（信号与信息处理专业论文）基于mapx+mobile的自助导游系统设计.pdf

重庆大学硕士学位论文 中文摘要 摘要 近年来，随着旅游业的快速发展，传统的随团旅游时间仓促、线路单一等弊 端逐渐显露，而另一方面，追求个性和自由的自助游日益流行。但是游客在自助 游过程中，时常会遇到道路不熟找不到方向，不能深入了解景点的文化底蕴，甚 至遗漏景点等问题。因此能够同时实现查看景区地图、用户定位、景点问的道路 寻径、以及景点的自动提醒和景点的信息查询等功能的电子自助导游系统会越来 越受到自助旅游者青睐，其市场前景广阔。 本文结合了嵌入式矢量电子地图制作技术、g p s 技术、以及w i n d o w sm o b i l e 编程技术、最短路径分析技术、m a p xm o b i l e 电子地图控件设计了电子自助导游 系统。主要研究内容包括以下几个方面： 利用g p s e w 软件，采集配准矢量电子地图所需要的经纬度信息，用 m a p i i 怕绘制出可以在嵌入式系统中显示的电子地图； 研究了m a p xm o b i l e 嵌入式地图控件二次开发技术，实现了电子地图显示、 放大、缩小和景点信息查询等功能； 研究了w i n d o w sm o b i l e 下的串口通信技术，实现了g p s 数据的读取；分析 了g p s 数据格式，提取了用户所在位置的经纬度信息；研究了基于距离投影算法 的地图匹配技术，提高了定位精度；研究了动态图元的绘制技术，实现了用户位 置的实时显示； 研究了最短路径分析技术，结合迪杰斯特拉( d i i k s t r a ) 算法，实现景点之 间的最短路径查询。 本次设计以重庆大学a 校区作为景点，绘制了嵌入式矢量地图。最后再以多 普达p 8 0 0 智能手机作为测试平台，在重庆大学a 区进行功能测试，经测试系统能 够实现电子地图的基本图形功能、较准确的g p s 定位、景点自动提示、以及景点 的信息查询等导游功能，具有良好的移植性和稳定性，且操作简单，便捷。 关键词：自助旅游，w i n d o w sm o b i l e ，g p s 定位，地图匹配，最短寻径 a b s t r a c t hr e c e n t y e a r s ，w i t ht 1 1 er a p i dd e v e l o p m e n to ft o u r i s m ，t 1 1 e s h o n c o m i n g so f 仃a d l t l o n a lw a yw l t hat o u r 伊o u pg r a d u a l l yr e v e a l e d ，s u c ha st h eh a s t e ，v i s i tas i n g l e l i n e q nt h eo t l l e rh a n d ，s e l f 二h e l pt r a v e l ，w i c hi sp u r s u i to f 舶e d o ma n di n d i v i d u a l c h a r a c t e r ， b e c a m ei n c r e a s i n 9 1 yp 叩u l 牡b u te 伍c a c y ，s e l f 二h e l pt o u d s t so f 眙nm e e t s b e i n gn o tf 砌l 泌淅t ht h er o a d ，c a l l te n s u r ea c c u r a t ep o s i t i o n i l l g ， c a i l ，te x t e n s i v e l v u 1 1 d e r s t a n dt l l e a c t i o n so fc u l t u r a l h e r i 切g es i t e s ， a n de v e no m i s s i o n s 稚m c t i o n s n l e r e f o r e ，e l e c t r 0 i l i cs e l 蚰e l pg u i d es y s t e m ，谢c hc a u lr e a l i z et h e 缸1 c t i o n so f v 1 e w l n gs c e m ca r e am a p ，c h e e b n gt h eu s e r sp r e c i s e 1 0 c a t i o n ，s e a r c l l i n gt h er o a d s b e t w e e ns c e m c s ，a n da u t o m a t i cn o t i f i c a t i o no fa t 堙a c t i o n sa n d q u e 巧i 1 1 9i n f o m a t i o no f s c e m cs p o t se t c ，c a nr e c e l v ev i s i t o r sf a v o u rm o r ea n dm o r e nw a l so f g r e a ta p p l i c a t i o n p r o s p e c t i n m em a r