基于 eSupermap的校园移动 GIS设计与实现

陈竹安, 曾令权, 张立亭, 刘 刚

(东华理工大学地球科学与测绘工程学院,江西抚州 344000)

基于 eSupermap的校园移动 GIS设计与实现

陈竹安, 曾令权, 张立亭, 刘 刚

(东华理工大学地球科学与测绘工程学院,江西抚州 344000)

移动 GIS是新一代地理信息系统发展的方向之一,是运行在嵌入式计算机系统上高度浓缩、高度精简的 GIS软件系统。利用W indow Mobile平台结合 GIS二次开发控件 eSupermap,结合校园实际情况开发的一个 Client/Server模式系统。在系统中实现了地图显示与基本操作功能、查询属性功能,实现了嵌入式设备与蓝牙 GPS的连接,并能够根据读取出来的 GPS坐标信息进行路径导航。

移动 GIS;eSupermap;GPS;Client/Server

高校经过几年的快速发展,很多学校面积大大增加,对校内房屋、管网设施的管理日益复杂。同时,高校面积的扩大给在校生特别是新生的学习和生活以及外来办事人员带来极大的不便。因此,很多研究人员提出利用 GIS技术建立校园地理信息系统,运用校园 GIS进行规划、设计、决策,实现各种必要的信息查询,从而提高高校的工作效率,方便广大师生员工的学习、工作和生活。目前大部分的校园地理信息系统研究主要集中在桌面地理信息系统,只能在室内环境下完成工作。但是在实际运用中,很多业务不可能在一个固定的办公地点来完成,这种桌面型的校园地理信息系统带有较大的局限性。

随着无线移动通讯技术、嵌入式地理信息发布技术、高可靠性的数据压缩和加密技术的发展,以及 GPS定位技术的普及、手持智能设备的运算能力和显示能力的不断增强,使得移动 GIS技术得以迅速发展,也为校园移动 GIS提供必要的研究基础。笔者正是在这种背景下,在W I NCE系统上基于第三方 GIS控件 eSupermap,开发出简单易用的移动校园 GIS系统,进行了一些基础性的研究和尝试(边馥苓,1996;邓九生等,2003)。

1 校园移动 GIS开发环境

1.1 硬件系统

校园移动 GIS是以掌上电脑或智能手机为硬件开发平台的。CPU可以为 ARM,M IPS,SH3,SH4,x86等;RAM采用对象存储器,程序内存,可以调节,另外最好备有 CF卡,SD卡,主电池,备用电池等硬件设备。本文设计采用的硬件环境为:DOPOD 828+智能手机,ARM处理器,本机内存为 128 M,采用触摸屏的方式来接受用户输入。

1.2 操作系统

目前移动设备上运用较广的是W indows CE操作系统,该系统是微软开发的一个简洁、高效、多任务、完全抢占式的 32位嵌入式系统。一般支持常用的MicrosoftW in32 API,可用于开发应用程序,接口包括:MFC、ActiveX、COM、ATL等。本系统设计的运行环境即操作系统为 W indows Mobile(T M)2003第二版。

1.3 开发工具及 SDK

本文设计所采用的开发工具为 Microsoft embedded Visual C++4.0(汪兵等,2005;田泽编,2005)。系统在精简版本MFC类库上使用北京超图公司的移动 GIS组件 eSuper Map二次开发类库开发而成。eSuper Map充分考虑到了嵌入式设备资源紧缺的特点,从数据结构到基本算法都精益求精,对资源的消耗很低,而其性能却很优异,功能强大、系统稳定,用户能灵活定制系统,是开发嵌入式GIS应用、GPS前端产品和位置服务 (LBS)的理想选择(陈建春,2000)。

2 系统总体构架设计

如图 1所示,校园移动 GIS的基础数据存储在地图数据库和属性数据库中,在 EVC可视化编程环境中,运用移动 GIS组件 eSuper Map开发出移动校园地理信息系统“东华理工掌上通”,通过所开发的系统,可以实现地图缩放、属性查询、路径导航等功能。系统主要包括五大模块,分别是:

