基于嵌入式GIS的GPS-PDA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、土地調(diào)查是全面查實(shí)查清土地資源的重要工作。近年來，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，全國土地利用狀況發(fā)生了很大變化。為了及時(shí)、準(zhǔn)確地掌握土地利用狀況，確保土地變更調(diào)查數(shù)據(jù)的真實(shí)可靠，需要一種行之有效的土地調(diào)查技術(shù)。傳統(tǒng)的土地調(diào)查信息采集采用手工作業(yè)為主的方式，耗時(shí)長、效率低、勞動(dòng)強(qiáng)度大，難以適應(yīng)現(xiàn)代化土地管理的要求。 為此，本論文研究并設(shè)計(jì)一種用于土地調(diào)查的基于嵌入式GIS的GPS/PDA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。該系統(tǒng)以PDA(掌上電腦)為硬件平臺(tái)

2、，基于Open GIS規(guī)范的簡單特征(Simple Feature)描述對(duì)土地利用空間對(duì)象進(jìn)行建模，采用基于R樹的嵌入式空間索引框架，實(shí)現(xiàn)空間對(duì)象的快速靈活查詢與存儲(chǔ)；基于異步I/O的串口(藍(lán)牙)通訊模塊，實(shí)現(xiàn)GPS電文的實(shí)時(shí)接收與電文解析；基于TCP/IP協(xié)議與套接字原理，開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)通訊模塊，實(shí)現(xiàn)了GPS實(shí)時(shí)差分定位以及移動(dòng)用戶位置的實(shí)時(shí)上傳；利用空間地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換和矢量影像圖套合技術(shù)，實(shí)現(xiàn)矢量底圖、影像底圖及調(diào)查圖形的匹配、疊加和顯示

3、，并設(shè)計(jì)了簡單直觀的人機(jī)交互界面，實(shí)現(xiàn)圖形編輯與屬性錄入。 本課題主要在以下五方面對(duì)土地調(diào)查數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)和技術(shù)流程進(jìn)行了研究： 1、提出并設(shè)計(jì)了基于Open GIS規(guī)范的Simple Feature簡單特征描述的嵌入式GIS的數(shù)據(jù)模型。分析了GIS、嵌入式GIS、Open GIS規(guī)范的概念與原理，GIS數(shù)據(jù)的空間關(guān)系和運(yùn)算，以及嵌入式平臺(tái)特點(diǎn)；構(gòu)建了Open GIS規(guī)范的Simple Feature簡單特征描述

4、的嵌入式GIS的數(shù)據(jù)模型，該模型具有良好的抽象性、靈活性和可擴(kuò)展性。 2、構(gòu)建了適用于嵌入式GIS的基于R-tree的嵌入式空間索引框架ESIL。比較了幾種常見空間索引結(jié)構(gòu)及算法；介紹了軟件工程領(lǐng)域中的設(shè)計(jì)模式與軟件框架的基本概念，以及空間索引庫SaIL的原理與組成：設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了用于嵌入式GIS的嵌入式空間索引框架ESIL，通過ESIL的運(yùn)用與測試，驗(yàn)證了該索引框架能有效提高嵌入式GIS的空間查詢、存儲(chǔ)能力。 3、闡述了

5、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)信息采集、顯示及處理的若干關(guān)鍵技術(shù)。介紹了GPS電文接收與解析模塊的功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，分析了GPS差分定位原理，闡述了基于無線網(wǎng)絡(luò)通訊的GPS實(shí)時(shí)差分定位的實(shí)現(xiàn)方法，并設(shè)計(jì)了GPS質(zhì)量控制方法和空間地理坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊；闡述了嵌入式GIS中圖形快速顯示的幾種策略：通過多圖層可視化管理和限制圖形顯示與繪制的范圍；進(jìn)行空間數(shù)據(jù)過濾，控制讀入內(nèi)存的圖形數(shù)據(jù)的數(shù)量，以及利用道格拉斯-普克壓縮算法以減少繪制圖形本身的數(shù)據(jù)量。本文通過幾種策略

6、相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了圖形的快速、動(dòng)態(tài)顯示；介紹了土地調(diào)查數(shù)據(jù)圖形和屬性的編輯方法。 4、初步研究了壓縮影像圖的壓縮與顯示方法。分析了影像數(shù)據(jù)的分塊金字塔組織方法以提高影像數(shù)據(jù)的快捷顯示與存取，實(shí)現(xiàn)了影像圖與矢量圖的套合；給出了功能模塊的程序接口設(shè)計(jì)及運(yùn)行效果。 5、通過本文所設(shè)計(jì)的基于嵌入式GIS的GPS/PDA數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)在全國七省市十二個(gè)區(qū)縣土地調(diào)查中的實(shí)際應(yīng)用，驗(yàn)證算法和程序設(shè)計(jì)的正確性、可靠性和穩(wěn)定性，應(yīng)用效果表明，該