空间位置信息服务(LBS)技术与应用综述5篇

第一篇：空间位置信息服务(LBS)技术与应用综述

空间位置信息服务（LBS）技术与应用综述

一、LBS历史

基于空间位置信息服务(LBS)技术是一种整合Internet、无线通信移动定位与GIS的技术。LBS顾名思义，可以理解为与地理位置相关的信息服务。众所周知，地理信息系统(Geographic Information System, GIS)技术的主要特点就是能够向用户提供与空间位置相关的信息。从这个角度来看，几乎所有的基于GIS的信息服务都属于基于位置服务的范畴，我们可称之为广义的LBS服务。另一方面，随着计算机技术、无线通讯技术、定位技术(Positioning), Internet技术及移动计算(Mobile Computing)技术的飞速发展，由移动通信和互联网的融合而形成的移动环球网(Mobile Web)使用户在任何地点、任何时问都能通过移动终端中获取各种信息服务，其中包括与移动终端用户所在地理位置相关的服务，我们可以称之为狭义的LBS服务，也是本文主要关注的内容。

最早LBS源于北美，20世纪90年代美国的一项统计表明，约40%的911紧急呼叫来自移动电话。在实际情况中，绝大多数911呼叫者往往由于对当地环境的不熟悉或特殊限制而无法告知急救中心其确切位置，从而耽误了急救时间，造成不必要的损失。为了进一步改善公众安全系统，美国联邦通信委员会（FCC，Federal Communication Committee）于1996年6月正式将移动电话定位列为其增强型应急救急系统（E911）实施的强制规范。FCC规定，到2001年10月，所有的移动网络运营商必须以67%的概率和125米的精度，定位所有的911呼叫。本世纪初，欧洲的E112也提出了同样的带有一定倾向性的要求。相信不久的将来，我国的110和目前正悄然兴起的社会应急联动系统也都会把位置信息列入报警的服务标准之中。而在日本和韩国，由于丰富多彩的业务创新，移动定位服务才真正的市场化并融入市场主流。2000年1月，日本最大的无线运营商NTT DoKoMo公司率先在全球开通了基于PDC 网络和个人数字助理(PDA, Personal Digital Assistant)的LBS应用。此外，美国的斯普林特公司(Sprint PCS)，韩国的KTF等世界著名的电信运营商从2001年底开始，也陆续推出了基于手机的LBS应用。

在中国，福建移动早在2001年4月2日成功完成第一套位置服务系统的试验，并于同年7月27日开始面向福州市的手机用户推出试运行服务，采用了东软诺基亚的mPosition解决方案，其SP则为北京国都信业实业集团(移动梦网的服务代码为5588)，服务的具体内容包括:自我定位服务、都市小精灵定位服务、周边信息查询服务。随后中国移动兼顾大众市场和行业市场的移动定位服务试点工作，始终在有条不紊的进行着；而中国联通也及时地推出了主要面对大众市场的定位之星服务。

LBS业务的类型多种多样，可以按照如下不同的分类方式划分：(1)按业务请求方式划分

·PULL类LBS业务：移动终端采用短消息、WAP接入等方式请求LBS；

·PUSH类LBS业务：网络根据特定的条件，主动向移动终端推送信息。

(2)按是否与用户位置相关划分

·与用户位置有关的LBS，需要进行定位； ·与用户位置无关的LBS，无需定位。

(3)按照面向的用户划分 ·水平市场——大众应用； ·垂直市场——行业应用。

(4)GIS系统中对定位服务功能的划分 ·地图服务，包括栅格地图和矢量地图；

·路径搜索，包括最短路径查询、公交线路查询等； ·地理编码/逆地理编码； ·测算。

二、LBS的市场前景分析

就无线定位服务而言，在传统第二代无线通信网络上发展位置服务，由于二代系统数据传输能力较低，因此所能提供的定位服务类型也受到限制。而3G系统的数据传输能力比2G系统有很大提高，为向用户提供更丰富的信息提供了网络带宽的保证，使一些信息量较大的定位业务通过无线网络实现成为可能，如地图显示、实时导航，甚至3D地图服务。

从2001年12月到2003年3月，gpsOne定位手机的销量在日、韩、美超过1000万台。据美国一家战略咨询公司预测，到2008年AGPS手机的销量将达到1.591亿台，将占世界手机总量的22.8%。美国联邦通信委员会则明确规定，到2005年12月31日，所有手机厂商和销售公司的入市手机都必须带有定位功能。虽然是强制性措施，却取得了良好的效果，近年来，美国定位手机用户数量明显急剧增长。在中国，中国联通公司推出以“定位之星”命名的定位服务基于CDMA-1X网络，采用带有gpsOne辅助全球定位系统（AGPS）定位特性的手机和终端。具有gpsOne技术的移动平台，可以同时从GPS卫星和蜂窝网络收集测量数据，然后通过组合这些数据生成精确的三维定位。在GPS卫星信号和无线网络信号都无法单独完成定位的情形下，gpsOne系统会组合这两种信息源来完成定位，解决了传统方案无法解决的问题。目前gpsOne的定位精度达到了5～50米，完全可以让用户知道他们的确切位置，并可以同时上传和下传定位地点的数据，无论是在钢筋水泥的高楼大厦中，还是在会议中心、购物商场或是高楼林立的城市街道等极具挑战性的环境下，均能提供强大稳定的位置数据可用性。中国移动则直接利用Cell ID方法初步开始了移动位置服务业务，并计划对其网络稍许进行改造，提供AGPS的移动位置服务模式。其中北京移动已经正式推动位置服务业务，随着国内一些地区LBS业务的开通，LBS已经从概念开始转向实用。

