网络导航地理空间数据服务技术研究与实践

网络导航地理空间数据服务技术研究与实践

论文摘要

本文旨在移动网络环境下,为移动设备提供实时的、个性化的和综合的导航服务。利用网络服务技术的优势,构建了一个适合移动设备的网络导航服务系统,解决了现有导航服务中用户对地图数据需求量大与设备存储量相对较小、终端计算速度慢和数据不能实时更新的问题。本文主要内容和创新点概括如下:1.在分析现有的自主导航、车载导航技术基础上,针对它们存在的问题,而网络导航技术存在以下优势:用户不用直接与数据库相连,保证了数据的安全性;服务器存储数据量大,计算分析能力强,克服了自主导航服务模式的不足;从用户角度看,能够直接使用数据服务而不考虑数据的维护是相当轻松的。所以网络导航更适合于为人们提供地理空间信息服务。2.现有的导航数据模型大多是面向台式机而设计的,不适合用于移动设备,本文参考GDF4.0标准,结合网络导航的具体情况,按照层次化分类的方法,把要素大类分为要素子类,而每一个要素子类都有要素实例。然后结合网络导航用户的具体应用需求,提出了用于车辆和旅游的导航数据模型,用细节分层的思想来逐级显示不同的要素,从而能解决显示器显示范围有限和大数据量的地图要素间的矛盾。运用制图综合中的一些算法对地理空间数据的要素进行了简化,使得存储要素的数据量减少。3.为了优化数据的存储,针对数据文件组织的多样化,提出了网络导航地理空间数据组织的要求:数据的准确性、数据存储的高效性和数据检索的便捷性。详细讨论了MapXMobile、ArcPad数据文件的组织形式,然后基于Mobile SVG的特点,以及它相对于栅格图像的独特优势,采用四层SVG空间数据组织模型,对地理空间数据进行了组织。通过在功能、图形质量、数据文件大小和应用前景等方面对多种数据传输格式进行比较分析,本文得出结论:基于Mobile SVG的地理空间数据组织方式优于其它两种组织方式,它不但适合网络导航系统的数据交互操作,而且同一图幅的数据量也明显少于MapX Mobile、ArcPad两种格式的数据量。4.根据第二章的设计框架,进行了系统的设计实现。首对实验的开发环境进行介绍。然后对本系统的关键技术作了详细的阐述,结合所研究的课题,对网络导航服务系统进行了具体设计,实现了GPS的数据读取和应用,编写了常用坐标系之间的转换程序。然后根据用户请求进行终端数据的裁减和分析,对最短路径的相关边算法进行了改进,这种算法能够快速地进行最优路径分析。针对移动设备用户群体的约会请求,根据所有用户的位置信息,提出用最小圆的算法。5.基于上述理论及网络导航系统设计,以郑州市电子地图为实验数据,就移动空间信息的自适应做了一个实验。实验采用普通用户和高级用户两种模式,根据用户的服务请求,经过地图自适应服务器处理,首次提出移动地图信息的自适应服务。通过实验发现,传输简明的地图数据给普通手机用户,能够得到清晰的地图服务,这样既减小了下载地图的数据量,又能够较快的显示地图。高级用户终端的计算和存储能力都优于普通用户,因此,自适应服务处理器给高端的PDA用户提供了更详细的兴趣点周围的地图信息。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究目的
  • 1.1.1 相关背景
  • 1.1.2 问题的提出
  • 1.2 地理空间导航的现状
  • 1.2.1 地理空间导航技术的现状
  • 1.2.2 导航地理数据库的现状
  • 1.2.3 发展趋势
  • 1.3 论文的主要研究内容和组织
  • 1.3.1 研究的主要内容
  • 1.3.2 论文的组织
  • 第二章 移动导航服务技术
  • 2.1 自主导航服务
  • 2.1.1 手持导航设备
  • 2.1.2 车载导航系统
  • 2.1.3 自主导航系统存在的问题
  • 2.2 Google Earth导航服务
  • 2.3 网络导航服务技术
  • 2.3.1 移动设备端
  • 2.3.2 移动通讯
  • 2.3.3 NNS服务器
  • 2.4 本章小结
  • 第三章 网络导航地理空间数据应用模型
  • 3.1 网络导航地理空间数据模型要求
  • 3.1.1 导航地理空间数据的内容
  • 3.1.2 拓扑关系的描述
  • 3.1.3 异构导航数据库集成
  • 3.2 网络导航地理空间数据的分层模型
  • 3.3 网络导航地理空间数据分级模型
  • 3.4 网络导航地理空间数据图层内要素的简化
  • 3.4.1 多段线的简化
  • 3.4.2 面状要素的合并
  • 3.5 本章小结
  • 第四章 网络导航地理空间数据的组织与传输
  • 4.1 网络导航的地理数据组织形式
  • 4.1.1 地理数据组织的要求
  • 4.1.2 基于MapXMobile的数据组织
  • 4.1.3 基于ArcPad的数据组织
  • 4.1.4 基于SVG的数据组织
  • 4.2 基于Mobile SVG网络导航地理空间数据的组织
  • 4.3 网络导航地理空间数据的传输格式
  • 4.4 本章小结
  • 第五章 网络导航服务系统的设计及其实现
  • 5.1 系统开发环境
  • 5.2 导航信号的获取与分析
  • 5.3 坐标的转换
  • 5.4 网络导航系统的自适应设计
  • 5.4.1 移动地图信息服务存在的问题
  • 5.4.2 根据用户请求进行终端数据的裁减和分析
  • 5.4.3 移动地图信息自适应服务
  • 5.5 系统的实现
  • 5.6 本章小结
  • 第六章 结论与展望
  • 6.1 总结
  • 6.2 展望
  • 参考文献
  • 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
  • 致谢
  • 相关论文文献

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