專利名稱：：基于gps和移動終端的提供本地移動地理信息服務(wù)的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及一種提供地理信息服務(wù)的通信系統(tǒng)，確切地說，涉及一種利用GPS和移動終端的提供本地移動地理位置信息服務(wù)(LBS,LocationBasedService)的系統(tǒng)，使用該系統(tǒng)，可以選擇查閱、顯示本地地圖并對該地圖進行縮放處理，以及實現(xiàn)定位、查詢興趣點、導航和路徑跟蹤等功能，屬于電信增值業(yè)務(wù)和計算機應用
技術(shù)領(lǐng)域：
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背景技術(shù)：
：隨著知識經(jīng)濟時代的來臨，信息已經(jīng)成為人類社會財富的源泉?，F(xiàn)在，人們在生產(chǎn)和生活中百分之八十以上的信息都與地理空間位置有關(guān)。信息科學技術(shù)的飛速發(fā)展與廣泛應用帶動了全社會對地理位置信息的需求，作為獲取、分析處理和管理地理空間數(shù)據(jù)的重要工具、技術(shù)和學科的地理信息系統(tǒng)(GIS,GeographicInformationSystem),在近十余年來，得到了廣泛關(guān)注和迅猛發(fā)展，并在涉及資源調(diào)查、環(huán)境評估、災害預測、國土管理、城市規(guī)劃、郵電通訊、交通運輸、軍事公安、水利電力、公共設(shè)施管理、農(nóng)林牧業(yè)、統(tǒng)計、商業(yè)金融等幾乎所有領(lǐng)域都得到了廣泛應用，已經(jīng)成為國家或全球信息流中的重要組成部分，并逐漸發(fā)展成為當今社會最基本的信息服務(wù)之一。眾所周知，GIS是一個基于數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)(DBMS)的管理地理空間對象的信息系統(tǒng)，以龐大的地理空間數(shù)據(jù)為操作對象是地理信息系統(tǒng)與其它信息系統(tǒng)的根本區(qū)別。因此，海量的地理空間數(shù)據(jù)既是GIS的重要內(nèi)容，也是GIS系統(tǒng)的靈魂和生命。如何組織和處理這些海量數(shù)據(jù)是GIS應用系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。也是因為要對海量數(shù)據(jù)進行存儲和處理，所以，目前的基于地理位置信息服務(wù)的應用主要是以桌面GIS系統(tǒng)的形式出現(xiàn)，如百度地圖、GoogleMap,搜狗地圖等。但是，由于桌面GIS的移動性差，不能滿足用戶日益增長的空間位置信息服務(wù)的需求。因此，新一代地理信息系統(tǒng)技術(shù)一移動式GIS技術(shù)就應運而生。作為嵌入式GIS的最新發(fā)展形式-移動GIS是移動通信技術(shù)與傳統(tǒng)的空間信息技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，前者為移動空間信息服務(wù)提供良好的承載、運營平臺，后者能為廣大移動用戶提供豐富的基于地理位置的空間信息服務(wù)。然而，盡管移動終端在軟硬件上都有了很大改進和提高，但是移動終端的自身設(shè)備局限其在內(nèi)存、存儲器、處理器等方面仍然遠不及臺式電腦，這就使得許多適用于桌面系統(tǒng)中的技術(shù)與方法難以滿足嵌入式設(shè)備運用GIS的要求。因此，目前大多數(shù)的移動GIS仍然采用痩客戶端模式，即其大部分GIS功能仍然由服務(wù)器中的桌面GIS系統(tǒng)來完成；其主要結(jié)構(gòu)形式是將空間數(shù)據(jù)存儲在服務(wù)器端，客戶端根據(jù)用戶請求通過HTTP網(wǎng)絡(luò)協(xié)議與服務(wù)器端進行通信，以完成所需的功能。這種方式存在以下不足(1)大部分服務(wù)不能在本地-移動終端上實現(xiàn)，而是必須通過與服務(wù)器的交互來完成，通信流量大，需要占有大量的無線帶寬；(2)通信量大，導致服務(wù)成本昂貴，費用增大；(3)由于無線通信的不穩(wěn)定性，很有可能出現(xiàn)服務(wù)中斷或無法進行服務(wù)的情況，實時性差。因此，如何對現(xiàn)有的移動式GIS技術(shù)進行改進，就成為業(yè)內(nèi)技術(shù)人員所關(guān)注的課題和焦點。