卫星导航应用市场大体分为三大块：行业应用、专业应用和大众化应用。所谓大众化应用就是大批量市场，其中包括车辆监控和导航应用、定位手机、与PDA结合的导航应用等。位置服务因为它独有的特质推动了大众化、大批量市场的发展，并将在今后5～10年内形成一个巨大的市场。加上中国人口众多，位置服务大众化应用的推广潜力巨大，最终它将通过各种移动定位终端改变着人们的工作和生活。2003年8月份中国的移动电话用户总数量已超过2.5亿户，近些年来一直以每月平均500万新增用户的高速度蓬勃发展。欧洲许多国家的移动电话数量通常占人口百分比的70%～80%，而我国还不足总人口的20%的持有量。这样巨大的潜在持有量如果与定位功能结合起来，其市场规模一定十分惊人。据权威部门预测，至2010年我国的手机用户将达5亿户，其中有50%应用定位手机。因此在今后数年间，平均每年定位手机的市场需求量能达到4000万～5000万台。若每个用户的位置服务费按每月10元人民币计算，年服务收入则将超过300亿元人民币，市场前景相当可观。经过近几年的预热和市场培育，中国移动定位服务市场已经进入了市场培育后期，即将进入快速成长期。

三、LBS的技术手段

作为一个新兴产业，位置服务要打开局面肯定困难重重。自从1996年美国FCC发出E911报警必须带有位置信息的规定以后，移动位置服务的概念一直被炒作得沸沸扬扬，但实际进展在头几年却不太大。问题出在定位技术上，因为要达到规定的定位精度必须采用切实可行的技术手段，从而需要大量的网络改造投资。

一般情况下，LBS系统由以下几个功能部分组成:(1)空间位置获取(定位平台);(2)LBS管理;(3)信急传送;(4)地理信息系统(GIS);(5)移动终端;(6)业务服务提供。

空间位置获取系统主要是通过定位技术获取移动客户的准确地理位置，这里的地理位置数据是LBS系统的基础。

LBS管理系统一般由移动运营商负责运营和维护，是整个位置服务系统的核心，其将移动终端和业务服务提供系统联系起来，使移动客户能够从业务服务提供商那里获取他所需要的服务，如客户需要通过定位服务查询附近有哪些著名的花店、酒家信急。或者是业务服务提供商根据移动客户的位置信息主动将信急推向客户，如通过定位服务系统发布广告等。同时，LBS管理系统还负责隐私管理、用户认证管理、业务管理和计费管理等功能。

信息传送系统是指移动客户和运营商之间、运营商和内容提供商之间的信息传送平台，日前比较成熟的传送平台是SMS，当然还包括如CDMA2000 1X、GPRS等。GIS系统，完成将移动终端的地理数据信急转换成地图中可视化位置的功能。一般情况下，我们从定位系统中只能获取到终端的一维地理数据，这种数据只有通过GIS的处理，才能为业务服务提供商所用。得到客户的地理位置信息，也就相当具备了锁定特定客户的手段，只有具备了锁定特定客户的功能，才能向这些特定客户提供相应的LBS服务。GIS系统可以由运营商提供，也可以由业务服务提供商提供。

业务服务提供系统是为移动客户提供的服务信急的源泉。根据不同的市场细分，业务服务提供商可以为不同类型的客户提供不同的服务，如为时尚青年提供基于位置的游戏、聊天、交友服务，为家庭客户、商务人士提供的移动保姆、交通导航、商业广告服务，为行业用户提供车辆调度、紧急救援、物流配送服务等。

此外，还需大量网络改造，网络改造不仅涉及电信运营商的网络，还涉及到卫星导航技术和Internet技术的支持。因为信息服务最终是多个产业的融合，所以木桶效应会相当明显。在移动通信、卫星导航、Internet、地理信息系统、综合信息服务等多个产业中，若有一个跟不上，位置服务整个产业便会被拖住上不去。

整个产业的总体集成和市场开发，需要大企业集团用大手笔策划来规划运作，需要系统集成、组织协调、集结整合和总体推进，只有在较短时期内形成一定规模，拥有大批量用户群，才能大有作为。事实上，无论从产品或服务角度来说，位置服务都是个大市场，不是一家公司或几家公司就能做得了的，甚至也不是一个国家能做得了的，因此必须在技术、产品、市场、服务上开展国内外的大联合和大合作。

