、嵌入式系统等;范国珍,女,1976年生,助理研究员,研究方向为嵌入式系统;于 东,男,1966年生,博士,研究员,博士生导师,研究方向为嵌入式系统、数控系统、智能控制等.基于组件技术的移动GIS 应用软件的设计郭晋伟1,2,3,范国珍3,于 东21(中国科学院研究生院,北京100039)2(中国科学院沈阳计算技术研究所,辽宁沈阳110004)3(东软集团有限公司,沈阳110004)E -mail :guojw @dl .cn摘 要:随着通讯技术飞速发展,移动G IS 将是地理信息系统应用的发展方向.本文提供了一种基于组件技术的移动G IS 应用软件设计的体系结构.通过使用组件技术重新构建移动GIS 系统结构,可以将复杂的移动GIS 系统分解为具有特定功能的组件的集合.通过复用、集成具有各种功能的组件,可以快速开发出面向各种移动设备的G IS 应用软件.关键词:移动GIS;组件技术;组件式G IS中图分类号:T P 311 文献标识码:A 文章编号:1000-1220(2007)03-0466-04Design and Implementation of Mobil e GIS Application Software Based on Component TechnologyGU O Jin-wei 1,2,3,F A N G uo -zhen 3,Y U Do ng 21(Graduate School of T he Chinese A cad emy of S ci ences ,B ei j i ng 100039,Chi na )2(Shenyang I nsti tute of Comp uting T echnolog y ,T he Chinese A cad emy of S ci ences ,S heny ang 110004,China )3(Neusof t Gr oup Inc .,Shenyang 110004,China )Abstract :W ith the dev elopment of tr anspo rtatio n and com munication,M obile GIS w ill be the trend o f GIS dev elopment.T o solve these pr oblems ,component t echnolog y is used in t his thesis .By reconstructing architectur e o f M obile G IS system wit h component technology ,the complicated M o bile GIS sy stem can be div ided into some functional compo nents.A nd by reusing and integr ating these functional components ,it is possible ,w ith r easonable cost ,to r apidly develop G IS application softwar e for v ario us mobile dev ices.Key words :mo bile G IS ;component techno log y ;component -based G IS1 引 言GIS (Geog raphic Infor mation System,简称G IS)即地理信息系统,是管理和研究空间数据的计算机系统.近年,计算机和网络技术飞速发展,移动GIS 成为未来发展的一个方向.但是G IS 的应用需求仍在扩展,它应当可以更加广泛地应用到人们的日常生活中.因此GIS 软件开发商希望能够快速、低成本开发出面向各类移动设备、适用于各类环境、功能丰富的移动GIS 应用软件.同时,由于GIS 应用的特点,使得单一的数据源无法满足移动GIS 应用的需求.因此希望能够使用多个数据源的数据,实现与多种异构数据源的无缝结合.组件技术的出现,使快速开发软件成为可能.通过开发一系列的具有特定功能的组件,按需求将满足功能的组件组合起来,形成定制的产品,可以极大的提高软件的开发速度,降低成本.