k e t i l l i sp a p e rc o m b i n e st h ee m b e d d e dv e c t o re l e c 仃0 1 1 i cm a pm a l l u f 配t u r e t e c h n o l o g g p st e c l l l l o l o g y ，a n dw i n d o w sm o b i l ep r o g r 锄 1 1 i n gt e c l u l 0 1 0 既t h e s h o r t e s tp a t h a n a l y s l st e c l 1 0 1 0 9 y ，m a p xm o b i l ee l e c 仃0 1 1 i cm 印c o n t r o l i sd e s i 盟e df o re l e c 们i l i c s e l 二h e l pg u i d es y s t e m t h em a i nr e s e a r c hc o n t e n t si n c l u d em ef o l l o w i n ga s p e c t s ： u s eg p s e ws o r w a r e ，c o l l e c tt 1 1 ei 墒n n a t j o nt h a tm 描n gv e c t o re l e c 仃o i l i c m 印n e e d e d ， a n dt h e n ，u s em a p i i l f br e n d e r i n gt h ee l e c t r o l l i cm a p 抽c hc a n b es h o w n i ne m b e d d e ds y s t e m ； r e s e a r c l l i n gm a p xm o b i l ee m b e d d e dm a pc o n t r o ls e c o n dd e v e l o p m e n t t e c l l l l o l o g y ，r e a l i z e dt h eb a s i cm a pa n l p l i f i c a t i o n ，n a n o w ，觚l s l a t i o n ，t a r g e ts e l e c t i o n 6 m c t i o n ： b ym e n so ft h es e r i a li n t e r f a c ec o m m u l l i c a t i o n t e c h n o l o g yu 1 1 d e rw i n d o w s m o b i l e ，r e a l i z e dm eg p sd a t ar e a d i n g ；a n a l y z e st 1 1 eg p sd a t af o h l l a t ，e x t r a c tt h eu s e r t h el o c a t i o no ft h el o n g i t u d ea n dl a t i t u d ei n f o n l l a t i o n ；b a s e do nt h ed i s t a n c ep r o i e c t i o n a l g o n t h mm a pm a t c l l i n gt e c h l l o l o g y ，i m p r o v el o c a t i o na c c u r a c y ；t h ed y n 锄i c 五g u r e y u a nr e s e 2 u r c hr e n d e r i n gt e c h n o l o g y ，r e a l i z et h eu s e r sp o s i t i o nr e a l t i m ed i s p l a v ： r e s e a r c l l i n gt l l es h o n e s tp a 山a n a l y s i s ，c o m b i l l i n gd i j k s 仃aa l g o r i t h m ，t or e a l i z e 也eq u e r ya b o u tt 1 1 es h o r t e s tp a t lb e t w e e n a t _ 亡r a c t i o n s ； t h i sd e s i g nc h o o s ec h o n g q i n gu i l i v e r s i t ) ，ac a j l l p u sa l ss c e i l i c s p o t ，t 1 1 e nd r a wt h e e m b e d d e dv e c t o rm 印a n dc h o o s ed u o p u d a p 8 0 0s m 嘶h o n ea sat e s tp la t f o m ，m a k e m e 劬c t i o n a lt e s ti nc h o n g q i n gu 1 1 i v e r s 毋ac 