四、LBS业务的相关标准化工作

LBS业务实现可以分成两个层面，即位置的获取和信息的提供。相应地，标准化工作也对应不同的标准组织。

(1)对于位置的获取也就是定位技术的标准，目前主要在3GPP和3GPP2中进行标准化工作。相关的用户在业务层面的认证授权、业务漫游以及隐私管理等内容的标准工作，目前主要是在OMA中进行，但由于3GPP和3GPP2在OMA中对LBS的流程、网络结构等方面存在分歧，所以标准化的进度可能会放慢。同时，也应注意到，在3GPP2中实际上也在做与OMA相同的工作。

(2)对于地理信息提供层面上的标准工作，目前主要由OGC(Open GIS Consortium)负责制订，并且已经基本完成了除导航服务之外的其他业务。

在我国，目前已经完成了Le/L1接口(客户端与定位服务器之间的接口)的行业标准，以及WCDMA和cdma2000系统中的定位技术行业标准。与GIS相关的标准，目前也有了SP访问接口的企业标准。对应于OMA的基于IP层面的定位技术标准也将要启动。

五、LBS业务在我国的应用

1、应用前景 LBS业务是移动网络的一个特色业务，尤其是随着今后3G系统的使用，为LBS的应用提供了网络带宽的保障。由于LBS业务在我国也刚刚开始发展，影响其发展的因素也非常多，因此本文也只是就目前可以遇到的有发展潜力的LBS业务作一个简单的分析。

(1)手持终端的LBS应用

手持终端的LBS应用范围很广，可以基于话音，短信，WAP，Java/BREW和多媒体短信/邮件向大众用户提供各种服务，包括信息查询、地图服务、手持终端的导航、弱势群体的跟踪和区域告警(如老人和儿童)等。

(2)个人汽车的LBS应用

导航是LBS应用在汽车中的主要方式，目前我国已经有汽车导航的实际应用，这种应用是GPS接收机+简化版的GIS引擎+地图数据的模式，这种模式有其自身的局限性，如成本较高(对车载台的要求较高，如处理能力、存储能力)，地图资源不能共享(如需要存储大量的地图数据，对于驾车者偶尔经过的地区也需要存储)，不能做到动态的地图更新，业务组织灵活性也受限。而这些问题通过与移动网络结合可以解决。随着汽车市场的不断增加，汽车导航业务是需要移动运营商关注的一个业务增长点，可以结合运营商目前已经有的话音、短信等业务，向用户提供更丰富多样的LBS业务，如汽车防盗、跟踪、求救等。(3)行业应用

行业应用的范例很多，包括汽车调度(如出租车的调度)、物流管理、员工的跟踪(如邮递员的跟踪)等，这里不再一一描述。实现LBS业务面临的问题

LBS业务具有广阔的应用市场，但与其他基于移动网络的增值业务相比，其业务实现涉及的方面更多，难度更大，因此LBS业务要真正达到广泛应用，还面临一些问题需要解决。

(1)定位的精度

目前，LBS应用所能用到的精度最高的定位技术是GPS定位技术，但GPS定位存在局限性，如在深度室内环境下将无法进行GPS定位。如果采用基于网络的定位，精度则大大降低，目前还没有其他更好的解决方案。因此，比较实际可行的作法是，对业务进行划分，将各种不同业务对定位精度的要求进行分类。对于精度要求高的业务，由网络侧判断是否能够满足要求，并进行相应的处理。当然，最终的解决方案是能提出一种更先进和受地理环境限制小的定位技术，目前已经开始研究在室内实现高精度定位的技术。

(2)位置信息的收集和组织

LBS最终向用户提供与位置有关的内容，位置信息主要包括各个层面电子地图和POI信息。在电子地图方面，我国的各个部门都有某些层面的数据，但这些数据没有整合在一起，地图的现势性在各个地域也参差不齐，这一问题的解决不是运营商和地图数据提供商单方所能够办到的，需要国家统一进行组织，将各种地理信息资源整合在一起，为各个行业使用。对于POI信息，其丰富程度直接影响着用户对业务的满意度，因此需要内容提供商提供丰富的POI信息。但信息搜集的工作量是相当大的，需要实地去一一采集。因此，需要运营商将各种CP提供的POI信息进行整合，统一提供给用户，这部分工作需要运营商和各个内容提供商协调统一来做。

(3)矢量地图浏览器

导航业务，尤其是实时导航业务，如果通过网络来实现地图的实时下载，那么数据不能太大，否则用户使用的成本会很高，不利于推广。矢量地图是解决这一问题的方案，但矢量地图与各个GIS厂商系统内容矢量数据的格式密切相关，目前无法统一成相同的格式。因此，如果存在多种GIS系统共存时，业务的覆盖范围将存在局限性，这可以通过终端支持多个矢量地图浏览器来解决，但对终端的处理能力和存储能力要求较高。因此，这一问题也是值得注意的。

