馬 晨

（西安航空學(xué)院，陜西 西安 710077）

對(duì)移動(dòng)GIS應(yīng)用中的通信技術(shù)的研究探討

馬 晨

（西安航空學(xué)院，陜西 西安 710077）

隨著我國(guó)社會(huì)信息化進(jìn)程的不斷發(fā)展，促成了整個(gè)社會(huì)對(duì)空間信息需求不斷擴(kuò)大的局面，空間信息技術(shù)和無(wú)線網(wǎng)絡(luò)信息的技術(shù)使得移動(dòng)GIS技術(shù)進(jìn)一步得到發(fā)展?，F(xiàn)階段的信息領(lǐng)域?qū)儆诎l(fā)展最為迅速的階段，移動(dòng)通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是作為信息領(lǐng)域的支柱產(chǎn)業(yè)存在的，其包含的技術(shù)有計(jì)算機(jī)、通信和電子等。本文將對(duì)移動(dòng)GIS應(yīng)用中的通信技術(shù)進(jìn)行分析，希望能為中國(guó)移動(dòng)通信技術(shù)領(lǐng)域發(fā)展起到一定幫助作用。

移動(dòng)GIS；通信技術(shù)；應(yīng)用

隨著我國(guó)信息技術(shù)的不斷發(fā)展，其傳輸速率有了一定程度的提高，網(wǎng)絡(luò)覆蓋的面積也進(jìn)一步擴(kuò)大，用戶終端的體積也在逐漸減小。完成了局域網(wǎng)到廣域網(wǎng)的轉(zhuǎn)換，用無(wú)線網(wǎng)代替了有線網(wǎng)，完成了移動(dòng)無(wú)線接入到有線接入的完美轉(zhuǎn)換，基于此，在移動(dòng)通信技術(shù)為我國(guó)信息發(fā)展帶來(lái)了一定機(jī)遇。移動(dòng)GIS應(yīng)用主要體現(xiàn)在GIS技術(shù)與無(wú)線通信技術(shù)的結(jié)合。本文致力于研究將通信技術(shù)應(yīng)用到移動(dòng)GIS中，使其更好的為廣大用戶服務(wù)。

一、移動(dòng)GIS技術(shù)簡(jiǎn)介

（一）移動(dòng)GIS技術(shù)產(chǎn)生背景

現(xiàn)階段的無(wú)線通信技術(shù)相對(duì)成熟，無(wú)線互聯(lián)和智能終端已經(jīng)相融合，并且被人們廣泛在生活工作中應(yīng)用。即時(shí)通信的內(nèi)容是基于實(shí)現(xiàn)任務(wù)需求數(shù)據(jù)信息的服務(wù)器，通信技術(shù)在移動(dòng)GIS中的作用非常突出，主要體現(xiàn)在野外作業(yè)、環(huán)境監(jiān)測(cè)、軍事國(guó)防、工業(yè)控制和野外作業(yè)等領(lǐng)域。GIS領(lǐng)域最新發(fā)展的領(lǐng)域即為移動(dòng)GIS，移動(dòng)GIS可以在GIS中心部門和野外作業(yè)隊(duì)員之間傳輸空間數(shù)據(jù)。GIS市場(chǎng)的領(lǐng)軍公司是Autodesk公司，它提供了移動(dòng)訪問(wèn)模塊，移動(dòng)掌上設(shè)備是客戶端通常采用的技術(shù)，能夠完成柵格影響和數(shù)據(jù)的傳輸。我國(guó)現(xiàn)階段的移動(dòng)通信領(lǐng)域發(fā)展很快，全國(guó)都已經(jīng)覆蓋移動(dòng)通信網(wǎng)絡(luò)（2G）GSM，使全球的聯(lián)網(wǎng)漫游得到了初步的實(shí)現(xiàn)。基于GSM網(wǎng)的分組交換技術(shù)GPRS（2.5G）網(wǎng)絡(luò)和GDMA基本已經(jīng)開始在全國(guó)覆蓋?，F(xiàn)階段的發(fā)展中心落在了第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)（3G）上，致力于發(fā)展多媒體應(yīng)用和高速數(shù)據(jù)的傳輸，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2Mbps是目前較快的傳輸速率，它完全可以滿足空間信息對(duì)移動(dòng)通信的基本要求。而我國(guó)研究的第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)（4G）已經(jīng)得到初步的應(yīng)用，目標(biāo)傳輸數(shù)據(jù)速率約為10Mbps。針對(duì)于功能、業(yè)務(wù)和頻帶上第四代移動(dòng)通信系統(tǒng)相比第三代系統(tǒng)都有較大的優(yōu)勢(shì)，第四代傳輸系統(tǒng)的最高傳輸速度將比100Mbps高，為了使移動(dòng)通信系統(tǒng)得到較快的發(fā)展，要進(jìn)一步對(duì)空間信息技術(shù)中的大量數(shù)據(jù)傳送應(yīng)用系統(tǒng)效率進(jìn)行提高。