發(fā)明內(nèi)容有鑒于此，本發(fā)明的目的是提供一種能夠解決現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷、基于GPS和移動終端的提供本地移動地理信息服務(wù)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)IS的大部分服務(wù)都在本地、即移動終端上實現(xiàn)，幾乎沒有或者明顯減少該移動終端與服務(wù)器的交互，以彌補當前桌面GIS系統(tǒng)移動性差和瘦客戶端模式實時性差，從而無法提供隨時隨地的地理空間位置信息服務(wù)的不足。為了達到上述目的，本發(fā)明提供了一種基于GPS和移動終端的提供本地移動地理信息服務(wù)的系統(tǒng)，包括無線通信網(wǎng)、GPS定位裝置和移動終端，以及因特網(wǎng)和路徑跟蹤服務(wù)器；所述移動終端包含具有Symbian、WindowsMobile、Linux或其它操作系統(tǒng)的智能手機、手持式個人電腦、個人數(shù)字助理PDA或具有圖文輸入、處理和顯示功能的移動通信終端；其特征在于，所述移動終端設(shè)有下述軟件功能模塊無線通信模塊、GPS接收模塊、界面顯示模塊、興趣點查詢模塊、路徑規(guī)劃模塊、定位模塊、路徑跟蹤模塊、GIS引擎模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、以及由興趣點數(shù)據(jù)庫、地理數(shù)據(jù)文件、地理數(shù)據(jù)索引文件、地理數(shù)據(jù)拓樸文件和初始化配置文件組成的lt據(jù)層；其中GIS引擎模塊，是該移動終端作為客戶端的控制中心，也是該移動終端操作和查詢地理空間數(shù)據(jù)的接口，用于提供包括地圖平移、縮放、坐標轉(zhuǎn)換、訪問數(shù)據(jù)層中各個地理數(shù)據(jù)文件的多種功能；數(shù)據(jù)庫管理模塊，負責訪問和管理興趣點數(shù)據(jù)庫，完成興趣點查詢模塊設(shè)置的各種查詢、檢索功能；定位模塊，負責完成GPS定位的相關(guān)功能包括對GPS數(shù)據(jù)的解析、調(diào)用GIS引擎模塊進行坐標轉(zhuǎn)換、以及調(diào)用界面顯示模塊在地圖上顯示當前的定位位置;路徑跟蹤模塊，用于將由GPS接收模塊獲得的地理位置信息打包后通過無線通信模塊定時發(fā)送給路徑跟蹤服務(wù)器，使得該路徑跟蹤服務(wù)器能夠根據(jù)其獲得的位置信息對移動終端進行監(jiān)測和路徑跟蹤；路徑規(guī)劃模塊，負責進行路徑分析和搜索計算，以便根據(jù)用戶輸入的出發(fā)地和目的地，快速地完成最優(yōu)^各徑的計算，并將該最優(yōu)路徑顯示在地圖上；興趣點查詢模塊，負責根據(jù)設(shè)定的興趣點名字或設(shè)定地點周圍完成查詢興趣點信息的功能，且在進行周圍查詢過程中，還能進行專項主題的查詢；在查詢到具體興趣點后，再調(diào)用路徑規(guī)劃模塊來確定前往該興趣點的最優(yōu)路徑；界面顯示模塊，作為該移動終端的人機交互界面，接收來自用戶的各種操作，并顯示響應結(jié)果；另一功能是完成地圖的各種繪制和顯示功能；GPS接收模塊，負責該移動終端與外置的GPS定位裝置之間的藍牙通信，以獲取并解析GPS數(shù)據(jù)；無線通信模塊，負責完成作為客戶端的移動終端與路徑跟蹤服務(wù)器或其他服務(wù)器之間的通信功能，通信方式包括短信和超文本傳輸協(xié)i義HTTP。本發(fā)明是一種基于GPS和移動終端的提供本地移動地理信息服務(wù)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在現(xiàn)有的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)和網(wǎng)元的條件下，針對移動終端開發(fā)出來的一個性能優(yōu)異、功能完善的移動GIS系統(tǒng)，采用本發(fā)明系統(tǒng)，由于在移動終端中存儲了海量的地理空間數(shù)據(jù)和集成了許多能夠提供地理空間位置服務(wù)的軟件功能模塊，使得用戶能在大大減少對服務(wù)器的依賴的前提下，隨時、便利地享受本地化的、實時的地理空間位置服務(wù)。需要說明的是，本發(fā)明的本地化是指立足于移動終端自身設(shè)備的"本地"，并不是地理概念上的本地-即終端所在的城市。相對于現(xiàn)有的桌面GIS系統(tǒng)和瘦客戶端模式，本發(fā)明系統(tǒng)的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)組成簡單、實用，數(shù)據(jù)層的設(shè)計巧妙、查詢方^更，成本低廉，實現(xiàn)容易；只需對移動終端配設(shè)相應的軟件功能模塊和數(shù)據(jù)層，就能夠?qū)崿F(xiàn)本地化的移動地理位置信息服務(wù)。