六、结束语

LBS业务具有广阔的发展前景，目前商用的LBS业争也达到了相当程度的渗透率。LBS业务涉及的领域很多，需要移动通信领域与GIS领域相结合来共同实现。我国目前很重视GIS领域的发展，国内已经有相当多具有一定实力和发展潜力的GIS厂商。相信随着今后LBS业务需求的不断增长，以及我国GIS领域的不断发展完善，LBS业务将得到更广泛的应用。

第二篇：空间信息与数字技术专业

空间信息与数字技术专业

Spatial-Informatics & Digitalized Technology(SDT)

一、专业简介

空间信息与数字技术是运用计算机软件技术、通信技术，综合研究空间信息数字化、网络化、可视化和智能化的工程理论与技术科学。它将空间信息的各种载体向数字载体转换，通过网络通信技术加载到各个专业领域，支持各行业数字工程的实现，如：数字国防、数字政府、数字国土、数字规划、数字电力、数字水利、数字公安、数字交通、数字农业等。

培养目标是培养具有深厚软件工程理论基础和空间信息技术、通信技术以及计算机网络技术，有一定的管理和经济知识基础，能运用数字工程技术对环境、人文、社会、经济等各类信息进行数字化处理，实现网络化传输、可视化表达、智能化决策的复合型空间信息产业、技术与应用的高级专门人才。

毕业生可在国民经济各行业（城市信息管理、航空航天、交通、铁道、国防、公安、旅游、国土资源、海洋、建筑、金融、冶金、水利、电力、石油、煤炭、农业、测绘等）、政府机关、各类高新技术公司、高等院校和科研院所从事各类数字工程规划、设计、施工、管理或教学科研工作。

二、学制与学分

学制：四年

学分：要求学生修满155个学分

三、课程设置

主要专业课程

数字工程的原理和方法，空间信息移动服务，空间数据库原理与设计，软件工程，数据结构算法及应用，项目工程管理，计算机网络与通信，空间信息导论，通讯技术基础，离散数学，计算机技术基础，C语言，电子政务与电子商务，网络信息与安全，虚拟现实与仿真，高新技术企业与风险投资，IT经济学等

第三篇：空间与图形《图形与位置》复习教案

空间与图形《图形与位置》复习教案

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课题

课时

课时

班级

六年八班

一、教材内容分析

.人教材六年级下册空间与图形《图形与位置》。

2．能用数对、方向和距离描述平面图中物体的位置。，3．强化学生的空间观念

二、教学目标（知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观）

.让学生在现实情境中回顾整理旧知，在解决问题过程中进一步掌握各种描述或确定物体位置的方法，体会用不同的方法确定位置的特点和作用；能综合地运用比例尺的知识确定物体之间的图上距离或实际距离。

2.训练并培养学生的方向感和空间观念，培养学生主动整理知识的意识，提高学生综合运用所学知识解决实际问题的能力。(L#T*

3.感受数学与生活的紧密联系，利用数学自身的魅力发展学生对数学积极的情感，激发学生学习数学的积极性。*

三、学习者特征分析

学生已具有识别、确定物体位置的认识基础，但由于各知识点在安排上比较独立，各个教学段的要求也不一样，学生的学习呈现一种断续独立的的状态。本课以学生的发展为主线，将图形与位置放在了学生熟悉的现实生活中，让学生学会在现实情境中学会用不同的方式探索和思考问题，不断激发学生学习数学的积极情感，强化学生的空间观念。

