摘要:arcgis mobile是esri从arcgis 9.2开始推出的移动gis开发框架,它的出现把arcgis server应用扩展到了移动领域。介绍了arcgis mobile的主要特点和功能,以及开发移动gis的软硬件要求和主要开发方式,并分析和探讨了实现移动gis的关键技术,最后展望了其 发展 应用前景。
关键词:arcgis mobile;移动gis;gps
1引言
随着各种智能手机、导航设备、umpc(超便携电脑)在内的各种移动终端的迅速普及,移动设备开始在人们生活和业务中发挥越来越重要的作用。人们可以随时随地完成以前只有在办公室或家里才能完成的工作,智能终端加无线互联网已经成功应用到人们生活的方方面面。
2arcgis mobile及移动gis介绍
作为gis界世界上最大的软件公司,esri公司在2008年推出了新一代移动gis开发包——arcgis mobile,它主要的优点是基于微软最新的.net compact framework平台,能够提供强大的数据同步应用和开发定制支持,可被用于在智能手机、umpc等智能设备上创建和部署专业移动gis应用。这些应用支持与arcgis server的无线同步、gis数据复制和野外在线除了支持在线应用外,arcgis mobile也支持离线应用,这种灵活的模式使arcgis mobile应用在移动环境下有着非常好的伸缩性。wWw.11665.COm
在arcgis9.3产品系列中,arcgis mobile开发包是作为arcgis server产品的一个扩展模块发布的。arcgis mobile sdk是一个基于microsoft.net framework的构建高性能移动gis应用的软件开发包,它主要包含一套用于移动gis开发的控件。
基于arcgis mobile的移动gis系统,通过与gps、无线 网络 以及移动数据库等技术的结合,可以实现以下丰富的功能:
(1)查询浏览空间数据和属性信息,显示影像地图和街景图片等。
(2)接收gps信号并定位、获取位置坐标、记录轨迹、路线导航和监控追踪等。
(3)能够编辑点、线、面等空间要素,能够与服务器实现无线同步和实时交互。
(4)支持多种空间数据格式,可以访问wms、wfs等符合ogc标准的数据源。
(5)基于移动数据库技术,能实现丰富的数据应用和数据管理。
以上多种功能的组合,可以使移动gis应用于各种领域,如城市网格化管理、环境监测、农林调查、车辆监控等。
3基于arcgis mobile的移动gis的开发方式
3.1软硬件环境
arcgis mobile目前只支持微软的windows mobile平台,其开发需要.net compact framework的支持,后者是用于移动或嵌入式设备的.net framework版本,它包含了移动应用程序运行所需要的公共语言运行时和类库。开发工具可以选择visual studio 2005或visual studio 2008。
各种基于windows mobile的智能手机、umpc等移动设备都支持arcgis mobile。如果需要gps支持,该移动设备还必须内置gps接收功能,或者通过蓝牙连接外置的gps模块。如果需要在移动设备上上网和进行数据同步的话,该设备还必须支持sim卡或wi-fi,前者可以利用gprs实现无线上网,后者则可以通过无线路由器接入网络,从而实现与服务器的连接。
3.2创建地图服务和数据
arcgis mobile基于arcmap进行图层组织和地图设计。由于移动设备一般在野外工作,因此在设计地图时要对地图的颜色搭配和符号样式有严格的要求,地图要尽可能的简洁,以方便野外工作人员进行查看和
用户可以用arccatalog发布设计好的地图文件。在arccatalog中创建地图服务时,在服务类型中,一定要勾上“mobile data access”一项,这样建立的地图服务就支持arcgis mobile应用。另外,用户也可以通过arcgis server manager,在ie中发布和管理地图服务。arcgis server manager提供了一种基于网页的轻量级的后台管理平台,用户可以在远程机器上实现对服务器上的地图服务的建立、启动、停止和删除等操作。
由于arcgis mobile支持离线应用,即在没有网络连接的时候,可以调用本地设备上的地图缓存数据,这增强了系统的灵活性,也有利于程序开发和调试。因为打开地图缓存的速度比在服务器上打开一个地图服务快很多,并且可以减少和gis服务器数据同步的数据量。
生成地图缓存的方式有几种,可以用arcgis mobile sdk中的extractor程序,也可以用arctoolbox中的工具生成。在工具箱中,找到“mobile tools”,arctoolbox专门为mobile应用提供了两个工具,其中“generate mobile service cache”就是用以生成mobile地图服务的缓存。
3.3创建移动应用程序
一旦组织和发布了一个支持mobile应用的地图服务,就可以利用该地图服务来建立应用程序了。由于不同智能设备平台的应用程序的差别,在visual studio 2005中新建项目时,要根据自己持有的设备类型来创建一个新的移动设备项目。
在visual studio 2005下提供了基于控件的智能设备应用程序开发。在工具箱的“arcgis mobile controls”选项卡中提供了与mobile开发的各种控件,其中map控件提供了对地图内容进行管理和控制的功能。当给窗体添加了一个map对象时,会发现map自动绑定了一个mobileservice对象,在arcgis mobile中,地图内容通过mobileservice控件获得和发送,map则主要负责表现。地图服务地址和地图缓存路径的设置也保存在mobileservice对象中。
