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

1、移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)以其移動(dòng)通信個(gè)性化和互聯(lián)網(wǎng)海量信息的雙重優(yōu)勢(shì)改變著人們的生活和工作方式,移動(dòng)計(jì)算將成為主流計(jì)算環(huán)境,移動(dòng)GIS成為GIS領(lǐng)域的重要增長(zhǎng)點(diǎn)。移動(dòng)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(diǎn)。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(tái)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(qiáng)大的應(yīng)用服務(wù)功能擴(kuò)展到移動(dòng)終端上,以及空間信息、服務(wù)如何滿足移動(dòng)用

2、戶隨時(shí)、隨地的需求,已經(jīng)成為當(dāng)前地理信息領(lǐng)域內(nèi)研究的熱點(diǎn)。分布式網(wǎng)格為移動(dòng)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(dòng)終端用戶可以在任何地點(diǎn)動(dòng)態(tài)接入網(wǎng)格,與其他網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)聯(lián)系。網(wǎng)格資源管理系統(tǒng)通過分析移動(dòng)終端的位置信息和服務(wù)請(qǐng)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(dòng)用戶,為廣大移動(dòng)用戶提供透明的一致性服務(wù)。本文在分析國(guó)內(nèi)外最新的計(jì)算機(jī)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(dòng)GIS兩種技術(shù),

3、分析和探討一種可行的面向移動(dòng)用戶的新型開放式空間信息網(wǎng)格服務(wù)機(jī)制。論文緊緊圍繞移動(dòng)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(dòng)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(dòng)用戶的空間信息網(wǎng)格服務(wù)模型(Spatial InformationGrid Service Model for Mobile Devices),為簡(jiǎn)潔起見,本文將其簡(jiǎn)稱為移動(dòng)空間信息網(wǎng)格服務(wù)模型(M-SIG)。在此基礎(chǔ)上,進(jìn)

4、而對(duì)數(shù)據(jù)與功能服務(wù)的廣域描述、組織和管理機(jī)制、網(wǎng)格資源的管理和調(diào)度以及移動(dòng)終端的服務(wù)調(diào)用方法進(jìn)行討論。主要包括以下內(nèi)容:1、探討當(dāng)前移動(dòng)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(dòng)GIS技術(shù)和網(wǎng)格GIS等相關(guān)技術(shù)的分析,作者認(rèn)為,當(dāng)前移動(dòng)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(dòng)終端特點(diǎn)的、適應(yīng)于移動(dòng)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(jī)制和信息容錯(cuò)策略;須對(duì)空間

5、數(shù)據(jù)進(jìn)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(jī)制,找到遠(yuǎn)程空間數(shù)據(jù)訪問和本地空間數(shù)據(jù)存取的平衡點(diǎn);需建立人性化的人機(jī)交互界面。2、進(jìn)行移動(dòng)空間信息網(wǎng)格服務(wù)模型(M-SIG)的設(shè)計(jì)在分析移動(dòng)環(huán)境特征的基礎(chǔ)上,作者提出了一種面向移動(dòng)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(shí)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(dòng)終端層?？臻g信息服務(wù)層由網(wǎng)絡(luò)上存在的多

6、個(gè)移動(dòng)空間信息服務(wù)組成;網(wǎng)格管理層提供一個(gè)地理門戶,負(fù)責(zé)處理移動(dòng)用戶請(qǐng)求和管理移動(dòng)空間信息服務(wù);無線傳輸層是移動(dòng)用戶和網(wǎng)格服務(wù)中心之間的橋梁;移動(dòng)終端層是整個(gè)網(wǎng)格模型的客戶端,通過一個(gè)輕量級(jí)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(dòng)空間信息服務(wù)資源的管理機(jī)制本著減少帶寬消耗、降低網(wǎng)絡(luò)時(shí)延、充分考慮網(wǎng)絡(luò)連接不穩(wěn)定性的原則,研究移動(dòng)空間信息服務(wù)網(wǎng)格管理體系的構(gòu)建方法,設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)網(wǎng)格環(huán)境下的移動(dòng)空間信息服務(wù)管理機(jī)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(kù)引擎MRSSDE,詳細(xì)介紹了一個(gè)移動(dòng)空間信息服務(wù)的構(gòu)建過程,進(jìn)而通過網(wǎng)格目錄和Agent技術(shù),將分散異構(gòu)的移動(dòng)空間信息服務(wù)按照一定規(guī)則統(tǒng)一管理起來,實(shí)現(xiàn)針對(duì)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(dòng)終端對(duì)網(wǎng)格中空間信息服務(wù)的調(diào)用方法移動(dòng)終端通過一個(gè)安裝在移動(dòng)設(shè)備上的輕量級(jí)嵌入式GIS程序來訪問網(wǎng)格。首先移動(dòng)終端利用GPS接收機(jī)獲取GPS信號(hào),程序?qū)π盘?hào)進(jìn)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(biāo)和用戶操作信息組織XML請(qǐng)求,并將請(qǐng)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(dòng)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(jī)制對(duì)其進(jìn)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(dòng)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(dòng)空間信息網(wǎng)格服務(wù)原型系統(tǒng),基本實(shí)現(xiàn)了M-SIG模型的框架體系。通過系統(tǒng)運(yùn)行

9、和性能測(cè)試,驗(yàn)證了M-SIG模型設(shè)計(jì)的合理性和有效性。研究、測(cè)試與原型實(shí)例表明,M-SIG模型的設(shè)計(jì)思想是有效的、合理可行的。本研究將移動(dòng)用戶納入網(wǎng)格,探討適用于移動(dòng)用戶的空間信息服務(wù)模式、網(wǎng)格管理體系以及移動(dòng)客戶端技術(shù)實(shí)現(xiàn)方法,對(duì)解決移動(dòng)終端目前存在的內(nèi)存小、帶寬窄、易斷接等特點(diǎn)所帶來的一系列問題進(jìn)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(qiáng)大的應(yīng)用服務(wù)功能擴(kuò)展到移動(dòng)終端中存在的技術(shù)問題,為快速增長(zhǎng)的移動(dòng)用戶獲取高效穩(wěn)