表1 移動(dòng)數(shù)據(jù)服務(wù)

（二）移動(dòng)GIS的特點(diǎn)分析

移動(dòng)GIS的特點(diǎn)主要包括四個(gè)方面：運(yùn)行平臺(tái)具有一定的延伸度、數(shù)據(jù)源具有分布式的特點(diǎn)、有限的計(jì)算能力和寬帶、終端和信息載體具有一定的多樣性特點(diǎn)。

移動(dòng)GIS系統(tǒng)具有一定的復(fù)雜性，其運(yùn)行平臺(tái)是由傳統(tǒng)的Internet延伸而來(lái)，本質(zhì)是無(wú)線網(wǎng)絡(luò)，而GIS應(yīng)用模式的產(chǎn)生有賴于傳統(tǒng)GIS和無(wú)線定位技術(shù)的有機(jī)融合，使移動(dòng)GIS系統(tǒng)中空間地理信息地位更加重要。GIS系統(tǒng)經(jīng)過(guò)無(wú)線平臺(tái)的轉(zhuǎn)移后，使得更多的GIS應(yīng)用產(chǎn)生，這就需要具有分布式特點(diǎn)的數(shù)據(jù)源支持。以GIS系統(tǒng)基于位置服務(wù)的技術(shù)為例，移動(dòng)用戶的位置不是不是唯一的，這就導(dǎo)致用戶所需求的信息具有一定的多樣性特點(diǎn)，所以數(shù)據(jù)源不能單一，一定要滿足分布式的特點(diǎn)才能滿足用戶的數(shù)據(jù)需求。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)的寬帶相對(duì)于Internet較小，在滿足服務(wù)質(zhì)量的前提下，移動(dòng)GIS系統(tǒng)要在較小數(shù)據(jù)量的情況下來(lái)進(jìn)行，另一方面由于移動(dòng)終端的計(jì)算能力不足和有限功率和內(nèi)存，因此移動(dòng)GIS對(duì)數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊笠哺?。移?dòng)GIS系統(tǒng)的終端表現(xiàn)形式包括：較為傳統(tǒng)的桌面PC和移動(dòng)計(jì)算終端。移動(dòng)計(jì)算終端設(shè)備包括PDA/專用的GIS嵌入式設(shè)備和移動(dòng)電話等。移動(dòng)GIS服務(wù)具有一定的擴(kuò)展性和靈活性，其終端的表現(xiàn)形式為多樣性，這樣才能使GIS體系結(jié)構(gòu)具有一定的開放性，來(lái)對(duì)終端多樣性進(jìn)行進(jìn)一步適應(yīng)。服務(wù)器交互和移動(dòng)終端用戶具有較為豐富的信息內(nèi)容，視頻、定位服務(wù)、音頻、語(yǔ)音、圖像、文本等都屬于以上的信息內(nèi)容，這說(shuō)明有限的計(jì)算機(jī)移動(dòng)終端處理數(shù)據(jù)的能力要進(jìn)一步提高，使數(shù)據(jù)完成快速的傳輸。為了使移動(dòng)GIS系統(tǒng)完成高效率運(yùn)行就要對(duì)移動(dòng)GIS的數(shù)據(jù)傳輸水平進(jìn)一步提高。

（三）移動(dòng)GIS系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分析

移動(dòng)GIS系統(tǒng)是作為一個(gè)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)存在的，其組成結(jié)構(gòu)主要包括：移動(dòng)設(shè)備終端、空間數(shù)據(jù)庫(kù)、無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)和地理應(yīng)用服務(wù)器。

移動(dòng)終端設(shè)備主要是指移動(dòng)GIS用戶所要應(yīng)用的具有地理識(shí)別和精確快速定位的設(shè)備，這種地理應(yīng)用具有低耗能、便于攜帶的特點(diǎn)。移動(dòng)終端設(shè)備的多樣性是為了滿足用戶需求的多樣性，個(gè)人數(shù)字助理、便攜式電腦和WAP手機(jī)等都屬于移動(dòng)終端設(shè)備?？臻g數(shù)據(jù)庫(kù)是指移動(dòng)GIS數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)核心，它能夠管理數(shù)據(jù)，應(yīng)用于地理應(yīng)用服務(wù)的信息數(shù)據(jù)提供。無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)是現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)，基于移動(dòng)GIS中廣域蜂窩、無(wú)線局域網(wǎng)、數(shù)字微波通信、衛(wèi)星通信、蜂窩移動(dòng)通信、紅外線通信的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)，是未來(lái)移動(dòng)GIS運(yùn)行的主流通信網(wǎng)絡(luò)。地理應(yīng)用服務(wù)器是系統(tǒng)的核心部分，它是作為系統(tǒng)的GIS引擎存在的。

