5.1. 应用和优势

5.1.1. 从有线到无线 #

很多人可能没有意识到，我们日常生活中经常需要使用地理信息,不仅是在办公室和家里的台式机上， 有时在室外的移动设备上也需要GIS， 比如迷路时确定自己的位置、寻找从目前位置到某个地点的最佳路径、寻找周边的餐馆和朋友等。 很多专业工作也是不能在办公室完成的，如室外测绘、送货、线路维护、设备检查和应急响应等， 而这些外业工作往往需要地图的辅助， 具体表现如调查库存、检查设备、寻找加油站、定位管线、寻找去往多个目的地的最优路线以及在突发事件发生后快速了解事件发生区域的情况等。 这些需求是移动GIS产生和发展的动力。

移动GIS是在移动设备上使用的GIS。

移动GIS的一个特别之处在于其用户和关注对象往往处于相同的地点(Longleyetal.，2005)。 理论上， GIS中有4个位置:用户的位置(U)、数据存储的位置（D)、数据处理的位置（P)和关注对象的位置（S)。 在传统GIS中，用户往往在办公室，而关注对象可以在世界任何位置，因此U#S。 在移动GIS中，U=S,即用户与关注对象往往在相同的地点， 因此用户可以去观察、验听、甚至可以通过触摸和嗅觉去感受所关注的对象。 例如，事故报告人往往就在事故现场，他可以通过自己的感官了解和记录现场的情况， 而这些第一手资料能够有效地帮助那些不在事故现场的指挥人员了解现场的情况。

20世纪90年代出现了早期的移动GIS,它们一般用于车辆导航和室外测量，其GIS数据和软件都是预先安装到设备中，只能够进行独立、离线运行。 十多年来，随着无线通信技术的发展，移动GIS应用开始与Internet连接， 通过Web获取丰富而强大的GIS服务、取得最新的GIS数据、并能提交最新的观测数据等。 因此，移动GIS已经从离线阶段发展到无线连接阶段， 并快速发展成 为WebGIS的一种重要客户端（图5.1和图5.2),这正是本书要在WebGIS的背景下讨论移动GIS的原因。

21世纪以来,移动用户的数量以大约每年20%的速度增长。根据国际电信联盟（ITU)的统计，移动电话用户数量在2000年超过了固定电话用户，这在

现在看来是必然的，固定电话一般是 一家一个，而手机则往往是一人一个。 国际电信联盟估计全球移动无线网络 的订购用户量在2011年年底达到60亿(注:分布不均衡， 一些人具有多部 手机和平板电脑）（InternationalTelecommunication Union， 2011 )。 这 些庞大数量的手机等移动设备都是移j动GIS的潜在平台， 能通过短信、Web 浏览和本地应用程序等多种形式使用GIS，带动了移动GIS的发展和广泛应用。

5.1.2. 功能与应用 #

移动GIS较适合于以下功能:

• 信息获取与更新:移动GIS是数据采集和更新的理想平台。移动设备便于携带， 很多装有内置的GPS接收器，便于获取精确的地理位置信息和属性信息。 此外，移动设备往往配备了拍照、录音和摄像等功能，使得它们能够收集丰富的多媒体地理空间信息。

• 信息的传播:移动设备可以将GIS送到亿万用户的手中。不论在室外、办公室、家中或者路上， 人们都可以随时随地地浏览地图和查询周围的情况。一般来说，移动GIS在以下功能方面相对薄弱：

• 数据存储:除非是特殊用途的设备，移动设备不适于大量数据的长期存储。 一般来说，移动设备采集到的数据，应该在每天或更频繁的周期内同步到GIS服务器上，以防数据丢失。

• 数据分析:移动设备的计算资源有限，一般不能提供类似桌面或服务器的强大数据分析能力， 因此移动GIS应用往往针对特定应用提供专门的计算功能，如车辆导航。 其他更多样的分析往往要依赖对WebGIS服务器的定制来完成。

从应用的角度来分，移动GIS可以分为个人移动GIS应用和企业（即专业）移动GIS应用。

1. 个人移动GIS应用

此类应用是面向个人用户的,一般需要回答以下大众问题:“我在哪里”、“周围有什么”、“最近的饭店、银行、取款机、加油站、商店在哪里”和“我怎么到那里去”等。 这些应用一般属于基于位置的服务（LBS)的范畴（见第5. 4. 3节）。 LBS是指那些基于移动设备的位置而向用户提供的有关该位置的信息服务（Spiekermann and zu Berlin,2004)。个人移动GIS应用拥有一些相同点，例如，都需要底图和兴趣点、需要提供地图查询和导航功能。 用户选择时往往要考虑哪个厂商的软件能能够提供更丰富和更详细的地图和兴趣点，谁拥有更大的用户群，是否易用， 谁的界面更时尚等。 这些应用一般对个人用户免费，但通过投放广告等方式实现盈利。 典型的个人应用包括GoogleMaps移动版、Foursquare、喃咕等手机地图 、签到和团购应用cj