锄p u s a c c o r d i n g t o 让l et e s t ，t 1 1 es v s t e m i i 重庆大学硕士学位论文 英文摘要 c a nr e a l i z et o u rg u i d ef 吼c t i o n s ，s u c ha st h eb 2 l s i ce l e c 仃0 1 1 i cm 印g r a p h i c s 矗m c t i o n s ， a c c u r a t eg p sp o s i t i o 血n g ，s c e l l i cs p o t s ，a n ds i g h t sa u t o m a t e di n f o 咖a t i o ni n q u i 巧e t c n h a sg o o d p o n a b i l i 够a n ds 切b i l i 够i i la d d i t i o n ， m eo p e r a t i o nn o wi s s i m p l e ， c o n v e l l i e n t k e y w o r d s ：s e l f - h e l pt r a v e l ，w i n d o w sm o b i l e ，g p sp o s i t i o 血g ，m a p sm a t c l l i n g ，t h e s h o r t e s tp a ms e a r c h i i i 重庆大学硕士学位论文 1 绪论 1 绪论 1 1 课题背景及意义 近年来，随着我国改革开放的不断深化和对外开放的不断扩大，人们收入水 平和消费意识都有了较大的提高，而这些为中国旅游业发展带来了前所未有的机 遇。旅游业作为第三产业的支柱，带动了相关行业的迅猛发展，加强了国内外人 民之间的相互了解和友好往来。当前传统的随团旅游中消费高、时间仓促、线路 单一、指定购物等弊端都与当前日益流行的自助游的相冲突，然而自助旅游中过 程中许多有文化底蕴的名胜古迹，经常被游客忽略或者走马观花式的带过，给每 个自助旅游者配备一个导游是不现实的，对白助旅游者来说，花费太高，并且导 游在一定程度上影响了自助旅游者的自主性和方便性。当前嵌入式技术的开发和 发展、移动g i s ( 地理信息系统) 、g p s 定位技术的成熟和发展，使得各种移动导 航系统有了长足的发展，同时由于智能手机和其他移动设备的普及，越来越多的 使用者感受到了精确的地理位置信息服务为生活带来的便利。由于g p s 定位和移 动g i s 结合使用所展现的巨大商业价值，人们希望把它应用到更广泛的领域。而 在旅游业中，电子自助导游系统便应运而生。 电子自助导游系统是相对人工导游而言的，目前并没有权威的定义，电子导 游从诞生到现在已经运用到很多不同的地方，其便携性、高性价比等特性都深受 人们的喜爱。一个优秀的电子导游系统需要嵌入式操作系统、嵌入式g i s 、g p s 定位等技术的支撑，其中嵌入式操作系统可以方便的移植各种相应系统的软件， 而g i s 则可以主要完成地图数据才采集、编辑、空间查询以及显示等功能，g p s 则为定位提供了较为准确的经纬度。随着人们对电子导游的熟悉和运用，对电子 导游的要求也越来越高，一个成熟的电子白助导游系统应该为游客提供景区的详 细地图、精确的g p s 定位、和景点到景点之间的最短路线寻径、以及景点的视频 播放和景点的文本解说等功能。而在满足这些要求的时候就不得不考虑硬件的问 题，当前市面上也有很多的厂商开发出了专门的硬件设计板并设计了相应的导游 系统，但是要是没人都去买这个不但增加了成本，也使游客的负载量大大增加， 大多数游客都不愿接受这样的单独的导游系统。 而现今的智能手机集无线通信、无线接入互联网、多媒体应用、开放性的操 作、和强大的运算功能系统于一身，因此选择较为成熟的智能手机设备作为应用 平台，开发出基于相应的自助导游软件，可以在很大程度上减少游客的开销。本 次设计选取了已有移动智能手机设备作为系统的软件载体，结合当前的嵌入式技 术、g i s 技术、和g p s 技术、以及道路匹配算法和d 订k s 恤算法开发设计出了景区 重庆大学硕士学位论文1 绪论 的自助导游系统，系统可以实现g p s 定位、景点之间路线最短路径查询、景点资 料查询、以及景点提示、和视频播放等功能。系统的可视化人机交互界面和简单 的操作，可以使任何初次使用的游客轻松完成想要实现的功能。本次设计的自助 导游系统的良好移植性可以极大的为已有智能设备的游客在不同景区游览时带来 极大的便利，同时对各个景区管理者来说可以通过对游客出售该软件或者以较低 的费用提供给顾客，不但为景区实现了创收，也完善了景区的服务，能有效的减 少了因旅游过程中发生不快而投诉的景区的状况发生。 1 2 国内外研究现状及应用前景 1 2 1 国内外研究现状 在国外，电子导游的研究起步较早并且现在已经比较成熟。电子导游在汽车 导航、旅游管理、旅游服务等方面得到了广泛的推广和应用，极大的提高了异地 出差工作效率、景区服务质量、自助旅游者的旅游体验。而在旅游业中，非导游 讲解的讲解器、智能电子导游机、便携式电子导游器等都得到很好的应用。