移动GIS通信技术研究

移动GIS通信技术研究

一、移动GIS技术简介

(一)移动GIS技术产生背景

现阶段的无线通信技术相对成熟,无线互联和智能终端已经相融合,并且被人们广泛在生活工作中应用。即时通信的内容是基于实现任务需求数据信息的服务器,通信技术在移动GIS中的作用非常突出,主要体现在野外作业、环境监测、军事国防、工业控制和野外作业等领域。GIS领域最新发展的领域即为移动GIS,移动GIS可以在GIS中心部门和野外作业队员之间传输空间数据。GIS市场的领军公司是Autodesk公司,它提供了移动访问模块,移动掌上设备是客户端通常采用的技术,能够完成栅格影响和数据的传输。我国现阶段的移动通信领域发展很快,全国都已经覆盖移动通信网络(2G)GSM,使全球的联网漫游得到了初步的实现。基于GSM网的分组交换技术GPRS(2.5G)网络和GDMA基本已经开始在全国覆盖。现阶段的发展中心落在了第三代移动通信系统(3G)上,致力于发展多媒体应用和高速数据的传输,据统计,2Mbps是目前较快的传输速率,它完全可以满足空间信息对移动通信的基本要求。而我国研究的第四代移动通信系统(4G)已经得到初步的应用,目标传输数据速率约为10Mbps。针对于功能、业务和频带上第四代移动通信系统相比第三代系统都有较大的优势,第四代传输系统的最高传输速度将比100Mbps高,为了使移动通信系统得到较快的发展,要进一步对空间信息技术中的大量数据传送应用系统效率进行提高。

(二)移动GIS的特点分析

移动GIS的特点主要包括四个方面:运行平台具有一定的延伸度、数据源具有分布式的特点、有限的计算能力和宽带、终端和信息载体具有一定的多样性特点。移动GIS系统具有一定的复杂性,其运行平台是由传统的Internet延伸而来,本质是无线网络,而GIS应用模式的产生有赖于传统GIS和无线定位技术的有机融合,使移动GIS系统中空间地理信息地位更加重要。GIS系统经过无线平台的转移后,使得更多的GIS应用产生,这就需要具有分布式特点的数据源支持。以GIS系统基于位置服务的技术为例,移动用户的位置不是不是唯一的,这就导致用户所需求的信息具有一定的多样性特点,所以数据源不能单一,一定要满足分布式的特点才能满足用户的数据需求。无线网络的宽带相对于Internet较小,在满足服务质量的前提下,移动GIS系统要在较小数据量的情况下来进行,另一方面由于移动终端的计算能力不足和有限功率和内存,因此移动GIS对数据传输的要求也更好。移动GIS系统的终端表现形式包括:较为传统的桌面PC和移动计算终端。移动计算终端设备包括PDA/专用的GIS嵌入式设备和移动电话等。移动GIS服务具有一定的扩展性和灵活性,其终端的表现形式为多样性,这样才能使GIS体系结构具有一定的开放性,来对终端多样性进行进一步适应。服务器交互和移动终端用户具有较为丰富的信息内容,视频、定位服务、音频、语音、图像、文本等都属于以上的信息内容,这说明有限的计算机移动终端处理数据的能力要进一步提高,使数据完成快速的传输。为了使移动GIS系统完成高效率运行就要对移动GIS的数据传输水平进一步提高。

(三)移动GIS系统的结构分析

移动GIS系统是作为一个无线网络应用系统存在的,其组成结构主要包括:移动设备终端、空间数据库、无线通信网络和地理应用服务器。移动终端设备主要是指移动GIS用户所要应用的具有地理识别和精确快速定位的设备,这种地理应用具有低耗能、便于携带的特点。移动终端设备的多样性是为了满足用户需求的多样性,个人数字助理、便携式电脑和WAP手机等都属于移动终端设备。空间数据库是指移动GIS数据的存储核心,它能够管理数据,应用于地理应用服务的信息数据提供。无线通信网络是现阶段应用最广泛的网络,基于移动GIS中广域蜂窝、无线局域网、数字微波通信、卫星通信、蜂窝移动通信、红外线通信的移动网络,是未来移动GIS运行的主流通信网络。地理应用服务器是系统的核心部分,它是作为系统的GIS引擎存在的。

二、通信技术在移动GIS的应用

无线网络是作为移动通信的重要载体存在的,同时也是有限网络和移动用户的有效衔接点。通信技术在移动GIS的应用主要体现在以下几种类型网络上。

(一)移动GIS中广域蜂窝的应用

2.5G技术是对第二代移动通信网技术的改进,从而衍生出3G网络,也是现阶段应用最广泛的网络,它作为新型技术网络的参考标准,其技术类型主要有GSM、CDMA和IS-136。

