移動空間信息網(wǎng)格服務(wù)模型研究及實現(xiàn)方法.pdf

1、移動互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)以其移動通信個性化和互聯(lián)網(wǎng)海量信息的雙重優(yōu)勢改變著人們的生活和工作方式,移動計算將成為主流計算環(huán)境,移動GIS成為GIS領(lǐng)域的重要增長點。移動終端受外形限制,具有物理內(nèi)存小,處理能力弱,網(wǎng)絡(luò)帶寬窄,容易與網(wǎng)絡(luò)斷接等特點。在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中,空間信息數(shù)據(jù)量大而且復(fù)雜,各種空間信息服務(wù)依賴于不同的平臺和技術(shù),相互之間難于通訊和調(diào)用。因此,如何將互聯(lián)網(wǎng)上的海量信息和強大的應(yīng)用服務(wù)功能擴展到移動終端上,以及空間信息、服務(wù)如何滿足移動用

2、戶隨時、隨地的需求,已經(jīng)成為當前地理信息領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點。分布式網(wǎng)格為移動終端提供了豐富的網(wǎng)絡(luò)資源和最適合的信息服務(wù)。移動終端用戶可以在任何地點動態(tài)接入網(wǎng)格,與其他網(wǎng)格節(jié)點聯(lián)系。網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)通過分析移動終端的位置信息和服務(wù)請求,在豐富的網(wǎng)格資源中尋求最適合的空間信息服務(wù),并將服務(wù)調(diào)用結(jié)果反饋給移動用戶,為廣大移動用戶提供透明的一致性服務(wù)。本文在分析國內(nèi)外最新的計算機技術(shù)與GIS技術(shù)研究現(xiàn)狀基礎(chǔ)上,結(jié)合網(wǎng)格GIS和移動GIS兩種技術(shù),

3、分析和探討一種可行的面向移動用戶的新型開放式空間信息網(wǎng)格服務(wù)機制。論文緊緊圍繞移動終端存在的內(nèi)存小、帶寬窄、易斷接的重要特征,充分利用移動GIS技術(shù)、網(wǎng)格技術(shù)以及Web服務(wù)技術(shù)、嵌入式技術(shù)等相關(guān)支撐技術(shù),提出面向移動用戶的空間信息網(wǎng)格服務(wù)模型(Spatial InformationGrid Service Model for Mobile Devices),為簡潔起見,本文將其簡稱為移動空間信息網(wǎng)格服務(wù)模型(M-SIG)。在此基礎(chǔ)上,進

4、而對數(shù)據(jù)與功能服務(wù)的廣域描述、組織和管理機制、網(wǎng)格資源的管理和調(diào)度以及移動終端的服務(wù)調(diào)用方法進行討論。主要包括以下內(nèi)容:1、探討當前移動GIS技術(shù)和網(wǎng)格服務(wù)體系相結(jié)合所涉及的技術(shù)問題基于地理信息服務(wù)技術(shù)、移動GIS技術(shù)和網(wǎng)格GIS等相關(guān)技術(shù)的分析,作者認為,當前移動GIS技術(shù)和網(wǎng)格服務(wù)體系相結(jié)合所涉及的技術(shù)問題包括:需要建立充分考慮過移動終端特點的、適應(yīng)于移動用戶的空間信息服務(wù);需要建立一種合理的網(wǎng)格資源調(diào)度機制和信息容錯策略;須對空間

5、數(shù)據(jù)進行合理的壓縮,且應(yīng)支持無線網(wǎng)絡(luò)異步數(shù)據(jù)傳輸;需要建立一種合理的空間數(shù)據(jù)存取機制,找到遠程空間數(shù)據(jù)訪問和本地空間數(shù)據(jù)存取的平衡點;需建立人性化的人機交互界面。2、進行移動空間信息網(wǎng)格服務(wù)模型(M-SIG)的設(shè)計在分析移動環(huán)境特征的基礎(chǔ)上,作者提出了一種面向移動用戶的空間信息網(wǎng)格模型M-SIG,并給出了M-SIG模型的具體實現(xiàn)方法。M-SIG在邏輯上分為空間信息服務(wù)層、網(wǎng)格管理層、無線傳輸層和移動終端層?？臻g信息服務(wù)層由網(wǎng)絡(luò)上存在的多

6、個移動空間信息服務(wù)組成;網(wǎng)格管理層提供一個地理門戶,負責處理移動用戶請求和管理移動空間信息服務(wù);無線傳輸層是移動用戶和網(wǎng)格服務(wù)中心之間的橋梁;移動終端層是整個網(wǎng)格模型的客戶端,通過一個輕量級的嵌入式GIS程序來訪問網(wǎng)格。3、探索網(wǎng)格環(huán)境下移動空間信息服務(wù)資源的管理機制本著減少帶寬消耗、降低網(wǎng)絡(luò)時延、充分考慮網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定性的原則,研究移動空間信息服務(wù)網(wǎng)格管理體系的構(gòu)建方法,設(shè)計和實現(xiàn)網(wǎng)格環(huán)境下的移動空間信息服務(wù)管理機制。作者利用自主開發(fā)

7、的面向網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的遙感數(shù)據(jù)庫引擎MRSSDE,詳細介紹了一個移動空間信息服務(wù)的構(gòu)建過程,進而通過網(wǎng)格目錄和Agent技術(shù),將分散異構(gòu)的移動空間信息服務(wù)按照一定規(guī)則統(tǒng)一管理起來,實現(xiàn)針對網(wǎng)格環(huán)境中的地理空間信息服務(wù)的并行和隱形調(diào)用。4、研究移動終端對網(wǎng)格中空間信息服務(wù)的調(diào)用方法移動終端通過一個安裝在移動設(shè)備上的輕量級嵌入式GIS程序來訪問網(wǎng)格。首先移動終端利用GPS接收機獲取GPS信號,程序?qū)π盘栠M行解析和預(yù)處理,獲取設(shè)備位置信息;然后程序

8、根據(jù)位置坐標和用戶操作信息組織XML請求,并將請求發(fā)送給網(wǎng)格服務(wù)中心:服務(wù)中心將調(diào)用空間信息服務(wù)而獲得的地圖數(shù)據(jù)合理壓縮之后,通過無線網(wǎng)絡(luò)異步傳輸返回給移動終端;程序?qū)邮盏降牡貓D數(shù)據(jù)建立緩存和緩存索引,并引入緩存淘汰機制對其進行管理;最后將用戶需要的結(jié)果展現(xiàn)在屏幕上。5、構(gòu)建移動空間信息網(wǎng)格服務(wù)原型系統(tǒng)應(yīng)用各種仿真技術(shù)和GIS組件技術(shù),基于M-SIG模型開發(fā)移動空間信息網(wǎng)格服務(wù)原型系統(tǒng),基本實現(xiàn)了M-SIG模型的框架體系。通過系統(tǒng)運行

9、和性能測試,驗證了M-SIG模型設(shè)計的合理性和有效性。研究、測試與原型實例表明,M-SIG模型的設(shè)計思想是有效的、合理可行的。本研究將移動用戶納入網(wǎng)格,探討適用于移動用戶的空間信息服務(wù)模式、網(wǎng)格管理體系以及移動客戶端技術(shù)實現(xiàn)方法,對解決移動終端目前存在的內(nèi)存小、帶寬窄、易斷接等特點所帶來的一系列問題進行了有益的探索,從理論和技術(shù)上解決了將互聯(lián)網(wǎng)上的海量信息和強大的應(yīng)用服務(wù)功能擴展到移動終端中存在的技術(shù)問題,為快速增長的移動用戶獲取高效穩(wěn)