非导 游讲解的讲解器通过佩带耳塞，可以有效的减少导游或者高声喇叭等造成的噪音 污染，同时讲解器还可以通过提前准备不同的语音，为其它国家的游客提供标准 化的语音服务。例如在国外的博物馆等室内展馆内，基本上取消了导游讲解，当 游客进入展馆以后，直接按照说明书上的使用方法操作讲解器听取讲解，并且在 设计时可以配以优美的背景音乐和视频介绍，使游客轻松愉悦的心情聆听和观看 该景点的信息。电子导游机也在国外欧美等发达国家的旅游景点普遍使用，当游 客进入任一景点时，游客可以不用导游就可以通过手中的导游机自主点播相应的 解说。 此外，美国马萨诸塞州一家公司发明了一种便携式电子导游器，它存储了包 括美国大陆主要高速公路在内的3 5 0 0 0 项数据资料。只要游人提供目的地的里程 和方向，便可定出旅游计划。在旅途中，游人只需输入所在州名、高速公路、方 向及最近的里程碑，便可获得餐馆、加油站、医院、旅游景点等信息。这种电子 导游器起到了电子地图和指引路线的作用，只要手持这种电子导游器，游人就不 会迷路【2 j 。在国外的旅游城市或者著名的景区也都有电子导游器出租，这种电子导 游外形与普通的掌上电脑非常相似，当游客经过相关的景点的时候，电子导游就 会播放该景点的视频或者语音介绍，讲解景点历史背景和相关的故事，而且还能 为游客提供路径导航、以及通过查询了解附近还有什么特色产品、餐馆等 2 】。 在国内，电子导游的起步要晚于西方发达国家，但是随着嵌入式g i s 技术、 g p s 技术的利用，我国的电子导游系统的研发和应用也有了长足的进步。我国2 0 0 5 年在天坛公园使用的电子导游，首次实现了真正的每到一景点都能自动讲解该景 2 重庆大学硕士学位论文1 绪论 点的信息。在2 0 0 7 年1 2 月的由北京润光凯勤科技发展有限公司发布的电子导游 讲解器，游客在随身携带的语音境点讲解手册，随着游客位置的转换，这个手册 可以根据各个景点的图文进行相应的典故内容解说【l 】。2 0 0 9 年9 月黄山市唐模景 区提供了一种同时能用中、英、法、日、韩五种语言为游客提供导游服务的新型 电子导游讲解服务系统，游客可选择适合自己的语言种类，倾听景点讲解，极大 地方便了境外游客和国内自助游客。目前上海真灼电子技术有限公司、北京品游 电子导游、迩电子科技有限公司、广州罗斯通音响电子有限公司等公司极大的推 动国内的电子导游系统的发展。 1 2 2 应用前景 电子导游相对人工导游的优势 1 ) 在我国，长期以来，游客在旅游过程中，可看的景点很多，但是在景点旅 游时，往往由于天气的原因而看不到景点比较著名的景色奇观，而电子导游的声 色俱全的视频查询则可以为游客对景区的各个不同时段的景色做详细的介绍，可 以很大程度上弥补不能看到的遗憾。 2 ) 在大型节假日期间，传统人工导游由于进入景区或者展馆的先后不同，导 游们的高音喇叭噪音不仅制造了大量噪音，而且相互干扰又得不到好的讲解效果， 让游客颇感头疼。而电子导游却可以很好的解决这个问题，游客只需在景点管理 处租借一个导游器，或者把导游系统安装到自己的设备，游客就能享受全方位的 电子导游服务。 3 ) 相对于人工导游，电子导游能够避免由于人工导游因为对景点的不熟悉及 对景点人文历史等的不够了解所带来的服务质量的不稳定。 4 ) 随着自助游客的增加，如果可以为游客配备一个电子导游，在很大程度上 可以解决缺少导游所带来的不便，提高了白助游的可行性和娱乐性。 市场前景 2 0 1 1 年我国旅游业红利双收。来自中国旅游研究院的数据显示，2 0 1 1 年前三 季度我国旅游总人数为2 0 8 亿人次，同比增长1 2 ；旅游总收入1 6 6 万亿元，同 比增长1 7 。而在旅游过程中选择自助游的也越来越多，长江日报在武汉市民 白助游比例逐年攀升一文中就指出市民选择自助游的比例逐年增高，已经占到旅 行社业务量的1 0 以上。引出的问题，要真正的做到为每位游客配备一名导游， 实现安静、文明的旅游环境要求的“无声导游”，也只有电子导游才能做到。由此可 见，自助电子导游有很大的市场。 1 3 课题主要研究内容 此次设计自助导游系统是以重庆大学平面图为基础，利用实验室现有的g p s 重庆大学硕士学位论文1 绪论 和绘图工具m 印i i 面对地图进行分层处理， 这种开发方案具有良好的灵活性和扩展性， 很适合本系统的开发。 通过e v c 运用c + + 对系统进行开发， 开发出来的系统界面友好，操作简单， 本系统在设计过程中主要研究完成了一下内容 对电子导游系统的国内外现状做了分析，以及市场应用前景做了研究； 分析了电子导游应该具备的基本功能，以及开发系统所需要用到的工具 和相关技术； 分析了矢量电子地图的数据结构，并利用地图制作软件完成了电子地图的 绘制； 研究了电子地图在嵌入式系统的显示和基本的图形功能的实现，以及对景 点资料的相关查询的实现； 研究了g p s 数据的接收以及经纬度信息的提取； 研究了道路匹配技术，利用接收到的经纬度信息，将用户的位置较为准备 的定位到地图中的相应道路上； 运用迪杰斯特拉算法，实现了景点之间的最短道路寻径。 