移动GIS：挑战和局限

无线因特网的集聚效应以及音频、视频等媒介正在为移动用户提供许多服务。在这些服务中，移动GIS可以说是最新的，也可能是最有用的一种。移动GIS具有多种用途，尤其在地理信息发布系统中占有重要的地位。WAP和其它无线设备在移动GIS技术中一直处于遥遥领先的地位，这就使多维地理信息的获取成为可能。WAP电话、PDA、寻呼机，甚至普通电话，都可以获取空间信息。

1  移动GIS的体系结构

    许多种移动终端都可以获取GIS信息，如无线电话、PDA和陆地电话等。

    1．1  无线电话

    目前有许多种无线电话，如WAP，GPRS IMode，PDA等。在无线网络方面，因它们采用的技术不同，所以获取地图信息的方式也不同，具体描如下：

    (1)WAP电话

    对于基于地图分辨率的WAP电话来说，要想实现移动GIS，它必须拥有一个支持绘图功能的网络服务器，而且此服务器应该有地图数据库及其它设备，如路由选择器与语音识别器等。WAP网关要求能够满足移动终端和网络服务器之间的信息传输。该网关本质上是进行协议转化、编码和解译。WAP的WML浏览器可以显示地图和其它文本格式的信息(如路由选择结果等)。

    (2)GPRS电话

    GPRS用户可以获取HTML方式的地图信息，也可以获取基于WAP的地图信息。二者唯一的区别是无线网络结构不同，前者是封装交换数据网络，后者是电路转换数据网络，而且需要拨号。

    (3)IMode电话

    IMode能够使用类似于WAP的模式实现地图服务的传送。二者的区别在于IMode采用CHTML方式，而不是WML方式。CHTML是HTML的子集。IMode采用的是封装式交换数据，原则上总是开着的。在当今欧洲，WAP系统采用开关式转换数据，如拨号。在服务通讯系统中，封装交换数据方式和开关交换数据方式有着技术上的区别。本质上IMode和WAP自身并没有任何标准，在封装系统或开关系统中经IMode和WAP编码后的网页都能被传送。

    (4)PDA

    如果PDA中安装有WAP浏览器，信息就能以上述各种无线电话传送信息的方式传递。一些PDA(多半是基于WindowsCE操作系统)能直接访问因特网上的内容。换句话说，PDA可以不依赖于任何浏览器就能直接连接远程服务器，并获取和显示信息。运行于PDA上的应用本身应该有接口来显示信息。

    1．2 PalmOS设备

    像PalmVⅡ样式的PDA不能直接访问HTML格式的网络内容，在这种设备上必须用PQA(掌上查询软件)来剪辑网页内容并显示地图信息。

    1．3 WindowsCE设备

    由于它具有内置的软调制解调器，所以能直接连接到因特网上。像台式计算机一样，这些设备能直接访问服务器上的地图信息。

    1．4  EPOC设备

    EPOC能直接连接因特网获取地图信息。具有WAP浏览器的EPOC能获得WAP版本的地图信息。其它移动设备，像Linux、嵌入Linux及微中子设备等，大多都能通过软或硬调制解调器连接到因特网来获取GIS信息。

    1．5  陆地电话

    实际上没有连接因特网，但却能够获得信息。它通过IVR—交互式的语音反应系统从因特网获取信息(Ma，1987)。向语音服务器预定的用户需要拨号才能获取地图的相关信息。服务器上的软件解译接收到的言词，并把它转换成文本格式传递给地图应用服务器。由于这种服务只提供给预定用户，所以语音识别软件和人数统计软件能解译用户的言词。

    2  移动GIS应用

    移动GIS能够以下列不同的方式传送地图信息：(a)文本：最近银行的地址和电话，驾驶方向，基于居住地点分派工作；(b)图像：地图上通向服务区的路径；(c)语音：驾驶方向，工作分配操作；(d)视频：电影飞行，交通阻塞状态。移动GIS有多种应用，下面将描述移动GIS最显著的几种应用。

    2．1  路由选择

    路由选择是移动终端基于GIS的最流行的实现方式。移动用户可以向制图系统表明他的起点、目的地和通过位置。其中一些输入也能从GPS直接获取。如果GPS设备与机动终端同时使用，并利用快速的转播速度(如：GPRS)，移动用户也能获得路线指导。移动终端可采用文本或语音方式从服务器获取详尽的路由结果，并将结果突出显示在移动终端上。

    2．2  查  询

    根据用户所给的位置信息，通过搜索地图数据库查询用户所需地点。用户可以在一定的半径之内查询有关旅馆、银行等公用设施的信息。如果移动终端上配有GPS，用户就可以从GPS上获得自身的位置。