二、通信技術(shù)在移動(dòng)GIS的應(yīng)用

無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是作為移動(dòng)通信的重要載體存在的，同時(shí)也是有限網(wǎng)絡(luò)和移動(dòng)用戶的有效銜接點(diǎn)。通信技術(shù)在移動(dòng)GIS的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾種類型網(wǎng)絡(luò)上。

（一）移動(dòng)GIS中廣域蜂窩的應(yīng)用

2.5G技術(shù)是對(duì)第二代移動(dòng)通信網(wǎng)技術(shù)的改進(jìn)，從而衍生出3G網(wǎng)絡(luò)，也是現(xiàn)階段應(yīng)用最廣泛的網(wǎng)絡(luò)，它作為新型技術(shù)網(wǎng)絡(luò)的參考標(biāo)準(zhǔn)，其技術(shù)類型主要有GSM、CDMA和IS-136。見表1。

（二）移動(dòng)GIS中無(wú)線局域網(wǎng)的應(yīng)用

無(wú)線局域網(wǎng)是通過(guò)利用無(wú)線通信技術(shù)的方法，繼而再局部范圍建立起一個(gè)網(wǎng)絡(luò)，它能夠?qū)o(wú)線通信技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)有機(jī)的融合。無(wú)線局域網(wǎng)的覆蓋范圍大約在十米和幾百米之間，包括無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)和本地網(wǎng)絡(luò)。無(wú)線個(gè)人區(qū)域網(wǎng)絡(luò)采取的是WPAN技術(shù)，它能夠?qū)τ脩舻膫€(gè)人操作空間設(shè)備進(jìn)行無(wú)線通訊的特殊創(chuàng)建，此項(xiàng)設(shè)備包括手提電腦、PAD和移動(dòng)電話等，距離相對(duì)較短，大約范圍在10米以內(nèi)。WPAN技術(shù)主要體現(xiàn)在紅外廣波和藍(lán)牙的使用上。藍(lán)牙的無(wú)線通信標(biāo)準(zhǔn)具有一定的短距離性和開放性，基于較短距離代替了很多種電纜連接方案，在數(shù)字設(shè)備之間利用統(tǒng)一短距離無(wú)線鏈路的方法使數(shù)據(jù)通信和語(yǔ)音通信的實(shí)現(xiàn)具有一定的低成本性、靈活性、安全性、方便性、小功率性和快捷性等優(yōu)勢(shì)。無(wú)線本地網(wǎng)絡(luò)主要采用的WLAN數(shù)據(jù)通信系統(tǒng)，它具有一定的靈活性，校園和建筑物種的數(shù)據(jù)傳輸就是通過(guò)利用電磁波來(lái)完成的，它能夠使有限連接進(jìn)一步的減少，有效范圍在50英尺～1000英尺，而計(jì)算機(jī)信息傳輸需要使用無(wú)線局域網(wǎng)卡。

（三）移動(dòng)GIS中數(shù)字微波通信的應(yīng)用

數(shù)字微波通信即微波中繼通信，微波頻段利用中繼和視距的方法使用微波作為載體將數(shù)字信息進(jìn)行有效傳輸?shù)氖侄?，它采用的無(wú)線通信技術(shù)。微波通信開始于20世紀(jì)中期，其發(fā)展迅速有賴于它自身的耗能小、容量大、抗災(zāi)能力強(qiáng)和建設(shè)快的特點(diǎn)，受到大容量地面和長(zhǎng)距離無(wú)線傳輸?shù)膹V泛應(yīng)用。20世紀(jì)末，光纖通信開始發(fā)展，光維通信也逐步替代了數(shù)字微波通信。微波通信是一種無(wú)線傳輸?shù)姆绞?，但是上述?yōu)點(diǎn)是光纖通信不具備的，所以微波通信的發(fā)展具有一定的前景。

（四）移動(dòng)GIS中衛(wèi)星通信的應(yīng)用

人造地球衛(wèi)星，主要是采用衛(wèi)星通信作為中繼站的方式來(lái)對(duì)無(wú)線電信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)在多個(gè)地球站之間的有效通信。國(guó)際或我國(guó)通信都可以采取衛(wèi)星通信技術(shù)來(lái)傳輸電話、電報(bào)。電視盒傳真等高速數(shù)據(jù)等。衛(wèi)星通信的主要特點(diǎn)包括：較遠(yuǎn)的傳輸距離、多地址的通信、頻帶可用率較寬、靈活性較強(qiáng)、信號(hào)強(qiáng)等特點(diǎn)?，F(xiàn)階段通信網(wǎng)的主流包括移動(dòng)通信和光纖通信，它們能夠充分利用衛(wèi)星通信的特點(diǎn)，對(duì)地面系統(tǒng)的信息傳輸提供有效的延伸、支持和補(bǔ)充。