1 4 本文的结构安排 本论文一共分为五个部分，每个部分的主要内容如下： 第一部分为绪论，简单的描述了研究电子自助导游的背景和意义，分析了电 子白助导游的国内外研究现状，以及应用前景，最后提出了本文的主要研究内容 和论文的结构安排； 第二部分主要介绍了系统的开发环境，以及系统研发过程中用到的相关技术； 第三部分简单的分析比较了矢量电子地图和栅格电子地图的数据结构，阐述 了电子地图的设计与制作方法； 第四部分是本文的重点部分，先简单介绍了系统的设计思想，然后着重阐述 了系统各个主要功能的设计与实现； 第五部分主要讲述了对系统需呀实现的各个功能进行测试的结果； 第六部分为总结与展望，总结了在研究过程中的得失，并对系统有待优化的 地方进行了说明以及对系的统开发提出了下一步打算。 4 重庆大学硕士学位论文2 系统开发环境及相关技术介绍 2 系统开发环境及相关技术介绍 2 1 系统开发环境介绍 2 1 1 嵌入式w i n d o w sm o b i l e 系统 、m n d o w sm o b i l e 系统简介 w i n d o w sm o b i l e 系统是基于w i n d o w sc e 内核的嵌入式操作系统，它为移动 设备提供了与w i n d o w s 操作系统相似的操作界面和方式，成功的将桌面w i n d o w s 功能扩展到了移动设备上。基于w i l l d o w sm o b i l e 的智能设备可以分为s m a r t p h o n e 和p o c k e tp c 两大类。这两类产品的由于设计理念不同，两者的程序和操作也有所 不同，它们的软件不能相互通用。s m 嘶h o n e 只支持按键操作，侧重于通信功能， 更像一部电话，。而p o c k e tp c 和s m a n p h o n e 相比；p o c k e tp c 支持触控操作，具 备强大的数据管理和处理能力，更类似于掌上电脑。而现在部分p o c k e tp c 也加入 了电话功能，使其成为新的p o c k e tp cp h o n e 【引。针对不同的硬件设备需求，微软公 司的w 协d o w sm o b i l e 操作系统也可以细分为w i n d o w sm o b i l ef o rs m a i t p h o n e 、 w i n d o w sm o b i l ef o rp o c k e tp c 和w i l l d o w sm o b i l ef o rp o c k e tp cp h o n e h 。现在市面 上主流智能移动设备使用的w j i l d o w sm o b i l e 系统有w i n d o w sm o b i l e2 0 0 3 、 w i n d o w sm o b i l e5 0 、w i i l d o w sm o b i l e6 o 、w i n d o w sm o b i l e6 5 以及最新的w i n d o w s p h o n e 。 w i n d o w sm o b i l e 系统内置了移动版本的0 u t l o o k 、m e d i ap l a y e r 、i e 、m s n m e s s e n g e r 等程序，使其具有良好的邮件、日程管理，影音娱乐，网络浏览和即时 通信功能【5 j 。除了上述的功能外，w i n d o w sm o b i l e 在系统管理方面添加了新的连 接管理器( 用户可以通过同步软件来连接移动设备和桌面p c 机) ，使得移动终端 设备和桌面p c 数据交换更简单、快捷。同时现有的i p v 6 技术对智能设备的互联 网技术提供了强大的支持。在其它方面，基于w i n d o w sm o b i l e 的智能设备还可以 使用蓝牙技术以及无线通信技术来进行数据交换m j 。当前w i n d o w sm o b i l e 已经被 多普达、飞利浦、索尼爱立信、华为、摩托罗拉等很多智能设备生产厂商采用， 并且生产出多款基于该系统的智能移动设备。w i n d o w sm o b i l e 由于其与w i n d o w s 的良好互补性及其开发平台的好学易用性，越来越多的w i n d o w s 开发者对在 w i n d o w sm o b i l e 上的应用程序开发表现出了很高的学习热情【4 1 。 w i n d o w sm o b i l e 平台开发特点 w i n d o w sm o b i l e 系统采用w i n d o w sc e 为核心的操作平台，使得w i n d o w s m o b i l e 平台的应用程序开发具有和、n d o w sc e 相同的特性，而w i n d o w sc e 又只 是微软w i l l d o w s 家族的一员，因此在w i n d o w sc e 平台上开发应用程序和在 重庆大学硕士学位论文2 系统开发环境及相关技术介绍 w i n d o w s 上开发程序既有相似的地方又有不同地方，其相似的地方主要体现在以 下两个方面： 1 ) 在开发平台上，基于w i n d o w sc e 的应用程序开发，使用的是和桌面系统几 乎一样的e v c e v b 或者s u a ls t u d i o n e t 家族。这意味着，只要熟悉任何w i n d o w s 平台开发工程师，只需要一点点时间，就可以立刻进入w i n c e 平台的开发。 