四、教学策略选择与设计

通过学习知道，《图形与位置》的教学有两条基本线索，即长度的度量和从角度的度量看测量教学，为了体现这两条线，设计了一个《图形与位置》复习的教学设计。

五、教学环境及资源准备

投影仪、电脑

六、教学过程

教学过程

教师活动

预设学生行为

设计意图及资源准备

一、揭示课题，初步回忆、明确复习的内容，板书：图形与位置

2、回忆，我们可以用哪些词来表示位置？

3、请学生用这些方位词来描述教室里一些物体的位置。

4、继续回顾：我们还学过哪些确定位置的方法。（根据学生的回答，板书：方向+距离，数对）

学生回答：前、后、左、右、东南、东北、西南、西北

设想：尊重学生复习的起点，在回顾的环节，所进行的是初步的回顾，目的是唤醒学生的已有认知，细致的整理与复习将主要体现在练习与实践中。

二、在应用中完善认知。

、完成练习与实践1，出示平面图

（1）孔雀园在大门的哪一面？你是怎样想的？为什么不说孔雀园在大门的上面？

（2）说说鹿岛、熊猫馆、猴山狮虎山分别在孔雀园的哪一面？你是怎样确定的？

（3）用数对表示各个地点的位置。

4）如果鸵鸟园的位置在平面图上用数对表示是（12，5），请你在图上标出来。说说你是怎样确定的。

（5）比较孔雀园与大门的位置相同吗？有什么相同点？为什么？而鹿岛与鸵鸟园呢？

经过比较，使学生进一步认识到数对中，第一个数字表示列所在的位置，第二个数表示行所在的位置。

（6）小结：同样的一幅平面图，既可以用方向，也可以用数对表示位置。

（7）拓展：如果将这幅平面图适当加工，就可以变成这样，、小组合作

（1）请大家打开课本P106。先说一说：从阳光小区到公园的路线和从学校到邮局的路线。

（2）提问：我们要知道从公园到阳光小区的实际距离可以怎么办？

（必须先量出公园距离阳光小区的图上距离，再根据图上距离计算出实际距离）

a.适时追问：怎样求实际距离（实际距离=图上距离÷比例尺）

b.提问：要在图中表示这个公园的位置，必须明确哪几因素？

（确定方向、角度、图上距离）

c.让学生量一量，并计算出实际距离

d.学生独立计算并画图教师巡视适时对后进生进行辅导

（3）下面请大家拿出直尺和量角器，测量出宾馆和学校的位置。

2、小结：物体的位置可以用不同方法确定，物体位置的关系是相对的。

（二）说一说你在班内的位置，用数对表示。

提问：你是怎么想的？要注意什么？

生答：确定位置的方法：上北下南，左西右东）

通过交流使学生体会到上下前后左右只能表示生活中实际物体的位置。

交流后，用数字标出行与列的各个位置。现在可以用什么来表示各个地点的位置了？

学生独立完成。交流：用数对表示位置时，你是怎样想的？

设想：初步感受上下前后左右的一般应用范围。

投影展示，并进行相应的说明。

设想：在用数对表示位置中，增加负数，可以进一步考察学生用数对表示位置的掌握情况，也可以渗透第三学段的坐标思想，丰富学生的数学情感。

二、在应用中完善认知。

二、练习与实践2

出示：书P106、小组合作

（1）请大家打开课本P106。先说一说：从阳光小区到公园的路线和从学校到邮局的路线。

（2）提问：我们要知道从公园到阳光小区的实际距离可以怎么办？（必须先量出公园距离阳光小区的图上距离，再根据图上距离计算出实际距离）

a.适时追问：怎样求实际距离（实际距离=图上距离÷比例尺）

b.提问：要在图中表示这个公园的位置，必须明确哪几因素？

c.让学生量一量，并计算出实际距离

d.学生独立计算并画图教师巡视适时对后进生进行辅导

（3）下面请大家拿出直尺和量角器，测量出宾馆和学校的位置。

2、小结：物体的位置可以用不同方法确定，物体位置的关系是相对的。

生：确定方向、角度、图上距离

设想：让教师也参与到练习的过程中，既体现了师生的互动，又使学生的注意力集中到了学习知识的关键之处，重视了细节。）

三、巩固练习

独立完成练习二十一第一、二题；

生独立完成最后交流。

四、总结

今天复习了图形与位置，你还有什么感到困难的地方？

教师答疑。

思考，这些确定位置的方法有上面不同点？

设想：在师生的交流过程中，明确各种方法的价值以及适用的范围。

展示小学阶段确定位置的学习历程，使学生感受到数学的不断发展，进一步增强学习数学的兴趣。

板书设计：

图形与位置

前、后、左、右、东南、东北、西南、西北

方向+距离，数对

实际距离=图上距离÷比例尺

七、教学反思

第四篇：气象信息组网技术与应用解读

滨江学院

《气象信息组网技术》

课程论文

题

目

自动气象监测网络系统

院

系

滨江学院

专

业

计算机科学与技术

学生姓名

张吉耀

学

号

20112308033

二Ｏ一四年六月二十四日

摘要：

针对目前自动气象监测系统在建设和运行中出现的硬件成本高和信息孤岛等问题，提出了基于微软的WindowsAzure云计算平台的自动气象监测网络系统。系统采用通用分组无线服务（GPRS）组网技术实现自动气象站的接入，运用微软的Blob、Table存储和SQLAzure数据库进行海量数据存储，结合ASP．NET及Flash技术在WindowsAzure平台上开发和部署Web的门户网站，为用户提供统一访问平台。结果表明该系统的实现较好地解决了问题，对各种范围内自动气象监测网络系统的开发具有建设性意义。

引言：

近年来，全球气候异常现象越来越显著，气象灾害引起的经济损失日益严重，随着公众气象意识的提高，对气象信息监测、气象发布提出了更多更高的要求。目前，自动气象监测系统的研制方面已经取得了很大的发展，其中最具代表性的是自动气象站，各种已投放建设的自动气象站分布在全国各地，组建的自动气象监测系统极大提高了局部性天气系统的预报预警能力及监测能力，为地面气象观测发挥了积极作用。除了国家专门的各级气象台，自动气象站监测系统在大型厂矿、大专院校、科研单位、民航、海洋、农业、林业、水利、电力、石油和地质等非气象部门也得到了广泛应用。但自动气象监测系统在各应用部门发展良莠不齐，各部门花重金购服务器和软件等，有自己的信息管理中心，从数据库到服务器及业务管理系统都各不相同。这不仅造成了中小型单位资金投入的巨大负担，还使得不同单位之间相互沟通时，缺乏统一规划下的用户访问接口，不能很好地做到任务统一调度，即信息缺乏共享，存在信息孤岛。云计算是互联网发展带来的一种新型计算和服务模式，它是通过分布式计算和虚拟化技术建设数据中心或超级计算机，以租赁或免费方式向技术开发者或企业客户提供数据存储、分析以及科学计算等服务。其中虚拟化技术实现了信息技术资源的逻辑抽象和统一表示，在大规模互联网数据中心管理和解决方案交付方面发挥着巨大作用，可以实现