在应用组件技术基础上,可以采用XM L 等技术融合来自多个数据源的数据,并用这些技术描述组件之间,组件和数据源之间传递的消息、数据,能够极大的提高软件的应用性和扩展性.因此,本文提出了一种使用组件技术来解决当前移动GIS 软件开发过程中存在的问题,提供了一种移动GI S 应用软件设计的体系结构.2 移动GIS 简介2.1 移动GIS 的特点移动GIS 是W eb GIS 的一种,是继Web G IS 以后GIS 系统的又一次大飞跃,它使得人们能够在任何地点、时间享受GIS 系统提供的服务.移动G IS 系统与传统的Web GIS 系统相比具有其自身的特点:1)终端的多样性;2)分布式数据源;3)信息载体的多样性;4)有限的带宽和计算能力;鉴于上述特点,移动G IS 要容纳各种终端设备和数据源.因此,移动G IS 的体系结构,数据的表示形式和传递方式显得尤为重要.小型微型计算机系统Journal of Chinese Computer Sy stems 2007年3月第3期Vo l.28N o.320072.2 当前的解决方案及存在的问题虽然移动GIS的出现只是近几年的事情,但是由于用户需求增长很快,各大GIS厂商都提供了自己的解决方案.主要有:1)ESRI的A r cP adA rcPad主要是ESR I的W eb G IS产品的一个无线终端,它的后台服务器端还是ESRI的WebGIS Serv er.2)A uto desk的M apG uide OnsitA uto desk的移动G IS解决方案本质上就是W eb GIS服务器+移动客户端.它们的解决方案可以说只是简单的Web GIS方案无线化.3)M apI nfo的miA w areM iA w are利用了M apInfo的桌面/W eb G IS产品上的核心技术(即M apInfo核心技术),同时也推出了专门针对移动GIS的新技术.可以说M apInfo的移动GIS解决方案相比其原有的W eb G IS产品有较大的创新和突破[1].上述方案中,仍然存在一些不足:1)只支持有限种类的移动客户端;2)无法协同表示和表现G IS数据和其他类型的数据;3)无法透明的访问其他异构的空间数据源;4)采用太多的专有技术,对普通用户和二次开发者而言,系统缺乏开放;5)软件模块的层次性比较模糊.以上这些问题的产生,表面上看来是系统实现引起的问题.但是,究其根本原因在于:系统的体系结构和数据组织.3 组件式GIS简介3.1 GIS的组件化趋势随着计算机软件技术的发展和组件技术的出现,GIS发展到了一个全新的阶段.通过将复杂、庞大的G IS系统分解为具有特定功能的组件,软件整体采用分层的结构,使G IS 的开发和维护更加简便.因此GI S组件化代表了当今GIS发展的潮流.3.2 组件式GIS的优点组件式GIS同传统的GIS比较,这一技术具有以下几方面优点:3.2.1 高效无缝的系统集成组件式GIS不依赖于某一种开发语言,可以嵌入通用的开发环境中实现GIS功能,专业模型则可以使用这些通用开发环境来实现,也可以插入其它的专业性模型分析控件.因此,使用组件式GIS可以实现高效、无缝的系统集成.3.2.2 无须专门GIS开发语言组件式GIS则不需要专门的GIS二次开发语言,只需实现G IS的基本功能函数,按照组件标准开发接口.这有利于减轻G IS软件开发者的负担,而且增强了GIS软件的可扩展性.3.2.3 大众化的GIS组件式G IS的出现使G IS不仅是专家们的专业分析工具,同时也成为普通用户对地理相关数据进行管理的可视化工具.新型的组件式G IS是面向位于金字塔下部的数据使用者和浏览者的.使用组件式GIS,可以方便地进行地理数据的分析、浏览和发布.3.2.4 成本低组件式GIS提供空间数据的采集、存储、管理、分析和模拟等功能,至于其他非GIS功能(如关系数据库管理、统计图表制作等)则可以使用专业厂商提供的专门组件,有利于降低GIS软件开发成本.另一方面,组件式GIS本身又可以划分为多个控件,分别完成不同功能.用户可以根据实际需要选择所需控件,最大限度地降低了用户的经济负担[2].