（五）移動(dòng)GIS中蜂窩移動(dòng)通信的應(yīng)用

移動(dòng)通信的最終目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)任一時(shí)間、地點(diǎn)、對(duì)象之間的通信。移動(dòng)通信將無(wú)線通信和有線通信技術(shù)有機(jī)的融為一體，在完成語(yǔ)言信息傳遞的同時(shí)又將公眾電話交換網(wǎng)中的數(shù)據(jù)終端功能得以實(shí)現(xiàn)，它是一種最理想的通信服務(wù)方式，用戶可以根據(jù)自己的需要進(jìn)行對(duì)信息需求的快速轉(zhuǎn)換需要。目前，蜂窩移動(dòng)通信發(fā)展的速度日益迅速有賴于業(yè)務(wù)需求的進(jìn)一步滿足。針對(duì)于第二代移動(dòng)通信系統(tǒng)，GSM是應(yīng)用最為廣泛的，它的優(yōu)勢(shì)包括覆蓋面積大、音質(zhì)好、信號(hào)強(qiáng)、有良好的抗干擾能力、輻射小、保密安全性好等。GPRS是第二代通信技術(shù)與第三代通信技術(shù)的銜接點(diǎn)，同時(shí)它能夠在GSM系統(tǒng)上解決IP結(jié)合和移動(dòng)通信的技術(shù)方案，在對(duì)現(xiàn)有的GSM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行利用時(shí)，要對(duì)全網(wǎng)范圍的數(shù)據(jù)業(yè)務(wù)進(jìn)行推出。GPRS是作為一種分組交換技術(shù)存在的，它能夠?qū)⒖蛻襞c網(wǎng)絡(luò)之間的聯(lián)系實(shí)時(shí)傳輸?shù)较到y(tǒng)中，全天在線，使其保持較好的聯(lián)系，GPRS的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)較高，為了給用戶提供更好的通信服務(wù)，GPRS是按量計(jì)費(fèi)的，客戶及時(shí)一直在線，也只需要按照發(fā)送的數(shù)據(jù)和接受數(shù)據(jù)來(lái)付相關(guān)的通信數(shù)據(jù)費(fèi)用，GPRS漫游時(shí)并不收取額外費(fèi)用，這為廣大用戶節(jié)約了一定的通信數(shù)據(jù)開支，針對(duì)性的滿足了用戶的信息需求。此外，GPRS擁有快捷登陸的功能，GPRS用戶在開機(jī)時(shí)，就能夠?qū)?shù)據(jù)直接連接在網(wǎng)絡(luò)上，及時(shí)關(guān)閉數(shù)據(jù)重新激活，也只需要1s～3s的時(shí)間。

（六）移動(dòng)GIS中紅外線通信的應(yīng)用

紅外線通信是將紅外線作為載體信息發(fā)射到接收端的通信方式，它有一定的抗干擾性，不受國(guó)家無(wú)線電管理委員會(huì)限制。但是由于紅外線穿透物體的能力不是很強(qiáng)，甚至不能穿透墻壁，因此紅外線傳輸?shù)牟捎镁陀辛艘欢ǖ南拗?，一般為近距離或室內(nèi)限制。便攜式計(jì)算機(jī)之間的紅外線作為信息傳遞的載體將紅外線通信系統(tǒng)的作用發(fā)揮出來(lái)，限制適用于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)通信。在技術(shù)不斷發(fā)展的前提下，紅外線通信系統(tǒng)將不斷的完善，致力于發(fā)展成一種可以在制定的區(qū)域內(nèi)完成多點(diǎn)通信的系統(tǒng)，紅外線通信的優(yōu)點(diǎn)主要有：信號(hào)調(diào)制方便，傳輸數(shù)據(jù)速率較高，低廉的發(fā)送裝置和接受裝置，傳輸裝置體積較小和無(wú)污染的傳輸過(guò)程等特點(diǎn)，從而代替室內(nèi)的有線網(wǎng)絡(luò)。

結(jié)語(yǔ)

綜上所述，移動(dòng)GIS應(yīng)用中的通信技術(shù)在數(shù)據(jù)的即時(shí)交互中起到很重要的作用，本文通過(guò)對(duì)GIS技術(shù)進(jìn)行綜合分析，從而對(duì)GIS應(yīng)用通信所包含的內(nèi)容進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)GIS通信技術(shù)能夠滿足人們對(duì)空間數(shù)據(jù)信息的需求。移動(dòng)GIS應(yīng)用中的通信技術(shù)是作為GIS系統(tǒng)的一次重大飛躍性研究技術(shù)，它能夠?yàn)橛脩籼峁┤我粫r(shí)間、地點(diǎn)的移動(dòng)GIS系統(tǒng)通信信息服務(wù)。

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