第一篇：空間位置信息服務(LBS)技術與應用綜述

空間位置信息服務（LBS）技術與應用綜述

一、LBS歷史

基于空間位置信息服務(LBS)技術是一種整合Internet、無線通信移動定位與GIS的技術。LBS顧名思義，可以理解為與地理位置相關的信息服務。眾所周知，地理信息系統(Geographic Information System, GIS)技術的主要特點就是能夠向用戶提供與空間位置相關的信息。從這個角度來看，幾乎所有的基于GIS的信息服務都屬于基于位置服務的范疇，我們可稱之為廣義的LBS服務。另一方面，隨著計算機技術、無線通訊技術、定位技術(Positioning), Internet技術及移動計算(Mobile Computing)技術的飛速發展，由移動通信和互聯網的融合而形成的移動環球網(Mobile Web)使用戶在任何地點、任何時問都能通過移動終端中獲取各種信息服務，其中包括與移動終端用戶所在地理位置相關的服務，我們可以稱之為狹義的LBS服務，也是本文主要關注的內容。

最早LBS源于北美，20世紀90年代美國的一項統計表明，約40%的911緊急呼叫來自移動電話。在實際情況中，絕大多數911呼叫者往往由于對當地環境的不熟悉或特殊限制而無法告知急救中心其確切位置，從而耽誤了急救時間，造成不必要的損失。為了進一步改善公眾安全系統，美國聯邦通信委員會（FCC，Federal Communication Committee）于1996年6月正式將移動電話定位列為其增強型應急救急系統（E911）實施的強制規范。FCC規定，到2001年10月，所有的移動網絡運營商必須以67%的概率和125米的精度，定位所有的911呼叫。本世紀初，歐洲的E112也提出了同樣的帶有一定傾向性的要求。相信不久的將來，我國的110和目前正悄然興起的社會應急聯動系統也都會把位置信息列入報警的服務標準之中。而在日本和韓國，由于豐富多彩的業務創新，移動定位服務才真正的市場化并融入市場主流。2000年1月，日本最大的無線運營商NTT DoKoMo公司率先在全球開通了基于PDC 網絡和個人數字助理(PDA, Personal Digital Assistant)的LBS應用。此外，美國的斯普林特公司(Sprint PCS)，韓國的KTF等世界著名的電信運營商從2001年底開始，也陸續推出了基于手機的LBS應用。

在中國，福建移動早在2001年4月2日成功完成第一套位置服務系統的試驗，并于同年7月27日開始面向福州市的手機用戶推出試運行服務，采用了東軟諾基亞的mPosition解決方案，其SP則為北京國都信業實業集團(移動夢網的服務代碼為5588)，服務的具體內容包括:自我定位服務、都市小精靈定位服務、周邊信息查詢服務。隨后中國移動兼顧大眾市場和行業市場的移動定位服務試點工作，始終在有條不紊的進行著；而中國聯通也及時地推出了主要面對大眾市場的定位之星服務。

LBS業務的類型多種多樣，可以按照如下不同的分類方式劃分：(1)按業務請求方式劃分

·PULL類LBS業務：移動終端采用短消息、WAP接入等方式請求LBS；

·PUSH類LBS業務：網絡根據特定的條件，主動向移動終端推送信息。

(2)按是否與用戶位置相關劃分

·與用戶位置有關的LBS，需要進行定位； ·與用戶位置無關的LBS，無需定位。

(3)按照面向的用戶劃分 ·水平市場——大眾應用； ·垂直市場——行業應用。

(4)GIS系統中對定位服務功能的劃分 ·地圖服務，包括柵格地圖和矢量地圖；

·路徑搜索，包括最短路徑查詢、公交線路查詢等； ·地理編碼/逆地理編碼； ·測算。

二、LBS的市場前景分析

就無線定位服務而言，在傳統第二代無線通信網絡上發展位置服務，由于二代系統數據傳輸能力較低，因此所能提供的定位服務類型也受到限制。而3G系統的數據傳輸能力比2G系統有很大提高，為向用戶提供更豐富的信息提供了網絡帶寬的保證，使一些信息量較大的定位業務通過無線網絡實現成為可能，如地圖顯示、實時導航，甚至3D地圖服務。