(1)服务器数据获取。通过移动公司的移动网络,手机端通过接口协议连接到服务器,获取服务器上最新字符串等文字信息。

(2)地图显示与操作。按照地图的比例尺不同对地图进行分层显示,同时提供基本地图操作。

(3)数据查询。可以按照图上点选查询和关键字查询这两种查询方式来对系统各个图层的数据进行查询,并对查询结果进行高亮显示。

(4)GPS设置与信息显示。通过该模块,可以方便地设置系统与 GPS设备的连接参数,同时也可以查看当前的 GPS数据信息。

(5)导航系统。实现了点到点的模拟导航功能并能提供简单的导航信息提示。

图1 系统总体设计图Fig.1 System overall design draw ing

3 系统基础数据的获取

“东华理工掌上通”所使用的基础地图数据为东华理工大学本部地图,其中包括道路、居民区、学校、医院等基础地理信息。为获得可以使用计算机处理的电子地图,本设计采用屏幕数字化的方式,首先使用 SUPERMAP桌面版工具从纸质地图来获得电子地图。在得到电子化的基础地图数据后,需要进一步对它进行处理,以便能在嵌入式系统中对它进行读取和显示。这里使用超图公司的 eSuper-MapViewer桌面工具按照下面的步骤来进行嵌入式地图的格式转换和各种专题图的制作:

(1)使用 eSuper MapViewer中的数据转换工具,将得到的电子地图转换成能在嵌入式设备中使用的PMR格式。

(2)在 eSuper MapViewer中新建立一个工作空间,在该工作空间中打开刚刚转换好的 P MR格式的数据。

(3)在打开的数据源中,选择一个数据集,在右键菜单中选择打开,新建立一个地图,再依次选中其它的数据集,在右键菜单中选择添加图层来把该数据集添加进当前地图。

(4)选择地图管理菜单中的专题图,对各个图层依次制作标签专题图和风格专题图。

(5)选择地图管理菜单中的图层管理,对各个图层的显示比例尺范围进行设置,使其只有在一定比例尺范围内才显示。

(6)保存该工作空间。得到了能在嵌入式环境中使用的地图数据。

4 系统主要功能实现

4.1 地图显示与基本操作

本系统通过调用 SUPERMAP的嵌入式开发控件,实现了基本的地图操作:地图放大、缩小、移动、全屏显示(图 2)。

在具体实现中,首先通过 CSeMapWnd类来初始化并打开指定工作空间,然后取得该工作空间中的第一副地图同时将地图显示出来。

通过设定系统中 CSeDrawParameters参数的值,可以分别设置当前地图的操作模式为放大、缩小或者平移动。通过 CSeMapWnd类的 ViewEntire()函数,实现了地图的全图显示功能。

4.2 通过地图查询属性信息

选择“查询”菜单,然后在地图上想要查询的地方点击一下,就会打开如图 3的查询结果窗体。

在具体的实现中,通过CSeMapWnd类的 GetS-election()方法得到点击地图时的选择集,然后判断该选择集是否为空,如果不为空,再通过 Query-ByDistance()函数通过选择集进行距离查询,得到一个查询结果记录集。再依次取得该结果记录集各个字段的名字,填充查询结果列表,最后对该记录集进行遍历,将记录集的各条记录显示在查询结果列表里面。

图2 地图显示Fig.2 Map display

图3 图查属性Fig.3 Check attribute

4.3 GPS连接设置与服务器设置

通过该模块,能够连接上蓝牙 GPS设备,同时进行 GPS信息的读取,为系统的导航功能提供位置信息。在查看当前 GPS位置信息的时候,首先需要对系统的蓝牙 GPS连接进行设置 (设置一次以后可以保存下来)。通过选择主界面的系统设置,可以打开如图 4的 GPS设置与服务器设置界面。

图4 GPS连接参数设置Fig.4 Parameters settings of GPS connecti on

这里根据实际使用 GPS设备的配置参数,填入端口为 5,波特率为 4 800,然后选择在进行导航的时候希望的路径分析模式,可以分别选择路程最短或者是所需时间最少。这样设置好以后,点击确定按钮保存设置并返回主界面。系统以二进制格式数据来保存系统的 GPS连接参数,在系统进行 GPS连接的时候会重新读取这些配置参数来设定系统的GPS连接。