2 ) w i n d o w sc e 继承了w i n d o w s 事件处理的特性，在程序设计时采用事件驱动 的程序设计模式。采用这种设计模式，程序可以提供给用户许多操作对象，用户 可以从按照自己的需要选择操作对象，这些被选中的操作会产生特定的事件，使 得程序发出对应的消息供消息处理函数完成指定的操作【3 】。 不同的地方主要体现在以下四个方面 1 ) w i n d o w sc ea p l 只是w i n 3 2a p i 的一个子集，而且其中部分函数的功能 已精简；w i n d o w sc ea p i 具有对w i n d o w sc e 的特定扩展功能，如触摸屏( t 0 u c h s c r e e n ) 和通知( n o t i f i c a t i o n ) 需要设备在硬件功能上的支持；对异常处理具有 限制，如w i n d o w sc e 不支持c + + 异常处理。 2 ) w i n d o w sc e 开发中使用的字符集和w i n d o w s 使用的字符集也不相同， w i n d o w sc e 是基于u n i c o d e 码的操作系统，而w i n d o w s 是基a s ci i 码的操作 系统。 3 ) w i n d o w sc e 的r a m 要比p c 少的多，p c 机可以虚拟内存大小，而 w i n d o w sc e 不具备这项功能，因此开发的w i n d o w sc e 程序应尽量少的占用内 存。 4 ) w i n d o w s 程序在仿真调试时不需要仿真器，可以直接在电脑上运行，而 w i n d o w sc e 在开发过程中对程序进行调试与测试时需要用到开发工具中提供 的仿真器中，在调试成功后还得在将程序放到具体应用到的硬件上进行功能验 证和测试。 2 1 2m a p i n f o 地图制作软件 m a p i n f o 是美国m 印i n f o 公司1 9 8 6 年推出的桌面地理信息系统软件。m 印i n f o 地理信息系统作为一个图形一文字信息完善结合的软件工具，能将用户所需要的 信息资料形象、直观地与地理图形紧密结合起来，并依照地图及其应用的概念， 采用办公自动化操作，为各行各业提供数据可视化、信息地图化的桌面解决方案。 m a p i n f 0 软件适用于城市规划、旅游交通、土地资源等各个应用领域，用户可以按 照需要绘制特定的地图。m a p i i 怕制作地图的主要特点如下： 强大的图形绘制、编辑功能 m a p i n f o 是一种具有强大绘图功能的绘图软件，m a p i n f o 包含了丰富的图元符 号、线形、区域样式和颜色供绘图者选择。绘图者可以按照自己的需要把已有的 重庆大学硕士学位论文 2 系统开发环境及相关技术介绍 栅格图像按照自己的需要对其分层，完成地图的矢量化。由m a p i n f o 制作的地图 在后续的制作过程中可以随意的修改、增加、删减图层或者按照新的要求排列图 层的显示顺序【8 | 。 实用的关联数据库功能 m a p i i 怕软件为用户提供了常用的数据库接口，可以直接或者间接的访问数据 库，并对数据库进行数据交换。 灵活的对象查询分析功能 m a p i i 血提供了常用的分析查询函数、对象( 点对象、线对象、区域对象) 查 询工具以及缓冲区查询方式，用户可以根据实际的需要选择合适的查询方法完成 分析查询功能。 快速、准确的g p s 连接能力 m 印i n f o 提供了良好的地图环境，为g p s 提供了相应的控制显示技术，使g p s 跟踪目标能实时地、准确地显示在当前地图中【引。 强大的系统开发工具 m 印i i 面软件为用户提供的m 印b a s i c 开发工具，可以完成用户在图形、界面、 查询、分析等方面的各种需求，以形成全用户化的应用集成。在面对繁杂的例行 工具时，用户可以使用m a p b a s i c 编写执行程序，以提高工作效率。 2 1 3m 印i n f om a p xm o b i l e 控件 m a p i n f om 印xm o b i l e 是一个可以在嵌入式系统中运行的g i s 组件。m a p x m o b i l e 是m a p xa n dm a p x t r e m ef o rw i n d o w s 的自然延伸，基于m a p xm o b i l e 开发 的软件可以在设备上单独运行【1 0 | 。 m 印i n f om a p xm o b i l e 作为嵌入式地图控件，可以让开发者很容易的将地图功 能添加到设计的w i n c e 程序中。在移动设备中，嵌入式电子地图可以让人很容易 的理解地图展示的地理信息。据估计，8 5 的数据库包含了一样的地理信息，如 街道地址，城市，州，邮政编码，甚至电话地区代码和交换数字的号码。m a p xm o b i l e 可以帮助开发者把这些信息进行排序，并在地图上将其显示出来，让开发者无需 查看数据库就可以快速方便地看到这些信息的格式和关系 1 1 1 。 m a p xm o b i l e 作为一款强大的地图空间，具有以下主要功能【1 2 】： 专题地图：通过颜色渲染、符号大小、标注在地图上表现属性数据，增加 数据的可视性。