而且，本發(fā)明系統(tǒng)具有以下特點(l)移動性強，可以隨時隨地向用戶提供基于地理位置的信息服務(wù)。(2)通信量小，費用低由于大部分功能都是在移動終端上實現(xiàn)，即所謂服務(wù)的本地化，與服務(wù)器的通信交互少，有效降低了移動終端與服務(wù)器端的通信量，也使得用戶的通信費用顯著降低，從而能夠吸引和拓展更多的用戶群。(3)實時性高，由于許多業(yè)務(wù)都在本地化實現(xiàn)，不僅無須擔心因通信鏈路的通信質(zhì)量差而導致服務(wù)中斷或無法使用服務(wù)，而且更明顯的優(yōu)點是查詢相關(guān)信息的時間大大加快。(4)靈活性強，用戶只需才艮據(jù)自身的需求，在數(shù)據(jù)層中下載存儲不同地點的地理空間位置信息或地圖，就能檢索和顯示相關(guān)區(qū)域而提供當?shù)氐奈恢眯畔⒎?wù)。因此，本發(fā)明特別適用于下述用戶群經(jīng)常在戶外工作而又具有空間位置信息服務(wù)需求的用戶；經(jīng)常去外地出差或旅游的用戶；需要進行路徑跟蹤的企業(yè)，如物流運輸，公安系統(tǒng)等。圖1是本發(fā)明基于GPS和移動終端提供本地移動地理信息服務(wù)的系統(tǒng)中的移動終端軟件功能模塊和數(shù)據(jù)層的結(jié)構(gòu)組成示意圖。圖2是本發(fā)明移動終端中的地理數(shù)據(jù)文件格式示意圖。圖3是本發(fā)明移動終端的地理數(shù)據(jù)索？1文件中第二級索引文件結(jié)構(gòu)圖。圖4是本發(fā)明移動終端的地理數(shù)據(jù)索引文件中第一級索引文件結(jié)構(gòu)圖。圖5是本發(fā)明移動終端檢索、查詢地理空間數(shù)據(jù)的操作流程示意圖。具體實施例方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步的詳細描述。本發(fā)明基于GPS和移動終端的提供本地移動地理信息服務(wù)的系統(tǒng)是由無線通信網(wǎng)和GPS定位裝置，因特網(wǎng)和路徑跟蹤服務(wù)器，以及包括具有Symbian、WindowsMobile、Li皿x或其它操作系統(tǒng)的智能手機、手持式個人電腦、個人數(shù)字助理PDA或具有圖文輸入、處理和顯示功能的移動通信終端所組成，其中通信網(wǎng)絡(luò)與相關(guān)網(wǎng)元都是現(xiàn)有的設(shè)備，其中關(guān)鍵是在移動終端中增設(shè)了多個軟件功能模塊(參見圖1):無線通信模塊、GPS接收模塊、界面顯示模塊、興趣點查詢模塊、路徑規(guī)劃模塊、定位模塊、路徑跟蹤模塊、GIS引擎模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、以及由興趣點數(shù)據(jù)庫、地理數(shù)據(jù)文件、地理數(shù)據(jù)索引文件、地理數(shù)據(jù)拓樸文件和初始化配置文件組成的數(shù)據(jù)層。下面具體介紹其結(jié)構(gòu)和功能GIS引擎模塊，是該移動終端作為客戶端的控制中心，也是該移動終端操作和查詢地理空間數(shù)據(jù)的接口，用于提供包括地圖平移、縮放、坐標轉(zhuǎn)換、訪問數(shù)據(jù)層中各個地理數(shù)據(jù)文件的多種功能；數(shù)據(jù)庫管理模塊，負責訪問和管理興趣點數(shù)據(jù)庫，完成興趣點查詢模塊設(shè)置的各種查詢、檢索功能；定位;漠塊，負責完成GPS定位的相關(guān)功能包括對GPS數(shù)據(jù)的解析、調(diào)用GIS引擎模塊進行坐標轉(zhuǎn)換、以及調(diào)用界面顯示模塊在地圖上顯示當前的定位位置；路徑跟蹤模塊，用于將由GPS接收^t塊獲得的地理位置信息打包后通過無線通信模塊定時發(fā)送給路徑跟蹤服務(wù)器，使得該路徑跟蹤服務(wù)器能夠根據(jù)其獲得的位置信息對移動終端進行監(jiān)測和路徑跟蹤；路徑規(guī)劃模塊，負責進行路徑分析和搜索計算，以便根據(jù)用戶輸入的出發(fā)地和目的地，快速地完成最優(yōu)路徑的計算，并將該最優(yōu)路徑顯示在地圖上；興趣點查詢模塊，負責完成查詢興趣點信息的功能，查詢方式有兩種1)名字查詢按照興趣點名字查詢具體的興趣點；2)周邊查詢查詢某個地點周圍的興趣點信息。在進行周圍查詢過程中，用戶還能進行專項主題查詢，如查詢周邊的飯店，商店等。在查詢到具體興趣點后，可調(diào)用路徑規(guī)劃模塊來確定前往該興趣點的最優(yōu)路徑，并在地圖上展示；界面顯示模塊，作為該移動終端進行人機交互的界面，接收來自用戶的各種操作，并顯示響應結(jié)果；另一功能是完成地圖的各種繪制和顯示功能；GPS接收模塊，負責該移動終端與外置的GPS定位裝置之間的藍牙通信，以獲取GPS數(shù)據(jù)；無線通信模塊，負責完成作為客戶端的移動終端與路徑跟蹤服務(wù)器或其他服務(wù)器之間的通信功能，通信方式包括短信SMS和超文本傳輸協(xié)議HTTP。