    2．3  工作分配和车队管理

    这是利用GPS或移动定位系统的又一个应用。野外工作人员、销售人员、卡车等都能在地图上定位。系统能跟踪他们并将工作分配给他们，还能收到工作进展情况等信息。

    2．4  实时交通报道

    安置在重要交叉道路上的无线照相机能实时记录交通状况并传送给网络服务器。当司机在一条道路上行使时，如果他想改变路线，他就可以从移动终端上根据获得的实时交通情况来选择路线。显示的图像可以有规律地刷新或者以视频刷新。

    3  移动GIS的优点及发展的限制因素

    3．1  优点

    可以肯定，与传统的地图显示系统相比，移动GIS有一定的优点。无论何时何地移动GIS都能提供相关的地图信息。被访问的数据是当前最新的并在单一的位置上集中存储。因此，它是一种信息发布的便捷媒介，也是一种安全、保密的媒介。另一个优点是提供定位服务，如上面列举的定位查询系统可以找到用户所在的位置。

    3．2  发展的限制因素

    在移动设备显示数据的过程中也存在缺点，如传输堵塞。由于移动电话不能及时普及，使得许多非语音服务都被延迟了。尤其在台式计算机上完全显示的信息，在移动设备上将受到一些限制。此外，2．5G和3G系统的实际速度要比它们理论上的最大速度低得多。概括起来，影响移动GIS技术的主要因素有如下几个：

    (1)移动GIS标准多样，有待于统一。

    (2)除了移动电话之外，大部分的专业移动GIS设备的体积都很大，很笨重，不利于携带。此外移动接收设备大多是高成本产品。

    (3)定位传感器有盲区现象，例如GPS往往受到高大建筑的屏蔽影响，这必定会使接收的数据产生错位和变形等。

    (4)定位精度的限制。定位精度主要受导航传感器和制图传感器的影响。目前在大部分应用中二者仍是独立工作的，移动GIS系统需要它们联合工作。

    (5)信息输出的单调性。对于空间信息，目标实体的空间定位数据及其属性数据不能够实时地结合起来。目前的大部分移动设备只能实时地定位目标实体，而不能同时记录其属性数据。

    (6)空间目标的自动识别、提取及自动制图影像的校准还不够准确。由于这几项工作受多种因素的影响，如大气状况、地形起伏、算法的先进性等，所以这个限制是影响空间信息移动传送的重要因素。

    4  移动GIS的发展趋势

    有了较大的的带宽(3G和4G)和信息传输更快的移动设备，在移动终端上就可以浏览大量的多媒体内容。展望未来，利用GPRS实现移动GIS服务将有广阔的发展前景；作为自动声音帮助系统的IVR可以通过长途自由号码轻松获得；XML和J2ME将是良好的发展平台；IP技术可以提供传统的语音通信服务，如VoIP等。这是语音通信业潜在的、具有划时代意义的、崭新的服务内涵。到那时，用户可以使多种语音地图浏览入口连接网站并与网站通话，接收地图信息。总的来说，移动GIS的发展趋势如下：

    (1)移动GIS实现标准化。

    (2)研制具有快速补给、方便灵巧、能量持久的动力供给设备和低能耗的数据显示算法，因为这是长时间使用移动设备的主要限制因素。

    (3)降低移动GIS设备各组件的生产成本，加速移动GIS技术的普及。

    (4)开发研制高效的空间实体自动提取以及图像处理算法，实现快速处理、传输、显示，充分利用海量的高分辨率空间数据。

    (5)设计定位精度更高、接收信息更丰富的传感设备，借以提高空间信息定位的精确性，并改变移动GIS数据显示的单调性，使得在显示空间图像的同时还可以查询相关的属性数据。

    (6)进一步提高和完善航空摄影测量中的三角测量技术。三角测量技术可以消除GPS的盲区，并且能够实现控制点的自动选择及自动匹配。移动设备及相关设备的成本、无线网络技术、3S技术、通信技术及计算机技术既是移动GIS的限制因素，又是它发展的必然趋势。

    5  结  论

    当访问无线因特网变得更加便宜、更加流行的时候，移动GIS也将随之发展起来。如果移动终端获取地图信息变得更加容易，则开拓无线因特网服务将是下一个问题。许多研究表明，在未来几年将有更多的用户使用移动设备而不是台式计算机访问因特网，这将需要许多定位服务建立起来。作为数字移动电话和其它移动终端的第一次真正的信息服务标准，无线因特网应用协议将给广阔的无线市场，尤其是GIS技术，带来前所未有的繁荣。

 

    作者简介；彭虓(1975～)，男，1999年毕业于东北师范大学城市与环境科学学院地理系，获经济地理学与城乡区域规划学士学位，同年考入中科院长春地理研究所研究生，现主要从事农业遥感估产和遥感影像自动制图综合研究。