专题图包括范围图、等级符号图、点密布图、饼图、直方图、才 具有的绘图功能； 数据绑定：数据绑定是将数据源中的数据导入m a p xm o b i l e 的过程。m a p x m o b i l e 可以绑定到多种不同类型的数据源，如a d 0 、d a 0 、o d b c 、d e l p b jb d e 、 t a b l e 、x m l 等： 7 重庆大学硕士学位论文 2 系统开发环境及相关技术介绍 图层管理： m a p xm o b i l e 提供的图层控制工具和视野范围控制工具可以 帮助用户分层、分级显示地图，具体表现为随着视野范围的缩小，地图的显示 内容从简单到详细； 光栅地图：m a p xm o b i l e 可以将卫星图片、航片、遥感图像、扫描图像、 格网( m i g ) 等图像以图层方式加入到地图窗口进行管理，并作为背景显示； 动态图层：给用户提供优化地图的刷新显示，常结合g p s 设备实现实时的 定位； 图元工具：图元工具提供内置的增加图元工具、地图选择工具等工具方便 用户开发； 地图编辑：可以给用户提供添加，修改或删除图层或者图元功能； 标注：m a p xm o b i l e 提供了自动标注和自定义标注功能，允许编辑图层中 单个标注的样式，同时还能设定标注的环绕方式，方便用户查看。 2 1 3 软件开发工具 w i n d o w sm o b i l e 作为w i l l d o w sc e 操作系统的一员，微软为其提供了多种开 发工具。从早期e m b e d d e d s u a lc + + 3 0 到现在的e m b e d d e d s u a lc + + 4 o ，每 个不同的版本对应着不同的w i i l d o w sc e 操作系统。程序开发员可以依据自己设计 的程序最终的运行环境和选用插件等选择合适的开发软件。在本次设计中由于要 使用p o c k e tp c2 0 0 3 和m a p xm o b i l e 控件，最终选取了e m b e d d e d s u a lc + + 4 0 作为程序开发软件。 e m b e d d e d s u a lc + + 4 0 ( 以下简称e v c4 0 ) 是微软公司推出的w i n d o w sc e 程序的可视化开发工具，是e m b e d d e d s u a l 的重要组成部分。e v c4 0 以前的版 本同时支持s u a lc + + 和s u a lb a s i c 两种开发语言。由于s u a jb a s i c 编写应用程 序代码过于冗长并且效率较低，并且嵌入式系统资源有限，而s u a lc + + 编写的应 用程序相比s u a lb a s i c 效率高，性能更好，结构要紧凑【1 0 j ，因此，最新的的e v c 4 0 舍弃了s u a lb a l s i c ，只支持s u a lc + + 。e v c 开发应用程序和w i n d o w s 下的 v c 开发应用程序在用户界面、程序语法和开发流程上基本上是一致的，熟悉v c 开发的人很快就可以使用e v c 进行开发。但是由于e v c 上的开发主要是嵌入式 操作系统的开发，编写的程序一般都是在特定的硬件( 各种硬件使用的c p u 不尽 相同) 运行，另外，编写程序还需要考虑嵌入式系统的资源问题，因此在e v c 上 编程时要了解清楚目标硬件的特点和资源。概括起来，在w i n d o w sc e 下使用e v c 4 0 开发应用程序主要有以下几方面需要注意【1 3 】： 、m n d o w sc e 的设备的内存相比p c 要小得多，在利用w i n d o w sc e 特有的 管理内存的函数、结构、消息等资源时，有时需要自己定义消息、进行程序结构 上的调整； 重庆大学硕士学位论文 2 系统开发环境及相关技术介绍 w i n d o w sc e 基本上都是使用电池作为电源供应的，由于电池的电量有限， 在开发程序时要避免占用不必要的c p u 资源； w i n d o w sc e 是3 2 位操作系统，所以w i n c e 编程是w m 3 2 编程。另外 w i n d o w sc ea p i 和w i n 3 2a p i 相比，w i n d o w sc e 包含了大部分的w i n3 2a p i 函 数，但是它自己也扩充了一些特定的函数，只有w i n d o w sc e 系统才能使用； w i n d o w sc e 的像晰n d o w sn t 一样，是u 1 1 i c o d e 环境，尽管w i n d o w sc e 支持a s c i i 功能来进行交换，但是w i n d o w sc e 的本地文件格式是u i l i c o d e 。 2 2 嵌入式地理信息系统一g i s 2 2 1 嵌入式地理信息系统现状 白1 9 世纪以来得到广泛应用的地图( 模拟的图形数据库) 和描述地理的文献 著作( 模拟的属性数据库) 相结合，构成了地理信息系统( g e o g r a p 1 i ci n f o m l a t i o n s y s t e m ，g i s ) 的基本概念模型。