眾所周知，從應用的角度，地理信息系統(tǒng)GIS的組成主要包括硬件、軟件、方法和數(shù)據(jù)等部分；其中計算機的各種硬件和軟件為地理信息系統(tǒng)的建設(shè)和運行提供工作環(huán)境；方法為GIS的運行和管理提供具體解決方案，采用哪一種方法會直接影響系統(tǒng)性能，影響系統(tǒng)的可用性和可維護性；數(shù)據(jù)則是GIS的重要內(nèi)容，也是GIS系統(tǒng)的靈魂和生命。數(shù)據(jù)的組織和處理是GIS應用系統(tǒng)建設(shè)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，涉及許多問題。例如選擇何種(或哪些)比例尺的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)的精度能否滿足要求，其格式能否被相關(guān)軟件集成或采納，采用何種方法對數(shù)據(jù)進行快速查詢和處理，采用何種方法對數(shù)據(jù)進行更新和維護，等等。本發(fā)明系統(tǒng)的一個創(chuàng)新技術(shù)是在移動終端的軟件功能模塊的最底層設(shè)計了數(shù)據(jù)層，在該數(shù)據(jù)層設(shè)置有供系統(tǒng)運行時需要調(diào)用的包括地理數(shù)據(jù)文件、地理數(shù)據(jù)索引文件、地理數(shù)據(jù)拓樸文件和初始化配置文件等多個文件和興趣點數(shù)據(jù)庫，下面分別具體介紹該數(shù)據(jù)層的各個組成部件參見圖2，先介紹地理數(shù)據(jù)文件的結(jié)構(gòu)本發(fā)明系統(tǒng)中的地理原始空間數(shù)據(jù)是由第三方廠商提供的。它是在原始數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上提取出來所需的相關(guān)數(shù)據(jù)后，按照設(shè)定的格式存儲在自定義的文件中。該自定義文件的后綴名為.map。該文件中開始的兩個字段是該文件的版本字段和文件校驗和字段，它們是全局唯一的，版本字段用來標識文件的版本信息，目前為1.0版；校驗和字段則防止因地理空間數(shù)據(jù)遭到破壞而導致系統(tǒng)的混亂。后面是按照圖層序號順序存儲的地理空間數(shù)據(jù)，每一層的所有圖元數(shù)據(jù)都根據(jù)圖元標識ID的大小依次相鄰接地存儲，第一層的最后一個圖元的后面則開始第二層圖元的存儲，以此類推，直到將所有圖層數(shù)據(jù)都存儲好。各層的地理空間數(shù)據(jù)都采用下述三個字段順序存儲圖元的屬性字段、圖元坐標字段和圖元繪制字段；其中，圖元的屬性字段是定長的，包括三部分圖元類型、圖元名稱和組成圖元的坐標點個數(shù)。圖元坐標字段則包含組成圖元的所有經(jīng)煒度值，該字段不定長，其長度取決于組成圖元的坐標點個數(shù)。圖元繪制字段也是不定長，用于標識包括圖元的顏色、線型、線寬、填充風格和其他特征。再介紹地理數(shù)據(jù)索引文件為海量的地理空間數(shù)據(jù)構(gòu)建良好的索引，并采用有效的算法實現(xiàn)快速的檢索，是目前地理信息系統(tǒng)的研究熱點之一。尤其是在處理器性能相對較低的嵌入式設(shè)備中進行GIS應用開發(fā)，優(yōu)秀的索引結(jié)構(gòu)和算法更是實現(xiàn)移動GIS應用的關(guān)鍵。目前，在桌面系統(tǒng)中比較流行的索引結(jié)構(gòu)有Quad-Tree索引、R-Tree索引和網(wǎng)格(Grid)索引等。經(jīng)過試驗和研究，前兩種索引結(jié)構(gòu)不適用于嵌入式移動終端。因此，本發(fā)明舉統(tǒng)采用基于網(wǎng)格的二級索引結(jié)構(gòu)。又因為傳統(tǒng)的網(wǎng)格索引結(jié)構(gòu)存在著兩大缺陷(1)不適用于存儲字節(jié)長度不確定的地理空間數(shù)據(jù)；(2)對網(wǎng)格內(nèi)部的地理空間對象的邊界進行過多的比較會大大降低地理數(shù)據(jù)的查詢效率。為此，該系統(tǒng)采用二級索引結(jié)構(gòu)來解決第一個缺陷所帶來的問題，并采用自適應查詢方式來彌補第二個缺陷所帶來的查詢效率低的問題。通過對地理空間數(shù)據(jù)的實驗和分析，本發(fā)明系統(tǒng)中的地理數(shù)據(jù)索引文件采用了兼顧檢索效率和精度的100x100的網(wǎng)格劃分策略橫向100塊，縱向100塊，形成10000條網(wǎng)格塊記錄。