摘要

　　移動(dòng)通信技術(shù)和計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展以及手機等移動(dòng)設備的曰益普及,促進(jìn)了 GIS (Geographic Information System)在移動(dòng)設備上的應用,移動(dòng)GIS己經(jīng)從離線(xiàn)階段發(fā)展到無(wú)線(xiàn)連接階段。信息化時(shí)代的到來(lái)也帶來(lái)了日益龐大且繁瑣的各種專(zhuān)題信息,專(zhuān)題信息往往存在表現形式單一、分散、不直觀(guān)、可用性差等問(wèn)題,而這些信息中80%是與“空間位置”有關(guān)的。

　　本課題在研宄JSP技術(shù)和移動(dòng)GIS技術(shù)理論的基礎上,以北京市科技統計數據和業(yè)務(wù)應用實(shí)際需要為依據,將地理信息可視化技術(shù)和JSP技術(shù)運用到科技數據統計領(lǐng)域,實(shí)現地理信息和科技統計數據的聚合和聯(lián)動(dòng),完整地建立了集統計圖表、等級地圖和分布地圖等一體的信息服務(wù)模式,實(shí)現多種方式的科技統計信息展示。

　　首先,技術(shù)手段方面。研宄移動(dòng)GIS的支撐技術(shù),總結出移動(dòng)GIS存在跨平臺性差、有限的網(wǎng)絡(luò )帶寬、較小的屏幕和復雜的室外環(huán)境等問(wèn)題。針對跨平臺性差問(wèn)題,課題結合了 Web GIS和網(wǎng)頁(yè)實(shí)現技術(shù),選擇基于Web瀏覽器的JSP開(kāi)發(fā)方式;針對移動(dòng)設備經(jīng)常工作在有限的網(wǎng)絡(luò )帶寬條件下的問(wèn)題,課題選擇成熟的Ajax技術(shù)作為本系統的通信方式;針對較小的屏幕和復雜的室外環(huán)境的問(wèn)題,系統在界面設計h選擇合理的頁(yè)面布局和顏色搭配。

　　其次,系統的可行性分析和整體設計。系統在技術(shù)、經(jīng)濟、科學(xué)性和合理性等方面進(jìn)行分析,并設計了系統的部署方案,確立了系統設計思路。

　　然后,在以上研究的基礎上,設計基于JSP的移動(dòng)地理信息服務(wù)系統。對科學(xué)數據進(jìn)行采集和分類(lèi)整理,建立科技統計信息數據庫,設計控制臺,最后完成界面總體設計和點(diǎn)狀信息展示、等級地圖展示、統計數據可視化等多種數據表達方式的功能設計。

　　課題解決了以往科技統計數據表現形式單一、不直觀(guān)和可用性差等問(wèn)題,為全面豐富、生動(dòng)直觀(guān)、方便快捷地展示科技統計信息以及對比分析數據間的相互關(guān)系奠定了技術(shù)基礎,提升了數據利用效率。

　　關(guān)鍵字:JSP 移動(dòng)地理信息系 統數據可視化 地圖

ABSTRACT

　　The development of mobile communication technology and computer network technology, as well as mobile phones and other mobile devices promoted the GIS (Geographic Information System) applications. Mobile GIS has been developed to the stage of a wireless connection from the offline mobile devices. The information age has brought large and various thematic information. There is often a single form of expression, decentralization, not intuitive, availability and poor, and 80 percent of this information related to spatial position.

　　This paper found on the research JSP technology and mobile GIS technology theory, and based on Beijing Science and Technology statistics and business applications on the actual needs. This paper applied the geographic information visualization technology and JSP to the field of science and technology statistics. Implementation of geographic information and science and technology statistical data aggregation and linkage, this paper established a complete set of charts, maps and grade distribution maps integrated information service model to achieve a variety of ways information display.

　　Firstly, technology aspects. This paper based on the research supporting mobile GIS technology, summed up the existence of cross-platform mobile GIS poor, limited network bandwidth, smaller screens and complex outdoor environment and other issues. For cross-platform poor problem, issue a combination of Web GIS and web implementation technology, select JSP development approach based Web browser; for often work under limited network bandwidth conditions for mobile devices issue, problem selection of mature Ajax technology as the system means of communication; the problem for smaller screens and complex outdoor environment, the system selects a reasonable page layout and colors in the interface design. Secondly, feasibility analysis and the overall design of the system. System analysis in the technical, economic, and other aspects of science and rationality, and deployment system designed to establish the system design ideas.