但是这种基于纸张的信息系统使得空间相关数据 的管理、存储、分析和应用极为的不方便和效率低下。到了2 0 世纪5 0 年代，随 着电子技术的发展及其在测量和制图学中的应用，人们开始用计算机建立地籍数 据库，而在1 9 6 3 年，加拿大测量学家建立了世界上第一个地理信息系统加拿 大地理信息系统( c g i s ) 【1 4 j 。2 0 世纪7 0 年代后，由于计算机技术的的工业化、 标准化与实用化，以及大型数据库的建立与应用，地理信息系统对地理空间数据 的处理速度与能力取得了突破性进展。在我国，地理信息系统起步较晚，直到2 0 世纪9 0 年代才进入快速发展阶段，经过1 0 多年的发展，我国的地理信息系统以 取得了重大进展，地理信息系统的研究正逐步形成行业，具备走向产业化的条件 【1 5 ，l6 1 。 2 2 2 地理信息系统的基本特点 嵌入式地理信息是在计算机软硬件支持下，以空间数据库为基础，对空间数 据进行采集、存储、管理、分析、显示与描述，为用户规划、决策、管理和研究 提供信息支持的技术系统，是随着地理科学、计算机技术、遥感技术和信息科学 的发展而发展起来的一门新兴边缘学科【l7 | 。为了满足g i s 对地理实体的空间位置 及其在资源配置、城市规划等领域的研究，g i s 需要具备以下基本特点： 公共的地理定位基础 g i s 需要利用测量仪器( 如g p s 接收器) 将接收到的数据输入到g i s 中。这 些数据输入到g i s 后，通常还需要进行进一步处理，以实现严格的空间定位。地 理实体必须经过空间定位以后才能将其隐含的地理坐标数据、属性数据等信息显 式的表达出来。 标准化和数字化 9 重庆大学硕士学位论文2 系统开发环境及相关技术介绍 g i s 平台需要将采集到数据源分类、标准化和规格化，以方便计算机进行计算、 分析和处理，并为具体的应用提供可靠的数据支持 1 8 】。 多维结构 地理信息系统在二维空间编码基础上，结合地理要素的信息结构进行相关计 算，使其具备数据存储、转换和更新能力，为用户提供可靠的辅助支持以实现多 层次的分析服务和实时显示功能。 具有丰富的信息 g i s 数据库除了包含必要的地理要素信息，还应包含与其相关的其它信息，如 地形地名信息、土地覆盖率、交通情况、人口分布等信息。 2 2 3g i s 应用领域 g i s 由于其自身特性，包含了很多信息，被各种行业广泛应用，其主要应用领 域如下： 农业资源管理：利用g i s 技术，农业部门可以跟踪监测各类农作物，根据需 要采取对应措施，以保证产量的稳定增长。 资源配置：在建立好城市中各个区域的资源需求后，当面对大型灾难时，g i s 可以保证应急救灾物资能够得到的最优分配从而发挥出最大效益。 城市规划和管理：城市规划作为g i s 的重要应用领域，应用前景十分广阔。 例如，城市在进行大规模基础设施建设时如何让公益设施和城市绿地得到合理分 布，如何让城市公交、服务设旖等机构使得受益人群覆盖面达到最大化等。 智能交通：利用g i s 和g p s 技术不仅可以设计出能够实时监测道路通行情况、 及时定位事故点、迅速调度抢修车辆以及提供交通疏散方案等优点的智能交通系 统，还能够设计出智能导航系统、应急救援等系统，这些应用可以大大的提高交 通系统的畅通行和安全性。 商业与市场：在建立商业设施时，利用已有的商业分布图以及待建区的人口 分布、消费水平和人均购买力等会影响市场潜力的因素，可以为投资者带来可靠 的数据支持，将投资风险最小化。 基础设施管理：城市的地上地下基础设施( 电信、自来水、道路交通、天然 气管道、排污设施、电力设施等) 广泛分布于城市各个角落、且这些设施明显酷 友地理参照特征的，其管理、统计、汇总都可以借助g i s 完成，从而大大提高工 作效率【9 】o 2 3 全球定位系统g p s 2 3 1g p s 产生的背景 g p s 是g l o b a lp o s i t i o n i l l gs y s t e m 即“全球定位系统”的统称。它是由美国海、 1 0 重庆大学硕士学位论文 2 系统开发环境及相关技术介绍 陆、空三军联合研制的，历经2 0 余年，耗资3 0 0 亿美元，于1 9 9 4 年正式建成。 整个系统使用的2 4 颗卫星均是由洛克威尔公司制造的，系统设计之初的主要目的 是为美国海、陆、空三军提供可以实时、全天候和全球性的空间卫星导航定位服 务。 g p s 是在子午仪卫星定位系统基础上发展起来的第二代卫星导航系统。g p s 最初是只提供给美国军方使用的，但是在1 9 8 3 年8 月，韩航0 0 7 班次在俄国上空 不幸遭击落之后，美国政府将部分g p s 导航的能力开放给民间使用。但是，美国 政府为了国家安全，在最初开放给民用的g p s 信号加上了s a 干扰信号，定位精 度只能达到1 0 0 英尺，直到2 0 0 0 年，美国取消了对民用信道干扰，使得民用g p s 定位精度达到了6 2 米的实用水平，鼓舞了产业界开发g p s 的热潮【l9 1 。 g p s 只是g n s s ( g l o b a ln a v i g a t i o ns a t e l l i t es y s t e m ) 的一种。除美国的g p