由于上述优点,采用组件技术重新构建移动GIS体系结构是很好的解决方案.4 总体设计方案4.1 新的移动GIS系统结构为了适应各种环境下的应用,新的GI S系统构架应该达到以下几个目标:1)能够快速开发出面向多种移动设备的G IS应用软件;2)能够融合来自多个异构数据源的数据;3)能够表示多种数据类型;用户界面逻辑功能基本功能数据融合数据访问图1 新的移动GI S系统分层结构Fig.1 L ayers of new mobile G IS ar chitecture 为了达成以上目标,同时结合设计模式的实际应用,本文提出了如下的五层系统构架,如图1所示.4.2 新系统结构的特点4.2.1 设备适应性强采用分层的体系结构,通过用户界面层,把用户终端设备和G IS功能的数据采集、处理隔离开来,只需开发不用的用户界面层去适应不同的终端设备;通过数据访问层,把数据采集设备和G IS的数据处理、显示隔离开来,只需开发不同数据采集模块去适应不同的数据源,以简单的方式实现异构数据源的共同处理.4.2.2 层次划分明确上下层之间通过消息传递,实现数据和控制信息的交流.通过固定的接口,不需暴露层内的实现逻辑,避免了逻辑功能改变时对上下层的影响.这样,在消息结构和接口的相对稳定的情况下,使得层内实现逻辑的变动拥有较高的自由度[3]. 4.3 各层结构及功能介绍4.3.1 数据访问层数据访问层位于体系结构的最底层,如图2所示.它的主要功能是从数据源检索数据.目前有实时接收卡数据,数据库数据,固定格式文件数据4673期 郭晋伟等:基于组件技术的移动GIS应用软件的设计 等多种异构数据,在数据访问层内,根据上层传来的请求所形成相应的检索语句,进行真正的查询.查询的结构转化为专有的XM L 格式返回,提供给上层解析.4.3.2 数据融合层数据融合层位于体系结构的第二层,如图2所示.该层掩藏了与数据相关的差异,对外提供一致的数据服务,使该层以上的各层只关注于功能和逻辑.图2 新的移动G IS 体系结构F ig.2 Str ucture of new mobileG IS architecture 控制逻辑模块的功能是将功能层的请求分解为面向各个数据源的请求,并将来自各数据源的结果数据结合起来.格式转换器将来自控制逻辑的请求格式转化为对应的数据源能够识别的请求格式,并将结果数据转化为一致的数据表示格式.4.3.3 基本功能层基本功能层位于体系结构的第三层,如图2所示.该层是一些独立的、稳定的、基本的GI S 功能组件的集合.使用这一层提供的功能可以组合出各种G IS 应用.基本功能是整个体系结构中的重点,因为具有最高的复用性.这一层设计的好坏决定了能够多大程度的缩短软件开发周期,降低软件开发成本.而设计难点体现在如何抽取独立的、稳定组件,如何定义通用的、具有扩展性的组件接口,使其不仅能满足当前的需求,还能兼顾未来发展的需要.为了提高组件的复用性,对各个基本功能又进行了进一步的划分.以数据检索功能为例,可以进一步划分为:电话号码检索、设施检索、住所检索等;检索控制逻辑组合了各种检索功能,对外提供了整体的检索服务.4.3.4 逻辑功能层逻辑功能层位于体系结构的第四层,如图2所示.该层针对特定类型的移动设备提供了完整的逻辑功能.这种完整功能是通过组合基本功能提供的各项独立的特定的功能来实现的.例如面向手机GIS 只需要实时定位和数据检索功能,那么手机的逻辑功能模块只要组合这两项功能就可以了.而汽车导航系统则需要组合实时定位、道路计算、数据检索、路径引导等功能.将这一层分离出来是为了减少其下的基本功能层的变动.基本的功能层提的只是具有特定G IS 功能的组件群,与应用无关;与特定应用相关的逻辑都包含在逻辑功能层中[4].由此,使得在基本功能层提取高复用性的组件成为可能.这一层相对基本功能层来说是容易发生变化的,当GIS 应用软件供应商希望升级当前的手机GIS 应用软件,或者为新的移动设备开发G IS 软件时,就需要修改或开发新的逻辑功能模块.4.3.5 用户界面层用户界面层位于体系结构顶层,如图2所示.该层使用逻辑功能层提供的功能,构建用户友好的图形界面.将该层分离出来,使得开发新的模型变得很容易.例如,要为不同型号的手机希望提供风格各异的界面,只需要在更换一下界面就可以了,而无需改变逻辑功能.