　　Then, on the basis of the above research, design JSP-based mobile geographic information service system. Scientific data collection and sorting, build science and technology statistics database, design console, and finally complete the overall interface design and dot information display, grade map display, functional design statistical data visualization and other means of expression data.

　　This paper solved science and technology statistics forms single, intuitive and usability poor. This paper laid the technical foundation for the full rich, vivid and intuitive, convenient to show the relationship between science and technology statistics, and comparative analysis of data. In addition it enhanced the utilization efficiency of data.

　　KEY WORDS: JSP Mobile Geographic Information System Data Visualization Map

　　互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展為很多技術(shù)帶來(lái)了積極的影響,這其中也包括地理信息系統。互聯(lián)網(wǎng)與地理信息系統的融合產(chǎn)生了互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統這一領(lǐng)域[|]。互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統出現后得到了難以想象的發(fā)展,它專(zhuān)業(yè)的功能迅速獲得了人們的關(guān)注。也許我們還沒(méi)有覺(jué)察到,現在大家身邊的大多數人都己經(jīng)使用過(guò)Web GIS, —些是簡(jiǎn)單Web地圖,有的是更專(zhuān)業(yè)的應用,例如:旅游前,我們上網(wǎng)查找賓館、商店、飯店,規劃行程,在線(xiàn)地圖讓我們對陌生的城市了如指掌。用手機簽到、與朋友約會(huì )、看大眾點(diǎn)評、享受特價(jià)消費,實(shí)惠又時(shí)尚。政府部門(mén)利用在線(xiàn)地圖報警和預警,使公眾可以更快、更準確地獲取地震、颶風(fēng)和洪水等災害的位置,及時(shí)找到對應措施。

　　不管是大公司還是小企業(yè),就算沒(méi)有自己的地理信息系統技術(shù)團隊,通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)地理信息系統仍然能進(jìn)行商業(yè)分析,找到最好的商店位置,了解潛在客戶(hù)的消費習慣。

　　互聯(lián)網(wǎng)所產(chǎn)生的前所未有的沖擊力以及它廣泛的互聯(lián)性,這種特性促進(jìn)了地理信息系統的進(jìn)一步發(fā)展,讓地理信息系統走出了科研單位和室內,走入人們的計算機里和手機中,目前地理信息系統己經(jīng)應用到與我們生活相關(guān)的各個(gè)領(lǐng)域,真正的走入到了大眾的生活[2]。

　　移動(dòng)GIS是Web GIS的重要方面,早期剛剛誕生的移動(dòng)GIS以離線(xiàn)使用為主,隨著(zhù)移動(dòng)通信技術(shù)的發(fā)展,特別是3G/4G網(wǎng)絡(luò )的建設,移動(dòng)GIS能很快的與互聯(lián)網(wǎng)連接,成為Web GIS的重要客戶(hù)端。與Web連接的移動(dòng)GIS可以調用GIS服務(wù)器中的地圖和分析功能,也可以把室外采集到的數據及時(shí)更新到Web服務(wù)器端的地理數據庫m。除這些專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域外,移動(dòng)GIS還被廣泛應用于社會(huì )大眾生活。隨著(zhù)近年來(lái)移動(dòng)用戶(hù)的不斷壯大,我們正處于從有線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )到無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò )的快速發(fā)展階段。