跨系统的资源动态调度，将大量的计算资源组成IT资源池并动态创建高度虚拟化IT资源供用户使用，具有专业性、经济性、灵活性、共享性和可靠性。

本文针对自动气象监测系统建设和运行过程中出现的各种问题，引入了云计算技术，设计和实现基于云计算平台的自动气象监测网络系统，以达到减少各部门硬件投入成本，实现全网信息共享的目的。

1.系统总体设计

本文结合微软云计算平台设计了图1所示的自动气象监测网络系统。该自动气象监测网络系统的工作原理为：用已接入系统的自动气象监测站点气象要素传感器对气象情况进行实时采集，采集到的海量数据可以通过通信链路传送至数据中心———微软云计算平台进行分析处理，再通过适当的网络传送至各个应用客户终端，为公众和企业决策部门提供及时准确的信息。整个自动气象监测网络系统自下而上分为感知层、网络层和应用层。

2.关键技术研究及实现 2．1自动气象站网的组建

本文以无线遥测自动气象站为研究对象，将感知数据先后经过网关和网桥发送到接入网络，通过接入网络，把中间或最终处理结果传送到“云端”。因此自动气象站的网络组建成了感知层实现的关键。用户的自动气象站可能分布在全国各地，地理环境各不相同，包括条件及其恶劣和艰苦的无人区。为了使各种用户的自动气象站都能合理地接入系统，组网技术是关键，也是决定感知层中气象数据资料是否能有效、快速传播的根本保证。通用分组无线业务（GeneralPacketRadioService，GPRS），是在现有的全球移动通信系统（GlobalSystemforMobilecommunication，GSM）上发展出来的一种新的分组数据承载业务，特别适合于间断的、突发性的或频繁的、少量的数据传输。根据自动气象站资料数据量较小，资料传输次数密度大，资料传输突发性高等特点，GPRS是当前适合气象站网络组建的可靠技术。本自动气象监测网络系统组网根据GPRS网络提供的通信连接方式和现有自动气象站系统通信情况，设计了具有统一的接入点名称（AccessPointName，APN）、统一的IP地址规划、统一的数据传输规范协议和数据传输格式的自动气象站网。在该自动气象站组建的网络系统中，自动气象站负责气象数据（如：风向、风速、雨量、温度、湿度、气压等）的采集，并提供对外连接的RS232接口，DTU负责连接GPRS网络，接收发送自动气象站资料，在自动气象站与通信处理中心的数据交互中起着桥梁的作用。GPRS网络负责气象数据的无线传输，并通过GPRS网关支持节点（GatewayGPRSSupportNode，GGSN）实现自动气象站资料采集中心的专线接入。

GPRSDTU工作时均有一张SIM卡，利用SIM卡的唯一性，对SIM卡号码进行鉴别授权，对SIM卡号和APN进行绑定，实现系统的网络安全。GPRS-DTU将各区域站的基本信息和该站的整点资料打成IP数据包，通过GPRS基站接入无线GPRS网络，然后由移动服务商通信设备转接到Internet，最后通过各种网关（或路由器）到达云计算平台。云计算平台中部署GPRSDTU接收软件，从Internet接收到IP数据包后，该接收软件将气象数据的IP数据包还原成气象数据格式，实现各自动气象站资料通过GPRS网络和Internet到云计算平台中SQLAzure数据库的准时和同步传输。

采用以上网络组建，能有效提高自动气象站的采集效率，实现全网资料的同步采集，提高对自动气象站网的监控能力和维护能力。

2．2云存储

各单位自动站感知到的数据通过GPRS网络传输到通信处理器后再存储到微软云计算平台。利用云计算提供的统一数据存储平台，进行数据管理与维护。微软的WindowsAzure平台提供了多种数据存储方式，主要有WindowsAzure存储和SQLAzure。本系统兼顾使用了两种存储方式，如图2所示。

图2系统云存储方式和内容示意图

WindowsAzure存储提供了Blobs和Tables。BlobsStorage类似文件桌面系统，用于存储大尺寸二进制和文本文件；TablesStorage为云端的表格结构，是由多个属性组成的可查询的结构化实体。本文主要使用了BlobsStorage来存储了云应用程序中的所有图像文件以及Flash文件，将它们存放于Blob中利用WindowsAzure内容传输网络（ContentDeliveryNetwork，CDN）使得数据缓存能够接近于最终用户。由于云端不能保存本地缓存，系统使用TablesStorage来解决本地的Session状态的缓存问题。