2. 企业（或专业）移动GIS的应用

很多组织和机构都需要使用移动GIS,特别是那些拥有从事外业维修、测绘、警察、消防、士兵、普查等人员的组织， 以及给排水公司、电力电信公司、公安、执法和应急等政府部门。 他们的主要工作有（ESRI,2009):

• 室外制图、査询和决策支持:人们可以随时随地查看和查询地图、调用服务器的分析功能， 从而为决策提供重要信息。

• 室外设备的检査和清点:移动地图和GPS能帮助外业人员准确地记录如变电站、水表、 交通标志和房屋改建工程等对象的位置和其他相关信息， 这些数字信息还可以作为解决纠纷的法律依据。

• 野外测量:测绘人员可以通过移动设备中的GPS获取高精度的平面和高程坐标， 以无线的方式及时汇交到服务器，使采集的数据能够尽快投入使用。

• 事故报告:记录和报告事故的位置和相关情况。

• 协同合作:办公室和外业工作人员相互通信和协作。

• 位置跟踪:实时跟踪移动车辆或移动用户的位置，并向指挥中心报告监测到的信息。

企业应用的范围比个人应用更广，而且每个应用拥有特定的目的和相应的专业数据需求。 例如，管线外业工人需要精确的管线地图和街道图， 以便能准确地找到需要关掉的阀门和需要挖掘、维修的准确地点。 灾难发生后，保险公司的员工需要受保人的信息和位置，以便能够找到受保房屋，评估和收集资产损坏的情况。 公安消防等应急人员需要突发事件地点的底图和重要基础设施的位置信息、甚至楼房的楼层结构图， 以便了解事发地的情况，从而有效地展开救援工作。

在企业应用中，每个机构根据自己的需要选择移动设备、收集GIS数据、购买和定制GIS软件。 他们关心的是:应用程序是否能够满足工作流程的需要、是否容易被员工理解和使用、是否能够及时把数据上传到办公室的服务器、是否能够和单位的办公系统（包括电子邮件和日程安排）相集成以及系统是否安全可靠等， 而系统界面是否时尚等个人用户较为关注的特征则是相对次要的。

5.1.3. 移动GIS的优势 #

与传统桌面GIS相比较，移动GIS的移动拥有以下优势：

• 代替以纸为基础的工作流程:传统以纸为基础的工作流程一般是先把野外采集的信息勾勒或书写在纸张上， 回到办公室后再进行数字化。这个过程导致重复的工作， 而且在书写和识别手写字体的过程中容易出现错误，影响数据的精度。 使用移动设备可以避免对纸质图表的使用，简化工作流程、降低成本、提高工作效率并提高数据的精度。

• 移动性和便携性:移动设备摆脱了电线电缆的牵绊，体积较小，可以拿在手中或放进口袋里， 而较大的设备也可以装在背包或固定在汽车里。特制的设备还可以在恶劣或有危险的环境中工作。 移动设备可以把GIS送到需要GIS但无条件布设电线电缆的地方,如太热、太湿或太远的地方等。

• 用户数量庞大:智能手机和平板电脑的用户数量将远远超过了桌面计算机用户的数量。 这个庞大的用户群正让移动设备成为一种普遍、无所不在的GIS平台，让更多的用户能接触到GIS， 扩展了 GIS的市场，给地理信息科学的发展和应用提供了巨大的潜力。

• 定位功能:移动设备的位置可以通过GPS等多种技术来确定（见第5. 2. 3节）。 这种定位能力是移动GIS的独特之处，也是移动GIS能够进行测绘、导航、 应急和周边查询等位置服务的前提。

• 多种通信和协同工作的方式:移动GIS能够通过音频、短信、照片、视频、 电子邮件和Web等多种方式进行通信，从而便于室内和野外员工之间的相互 沟通，能提高工作效率。

• 实时性:人们往往在事件发生的时候或发生的过程中使用移动GIS， 使现场的情况能够以接近实时的效率发布出去或提交到Web服务器。 这种能力极大地提高了 GIS的现势性，即时间维度， 使我们能够实时或准实时地监测世界范围内事态的发展变化。