　　另一方面,隨著(zhù)信息大爆炸的到來(lái),各部門(mén)之間、各地區之間的信息交流逐步增加,計算機網(wǎng)絡(luò )技術(shù)的發(fā)展為信息傳輸保駕護航[41。許多統計數據(如人口密度、老齡化情況、學(xué)校師生數目、科研單位數目經(jīng)費等情況、經(jīng)濟發(fā)展指標等)都與地理位置密切相關(guān),專(zhuān)題信息存在表現形式單一、分散、不直觀(guān)、可用性差等問(wèn)題,如何解決這些問(wèn)題、提高相關(guān)部門(mén)的反應速度和決策能力己成為各管理部門(mén)要亟待解決的問(wèn)題。這其實(shí)也就是數據分析和信息服務(wù)相結合的問(wèn)題和數據集成問(wèn)題。數據集成就是讓來(lái)源于不同地方計算機、不同軟件系統的數據能夠快速獲取調用并與本地數據集成一體進(jìn)行各種操作、運算和分析。傳統的數據集成方式主要靠Web網(wǎng)頁(yè)、郵件等形式來(lái)實(shí)現,這種形式缺乏時(shí)效性、規范性和直觀(guān)性,本課題探宄一種基于移動(dòng)終端的數據集成形式來(lái)實(shí)現統計數據和地圖數據的結合,這樣用戶(hù)可以更直觀(guān)更直接的獲取想要的數據,用戶(hù)可以選擇多種數據展示形式,包括圖形、圖標或文本等。

　　本課題選取北京市科技委員會(huì )歷年的科技統計數據為研宄對象,科技統計涉及的行業(yè)種類(lèi)繁多,專(zhuān)業(yè)性強、知識性高,科技統計數據資源的管理與應用中存在統計指標關(guān)系復雜性高、統計內容配合程度差、統計信息理解難度大等多種問(wèn)題,給發(fā)揮科技統計成果的作用帶來(lái)諸多難題,也影響到科技管理與決策的合理性和準確性。

　　本課題通過(guò)開(kāi)發(fā)科技統計數據的管理與服務(wù)系統,對數據進(jìn)行分類(lèi)和分析,并結合天地圖進(jìn)行數據的可視化顯示,解決了目前數據分散、處理速度慢、統計內容配合程度差、統計信息理解難和可用性不足等問(wèn)題,有助于科研機構對科技統計數據的需求。

　　基于JSP的移動(dòng)地理信息服務(wù)技術(shù)研究提供了一種技術(shù)途徑來(lái)實(shí)現地理空間信息服務(wù)社會(huì )的有效方式,這些信息結合地圖并以圖像的方式顯示出來(lái),對于用戶(hù)來(lái)說(shuō)更形象,更具有直觀(guān)性。課題解決了以往科技統計數據表現形式單一、內容難以理解、相互關(guān)系不易掌握的問(wèn)題,為充分發(fā)揮科技統計數據的效益、輔助政府管理決策奠定技術(shù)基礎。

　　本文共分六章,內容安排如下:

　　第一章緒論。是全文的總論,闡述了本項目的選題背景、研究現狀和發(fā)展趨勢,明確課題的研究目標和研究?jì)热荨?/p>

　　第二章相關(guān)技術(shù)介紹。介紹移動(dòng)GIS涉及到的基本技術(shù),總結移動(dòng)GIS存在問(wèn)題。分析幾種常見(jiàn)的Web設計技術(shù),歸納總結各自的特點(diǎn),進(jìn)而根據系統的需求和特點(diǎn),選擇JSP技術(shù)作為移動(dòng)地理信息服務(wù)系統的開(kāi)發(fā)技術(shù);介紹JSP關(guān)鍵技術(shù),并從理論和實(shí)驗兩個(gè)方面著(zhù)重分析AJAX技術(shù),給出系統工作模式選擇AJAX技術(shù)的依據。

　　第三章關(guān)鍵技術(shù)研宄。從地理信息矢量數據入手,闡述矢量數據的壓縮算法和瓦片地圖的金字塔結構原理,結合WFS和GeoJSON介紹了地理系統的實(shí)時(shí)服務(wù)技術(shù);基于以上技術(shù),引出時(shí)空相關(guān)的科技統計數據和地理系統相融合技術(shù),把各科研單位的信息在空間和時(shí)間上進(jìn)行多樣化的展示;并研宄HTML5 canvas渲染技術(shù)和canvas圖表庫。

