基于P2P和QoS的移动GIS地图服务模型研究_王柯

理论研究
2015年第1期
王 柯,等:基于P2P和QoS的移动GIS地图服务模型研究
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速发展，移动环境下的地图服务应用如雨后春笋般涌 现，其中基于LBS的移动GIS地图服务应用为典型代表， 也是目前应用最为广泛的领域[3]。移动GIS地图服务模 式可以按需进行服务产品的分类和提供，在服务内容上 具备了多样性，应用环境具有动态变化性，对无线网络 的依赖性较强，地图数据的更新周期较短，对地图数据 可进行分布式存储与管理，地图服务内容上为知识型信 息服务 。 目前，移动GIS地图服务应用正处于一个高速发展 阶段，一方面是由于移动空间地理信息服务需求正在不 断增长，另一方面是由于移动GIS应用技术开发平台的 不断成熟。基于移动GIS开发平台展开的地图服务应用 主要涵盖了路径规划与导航、基于位置的服务推送、交 通管理、应急数据采集、基于数据的决策支持等方面。
Research on the Mobile GIS Map Service Model Based on P2P and QoS
WANG Ke, ZHANG Wenshi, KANG Xin, MA Hongbin (Institute of Geospatial Information, Information Engineering University, Zhengzhou 450052, China)
(1)
式中，a n 为地图服务s t (s t ∈S )在地图服务质量属性
qj (qj ∈QoS )中的数值。S {s 1,s 2,…,sn }代表具有同一类或
相似地图服务数据的候选集合，地图服务质量属性集合 用QoS ={q 1,q 2,…,q n }表示，定义3个地图服务质量属性 值：地图服务价值P 、服务执行时间T (T =T 1+T 2，T 1 代表 地图服务处理时间，T 2代表地图服务发送时间)、地图 服务可靠性R (R =K /P ，K 代表地图服务完成次数，P 代表 地图服务总次数)，设定存在3个移动GIS地图服务数据
[4]
数据的分类、身份标识、优先级划分等操作，依据服务 数据的需求程度，来决定数据传输的优先级[7]。 科学的移动GIS地图服务QoS模型应该具备合理性， 地图服务数据应具备准确性、可靠性和动态性，地图数 据服务质量的属性个数应该是动态变化的，本文构建了 一种多维QoS模型。
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第22卷 第1期 2015年2月
地理信息世界 GEOMATICS WORLD
2015.02 V0l.22 No.1
引文格式：王 柯,张文诗,康 鑫,等.基于P2P和QoS的移动GIS地图服务模型研究[J].地理信息世界,2015,22(1):22-26.
基于P2P和QoS的移动GIS地图服务模型研究
1.2 P2P技术和QoS技术
1）P2P技术 P2P(peer to peer)是一种对等网络通信技术，在 其构建的对等网络中，每一个节点(peer)都可以共享服 务资源，节点之间不需要经过第三方中间体，可以直接 进行服务信息的交换和共享[5]。与传统的GIS地图服务 模式相比，基于P2P技术的移动GIS地图服务模式具有以 下优势[6]： ①分布式：分布式结构可以应用于移动GIS地图数 据的分布式存储与管理。 ②可扩展性：P2P技术可以将移动环境中的海量终 端节点聚合成一个巨大的服务池以提高服务匹配效率。 ③低成本：应用P2P技术的移动GIS地图服务系统中 的终端节点之间可以自动组织服务资源，有效降低系统 运行成本。 ④鲁棒性：P2P技术的分布式结构使得移动GIS地图 服务系统中的终端节点之间不存在单点失效的弊端。 ⑤个性化：P2P技术使得移动GIS地图服务系统中的 终端节点之间可以协作，以满足个性化服务需求。 2）QoS技术 QoS(Quality of Service)，作为一种服务质量控 制技术，主要用于确保移动网络中的重要服务不因网络 带宽的原因而延迟或丢失，可以保证移动GIS地图服务 应用的顺畅运行。QoS技术可以实现对移动GIS地图服务
GIS自出现以来，在各行各业得到了广泛普及和应 用。传统的GIS地图服务应用主要体现在PC版电子地图 和数字地图等服务模式上，应用环境相对固定，对无线 网络的依赖性不强，地图数据的更新周期较长，地图数 据的存储与管理较为集中，用户的服务需求比较单一， 地图服务内容上为数据型信息服务。 随着移动互联网技术、移动终端硬件技术和嵌入 式系统应用技术的出现和发展，移动GIS技术得到了飞
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0 引 言
当前，4G网络开始进入应用普及阶段，传统的GIS 地图服务功能正加速向移动GIS地图服务模式转变。随 着移动互联网通讯技术、嵌入式系统开发技术和智能移 动终端硬件技术的不断发展，移动GIS地图服务应用将 逐渐得到普及，成为移动用户随时随地获取地理空间信 息的服务平台[1]。 移动GIS地图服务应用，作为一种移动服务模式， 具备了实时高效、便携快捷、动态更新等优点，但也集 成了一些技术瓶颈和不足之处，主要表现在：地图数据 的快速获取与显示、多样性服务需求的动态匹配、海量 地图服务数据的缓存下载与高效传输等方面。移动网络 带宽窄、无线网络信号不稳定、移动终端硬件配置受限 等因素，导致了移动GIS地图服务应用中的地图显示效 果差、服务匹配效率低、数据下载速率小和数据传输不 稳定等问题的产生 。
Abstract: Firstly, this paper introduces the development and trend on the application of mobile GIS map service. Secondly, the mobile GIS map service is studied to building the method on peer-to-peer networks and map service quality control mechanism. Finally, in view of some existing weaknesses in the application of mobile GIS map service, four kinds of service model are put forward based on the technology of P2P and QoS, which are the data layering block model, the map service matching model, the data download cache model and the map data transmission model. These models have higher reference value and significance for mobile GIS map service application in theory research and technology development. Key words: P2P technology; QoS technology; mobile GIS; map service model; service matching
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ห้องสมุดไป่ตู้
理论研究
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地理信息世界 GEOMATICS WORLD
第22卷
数据块的遍历访问，有效提高了对服务数据的针对性提 取和快速显示。数据分层分块模型如图1所示。
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s 1，s 2，s 3，结合上述3个属性值，可得出QoS模型的表
达公式：
§ P T 1 R1 · ¨ 1 ¸ Q ¨ P2 T 2 R2 ¸ ¨ ¸ ¨ P3 T 3 R3 ¸ © ¹
(2)
2 移动GIS地图服务模型
2.1 数据分层分块模型
基于移动终端构建移动GIS地图服务系统时，必须 考虑硬件平台资源的受限性，比如存储空间、续航能 力、屏幕分辨率和内存容量等[8]。为提高移动GIS地图 服务系统中数据的读取效率和访问速度，本文提出了一 种数据分层分块模型。 数据分层分块模型的设计思想为：移动GIS地图数 据模型由多个相对独立的地图空间对象组成，每一个空 间对象包含多个数据图层，每一个数据图层都是点实体 层、线实体层、面实体层、注记属性层以及多媒体数据 关联层等图层信息的集合，每一图层中的要素都是以相 对独立的数据块为表现形式，将地图数据以上述拓扑关 系进行分层分块；对地图数据中的图层和数据块设置控 制开关，定义两种模式：打开/关闭模式；移动GIS地图 服务应用时，把地图服务对应的数据图层和相应的数据 块控制模式设置为打开模式，同时将其余无关图层和数 据块的控制模式设置为关闭模式，避免了对无关图层和