從2001年12月到2003年3月，gpsOne定位手機的銷量在日、韓、美超過1000萬臺。據美國一家戰略咨詢公司預測，到2008年AGPS手機的銷量將達到1.591億臺，將占世界手機總量的22.8%。美國聯邦通信委員會則明確規定，到2005年12月31日，所有手機廠商和銷售公司的入市手機都必須帶有定位功能。雖然是強制性措施，卻取得了良好的效果，近年來，美國定位手機用戶數量明顯急劇增長。在中國，中國聯通公司推出以“定位之星”命名的定位服務基于CDMA-1X網絡，采用帶有gpsOne輔助全球定位系統（AGPS）定位特性的手機和終端。具有gpsOne技術的移動平臺，可以同時從GPS衛星和蜂窩網絡收集測量數據，然后通過組合這些數據生成精確的三維定位。在GPS衛星信號和無線網絡信號都無法單獨完成定位的情形下，gpsOne系統會組合這兩種信息源來完成定位，解決了傳統方案無法解決的問題。目前gpsOne的定位精度達到了5～50米，完全可以讓用戶知道他們的確切位置，并可以同時上傳和下傳定位地點的數據，無論是在鋼筋水泥的高樓大廈中，還是在會議中心、購物商場或是高樓林立的城市街道等極具挑戰性的環境下，均能提供強大穩定的位置數據可用性。中國移動則直接利用Cell ID方法初步開始了移動位置服務業務，并計劃對其網絡稍許進行改造，提供AGPS的移動位置服務模式。其中北京移動已經正式推動位置服務業務，隨著國內一些地區LBS業務的開通，LBS已經從概念開始轉向實用。

衛星導航應用市場大體分為三大塊：行業應用、專業應用和大眾化應用。所謂大眾化應用就是大批量市場，其中包括車輛監控和導航應用、定位手機、與PDA結合的導航應用等。位置服務因為它獨有的特質推動了大眾化、大批量市場的發展，并將在今后5～10年內形成一個巨大的市場。加上中國人口眾多，位置服務大眾化應用的推廣潛力巨大，最終它將通過各種移動定位終端改變著人們的工作和生活。2003年8月份中國的移動電話用戶總數量已超過2.5億戶，近些年來一直以每月平均500萬新增用戶的高速度蓬勃發展。歐洲許多國家的移動電話數量通常占人口百分比的70%～80%，而我國還不足總人口的20%的持有量。這樣巨大的潛在持有量如果與定位功能結合起來，其市場規模一定十分驚人。據權威部門預測，至2010年我國的手機用戶將達5億戶，其中有50%應用定位手機。因此在今后數年間，平均每年定位手機的市場需求量能達到4000萬～5000萬臺。若每個用戶的位置服務費按每月10元人民幣計算，年服務收入則將超過300億元人民幣，市場前景相當可觀。經過近幾年的預熱和市場培育，中國移動定位服務市場已經進入了市場培育后期，即將進入快速成長期。

三、LBS的技術手段

作為一個新興產業，位置服務要打開局面肯定困難重重。自從1996年美國FCC發出E911報警必須帶有位置信息的規定以后，移動位置服務的概念一直被炒作得沸沸揚揚，但實際進展在頭幾年卻不太大。問題出在定位技術上，因為要達到規定的定位精度必須采用切實可行的技術手段，從而需要大量的網絡改造投資。

一般情況下，LBS系統由以下幾個功能部分組成:(1)空間位置獲取(定位平臺);(2)LBS管理;(3)信急傳送;(4)地理信息系統(GIS);(5)移動終端;(6)業務服務提供。

空間位置獲取系統主要是通過定位技術獲取移動客戶的準確地理位置，這里的地理位置數據是LBS系統的基礎。

LBS管理系統一般由移動運營商負責運營和維護，是整個位置服務系統的核心，其將移動終端和業務服務提供系統聯系起來，使移動客戶能夠從業務服務提供商那里獲取他所需要的服務，如客戶需要通過定位服務查詢附近有哪些著名的花店、酒家信急。或者是業務服務提供商根據移動客戶的位置信息主動將信急推向客戶，如通過定位服務系統發布廣告等。同時，LBS管理系統還負責隱私管理、用戶認證管理、業務管理和計費管理等功能。

