移動空間信息網(wǎng)格服務模型研究及實現(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領域的重要增長點。移動終端受外形限制,具有物理內存小,處理能力弱,網(wǎng)絡帶寬窄,容易與網(wǎng)絡斷接等特點。在網(wǎng)絡環(huán)境中,空間信息數(shù)據(jù)量大而且復雜,各種空間信息服務依賴于不同的平臺和技術,相互之間難于通訊和調用。因此,如何將互聯(lián)網(wǎng)上的海量信息和強大的應用服務功能擴展到移動終端上,以及空間信息、服務如何滿足移動用

2、戶隨時、隨地的需求,已經(jīng)成為當前地理信息領域內研究的熱點。分布式網(wǎng)格為移動終端提供了豐富的網(wǎng)絡資源和最適合的信息服務。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請求,在豐富的網(wǎng)格資源中尋求最適合的空間信息服務,并將服務調用結果反饋給移動用戶,為廣大移動用戶提供透明的一致性服務。本文在分析國內外最新的計算機技術與GIS技術研究現(xiàn)狀基礎上,結合網(wǎng)格GIS和移動GIS兩種技術,

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)格服務機制。論文緊緊圍繞移動終端存在的內存小、帶寬窄、易斷接的重要特征,充分利用移動GIS技術、網(wǎng)格技術以及Web服務技術、嵌入式技術等相關支撐技術,提出面向移動用戶的空間信息網(wǎng)格服務模型(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)格服務模型(M-SIG)。在此基礎上,進

4、而對數(shù)據(jù)與功能服務的廣域描述、組織和管理機制、網(wǎng)格資源的管理和調度以及移動終端的服務調用方法進行討論。主要包括以下內容:1、探討當前移動GIS技術和網(wǎng)格服務體系相結合所涉及的技術問題基于地理信息服務技術、移動GIS技術和網(wǎng)格GIS等相關技術的分析,作者認為,當前移動GIS技術和網(wǎng)格服務體系相結合所涉及的技術問題包括:需要建立充分考慮過移動終端特點的、適應于移動用戶的空間信息服務;需要建立一種合理的網(wǎng)格資源調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,且應支持無線網(wǎng)絡異步數(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)格服務模型(M-SIG)的設計在分析移動環(huán)境特征的基礎上,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層、網(wǎng)格管理層、無線傳輸層和移動終端層?？臻g信息服務層由網(wǎng)絡上存在的多

6、個移動空間信息服務組成;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;無線傳輸層是移動用戶和網(wǎng)格服務中心之間的橋梁;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資源的管理機制本著減少帶寬消耗、降低網(wǎng)絡時延、充分考慮網(wǎng)絡連接不穩(wěn)定性的原則,研究移動空間信息服務網(wǎng)格管理體系的構建方法,設計和實現(xiàn)網(wǎng)格環(huán)境下的移動空間信息服務管理機制。作者利用自主開發(fā)

7、的面向網(wǎng)絡發(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的構建過程,進而通過網(wǎng)格目錄和Agent技術,將分散異構的移動空間信息服務按照一定規(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的并行和隱形調用。4、研究移動終端對網(wǎng)格中空間信息服務的調用方法移動終端通過一個安裝在移動設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,程序對信號進行解析和預處理,獲取設備位置信息;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)格服務中心:服務中心將調用空間信息服務而獲得的地圖數(shù)據(jù)合理壓縮之后,通過無線網(wǎng)絡異步傳輸返回給移動終端;程序對接收到的地圖數(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果展現(xiàn)在屏幕上。5、構建移動空間信息網(wǎng)格服務原型系統(tǒng)應用各種仿真技術和GIS組件技術,基于M-SIG模型開發(fā)移動空間信息網(wǎng)格服務原型系統(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模式、網(wǎng)格管理體系以及移動客戶端技術實現(xiàn)方法,對解決移動終端目前存在的內存小、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,從理論和技術上解決了將互聯(lián)網(wǎng)上的海量信息和強大的應用服務功能擴展到移動終端中存在的技術問題,為快速增長的移動用戶獲取高效穩(wěn)