第29卷第11期武汉大学学报信息科学版Vol.29No.112004年11月GeomaticsandInformationScienceofWuhanUniversityNov.2004文章编号:16718860(2004)11099004文献标识码:A移动GIS的原理、方法与实践李成名1王继周1,2刘勇1(1中国测绘科学研究院GIS研究所,北京市北太平路16号,100039)(2武汉大学遥感信息工程学院,武汉市珞喻路129号,430079)摘要:剖析了静态GIS和移动GIS的概念和区别,然后在讨论运动对象的描述方法的基础上,分析了移动GIS中空间关系表达模型,提出了移动GIS应包含的查询分析操作,并设计了移动GIS的软、硬件体系结构,并据此研制了移动GIS原型系统PNSI。关键词:动态GIS;移动GIS;运动GIS中图法分类号:P208对于传统的静态GIS,由于实体间的空间关需求使移动GIS的理论和方法的研究十分必要,系在一定时期内具有不变性,故可以预先计算并但由于其内容的高度复杂性,该领域的研究还处存储下来,便于以后的查询、检索和分析等数据处于起步状态。本文主要探讨了移动GIS的若干理。随着电子计算机整体性能的不断改进,也可理论与方法以及移动GIS与无线通讯结合的应以根据空间实体的绝对位置动态计算。从理论上用系统的研制。讲,一旦空间实体的绝对位置确定,彼此间的关系也随之确定。在电子地图与GIS中,当有一个或1移动GIS的理论基础多个移动实体(movingobjects)处于相对静止的实体群中,或处于移动的实体群中,对移动实体及背1.1运动对象的描述景参考实体群(相对静止或移动)的模拟、表达、处运动对象的本质特征是其时态性,即其位置理、查询、检索和分析的软硬件系统称为移动GIS和属性是随时间变化的。为了真实准确地对运动(mobileGIS)。对象进行描述,必须把时间尺度引入到其参照系在现实生活中,许多客观现象均不是传统静中。这样在原有的二维参照系中添加时间维,就态GIS所易于解析的,如车载导航系统等,均是形成了XYT的三维时空坐标系,某点在某一确移动的空间实体(GPS点位坐标)放置在相对静定时刻的时空位置可描述为(x,y,t)。止的空间实体群中(地图中的空间实体集合)。其运动对象为点时,在时空坐标系中描述为一中需要研究的是移动实体与相对静止实体及实体条线;为线时,描述为一曲面;为面时,描述为一柱群的位置、关系等特性,利用静态GIS中现有的体。静止对象在时空坐标系中的描述与此类似,原理和方法只能解决这些现象的部分问题,而非不同的是,它们分别表现为垂直于XY二维平面最优解决之道。如在天空中飞行的机群及在海面的线、曲面和柱体。如图1所示。上航行的舰队,若以其中N架飞机或N艘船只运动对象的运动轨迹在空间上是连续的,但作为目标实体,其余为参考实体群,那么,目标实是由于实际条件的限制,移动GIS所能采集的时体集与参考实体集无论在空间位置,还是内部之空坐标只能是离散的,即只能直接得到一些时刻间、两者相互之间的空间关系都是时间T的数学点的空间坐标。如何连续描述运动对象的时空特函数,即随时间的变化而变化,这也不是传统静态征,表达其在任一时刻的空间位置,成为移动GISGIS所能解决的。因此,技术的进步和新的应用首先要解决的问题之一。收稿日期:20040701。项目来源:国家863计划资助项目(2001AA136031)。第11期李成名等:移动GIS的原理、方法与实践991图1时空坐标系中的实体描述Fig.1Point,LineandPolygonin图2空间关系描述中分析平面的截取SpatiotemporalCoordinateSystemFig.2AnalysisSurfaceAcquisitioninSpatial可以采用平均值内插的方法来解决这一问RelationsDescription题。设t1、t2时刻,运动对象在XY二维平面内了大量的研究,如秦小麟归纳了六类操作[3\∀。的空间位置分别为P1(x1,y1)、P2(x2,y2)。在本文在总结现有成果的基础上,认为移动GIS中t1与t2之间,如果将其运动状态近似视为直线运的查询与分析首先应该覆盖静态GIS中的查询动,则该对象的平均速度为:与分析功能,另外,还应该包括针对于运动对象的22(x2-x1)+(y2-y1)查询与分析功能。v=t2-t11.3.1运动对象的时空位置查询速度角为:这是最基本、最核心的操作。对于运动对象y2-y1分别为点、线、面不同类型的情况,处理方法也有=arctanx2-