這樣劃分的結(jié)果是將整個地圖(包括各省、區(qū)、直轄市的轄內(nèi)所有區(qū)域的地圖、每個大、中、小城市的城市地圖、或全國地圖)在邏輯上劃分成了10000個地圖塊，每個網(wǎng)格塊對應一個地圖塊，以便能夠通過每個網(wǎng)格塊可以查詢到對應的地圖塊的數(shù)據(jù)。所有的網(wǎng)格塊的索引項都存放在第二級索引文件中。參見圖3，介紹第二級索引文件的結(jié)構(gòu)由采用上述方式劃分并順序存儲的IOOOO個網(wǎng)格塊記錄組成第二級索S1文件，而每個網(wǎng)格塊記錄又是以圖層為單位依次排列。在每個圖層里存儲相應的各個地理空間對象的三種數(shù)據(jù)即圖元標識ID、其最小外包矩陣MBR和索引值Index，在每個圖層記錄的最前面是該圖層索引記錄中的地理空間對象索引的個數(shù)，即圖元個數(shù)。根據(jù)二級網(wǎng)格索引的定義，在第二級索引文件中，每個網(wǎng)格塊記錄中的地理空間對象，即圖元的索引記錄的個數(shù)是不相同的。這樣，對于采用文件的存儲結(jié)構(gòu)，就難以進行有效、快速的索引值查詢。為了解決這個問題，地理數(shù)據(jù)索引文件又建立第一級索引，以便對第二級索引文件進行快速、有效的索引。參見圖4,介紹第一級索引文件的結(jié)構(gòu)組成它是一個以行序為主序的二維數(shù)組A[10000][10]架構(gòu)的文件，其中第一維共10000項，與第二級索引文件中的10000個網(wǎng)格塊記錄相對應，第二維共10項，與10個圖層相對應，道路相交點Node層不作存儲和顯示；每個數(shù)組項A[p][q]的值表示第一級索引文件中第p個網(wǎng)格塊記錄中的第q個圖層的索引值即存儲相關(guān)數(shù)據(jù)的首地址。參見圖5，介紹本發(fā)明系統(tǒng)查詢地理空間數(shù)據(jù)的全部過程先根據(jù)所要查詢的網(wǎng)格塊的塊號p及其所在的圖層號q在第一級索引文件中進行搜索，獲得該網(wǎng)格塊p對應d的圖層q記錄在第二級索？I文件中的索引值，即計算下述公式Loc(p,q一q+pxxxL,式中，自然數(shù)p、q分別表示網(wǎng)格塊的序號和圖層的序號，x為該地圖文件的圖層總層數(shù)，i為索引值所占存儲空間的大??；再以計算得到的索引值，即A[p][q]數(shù)值為首地址，在第二級索引文件中查詢得到所需的p地圖塊中q圖層的位置，然后在該圖層記錄中對各個圖元標識依次進行比較，查詢到所需圖元的索引值后，最后以該圖元的索引值為首地址在地理翁:據(jù)文件中檢索到該圖元的各種相關(guān)數(shù)值，以便在移動終端上提供各種移動地理信息服務(wù)。例如查詢網(wǎng)格塊3000中圖層0的所有圖元的空間數(shù)據(jù)，則根據(jù)公式Zoc(3000,0)=0+3000x10"(i為索引值所占空間的大小)計算得到A[3000〗的數(shù)值，再根據(jù)該索引數(shù)值在第二級文件中查詢到索引塊3000中圖層0的位置，然后在該圖層記錄中依次比較，最終查詢到所要查詢的所有圖元的索引值。這樣就可以以這些圖元的索引值為首地址在地理數(shù)據(jù)文件中檢索到所有圖元的各種相關(guān)數(shù)值，以便在移動終端上提供各種移動地理信息服務(wù)。需要說明的是，本發(fā)明系統(tǒng)中的上述兩級網(wǎng)格索引文件雖然在邏輯上互相獨立，但實際上是存儲于同一個文件(地理數(shù)據(jù)索引文件)中第一級索引文件的索引數(shù)據(jù)存放在前面，第二級索引文件的索引數(shù)據(jù)存放在第一級索引文件的后面，以便減少系統(tǒng)中的文件數(shù)量，'便以管理，并減少輸入/輸出操作，提高才全索的速度。此外，本發(fā)明系統(tǒng)在沖企索地理空間數(shù)據(jù)時，根據(jù)地圖比例尺的變化對查詢方式進行采用自適應調(diào)整在比例尺較大時(即地圖放大后)，在移動終端屏幕中顯示的、與查詢區(qū)域相交的地圖塊數(shù)目較少，此時，將所有與查詢區(qū)域相交的地圖塊的數(shù)據(jù)都視為完全落入查詢區(qū)域范圍以內(nèi)，并將這些地圖塊的數(shù)據(jù)全部讀入內(nèi)存，不再對地理空間對象的邊界進行比較，以便判斷這些邊界是否與查詢區(qū)域相交。而當比例尺較小時(即地圖縮小后)，此時在移動終端屏幕中顯示的、與查詢區(qū)域相交的地圖塊數(shù)目較多時，對于沒有完全落入查詢區(qū)域的地圖塊中的地理空間對象進行邊界比較，而對于完全落入查詢區(qū)域的地圖塊則不進行比較而直接查詢。這種根據(jù)地圖比例尺的變化而自適應的調(diào)整查詢方式稱為自適應查詢。