map控件中还需要设置放大、缩小和漫游等地图操作,这通过map控件的mapactions实现。同时通过添加pan mapaction等几个基本操作控件并把相应的按钮事件对应到这些地图操作上,一个基本的移动gis应用就实现了。
3.4程序调试与部署
智能设备仿真器可以模拟实际的移动设备,因此可以方便的用来进行程序调试。用户可以在目标平台中选择以emulator结尾的仿真器来调试程序,也可以选择真实的移动设备进行调试。
当程序编译成功后,可以直接把生成的可执行文件拷贝到移动设备上。如果采用仿真器,则通过在仿真器中设置共享目录的方式,把程序从主机拷贝到仿真器的内存中。如果使用真实设备,则可以省略设置共享目录的操作,而直接在pc中通过资源管理器访问连接的移动设备,并拷贝相关程序。程序拷贝完后,即完成了部署,可以直接单击运行。
4移动gis开发的关键技术
4.1无线网络技术
无线网络技术摆脱了线缆约束,真正实现了随时随地的无线接入网络,对移动gis系统的发展影响重大。
无线 网络 技术可分为两类:一类是移动通信网技术,如2g、2.5g、3g等;另一类是无线局域网(wlan)技术,如wi-fi等。目前的移动gis系统,多采用第一类无线网络技术接入互联网,提供的服务也主要受制于其低带宽。即将到来的3g时代,移动终端以车速移动时,传输速率为144kbps,室外静止或步行时速率为384kbps,而室内则高达2mbps。可以预见,随着无线网络接入技术的 发展 ,约束移动gis系统的“瓶颈”将会被逐渐解决。
对于支持sim卡的智能设备(如智能手机),可以利用其无线通信能力实现自定义的功能。从wm5.0开始,微软在.net compact framework中提供了丰富的托管类库,以支持对智能设备上的电话、短信和联系人等进行二次开发。在.net compact framework中提供的systemstate类主要用于收集和监视系统的很多状态信息,包括日历、邮件、电话、同步、电源等。registrystate类用于监视注册表某键值发生变化。phone类提供直接弹出电话拨通界面,并提供talk方法,该方法传入电话号码(string类型)后即可拨号。还有pocketoutlook类所提供的appointment(约会)、task(计划)、contact(联系人)、短信和邮件的操作。
用户通过调用相应的接口,可以很快的实现移动gis需要的功能,如通过短信定时发送智能设备的经纬度坐标,从而实现位置跟踪等。
4.2移动数据库技术
目前在wm系统下开发基于数据库的移动应用时,可以选择的移动数据库有pocket access和sql server ce。sql server ce是用于移动设备上的小型关系数据库,它支持常见的结构化查询语言(sql)语法,以及提供开发模式和与sql server兼容的api,已成为简化移动应用系统开发的强大工具。
在.net compat framework未出来之前,开发基于数据库的移动应用时,采用的是embedded visual tools 3.0中的vb或vc++,使用oledb for sql server ce或adoce来访问sql server ce数据库。在sql server ce 2.0推出后,加入了对.net compact framework的支持,用户可以直接用visual studio.net中的ado.net来访问数据库了。
在智能设备中数据库的关键技术是要实现与服务器的同步问题。在sql server ce中,提供了远程数据访问(rda)或合并复制两种技术实现移动设备与服务器上数据的同步。这意味着,智能设备应用程序不仅可以访问自身的sql server ce数据库,还可以通过tcp/ip连接直接访问服务器上的sql server数据库,从而实现数据同步。
4.3gps移动定位技术
无论在行业应用还是个人应用,gps(global positioning system,全球定位系统)技术的使用已经变得非常广泛。微软从windows mobile 5.0开始,推出了gps intermediate driver(gps中间驱动程序,以下简称gid),使开发基于gps的windows mobile应用程序变得更加简单。gid的原理是在开发人员编写的应用程序和gps设备之间加入一个中间层,使开发人员不需要通过串口直接访问gps设备,而是访问gid提供的api函数,gid再去访问gps设备。从而使编写出来的gps应用程序具有设备无关性。
在arcgis mobile中提供了三个控件来支持gps功能的快速开发。filegpsconnection控件提供文件gps连接,它可以从一个包含gps数据的文本文件中,模拟一个gps连接,这样在调试中会非常方便;serialportgpsconnection控件则提供串口gps连接,这主要用在实际应用中;gpsdisplay和上述两种gpsconnection联动,实现gps信息在地图上的表现。
通过gps与gis技术的结合,可以实现各种与位置有关的地理信息服务(lbs,location based services),从而大大扩展了移动gis的应用领域。
参考 文献
[1]许捍卫.移动式gis发展的关键技术及应用前景[j].测绘工程,2003,12 (1):34-36.
[2] 许颖,魏峰远.移动gis关键技术及开发模式探讨[j].测绘与空间地理信息,2008,(8).
[3] 陈颖彪,千庆兰,陈健飞.嵌入式gis数据采集与导航系统设计技术与功能[j].地球信息 科学 ,2008,10(5).
[4] 孔凡随,邹学忠.移动gis关键技术及其应用[j]. 现代 测绘,2005,(6):53-64.
