车辆实时监控系统中之WEBGIS技术应用研究.ppt

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1、车辆实时监控系统中之WEBGIS 技术应用研究,内容提要,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,课题背景当前国内外WEBGIS技术研究现状车辆监控领域中WEBGIS应用现状论文研究的内容关键技术预期目标论文结构和进度参考文献导师介绍个人工作背景致谢,课题背景,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,课题来源于T项目公司简介（略）T项目是一套通过Internet来实时监控车辆的大型系统综合应用GPS、GSM、GPRS、WEBGIS、以及数据通讯等技术为用户提供丰富的功能，如车辆监控，车辆报警、求助信息的响应，地理信息的分析、查询，车辆以及车队的调度、管理等等功能

2、。,课题背景,课题来源于T项目T项目支持多种通讯网络。如：GPRS,GSM,CDMA。支持多种GPS设备。以WEB方式发布，采取瘦客户端模式，客户操作简便，不需要专门客户端软件。丰富、强大的功能，切合用户的实际需求。结合WEBGIS技术来实现。,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,课题背景,课题来源于T项目T项目结构示意图,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,当前国内外WEBGIS技术研究现状,WEBGIS技术综述WEBGIS是GIS和WEB技术结合的产物。WEBGIS在客户端的显示有两种方式：栅格图或者矢量图。WEBGIS客户端采用ActiveX技术或

3、者Java Applet等方式实现；WEBGIS服务端通常和WebServer结合，采用CGI、ISAPI等方式实现；当前国内外流行的WebGIS产品有二大策略：瘦客户机模式和胖客户机模式。,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,当前国内外WEBGIS技术研究现状,WEBGIS技术综述-服务器端处理模式（瘦客户模式）服务端处理为主：服务器采用CGI、ISAPI、NSAPI、Java Servlet等方式，地图全部由服务器生成、处理。客户端只起到显示栅格图形（如：bmp、jpg）的作用。代表产品：美国ESRI的ArcIMS，美国MapInfo公司的MapXtreme国内典型应用

4、：北京图行天下公司的“数字北京”优点：客户端不需要任何额外程序，网络传输数据量小。缺点：增加了服务器负担和响应时间。,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,当前国内外WEBGIS技术研究现状,WEBGIS技术综述-客户端处理模式（胖客户模式）客户端处理为主：主要采用Plug In、ActiveX等，下载矢量数据到客户端进行处理。代表产品：美国Autodesk公司的Mapguide。国内典型应用：上海英特杰公司的“公共定位应用服务平台”。优点：数据下载到本地处理，服务器负载较小，地图操作响应快。缺点：当数据量增加到一定程度时，性能将下降很多。复杂的GIS分析难以进行。网络负载可

5、能较重。客户端的计算机要有较强的处理能力。,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,车辆监控领域中WEBGIS应用现状,在GPS车辆监控应用领域中WEBGIS技术的应用现状随着Internet步入各行各业，在GPS车辆监控应用领域中引入WEB技术，从而实现在Internet上发布车辆监控应用的各种功能，已经是一种必然的趋势。用户只需要打开浏览器而不需要安装任何的专用软件、搭建专门的监控中心和通信网络，就可以实现车辆监控的各种功能。目前，国内外众多GPS车辆监控应用领域的公司已经开始利用WEBGIS技术并结合GPS等其他技术来发布系统。例如，澳星天网，深圳华强，深圳塞格，天诺网，

6、北大青鸟天目系统，等等。,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,车辆监控领域中WEBGIS应用现状,在GPS车辆监控应用领域中WEBGIS技术的应用现状在目前大多数的此类系统中，均采用的是专业GIS公司的通用的WEBGIS平台。应用范围最为广泛的是ESRI公司的ARCIMS,Mapinfo 公司的 MapXTreme,国内超图公司的SuperMap IS等。例如，澳星天网采用的就是MapXTreme。利用通用的WEBGIS平台来发布地理信息（电子地图），通过服务器系统将获得的GPS数据写入到数据库；客户需要察看车辆的位置等数据时，查询数据库获得GPS位置等数据，并显示在电子地

