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移动GIS数据服务器是移动GIS的核心部分， 是整个系统的GIS引擎和数据服务源，通常架设在互联网上， 以Web服务的形式供任何需要访问的客户端设备进行读取和使用。 许多应用都直接使用Google Maps、Bing地图、 “天地图”或超图云地图作为背景地图数据源， 应用的业务数据通过叠加的方式出现在地图上， 为用户提供基于位置的各类服务。为了支持移动GIS应用， 移动GIS数据服务器需要具备以下功能：基本的地理信息空间査询和分析功能、 高质量的图形和属性査询功能、强大的计算能力和处理超大量访问请求的能力、 支持数据更新功能并及时向移动环境中的用户提供动态数据、 可连接空间数据库以及对海量数据进行存储和管理。
GIS数据服务器的应用方式分为实时在线模式、 离线模式和混合模式三种，分别用于解决不同使用环境下的应用需求：
（1）实时在线模式：通过无线通信网络连接到GIS数据服务器， 移动GIS应用所需的地图及数据将通过网络实时从服务器端获取， 因此应用中反馈的信息总是最新的， 但在网络中断或无信号时应用将不能使用。 这种模式适应于网络条件好， 但存储和计算资源有限的移动GIS应用环境中， 不过需要注意流量上的耗费成本。
（2）离线模式：将GIS数据直接存储在移动终端上， 应用系统读取本地的文件和数据。此模式不需要网络条件的支持， 也无流量耗费，数据从本地读取，性能方面更有保证， 可以进行一些复杂的数据编辑及分析应用， 但数据更新编辑后需要有良好的与服务器同步的机制， 同时数据存在一定的滞后性。
（3）混合模式：该模式将实时在线模式与离线模式结合起来， 在网络畅通时可以使用在线模式与服务器实时同步更新数据， 浏览地图及应用数据的同时可以将数据缓存到本地， 下次浏览同样数据时即可减少流量耗费； 当网络条件不佳时可以使用已经缓存在本地的数据进行GIS应用， 降低了移动GIS应用对网络条件的依存度。