從而有效減少圖元邊界的比較次數(shù)，提高數(shù)據(jù)查詢的效率。數(shù)據(jù)層中的地理數(shù)據(jù)拓樸文件是采用傳統(tǒng)的十字鏈表結(jié)構(gòu)存儲、記錄整個地圖的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)文件。初始化配置文件用于存儲、記錄該系統(tǒng)的移動終端啟動后，顯示地圖及其相關(guān)操作過程的一些配置參數(shù)包括屏幕的左下角和右上角相對于所顯示地圖的邏輯坐標、所顯示地圖的比例尺數(shù)組、與屏幕左下角和右上角重疊的所顯示地圖塊的塊號、該兩個地圖塊的最小經(jīng)綿度值、圖元文本的顯示級別等。興趣點數(shù)據(jù)庫是一個存儲每個興趣點的各種相關(guān)信息的數(shù)據(jù)表格包括數(shù)據(jù)標識ID、興趣點名稱、興趣點別名、興趣點分類類型、該數(shù)據(jù)在地理數(shù)據(jù)文件中的索引值地址、以及其所在的地圖塊標識ID等。下面是本發(fā)明實施例中的一個興趣點數(shù)據(jù)庫的實例<table>complextableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>需要說明的是，移動終端為上述各種軟件功能模塊提供的運行平臺是下述操作系統(tǒng)中的任何一種基于嵌入式操作系統(tǒng)Symbian的Series60系統(tǒng)、WinCE手機操作系統(tǒng)、Li皿x手機操作系統(tǒng)、TD-SCDMA手機系統(tǒng)或其他更高規(guī)格的配置，以供用戶能隨時享受本地化的移動地理位置信息服務(wù)。本發(fā)明系統(tǒng)中的移動終端基于上述的各個功能模塊和數(shù)據(jù)層文件之間進行交互，能夠很好地為用戶提供本地化的地理空間位置服務(wù)。本發(fā)明系統(tǒng)已經(jīng)采用CPU及其周邊電路結(jié)構(gòu)比較先進的智能手機設(shè)備進行了實施試驗，根據(jù)上述功能模塊組裝成功的樣機進行了整機系統(tǒng)的性能試驗，實驗的結(jié)果是比較理想的，實現(xiàn)了發(fā)明目的，證明本發(fā)明系統(tǒng)的架構(gòu)是可以正常運行和實施的，能夠取得預計的發(fā)明效果。權(quán)利要求1、一種基于GPS和移動終端的提供本地移動地理信息服務(wù)的系統(tǒng)，包括無線通信網(wǎng)、GPS定位裝置和移動終端，以及因特網(wǎng)和路徑跟蹤服務(wù)器；所述移動終端包括具有Symbian、WindowsMobile、Linux或其它操作系統(tǒng)的智能手機、手持式個人電腦、個人數(shù)字助理PDA或具有圖文輸入、處理和顯示功能的移動通信終端；其特征在于，所述移動終端設(shè)有下述軟件功能模塊無線通信模塊、GPS接收模塊、界面顯示模塊、興趣點查詢模塊、路徑規(guī)劃模塊、定位模塊、路徑跟蹤模塊、GIS引擎模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊、以及由興趣點數(shù)據(jù)庫、地理數(shù)據(jù)文件、地理數(shù)據(jù)索引文件、地理數(shù)據(jù)拓撲文件和初始化配置文件組成的數(shù)據(jù)層；其中GIS引擎模塊，是該移動終端作為客戶端的控制中心，也是該移動終端操作和查詢地理空間數(shù)據(jù)的接口，用于提供包括地圖平移、縮放、坐標轉(zhuǎn)換、訪問數(shù)據(jù)層中各個地理數(shù)據(jù)文件的多種功能；數(shù)據(jù)庫管理模塊，負責訪問和管理興趣點數(shù)據(jù)庫，完成興趣點查詢模塊設(shè)置的各種查詢、檢索功能；定位模塊，負責完成GPS定位的相關(guān)功能包括對GPS數(shù)據(jù)的解析、調(diào)用GIS引擎模塊進行坐標轉(zhuǎn)換、以及調(diào)用界面顯示模塊在地圖上顯示當前的定位位置；路徑跟蹤模塊，用于將由GPS接收模塊獲得的地理位置信息打包后通過無線通信模塊定時發(fā)送給路徑跟蹤服務(wù)器，使得該路徑跟蹤服務(wù)器能夠根據(jù)其獲得的位置信息對移動終端進行監(jiān)測和路徑跟蹤；路徑規(guī)劃模塊，負責進行路徑分析和搜索計算，以便根據(jù)用戶輸入的出發(fā)地和目的地，快速地完成最優(yōu)路徑的計算，并將該最優(yōu)路徑顯示在地圖上；興趣點查詢模塊，負責根據(jù)設(shè)定的興趣點名字或設(shè)定地點周圍完成查詢興趣點信息的功能，且在進行周圍查詢過程中，還能進行專項主題的查詢；在查詢到具體興趣點后，再調(diào)用路徑規(guī)劃模塊來確定前往該興趣點的最優(yōu)路徑；界面顯示模塊，作為該移動終端的人機交互界面，接收來自用戶的各種操作，并顯示響應結(jié)果；另一功能是完成地圖的各種繪制和顯示功能；GPS接收模塊，負責該移動終端與外置的GPS定位裝置之間的藍牙通信，以獲取并解析GPS數(shù)據(jù)；無線通信模塊，負責完成作為客戶端的移動終端與路徑跟蹤服務(wù)器或其他服務(wù)器之間的通信功能，通信方式包括短信和超文本傳輸協(xié)議HTTP。