7、图上，返回给客户端浏览器。这是大多数此类系统的实现方式。,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,车辆监控领域中WEBGIS应用现状,存在的问题无法满足用户实时监控和报警信息及时提醒的需求 由于在GPS车辆监控应用中，大多数客户有实时监控车辆的需求，随时察看车辆的各种状况；并在车辆发生危险或需要救助时，能够主动的发出报警给客户端浏览器，以便于及时的处理和响应。采用通用WEBGIS平台构架的众多系统中，均无法实现此类需求。这也是大多数此类系统的功能均不如专用客户端强大，无法广泛推广，替代专用客户端的原因之一。无法记录用户的操作状态 采用通用WEBGIS平台的系统，通常是以http

8、协议为基础，在此之上进行扩充。由于http是一种无状态的协议，因此，构架的系统无法满足用户逐步深入的查询分析等需求。,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,车辆监控领域中WEBGIS应用现状,存在的问题通用的WEBGIS系统，在此类应用中并不十分适用。常见的WEBGIS系统普遍采用了与Web服务器相结合的方法来进行开发，但是由于Web服务器普遍使用多线程的方式处理客户端请求，而大部分地图引擎目前均不支持多线程，所以一般采用另外启动一个应用服务器的方式来解决这个问题。在这种方式下由Web服务器代理网络请求，然后转发到应用服务器或者调用服务器端对象，处理完毕后再由Web服务器传回

9、结果。由于需要同时配置多个服务器程序，会带来网络流量的加大、配置复杂、开发与调试难度相当大的问题，如果出现错误难以跟踪和排除故障。同时，当用户操作、数据交换频繁的时候，每次都需要通过WEB服务器将请求转发到GIS服务器，将导致服务器负载严重，更重要的是效率将大大降低。,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,论文研究的内容,论文研究的内容针对如上存在的问题，在目前所知的众多此类系统中，还没有一个良好的方案，都还只是处于初步应用的阶段。在本论文中，将要借鉴以往众多系统的经验，在此基础上，提出一种新的适用于此类应用的WEBGIS实现技术方案，来解决此问题。,中国科学院研究生院软件学

10、院 2002级 MSE 刘永强,论文研究的内容,在GPS车辆监控应用中WEBGIS的设计和实现方法-GPS和WEBGIS的整合设计设计思想 A)客户端和服务器相结合：通过客户端和服务器方相结合的方式，可以在处理不同的地图数据时采用不同的方案，可以使安全性、性能与效果得到较好的平衡。B)采用应用服务器的方式，底层利用Socket直接解析HTTP协议，同时也可以和客户端直接建立Socket连接；从而使浏览器可以直接与地图服务器会话，减少了网络中转，可以直接控制数据I/O；C)基于XML自定义通讯协议，开放性、扩充性良好。,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,论文研究的内容,在G

11、PS车辆监控应用中WEBGIS的设计和实现方法-GPS和WEBGIS的整合设计设计思想 D)客户端浏览器中采用Java Applet的方式，和应用服务器之间建立直接的Socket连接，从而实现GPS数据、报警信息等从服务器到客户端的主动推送；E)通过应用逻辑层来管理各个地图应用，不但可以充分利用现有地图引擎的处理能力,还可以实现多服务器群集和跨服务器的动态负载平衡，从而解决了空间信息数据量大难以处理的难题。,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,论文研究的内容,在GPS车辆监控应用中WEBGIS的设计和实现方法-GPS和WEBGIS的整合设计组件式结构1）网络通信组件 主要用

12、于处理网络请求，与浏览器进行交互通信。包括服务器组件和客户端组件。2）GIS组件 可以使用各种支持组件化编程的地图引擎，如SuperMap、MapX、MapObjects等，并在其基础上进行封装。3）格式转换与影像处理组件 实现将地图输出的结果转换到JPG、GIF等浏览器可以显示的影像文件格式，或者转换为其它可以在浏览器上使用的矢量格式，如VRML、Flash等。,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,论文研究的内容,在GPS车辆监控应用中WEBGIS的设计和实现方法-GPS和WEBGIS的整合设计组件式结构 4）服务器群集与任务分派组件 主要处理地图应用的管理和任务分派，实

