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对于传统的GIS, 由于实体间的空间关系在一定时期内具有不变性, 故可以预先计算并存储下来,便于以后的査询、 检索和分析等数据处理。随着电子计算机整体性能的不断改进, 也可以根据空间实体的绝对位置动态计算。 从理论上讲,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, 当有一个或多个移动实体处于相对静止的实体群中, 或处于移动的实体群中,对移动实体及背景参考实体群 (相对静止或移动)的模拟、表达、处理、査询、 检索和分析的软硬件系统称为移动GIS(Mobile GIS)。
在现实生活中,许多客观现象均不是传统GIS易于解析的, 如车载导航系统等,均是移动的空间实体(GPS点位坐标) 放置在相对静止的空间实体群中(地图中的空间实体集合)。 其中需要研究的是移动实体与相对静止实体及实体群的位置、 关系等特性,利用静态GIS中现有的原理和 方法只能解决这些现象的部分问题,而非最优解决之道。 如在天空中飞行的机群及在海面上航行的舰队, 若以其中N架飞机或N艘船只作为目标实体, 其余为参考实体群,那么, 目标实体集与参考实体集无论在空间位置, 还是内部或两者之间的空间关系都是时间T的数学函数, 即随时间的变化而变化,这也不是传统静态GIS所能解决的。 因此,技术的进步和新的应用需求使移动GIS的理论和方法的研究十分必要, 但由于其内容的髙度复杂性,该领域的研究还处于起步状态。
移动GIS发展早期研究始于20世纪90年代初期。 当时研究的都是国外一些对野外作业人员进行管理的特殊部门, 目的是为了便于作业人员与公司总部通信以及公司管理。 这些部门(如电力、工程施工、自来水公司等) 通过移动GIS使室内外办公相结合,提高管理效率, 降低了管理成本。ProcisSoftware于1992年开发出了用于商业的移动GIS。
早期的移动GIS解决的问题主要涉及信息提供、工作发布及记录、 数据双向通信以及数据管理。使用移动GIS取代野外工作人员的图纸, 降低了成本。网络改变了数据的更新,并将数据传回公司的GIS中。 数据流的来回流动由GIS管理, 并且以计算机的传输媒介迎合了健康与安全的需求。
早期的移动GIS只是一个移动的维形, 而且受到许多技术上的限制。 其应用范围相当狭小并且专业性强。 移动终端对移动环境的要求髙,而且移动范围狭窄。 然而,早期的移动GIS也显示出其本身的一些独特魅力和简易的移动性能。
自20世纪90年代中期以来,计算机软硬件发展迅速, 电子移动终端不断涌现, 此时的移动GIS发展进入了以全球定位系统(简称GPS)为核心的阶段。 这时的移动GIS涉及面更广泛, 各种与移动计算相关的行业都利用移动GIS进行移动办公的尝试。 移动GIS发展的中期, 主要是利用移动GIS作为室外或野外移动办公的辅助工具, 应用的领域有数字城市虚拟现实、流域调査、国土资源调査等。
国外学者利用移动GIS实现了基于图像导航的多功能3D虚拟现实。 移动GIS利用地磁仪、 旋转仪及差分GPS(DGPS)测出大致的方位角及位置坐标, 然后利用图像系统分析及地面标识线计算数码相机的精确位置及方位。 系统自动地检测以上信息后, 利用空间数据库3D模型进行图像实时覆盖, 从而实现基于图像导航的多功能3D虚拟现实,实践表明, 此移动GIS适用于室内外环境,可用于城市中人与车辆的导航、 空间数据库更新、灾害调查、日常设施视察等。
移动GIS发展中期以GPS为核心。 虽然GPS在一些调査中的应用可以达到厘米级的精度, 但在城市区域或地势切割很深、山体坡度陡竣的情况下却并不好用, 因为卫星的信号会经常被高大建筑物、树木或山体阻挡, 在城市中还会受到交通工具的干扰。 因此移动GIS将会从现在的以GPS为核心 向着将来的以无线移动网络为核心的方向发展。
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他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。
在不久的将来,有了更大的带宽(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。