本系统主要使用了SQLAzure来进行数据库管理。它是构建在WindowsAzure云操作系统之上，由微软SQLServer2008为主运行云计算的关系数据库服务。各种气象信息资料（包括风、压、湿、温度和降水）具有简单和相互关联等特点，因此很容易使用云中的关系数据库和工具（例如表、视图和存储过程）提高开发效率。系统中气象要素传感器将每分钟采集实时气象数据暂存在采集器，各种气象数据以一小时为间隔，自动传输到监测中心。根据需求对这些资料进行分析处理，建立了包括气象站信息、整点气象信息、分钟气象信息和人员管

理信息等数据库。通过使用本地的SSMS（SQLServer2008R2ManagementStudio）可以方便管理SQLAzure中的气象信息数据库。此外还使用了微软最新开发的DataSyncServices和SyncFramework等同步工具来保证气象信息数据能及时传送到云端进行处理。

使用第三方平台作为数据存储中心。一方面消除了客户自己购买和管理数据库服务器的成本和资源投入；另一方面，将气象数据和相关文件存储到微软的WindowsAzure云平台后，在云端将由微软专业人员其对存储系统计算机集群进行数据多副本容错、计算节点同构可互换等措施来保障服务，无需用户管理员进行维护，其专业性和高可靠性使系统更加稳定和健壮。

2．3云应用程序开发和发布

本系统的应用层旨在为用户提供统一、友好、交互式的Web界面，使用户只通过终端浏览器就可以实现对气象监测信息的浏览、查询和修改等。系统软件开发使用微软VS2010配合微软公司提供的云应用程序开发包WindowsAzureSDK来进行云应用的开发、调试、部署、管理，并通过ASP．NET组件高效开发云应用程序。该系统的开发语言是C#，它能支持面向对象编程，具有较好的程序结构和强大的库类支持。云应用程序开发流程如图3所示。

图3云应用程序开发流程

首先使用了VS2010和IIS在本地开发ASP．NETWeb应用程序。ASP．NET是目前比较流行的动态网页技术，支持程序代码与前端用户界面的分离，执行效率高。本系统使用ASP．NET

提供的各种标准控件、Web服务器控件等基本控件，并利用Flash技术开发系统所需要各种自定义用户控件一起创建用户界面，包括实时气象浏览、历史气象查询、气象资料统计和系统管理等。前端用户界面主要通过后台逻辑代码实现各种功能，后端程序主要利用ADO．NET技术连接SQLAzure数据库、配置数据源sqlDataSource操作气象信息表实现查询和修改等。此外系统还实现了权限管理，使得在系统管理页面中，不同角色对应不同的管理功能。该技术开发主要采用ASP．NET3．5提供的功能树（TreeView）控件和iframe浮动框架相结合。将功能树各节点的NavigateUrl属性绑定至相应的子功能页面，同时将该子功能页面嵌入到iframe框架，再通过后台代码逻辑操作功能树，使其不属于某些角色权限的节点自动隐藏。本地Web网站构建好后，使用VS2010提供的“ASP．NETWeb角色”云模板将本地ASP．NET应用程序迁移到云端。云服务项目中的Web角色实际上是运行于IIS上的Web应用程序并能通过HTTP或HTTPS终节点访问。云中的每个角色实例都分别对应于一个虚拟机（VirtualMachine，VM）实例，本系统将WebRole设置为3个实例，以便支持负载平衡，解决大量并发性访问带来的一系列安全行问题。迁移完毕后，在VS2010中生成可发布成在云端运行的“Web角色”包，为了缩小“Web角色”包的大小，还将系统菜

单图标文件、CSS文件、Flash用户控件和Session状态数据从它们的内容文件夹中取出，放入WindowsAzureBlob和Table存储空间。最后通过WindowsAzure开发者门户上传部署该“Web角色”包后得到唯一域名的自动气象站Web网站。

2．4应用实现本文基于微软云计算平台设计了自动气象监测网络系统，实际投入运行后的结果如图4所示。

图4自动气象监测网络系统运行界面

结语

该开放性智能系统的投入使用减轻了气象站用户的经济负担，实现了网络虚拟环境中各行业和单位气象站资源共享和协同工作，消除了信息孤岛，对各种范围内自动气象监测网络系统的开发具有建设性意义。将云计算应用到气象监测网络系统中虽然具有很高的性价比，但云计算技术仍有许多亟待解决的问题，如云计算公共标准和数据安全等问题，因此系统还要在这些方面进行改进。