(二)移动GIS中无线局域网的应用

无线局域网是通过利用无线通信技术的方法,继而再局部范围建立起一个网络,它能够将无线通信技术与计算机网络有机的融合。无线局域网的覆盖范围大约在十米和几百米之间,包括无线个人区域网络和本地网络。无线个人区域网络采取的是WPAN技术,它能够对用户的个人操作空间设备进行无线通讯的特殊创建,此项设备包括手提电脑、PAD和移动电话等,距离相对较短,大约范围在10米以内。WPAN技术主要体现在红外广波和蓝牙的使用上。蓝牙的无线通信标准具有一定的短距离性和开放性,基于较短距离代替了很多种电缆连接方案,在数字设备之间利用统一短距离无线链路的方法使数据通信和语音通信的实现具有一定的低成本性、灵活性、安全性、方便性、小功率性和快捷性等优势。无线本地网络主要采用的WLAN数据通信系统,它具有一定的灵活性,校园和建筑物种的数据传输就是通过利用电磁波来完成的,它能够使有限连接进一步的减少,有效范围在50英尺~1000英尺,而计算机信息传输需要使用无线局域网卡。

(三)移动GIS中数字微波通信的应用

数字微波通信即微波中继通信,微波频段利用中继和视距的方法使用微波作为载体将数字信息进行有效传输的手段,它采用的无线通信技术。微波通信开始于20世纪中期,其发展迅速有赖于它自身的耗能小、容量大、抗灾能力强和建设快的特点,受到大容量地面和长距离无线传输的广泛应用。20世纪末,光纤通信开始发展,光维通信也逐步替代了数字微波通信。微波通信是一种无线传输的方式,但是上述优点是光纤通信不具备的,所以微波通信的发展具有一定的前景。

(四)移动GIS中卫星通信的应用

人造地球卫星,主要是采用卫星通信作为中继站的方式来对无线电信号转发,从而实现在多个地球站之间的有效通信。国际或我国通信都可以采取卫星通信技术来传输电话、电报。电视盒传真等高速数据等。卫星通信的主要特点包括:较远的传输距离、多地址的通信、频带可用率较宽、灵活性较强、信号强等特点。现阶段通信网的主流包括移动通信和光纤通信,它们能够充分利用卫星通信的特点,对地面系统的信息传输提供有效的延伸、支持和补充。

(五)移动GIS中蜂窝移动通信的应用

移动通信的最终目标是实现任一时间、地点、对象之间的通信。移动通信将无线通信和有线通信技术有机的融为一体,在完成语言信息传递的同时又将公众电话交换网中的数据终端功能得以实现,它是一种最理想的通信服务方式,用户可以根据自己的需要进行对信息需求的快速转换需要。目前,蜂窝移动通信发展的速度日益迅速有赖于业务需求的进一步满足。针对于第二代移动通信系统,GSM是应用最为广泛的,它的优势包括覆盖面积大、音质好、信号强、有良好的抗干扰能力、辐射小、保密安全性好等。GPRS是第二代通信技术与第三代通信技术的衔接点,同时它能够在GSM系统上解决IP结合和移动通信的技术方案,在对现有的GSM网络进行利用时,要对全网范围的数据业务进行推出。GPRS是作为一种分组交换技术存在的,它能够将客户与网络之间的联系实时传输到系统中,全天在线,使其保持较好的联系,GPRS的数据传输数据较高,为了给用户提供更好的通信服务,GPRS是按量计费的,客户及时一直在线,也只需要按照发送的数据和接受数据来付相关的通信数据费用,GPRS漫游时并不收取额外费用,这为广大用户节约了一定的通信数据开支,针对性的满足了用户的信息需求。此外,GPRS拥有快捷登陆的功能,GPRS用户在开机时,就能够将数据直接连接在网络上,及时关闭数据重新激活,也只需要1s~3s的时间。

(六)移动GIS中红外线通信的应用

红外线通信是将红外线作为载体信息发射到接收端的通信方式,它有一定的抗干扰性,不受国家无线电管理委员会限制。但是由于红外线穿透物体的能力不是很强,甚至不能穿透墙壁,因此红外线传输的采用就有了一定的限制,一般为近距离或室内限制。便携式计算机之间的红外线作为信息传递的载体将红外线通信系统的作用发挥出来,限制适用于点对点通信。在技术不断发展的前提下,红外线通信系统将不断的完善,致力于发展成一种可以在制定的区域内完成多点通信的系统,红外线通信的优点主要有:信号调制方便,传输数据速率较高,低廉的发送装置和接受装置,传输装置体积较小和无污染的传输过程等特点,从而代替室内的有线网络。

三、结语

综上所述,移动GIS应用中的通信技术在数据的即时交互中起到很重要的作用,本文通过对GIS技术进行综合分析,从而对GIS应用通信所包含的内容进行研究,发现GIS通信技术能够满足人们对空间数据信息的需求。移动GIS应用中的通信技术是作为GIS系统的一次重大飞跃性研究技术,它能够为用户提供任一时间、地点的移动GIS系统通信信息服务。

作者:马晨 单位:西安航空学院