2、根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于所述地理數(shù)據(jù)文件是從現(xiàn)有的原始地理空間數(shù)據(jù)中提取出來相關(guān)數(shù)據(jù)后，再按設(shè)定格式存儲在自定義的數(shù)據(jù)文件中，其結(jié)構(gòu)如下開始的兩個字段是該文件中唯一的，分別用于標識文件版本信息的版本字段和防止因地理空間數(shù)據(jù)遭到破壞而導致系統(tǒng)混亂的文件校驗和字段，后面是按照圖層序號順序存儲的地理空間數(shù)據(jù)，每層的所有圖元數(shù)據(jù)則根據(jù)圖元標識ID的大小依次相鄰接地存儲，直到將所有圖層數(shù)據(jù)都存儲好；各層的地理空間數(shù)據(jù)都采用下述三個字段順序存儲圖元的屬性字段、圖元坐標字段和圖元繪制字段；其中，圖元的屬性單段是定長的，包括三部分圖元類型、圖元名稱和組成圖元的坐標點個數(shù)；圖元坐標字段包含有組成圖元的所有經(jīng)綿度值，該字段不定長，其長度取決于組成圖元的坐標點個數(shù)；圖元繪制字段也是不定長，用于標識包括圖元的顏色、線型、線寬、填充風格和其他特征。3、根據(jù)權(quán)利要求l所述的系統(tǒng)，其特征在于所述地理數(shù)據(jù)索引文件是為在海量的地理空間數(shù)據(jù)中采用自適應查詢方式實現(xiàn)快速檢索而構(gòu)建的二級索引.結(jié)構(gòu)的索引文件，它是該系統(tǒng)能夠在嵌入式設(shè)備實現(xiàn)移動GIS應用的關(guān)鍵；所述地理數(shù)據(jù)索？I文件的二級索引結(jié)構(gòu)如下第二級索引文件由順序存儲的mxn條網(wǎng)格塊記錄組成，其中m和n均為大于l的正整數(shù)，該mxn條網(wǎng)格塊記錄是以縱向m塊、橫向n塊的均勻劃分方式，將整個地圖在邏輯上劃分為mxn個地圖塊而對應形成的，用于通過每個網(wǎng)格塊來查詢與其相對應的地圖塊的數(shù)據(jù)；每個網(wǎng)格塊記錄是以圖層為單位依次排列，在每個圖層里存儲相應的各個地理空間對象的三種數(shù)據(jù)即圖元標識ID、其最小外包矩陣MBR和索？1值Index，每個圖層記錄的最前面是該圖層索引記錄中的地理空間對象索引的個數(shù)；第一級索引文件是一個以行序為主序的二維數(shù)組A[mxn][x]架構(gòu)的文件，其中m、n和表示該地圖文件的圖層總層數(shù)的x均為大于1的正整數(shù)，用于對每一圖層的地理空間對象、即圖元的索引記錄個數(shù)不相同的第二級索《1文件進行有效、快速的索引值查詢；其中第一維共mxn項，與第二級索引文件中的mxn個網(wǎng)格塊記錄相對應，第二維共x項，與x個圖層相對應，道路相交點Node層不作存儲和顯示；每個數(shù)組項A[p][q]的值表示第一級索引文件中第p個網(wǎng)格塊記錄中的第q個圖層的索引值即存儲相關(guān)數(shù)據(jù)的首地址；式中，自然數(shù)p和q的取值范圍分別是[4,mxn]和[2，x];上述二級網(wǎng)格索引文件在邏輯上互相獨立，但實際是存儲于同一個文件中第一級索引文件的索引數(shù)據(jù)存放在前面，第二級索引文件的索引數(shù)據(jù)存放在第一級索引文件的后面，以Y更減少系統(tǒng)中的文件數(shù)量，便以管理，并減少輸入/輸出操作，提高檢索速度。4、根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述整個地圖是各省、區(qū)、直轄市的轄內(nèi)所有區(qū)域的地圖、每個大、中、小城市的Jt成市地圖、或全國地圖。5、根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)在查詢地理空間數(shù)據(jù)時，先根據(jù)所要查詢的網(wǎng)格塊的塊號p及其所在的圖層號q在第一級索引文件中進行搜索，獲得該網(wǎng)格塊對應圖層記錄在第二級索引文件中的索引值，即計算下述公式Loc(p,q)-q+pxxxL,式中，p、q分別表示網(wǎng)格塊的序號和圖層的序號，x為該地圖文件的圖層總層數(shù)，丄為索引值所占存儲空間的大??