读书的好处

1、行万里路，读万卷书。

2、书山有路勤为径，学海无涯苦作舟。

3、读书破万卷，下笔如有神。

4、我所学到的任何有价值的知识都是由自学中得来的。——达尔文

5、少壮不努力，老大徒悲伤。

6、黑发不知勤学早，白首方悔读书迟。——颜真卿

7、宝剑锋从磨砺出，梅花香自苦寒来。

8、读书要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不学、不知义。

10、一日无书，百事荒废。——陈寿

11、书是人类进步的阶梯。

12、一日不读口生，一日不写手生。

13、我扑在书上，就像饥饿的人扑在面包上。——高尔基

14、书到用时方恨少、事非经过不知难。——陆游

15、读一本好书，就如同和一个高尚的人在交谈——歌德

16、读一切好书，就是和许多高尚的人谈话。——笛卡儿

17、学习永远不晚。——高尔基

18、少而好学，如日出之阳；壮而好学，如日中之光；志而好学，如炳烛之光。——刘向

19、学而不思则惘，思而不学则殆。——孔子

20、读书给人以快乐、给人以光彩、给人以才干。——培根

第五篇：中国 GIS、GPS与位置信息服务市场研究报告

中国 GIS、GPS与位置信息服务市场研究报告

随着智能手机、高端PDA等先进设备推向市场，以及用户对位置、导航、电子地图等即时信息的需求，GPS/GIS等技术逐渐地深入到人们生活的各个方面。水清木华科技有限公司研究中心(PDAY Research)对GPS/GIS的技术、功能、应用以及市场规模进行了深入地调查研究，并对一些应用案例进行了跟踪，通过对国内外GPS/GIS应用方面的对比研究，撰写了此行业研究报告。

在此报告中，PDAY Research的咨询分析师对GPS/GIS在国内外的软硬件以及行业方案应用的发展现状以及未来发展趋势进行了详细的分析，并针对GPS/GIS的优势、劣势以及对策进行了SWOT分析，并对国内外的应用案例进行了深入地分析研究，最后，对中国的GPS/GIS发展趋势进行了预测。在报告的最后，PDAY Research的咨询分析师为中国的GPS/GIS的行业发展提出了良好的建议和意见。

在数据、市场分析过程中，PDA Research采用了专家访谈、市场调研、网络信息搜集、三次指数预测等多种咨询分析方法，做到了报告的科学性、严谨性。

在本研究报告中，PDAY Research收集并整理了大量的国内外从事GPS/GIS企业的信息和动态，通过对各主要公司的发展情况及动态的跟踪，提出了GPS/GIS行业的发展趋势。PDAY Research在未来将继续对这些企业进行针对性的信息跟踪。

《2002年GPS&GIS市场现状与未来发展趋势研究报告》共110余页，并含有大量的数据分析图表。报告目录如下，图表目录略。

购买联系: 水清木华研究中心

更多报告参见： 水清木华系列研究报告价目表

研究报告目录

第一章 总论

1.1 GPS 的基本概念及技术特点

1.2 GIS 的基本概念及技术特点

第二章 GPS的发展现状

2.1 GPS 的发展历程

2.2 GPS 的功能及应用

2.3 GPS技术的商业应用类型

2.3.1 GPS技术的整体应用

2.3.2 GPS的具体应用

2.4 GPS 在国际上的发展状况

2.4.1 国际上GPS软件行业的发展状况

2.4.2 国际上GPS硬件行业的发展状况

2.5 GPS 中国市场发展情况

2.6 GPS 的应用案例

2.6.1 GPS的国际应用案例

2.6.2 GPS的国内应用案例

第三章 GIS的发展状况

3.1 GIS技术的发展历程

3.2 GIS系统的组成及功能

3.3 GIS的技术应用范围

3.3.1 地理信息系统的应用

3.3.2 GIS新应用——嵌入式GIS

3.4 GIS在国际上的发展状况

3.5 GIS 在中国的发展情况

3.5.1 GIS在中国的发展历程

3.5.2 中国GIS事业的现状

3.5.3 中国GIS软件行业的发展状况

3.6 GIS 的应用案例

3.6.1 GIS的国际应用案例

3.6.2 GIS的国内应用案例

第四章 GPS&GIS的未来发展趋势

4.1 GPS的未来发展趋势

4.1.1 GPS总体市场的发展趋势

4.1.2 美国GPS系统竞争对手的发展趋势

4.1.3 GPS信息服务市场的SWOT分析

4.1.4 Pday Research对中国GPS行业的建议

4.2 GIS的未来发展趋势

4.2.1 GIS 自身技术的发展趋势

4.2.2 GIS的SWOT分析

4.2.3 GIS的未来发展状况预测

4.2.4 Pday Research对中国GIS技术发展的建议

4.3 GPS & GIS 的共同发展趋势

第五章 GPS/GIS主要生产厂商的情况和动态

5.1 GPS主要生产厂商的情况和动态

5.1.1 国际上GPS主要生产厂商的情况和动态

5.1.2 中国国内GPS主要生产厂商的情况和动态

5.2 GIS主要生产厂商的情况和动态

5.2.1 国际上GIS主要生产厂商的情况和动态

5.2.2 中国国内GIS主要生产厂商的情况和动态

第六章 位置信息服务(LBS)与GPS/GIS 附录 GPS/GIS编年史