　　第四章基于JSP的移動(dòng)地理信息服務(wù)系統的實(shí)現。首先實(shí)地調研用戶(hù)的需求和分析統計數據,提出系統的功能需求,對移動(dòng)地理信息服務(wù)系統的可行性進(jìn)行分析,論證系統實(shí)現在技術(shù)、經(jīng)濟和時(shí)機等方面都的可行,并進(jìn)一步說(shuō)明在計劃制定和課題設置上具有扎實(shí)的科學(xué)性和良好的合理性,保證設計出的系統在功能和性能上可以滿(mǎn)足用戶(hù)的需要,為后續的系統設計奠定了基礎。然后基于JSP技術(shù)探討系統軟件的整體框架設計方案,根據用戶(hù)需求歸納總結系統要實(shí)現的功能模塊。著(zhù)重介紹系統的數據庫設計、數據存取和界面設計關(guān)鍵技術(shù),為系統的實(shí)現奠定基礎。

　　第五章本章提出系統的開(kāi)發(fā)方案和運行環(huán)境,利用程序設計方法詳細地闡述點(diǎn)狀信息展示、等級地圖展示和數據可視化的實(shí)現,最后對系統進(jìn)行測試,來(lái)證明系統設計合理,可用性強,達到預期的效果。

　　第六章總結與展望。對論文的工作成果進(jìn)行總結,對系統的不足和改進(jìn)提出自己的意見(jiàn)。

　　移動(dòng)地理信息服務(wù)技術(shù)系統測試：

點(diǎn)狀信息展示圖

等級圖實(shí)現效果

數據可視化效果圖

顏色搭配效果圖

系統的界面設計

系統的界面實(shí)現

目錄

　　第一章 緒論
　　　　1.1 課題背景
　　　　1.2 研究現狀和發(fā)展趨勢
　　　　　　1.2.1 研究現狀
　　　　　　1.2.2 發(fā)展趨勢
　　　　1.3 課題任務(wù)
　　　　　　1.3.1 研究目標
　　　　　　1.3.2 研宄內容
　　　　1.4 論文結構
　　　　1.5 本章小結
　　第二章 相關(guān)技術(shù)介紹
　　　　2.1 移動(dòng)GIS支撐技術(shù)
　　　　2.2 WebGIS 概述
　　　　2.3 網(wǎng)頁(yè)實(shí)現技術(shù)
　　　　　　2.3.1 JSP 的優(yōu)越性
　　　　　　2.3.2 JSP 技術(shù)�崳�
　　　　2.4 AJAX 技術(shù)��
　　　　2.5本章小結��
　　第三章 關(guān)鍵技術(shù)研宄
　　　　3.1地理空間數據分層壓縮與實(shí)時(shí)服務(wù)
　　　　　　3.1.1 地理空間矢量數據壓縮與分層組織
　　　　　　3.1.2 地理數據實(shí)時(shí)服務(wù)
　　　　3.2 移動(dòng)端多源時(shí)空信息服務(wù)聚合技術(shù)
　　　　3.3 JSP與HTML5相結合的自適應地圖渲染技術(shù)
　　　　3.4 本章小結
　　第四章 基于JSP的移動(dòng)地理信息服務(wù)系統的設計
　　　　4.1 需求調研與可行性分析
　　　　　　4.1.1 需求分析
　　　　　　4.1.2 系統可行性研究
　　　　4.2 系統的總體設計
　　　　　　4.2.1 系統軟件框架的設計
　　　　　　4.2.2 系統功能模塊設計
　　　　　　4.2.3 系統的部署方案
　　　　4.3 系統數據庫設計
　　　　　　4.3.1 數據庫要求
　　　　　　4.3.2 數據庫信息采集
　　　　　　4.3.3 數據庫設計
　　　　4.4 數據存取實(shí)現
　　　　　　4.4.1 AJAX客戶(hù)端設計
　　　　　　4.4.2 處理和響應
　　　　4.5 系統界面設計
　　　　4.6 本章小結
　　第五章 基于JSP的移動(dòng)地理信息服務(wù)系統的實(shí)現
　　　　5.1 系統開(kāi)發(fā)方案
　　　　5.2 點(diǎn)狀信息展示
　　　　5.3 等級地圖展示
　　　　5.4 統計信息可視化
　　　　5.5 系統測試
　　　　　　5.5.1 測試的原則
　　　　　　5.5.2 系統測試
　　　　　　5.5.3 測試總結
　　　　5.6 本章小結
　　第六章總結與展望
　　　　6.1 總結
　　　　6.2 展望
　　參考文獻
　　致謝

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