；再以計算得到的索引值，即A[p][q]數(shù)值為首地址，在第二級索引文件中查詢得到所需的p地圖塊中q圖層的位置，然后在該圖層記錄中對各個圖元標識依次進行比較，查詢到所需圖元的索引值后，最后以該圖元的索引值為首地址在地理數(shù)據(jù)文件中檢索到該圖元的各種相關(guān)數(shù)值，以便在移動終端本地提供各種移動地理信息服務(wù)。6、根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于所述系統(tǒng)查詢地理空間數(shù)據(jù)時采用的自適應查詢方式是根據(jù)地圖比例尺的變化對查詢方式進行自適應調(diào)整在比例尺較大時，即地圖放大后，在移動終端屏幕中顯示的、與查詢區(qū)i或相交的地圖塊數(shù)目較少，此時，將所有與查詢區(qū)域相交的地圖塊的數(shù)據(jù)都視為完全落入查詢區(qū)域范圍內(nèi)，并將這些地圖塊的數(shù)據(jù)全部讀入內(nèi)存，不再對地5里空間對象的邊界進行比較，以便判斷這些邊界是否與查詢區(qū)域相交；當比例尺較小時，即地圖縮小后，在移動終端屏幕中顯示的、與查詢區(qū)域相交的地圖塊數(shù)目較多，此時要對沒有完全落入查詢區(qū)域的地圖塊中的空間對象進行邊界比較，而對于完全落入查詢區(qū)域的地圖塊則不進行比較而直接查詢；從而有效減少圖元邊界的比較次數(shù)，提高爽據(jù)查詢的效率。7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述地理數(shù)據(jù)拓樸文件是采用傳統(tǒng)的十字鏈表結(jié)構(gòu)存儲、記錄整個地圖的網(wǎng)絡(luò)拓樸結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)文件。8、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述初始化配置文件中記錄有該系統(tǒng)啟動、運行后，在屏幕上顯示地圖及其相關(guān)操作過程中的配置參數(shù)包括屏幕的左下角和右上角相對于所顯示地圖的邏輯坐標、所顯示地圖的比例尺數(shù)組、與屏幕左下角和右上角重疊的所顯示地圖塊的塊號、該兩個地圖塊的最小經(jīng)緯度值、圖元文本的顯示級別。9、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述興趣點數(shù)據(jù)庫是一個存儲每個興趣點的各種相關(guān)信息的數(shù)據(jù)表格包括數(shù)據(jù)標識ID、興趣點名稱、興趣點別名、興趣點分類類型、該數(shù)據(jù)在地理數(shù)據(jù)文件中的索引值地址、以及其所在的地圖塊標識ID。10、根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于所述移動終端為上述各種軟件功能模塊提供的運行平臺是下述操作系統(tǒng)中的任何一種基于嵌入式操作系統(tǒng)Symbian的Series60系統(tǒng)、WinCE手機操作系統(tǒng)、Linux手機操作系統(tǒng)、TD-SCDMA手機系統(tǒng)或其他更高規(guī)才各的配置，以供用戶能隨時享受本地化的移動地理位置信息服務(wù)。全文摘要一種基于GPS和移動終端的提供本地移動地理信息服務(wù)的系統(tǒng)，包括無線通信網(wǎng)、GPS定位裝置和移動終端，以及因特網(wǎng)和路徑跟蹤服務(wù)器；創(chuàng)新之處是在移動終端內(nèi)增設(shè)下述軟件功能模塊無線通信模塊、GPS接收模塊、界面顯示模塊、興趣點查詢模塊、路徑規(guī)劃模塊、定位模塊、路徑跟蹤模塊、GIS引擎模塊、數(shù)據(jù)庫管理模塊，以及由興趣點數(shù)據(jù)庫、地理數(shù)據(jù)文件、地理數(shù)據(jù)索引文件、地理數(shù)據(jù)拓撲文件和初始化配置文件組成的數(shù)據(jù)層。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、實用，數(shù)據(jù)層的設(shè)計巧妙、查詢方便，成本低廉，實現(xiàn)容易。因在移動終端內(nèi)存儲了地理空間數(shù)據(jù)和集成了許多軟件功能模塊，使用戶能在大大減少對服務(wù)器依賴的前提下，隨時、便利地享受本地化的、實時的地理空間位置服務(wù)。文檔編號G01C21/26GK101346000SQ20081011735公開日2009年1月14日申請日期2008年7月29日優(yōu)先權(quán)日2008年7月29日發(fā)明者雙佟,吳金宇,李建林,鵬熊,璐王,謝東亮,陳正東申請人:方圓信通科技(北京)有限公司