摘要：在資源管理、社會經濟活動和日常生活中，人們所關心的信息中有80％以上與空間位置有關。GIS是將計算機硬件、軟件、地理數據以及系統管理人員組織而成的對任意形式的地理空間信息進行高效獲取、存儲、更新、操作、分析及顯示的集成系統。
　　關鍵詞：無線網絡、GIS、集成系統
　　1無線網絡技術發展現狀
　　無線網絡技術和無線設備的發展為移動GIS的發展和應用提供了基礎和保障。未來寬帶互聯網的接人層面，無線將是關鍵技術。不管是固定接人還是移動接人，無線寬帶技術將在信息服務方面起到巨大的作用。
　　2無線通信技術與GIS技術的耦合
　　2.1GIS以及WebGIS
　　地理信息系統是地理信息科學的技術系統，它是在計算機軟硬件的支持下，利用系統工程和信息科學的理論和方法，綜合地、動態地獲取、存儲、管理、分析和利用地理信息的空間信息系統。GIS的應用日趨廣泛，被公認為2l世紀的支柱產業。目前WebGIS是GIS技術的發展和應用的主流，WebGIS是利用網絡技術發布和出版空間數據信息，為用戶提供空間數據瀏覽、查詢和分析等功能。WebGIS的應用模式主要有C／S和B／S兩種。對于C／S結構的應用，要求在客戶端安裝客戶端運行程序，客戶的請求由客戶端和服務器端協作來完成；對于B／S應用模式，在客戶端不需要安裝客戶端程序，客戶的請求信息均由服務器來完成。
　　目前WebGIS的應用主要集中在有線網絡(Internet或In—tranet)方面，隨著無線通信技術的發展以及人們對于空間信息需求的日益增加，基于有線網的WebGIS的不足就逐漸表現出來，主要體現在以下幾個方面：
　　(1)應用靈活性差。傳統的WebGIS的應用必須依賴于有線網絡，當客戶無法獲取有線網絡時不能享受WebGIS所帶來的服務。
　　(2)移動性差。傳統基于有線網應用WebGIS的客戶不具有地理位置隨意移動的優勢。
　　(3)應用領域受限。傳統的WebGIS主要是用來實現空間信息的采集、存儲、管理和分析等功能，如何使GIS能夠走向大眾以及為大眾提供便利的服務，一直是GIS從業者所思考的問題。
　　鑒于上述不足，我們利用無線網絡技術和設備以及Web—GIS技術，來實現無線通信設備、無線通信網絡、Internet技術以及WebGIS技術的融合，使得GIS的應用更廣泛和更靈活。
　　2.2無線網絡模型與GIS技術的耦合
　　在移動GIS中，移動終端采用無線的方式實現與GIS的信息交互。移動終端的信息通過無線網絡進行傳輸，GIS的數據信息是通過Internet有線網絡來實現的。如何實現移動終端與GIS的耦合，主要體現在無線網絡與有線網絡的鏈接。目前移動終端網絡主要采用WAP模型和www模型。
　　WAP網絡架構由三部分組成，即WAP網關、WAP手機與WAP內容服務器，這三方面缺一不可。其中WAP網關起著協議的翻譯作用，是聯系GSM網與萬維網的橋梁；WAP內容服務器存儲著大量的信息，以提供WAP手機用戶來訪問、查詢、瀏覽等。
　　在GIS與無線網絡的耦合過程中，我們充分利用兩者的優勢。在WAP模型的無線網絡中，WebGIS服務器與WAP服務器進行連接，移動用戶的請求信息要進行通信協議的轉換(從WAP到TCP／IP)，之后才能通過WAP服務器發送到有線網絡上，并傳遞給WebGIS服務器進行處理。WebGIS服務器將處理結果發送給WAP服務器，在WAP服務器上進行協議的轉換(從TCP／IP到WAP)，之后將信息發送給移動用戶。而對于
　　www無線網絡，因為有線網絡和無線網絡均采用TCP／IP協議，因此沒有必要進行協議的轉換，在耦合過程中，只要將WebGIS作為整個網絡的一個節點。WebGIS與無線網絡的耦合模式如圖1所示。
　　
　　2.3GPRS技術與GIS技術的集成
　　GPRS是一種新的GSM數據業務，它在移動用戶與數據網絡之間提供一種連接，為移動用戶提供高速無線IP和X.25分組數據接入服務。GPRS網絡是基于現有的GSM網絡來實現的。在現有的GSM網絡中需要增加一些節點，如GGSN(Gate—wayGPRSSupportingNode，GPRS網關支持節點)和SGSN(Ser—vingGSN，GPRS服務支持節點)。GSN是GPRS網絡中最重要的網絡節點。GSN具有移動路由管理功能，它可以連接各種類型的數據網絡，并可以連到GPRS寄存器。GSN可以完成移動終端與各種數據網絡之間的數據傳送和格式轉換。它可以是一種類似于路由器的獨立設備，也可以與GSM中的MSC集成在一起。GSN有兩種類型，即SGSN(ServingGSN，服務GSN)和GGSN(GatewayGSN，網關GSN或GPRS路由器)。SGSN的主要作用是記錄移動終端的當前位置信息，并且在移動終端與GGSN之間完成移動分組數據的發送和接收；GGSN主要是起網關作用，它可以與多種不同的數據網絡連接，如Is-DN，PSPDN和LAN等。GGSN可以把GSM網中的GPRS分組數據包進行協議轉換，從而可以把這些分組數據包傳送到遠端的TCP／IP或X.25網絡。