甚至,用户可以时常从网上下载供应商提供的更时尚的界面来取代原来的界面,就像更换手机外壳一样容易.4.4 总体结构结合上面的各层就形成了如图2所示的G IS 系统架构.在该架构中可以很容易的替换某一层,复用某一层的组件,是一个具有很高的扩展性的开放的系统架构.采用新的系统构架大大降低了移动GIS 应用软件的复杂性,可以很好的解决一开始提出的快速开发面向多种移动设备的问题,也为数据融合奠定了基础.5 应用实例在具体的车载移动式GIS 应用开发中,我们采用了上述的五层体系结构.整个G IS 系统采用C ++语言开发,运行平台选择嵌入式Linux ,针对车载设备的特性,主要针对数据访问层和用户界面层作一些特殊开发,其他各层使用通用模块.在车载G IS 系统中,数据采集通过两种方式实现,一种是定位方式,通过外置天线接收导航卫星实时数据,车载GIS 软件的数据访问层通过设备访问引擎读取数据;另外一种是导航方式,数据访问引擎访问DV D 驱动器中DV D 光盘固定格式数据源.数据访问引擎接受到的数据是串行数据,当接收到完整的一组数据时,数据访问引擎把这组数据发送到数据融合层.数据融合层对收到的串行数据进行格式转化,解析出绝对坐标数值,然后把解析结果发送到基本功能层.基本功能层一般要缓存一部分数据,以便进行数值计算,计算出相对于现实坐标的数值,然后把解析结果发送到逻辑功能层.在逻辑功能层,主要针对汽车导航的特殊要求,实现实时定位,道路计算,和路径引导等功能.最后,数据发送到用户界面层,在车载GI S 中,要实现大468 小 型 微 型 计 算 机 系 统 2007年分辨率(640*480)和小分辨率(340*280)图形显示,图像最终显示在L CD 屏幕上;同时,用户界面要处理触摸屏和按键两种输入方式,来接收用户的输入指令.具体基于五层架构的车载GIS 系统应用实例见图3.该例子显示了在定位模式下,系统从实时数据源接收数据,实现图3 车载移动G IS 应用实例Fig .3 Realizatio n o f auto G IS定位功能.用户也可以通过选择目的地,在2维地图上最优路径求解,自动导航.6 结束语本文根据当前移动GIS 产品存在的主要问题,分析了这些问题产生的根源在于系统的体系结构和数据组织,为解决体系结构问题用组件技术重新构架了移动GI S 系统,提供了一种解决方案.可以在本文基础上用XM L 解决一致的数据表示的问题,来最终解决移动GIS 软件的优化开发.References :[1]Zhou Xin -tie,Li u Shu-hua.Devel opmen t of component technologyand GIS [EB /OL ].Geography Information S ys tem Forum (w ww ),2000.[2]Song Guan -fu,Zhong Er-shun,W ang E r-qi.Web GIS —internet-based geography information s ystem [J ].China Image andGraphics T ransasthen,1998,(3):251-254.[3]Erich Gamma .Design mode [M ].Beijing :China M echanismIndustry Publish 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文件格式提交.所有稿件将依据统一的原则进行审理,然后大会根据稿件的审理结果决定稿件是否录用.所有录用稿件将收录在本届大会论文集中.此外,本届大会的优秀稿件将推荐在《计算机学报》、《软件学报》、《计算机研究与发展》上发表.展览:本届大会将举办一系列展览,欢迎海内外企业、出版社、高校和研究所来参展.参展主题不限,可以是企业产品、出版物、高校和研究所研究成果以及组织形象等.网址:htt p ://ccf .or g .cn /cncc 2007主办:中国计算机学会 苏州市人民政府承办:苏州市科学技术协会征稿截止:2007年7月30日论文处理结果通知:2007年8月30日4693期 郭晋伟等:基于组件技术的移动GIS 应用软件的设计 。