EGIS在水土保持移动监测系统中的应用研究

论文摘要

嵌入式地理信息系统(EGIS)是指在嵌入式设备上运行的地理信息系统,是当前GIS技术发展的一个热点和重要研究方向之一,已被广泛应用于军事、智能交通、旅游、自然资源调查、环境研究等多个领域。 传统水土保持工程的数据采集方式都非常耗时、耗资,并且专业性很强,无法满足水土保持工程的验收、监控等管理要求,是国内水土保持工程顺利实施的一个技术瓶颈。 本文旨在设计一个集嵌入式地理信息系统、卫星定位与导航技术、激光测距技术、现代通信技术于一体的水土保持移动监测系统,用于野外数据采集和水土保持工程验收及其相关业务的处理工作。 论文首先分析探讨了嵌入式地理信息系统的研究现状、技术背景、特点及应用技术,为水土保持移动监测系统的开发提供技术基础;其次深入研究嵌入式地理信息系统的基本理论,从数据采集、基础地理信息系统、通信与数据传输三个方面,提出了基于个人数字助理(PDA)的嵌入式地理信息系统完整逻辑框架设计模型;最后结合上述研究内容,设计开发了适用于水土保持行业的嵌入式地理信息系统,给出开发实例——“水土保持移动监测系统”。该系统的移动监测终端采用模块化设计,方便携带和使用,可以实现通讯、定位/导航、水土保持工程信息获取与处理、地形分析等功能。实验和测试的结果,证明了本文所开发系统的有效性和实用价值。 论文中设计的水土保持移动监测系统,是在嵌入式系统基础上面向专业领域的应用拓展,是国内第一个针对水土保持工程提出的移动监测终端,因此具有较大的创新性和推广应用价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 嵌入式地理信息系统
• 1.2 嵌入式地理信息系统的研究进展
• 1.2.1 国外的研究进展
• 1.2.2 国内的研究进展
• 1.3 嵌入式地理信息系统在水土保持资源管理中的应用概述
• 1.4 论文研究的主要内容和创新点
• 第2章 嵌入式地理信息系统中的应用技术
• 2.1 有关“嵌入式”的技术背景
• 2.1.1 嵌入式系统
• 2.1.2 嵌入式硬件系统
• 2.1.3 嵌入式操作系统
• 2.1.4 嵌入式地理信息系统的移动终端
• 2.2 无线通信技术
• 2.2.1 无线广域网络
• 2.2.2 无线局域网络
• 2.2.3 无线个人局域网络
• 2.2.4 无线网络技术参数比较
• 2.3 3S集成技术
• 2.3.1 遥感
• 2.3.2 全球定位系统
• 2.3.3 3S集成综述
• 2.4 LBS基于位置的信息服务技术
• 2.5 嵌入式地理信息系统的应用领域
• 2.5.1 警务系统
• 2.5.2 河务管理系统
• 2.5.3 车辆监控系统
• 第3章 嵌入式地理信息系统的基本理论
• 3.1 空间数据获取与处理
• 3.1.1 地图数字化
• 3.1.2 空间数据录入后的处理
• 3.2 空间数据结构及其编码
• 3.2.1 栅格数据结构及其编码
• 3.2.2 矢量数据结构及其编码
• 3.2.3 矢量和栅格结构的比较
• 3.2.4 空间索引机制
• 3.3 空间分析
• 3.4 数字地形模型
• 3.4.1 DEM的表示法
• 3.4.2 DEM的主要表示模型和相互转换
• 3.4.3 DEM的建立
• 3.4.4 DEM的分析和应用
• 3.5 空间建模与空间决策支持
• 3.5.1 空间决策支持模型
• 3.5.2 数据仓库与空间数据挖掘
• 3.6 空间数据表现与地理信息可视化
• 3.6.1 地理信息数据表现
• 3.6.2 地理信息的可视化
• 第4章 嵌入式地理信息系统的功能设计
• 4.1 嵌入式地理信息系统的功能设计
• 4.1.1 数据采集模块
• 4.1.2 基础地理信息模块
• 4.1.3 通信与数据传输模块
• 4.2 嵌入式地理信息系统设计应考虑的问题
• 4.2.1 硬件方面
• 4.2.2 软件方面
• 4.2.3 专业应用需求
• 第5章 水土保持移动监测系统的研究与设计
• 5.1 水土保持移动监测系统总体设计方案
• 5.1.1 系统总体框架概述
• 5.1.2 移动监测终端硬件结构设计
• 5.1.3 移动监测终端应用软硬件开发平台
• 5.2 水土保持移动监测系统详细功能设计及软件开发
• 5.2.1 通信处理模块
• 5.2.2 移动监测嵌入式地理信息子系统
• 5.2.3 移动监测GPS数据采集子系统
• 5.2.4 移动监测激光测距数据采集子系统
• 5.2.5 通信与数据传输子系统
• 5.3 水土保持移动监测系统特点
• 5.4 水土保持移动监测系统的技术难点及解决途径
• 5.4.1 数字地图的组织和压缩
• 5.4.2 基于PDA的数字地图的显示和浏览
• 5.4.3 数据通讯模块的研制
• 5.5 水土保持移动监测系统人机接口
• 5.5.1 用户界面
• 5.5.2 系统操作
• 5.6 实验与结果
• 5.6.1 “水土保持移动监测系统”工作环境试验
• 5.6.2 地图显示和浏览试验
• 5.6.3 数据传输试验
• 5.6.4 GPS数据采集试验
• 5.6.5 激光测距数据采集试验
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读学位期间所发表的论文目录
• 附录B 攻读学位期间参加的科研课题
• 附录C 通信处理模块电气原理图