选择“系统”菜单里面的“GPS连接”,可以打开手机与 GPS设备的连接。同样通过选择“关闭GPS”也可以关闭手机与 GPS设备的连接,在系统打开 GPS连接以后,可以通过“GPS导航”菜单里面的“GPS状态”菜单打开 GPS状态对话框,能看到当前的经纬度、速度、方向、可见卫星数目和高程这些信息(图 5)。这些信息会随着位置的改变而实时地变化,也可以通过这些信息来判断 GPS设备是不是工作正常。

4.4 GPS导航功能

本系统提供简单的 GPS导航功能,能够根据当前的 GPS坐标来标识出自身在地图上的位置,同时根据当前的位置提供基本的导航信息提示。

图5 GPS信息显示Fig.5 GPS information display

选择“出发点”,在地图上想要设定为出发点的地方单击。地图上将会出现一个红色的小图标,表示已经设定好了起点。选择“目的地”,在地图上想要到达的地方单击,地图上将会出现一个蓝色的小图标,表示已经设定好了目的地。再选择“最优路径”系统会首先在网络图层中分别查找离设定的起点和终点最近两个结点。同时根据设置好的路径分析方法计算出两个结点之间最快或者是最短的路径,以一条粉红色的线在地图上显示出来。

分析出路径后,点击“导航”按纽,接着系统会开始模拟导航,一个红色的五角星在计算出来的路径上不断地移动,地图也不停地移动,以保证五角星始终为地图的中心,而在地图的左上方则会出现一行绿色背景的文字,用来显示当前的导航提示信息。操作按纽会自动隐藏起来,如图 6。当到达最后一个结点的时候,会出现“注意,您已经到达目的地附近”的提示字样,同时导航会自动停止,操作按纽会自动显示出来。

5 结论

图6 模拟导航Fig.6 Si mulate navigati on

本论文基于移动 GIS平台 eSuper Map开发了校园移动 GIS,对在嵌入式 GIS系统中融合 GPS设备进行个人路径导航做了一些简单的探讨。将本系统运行于 PDA、WAP、无线互联网手机等各种移动终端上,通过无线通信与服务端进行交互,脱离了运行平台与传输介质的约束,摆脱以往 GIS只能在室内操作的限制,最终使学校师生、外来办事人员随时随地提供地理以及其他方面实时服务,实现GIS的大众化。

边馥苓.1996.地理信息系统原理和方法[M].北京:测绘出版社.

陈建春.2000.Visual C++开发 GIS系统——开发实例剖析[M].北京:电子工业出版社.

邓九生,陈亚李.2003.GIS在高校校园管理中的应用[J].武汉工程职业技术学院学报,15(3):55-59.

田泽编.2005.嵌入式系统开发与应用[M].北京:北京航空航天大学出版社.

汪兵等.2005.EVC高级编程及其应用开发[M].北京:中国水利水电出版社.

Design and Realization of CampusMobile GIS Based on eSupermap

CHEN Zhu-an, ZENGLing-quan, ZHANGLi-ting, L IU Gang
(Faculty of Geoscience and Survey Engineering,East China Institute of technology,Fuzhou,JX 344000,China)

Mobile GIS is GIS soft ware system running on embedded computer system highly compacted and concise.This paper develops a Client/Server model system usingMobile platform with GIS secondary development soft eSupermap under the support of server combines campus reality,this system helps the realization of the function ofmap display and basic operation,the function of attribute query,the connection of embedded equipment and bluetooth GPS in system and navigation according to the GPS coordinate infor mation.

Mobile GIS;eSupermap;GPS;Client/Server

P208

A

1674-3504(2011)02-188-05

10.3969/j.issn.1674-3504.2011.02.016

2010-11-28

江西省教育厅科技项目 (DLLJ201014);东华理工创新基金(2006-172)

陈竹安 (1978—),男,讲师,硕士,主要从事地图制图学与地理信息工程研究.