13、现服务器之间的群集和负载均衡。5）服务器管理组件服务器地图应用的管理和配置工具，可以通过简单的方式配置地图服务的各种参数，并保存到注册表中，可以通过该工具启动、停止地图服务、查询当前运行状态等。6）其它辅助工具包含数据转换、数据处理等辅助工具。,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,关键技术,1、GIS应用技术 利用通用的GIS平台，在此基础上进行封装，实现WEBGIS的各种功能。自定义操作协议。支持组件化编程的地图引擎，如SuperMap、MapX、MapObjects等。2、格式转换与影像处理技术 实现将地图输出的结果转换到JPG、GIF等浏览器可以显示的影像文件格式，或

14、者转换为其它可以在浏览器上使用的矢量格式，如VRML、Flash等。3、网络通讯技术在服务器端和客户端都需要有基于Socket的通讯组件。通讯协议自定义。同时，也支持普通的Http访问。4、软件架构技术设计一种良好的软件架构，实现对多种GIS平台、多种通讯方式的支持。实现模块和组件的高度内聚，各个模块功能相对独立。,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,预期目标,满足用户实际的应用需求；多用户并发的情况下，保证服务器的及时响应和处理效率；组件化设计和开发，可扩充性良好；便于管理，便于操作；,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,论文结构和进度,论文进度 预计

15、在年底或者明年初，完成论文工作。,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,论文结构和进度,论文结构第一章 引言第二章 WEBGIS技术综述第三章在GPS车辆监控领域中WEBGIS应用的现状和不足第四章 WEBGIS与GPS整合设计和实现方法第五章 全文总结参考文献,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,主要参考文献,主要参考文献（1）袁相儒.InternetGIS的部件化结构J.测绘学报,1998(4):168172.（2）宋关福等.WebGIS基于Internet的地理信息系统J.图形图像学报,1998(3):251254.（3）杰华等.基于Internet

16、的地理信息系统的研究和开发J.图形图像学报,1999(1):3235.（4）陈俊杰,陈灿章.WebGIS技术及其实现方法J.太原理工大学学报,2000(7).（5）王尔琪，钟耳顺。开放式Internet地图服务体系结构设计与应用。2001中国GIS年会论文集，成都，2001.3（6）宋关福等.组件式地理信息系统的研究和开发.中国图像图形学报,1998,4,313317（7）杨冬青，唐世渭.面向对象技术与数据库技术结合回顾与展望.中国计算机报，1997年3月10日，129130（8）Babcock,Charles.SQL vs Objects.Computerworld,1993,27(6):6

17、（9）Information Retrieval(Z39.50):Application Service Definition and Protocol Specification.Washington,D C:Library of Congress,1995（10）蔡奇玉，连振汉，张志强.CGI编程指南.北京：机械工业出版社，1997,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,主要参考文献,（11）美Rajagopal R,Mouica S P,前导工作室译.Windows NT4高级程序设计.北京：机械工业出版社，1997（12）阎君等.地理信息共享与开放式地理信息系统技术研

18、究.中国图像图形学报,1998,2,140144（13）袁相儒等。多种数据源地理信息处理的Internet GIS 方法。武汉测绘科技大学学报（JOURNAL OF WUHAN TECHNICAL UNIVERSITY OF SURVEYING AND MAPPING(WTUSM)）1999年 第1期 第24卷 No.1 1999（14）袁相儒，龚健雅.矢量图形与主数据库无缝连接万维网地理信息系统的设计和实现.武汉测绘科技大学学报，1997,22(3):260263（15）龚健雅，袁相儒，陈莉丽，等.跨平台分布式地理信息组织与处理.武汉测绘科技大学学报，1998，23(4)：364369（16

19、）Lin H,Zhang L.A Web-Based GIS Catalog Browser for Distributed Spatial Data Retrieving.GeoInformatics96,Wuhan,1996（17）Lin H,Zhang L.Pluggable Computing Strategy for Integration of GIS Environment Modeling.GeoInformatics97,Taibei,1997(18)Peng Z,Nebert D.An Internet-based Data Access System.GeoInformatics97,Taibei,1997,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,导师介绍,第一导师：常青教授北京大学地球物理系 博士后北京航空航天大学电子工程系 博士 现任：北京航空航天大学电信学院信息与通信工程系副主任，通信与信息系统教研室主任第二导师：高晖博士、总工程师北方交通大学交通系统工程博士后北京航空航天大学通信与信息处理博士,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,个人相关工作背景,略,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,致谢,谢 谢,中国科学院研究生院软件学院 2002级 MSE 刘永强,