　　利用GPRS傳輸GIS空間信息的過程中，移動用戶發送的請求信息首先要進行網絡通信協議的轉換，之后將信息交由WebGIS服務器進行處理。信息處理的結果通過Internet發送給GGSN，在GGSN上完成網絡通信協議的轉換(從TCP／IP到無線網絡協議)后，將信息傳遞給用戶。GPRS與WebGIS結合的網絡結構如圖2所示。
　　
　　3集成系統描述
　　3.1系統架構的描述
　　IMGIS的用戶系統為了滿足用戶的需求，它兼容了目前國家通用的無線通信網絡模型，將WebGIS的應用拓展到基于無線通信技術的應用。使用戶更能方便地利用GIS對于空間信息處理和分析的服務優勢來獲取空間信息服務。
　　IMGIS的應用架構主要采用成熟的B／S模式。其中數據庫采用SQLServer軟件進行空間信息和用戶信息的管理。GIS服務器主要進行空間信息的處理，應用服務器主要進行用戶注冊信息的匹配和處理工作。系統的實現架構如圖3所示。從圖3可以看出，整個系統主要由SessionManager，Con—tentManager，DeviceAwareness，Manager，GISServer，DatabaseEngine以及空間數據庫組成。其中SessionManager，ContentManager，DeviceAwareness和Manager主要部署在應用服務器上，GISServer和DatabaseEngine部署在系統GIS服務器上。
　　
　　3.2系統用戶管理功能
　　系統對用戶信息的注冊可以采用多種方式，但若要求服務器自動處理用戶信息注冊及管理服務，則主要采用短消息方式來進行。以下主要側重于對自動用戶信息處理功能的描述。在服務器端，自動用戶信息處理針對用戶的短消息主要有以下步驟：
　　(1)信息監聽。服務器端運行的消息接聽程序實時監聽用戶所發送的短消息，驗證其合法性，及時將符合條件的短消息傳遞給下一處理模塊。
　　(2)信息分析。將信息監聽模塊傳人的短消息加以分析，根據短消息的類型將該短消息及時分派給相對應的功能模塊。
　　(3)信息處理。專門負責處理用戶的請求或所要求的服務，根據請求的具體內容作出響應，實現用戶所需的相應請求或服務。
　　用戶信息的注冊和匹配功能主要由用戶管理模塊來實現。因用戶終端與服務器之間采用短消息形式傳遞信息，服務器端主要依據ID號碼(如對于手機用戶為手機號)來標志用戶，依據用戶信息所含設備信息來識別和匹配用戶設備。所以服務器端對用戶信息的管理主要有注冊、注銷，以及用戶登錄三大功能。
　　4IMGIS的開發和實現
　　4.1系統開發描述
　　IMGIS的開發遵循軟件工程的基本原理，用分階段的生命周期計劃進行管理，遵守RUP統一軟件開發過程，利用瑞理公司的可視化建模工具Rose進行需求分析和建模，微軟公司的一體化開發環境(IntegratedDevelopmentEnvironment，IDE)進行系統的源碼開發和管理及可執行應用程序的編譯實現。IM—GIS的開發自始至終采用面向對象的方法來考慮并解決問題。面向對象思想體現在系統從分析、設計，到編碼實現的各個環節。具體來說，系統的開發可以分為系統需求分析、系統設計、系統編碼和測試維護等幾個主要階段。系統的實現方式是采用微軟公司的COM技術以組件方式來進行的。
　　如圖4所示是用RationalRose工具軟件并利用面向對象方法，對GIS系統的空間地理對象結構進行描述。將所有的地理對象以層為單位進行組織，每個層又包含了一個地理對象集合，及其相對應的一個地理對象屬性集合，另外還包括了地理對象的繪制接口和數據初始化接口等。
　　
　　圖4IMGIS系統對象類模型
　　4.2系統的實現
　　整個系統的實現是在WindowsXP操作系統利用MicrosoftVisualStudio.NET2003開發平臺來完成的。IMGIS系統集成了無線通信技術和WebGIS技術，主要實現了如下功能：
　　(1)空間位置信息定位。(2)報警功能。(3)路徑分析功能。
　　結束語：
　　本文對該系統集成了無線通信技術、WebGIS技術等，拓展了傳統的WebGIS的應用領域和范圍。本文描述的IMGIS只是一個試驗系統，要想進行行業的規模化應用，還需要做大量的努力去完善和優化該系統。在下一步工作中我們主要集中解決系統實現中的難點，如多傳輸協議的進一步集成和完善，系統和用戶的安全性的完善以及系統的行業應用模式等。