信息傳送系統是指移動客戶和運營商之間、運營商和內容提供商之間的信息傳送平臺，日前比較成熟的傳送平臺是SMS，當然還包括如CDMA2000 1X、GPRS等。GIS系統，完成將移動終端的地理數據信急轉換成地圖中可視化位置的功能。一般情況下，我們從定位系統中只能獲取到終端的一維地理數據，這種數據只有通過GIS的處理，才能為業務服務提供商所用。得到客戶的地理位置信息，也就相當具備了鎖定特定客戶的手段，只有具備了鎖定特定客戶的功能，才能向這些特定客戶提供相應的LBS服務。GIS系統可以由運營商提供，也可以由業務服務提供商提供。

業務服務提供系統是為移動客戶提供的服務信急的源泉。根據不同的市場細分，業務服務提供商可以為不同類型的客戶提供不同的服務，如為時尚青年提供基于位置的游戲、聊天、交友服務，為家庭客戶、商務人士提供的移動保姆、交通導航、商業廣告服務，為行業用戶提供車輛調度、緊急救援、物流配送服務等。

此外，還需大量網絡改造，網絡改造不僅涉及電信運營商的網絡，還涉及到衛星導航技術和Internet技術的支持。因為信息服務最終是多個產業的融合，所以木桶效應會相當明顯。在移動通信、衛星導航、Internet、地理信息系統、綜合信息服務等多個產業中，若有一個跟不上，位置服務整個產業便會被拖住上不去。

整個產業的總體集成和市場開發，需要大企業集團用大手筆策劃來規劃運作，需要系統集成、組織協調、集結整合和總體推進，只有在較短時期內形成一定規模，擁有大批量用戶群，才能大有作為。事實上，無論從產品或服務角度來說，位置服務都是個大市場，不是一家公司或幾家公司就能做得了的，甚至也不是一個國家能做得了的，因此必須在技術、產品、市場、服務上開展國內外的大聯合和大合作。

四、LBS業務的相關標準化工作

LBS業務實現可以分成兩個層面，即位置的獲取和信息的提供。相應地，標準化工作也對應不同的標準組織。

(1)對于位置的獲取也就是定位技術的標準，目前主要在3GPP和3GPP2中進行標準化工作。相關的用戶在業務層面的認證授權、業務漫游以及隱私管理等內容的標準工作，目前主要是在OMA中進行，但由于3GPP和3GPP2在OMA中對LBS的流程、網絡結構等方面存在分歧，所以標準化的進度可能會放慢。同時，也應注意到，在3GPP2中實際上也在做與OMA相同的工作。

(2)對于地理信息提供層面上的標準工作，目前主要由OGC(Open GIS Consortium)負責制訂，并且已經基本完成了除導航服務之外的其他業務。

在我國，目前已經完成了Le/L1接口(客戶端與定位服務器之間的接口)的行業標準，以及WCDMA和cdma2000系統中的定位技術行業標準。與GIS相關的標準，目前也有了SP訪問接口的企業標準。對應于OMA的基于IP層面的定位技術標準也將要啟動。

五、LBS業務在我國的應用

1、應用前景 LBS業務是移動網絡的一個特色業務，尤其是隨著今后3G系統的使用，為LBS的應用提供了網絡帶寬的保障。由于LBS業務在我國也剛剛開始發展，影響其發展的因素也非常多，因此本文也只是就目前可以遇到的有發展潛力的LBS業務作一個簡單的分析。

(1)手持終端的LBS應用

手持終端的LBS應用范圍很廣，可以基于話音，短信，WAP，Java/BREW和多媒體短信/郵件向大眾用戶提供各種服務，包括信息查詢、地圖服務、手持終端的導航、弱勢群體的跟蹤和區域告警(如老人和兒童)等。

(2)個人汽車的LBS應用

導航是LBS應用在汽車中的主要方式，目前我國已經有汽車導航的實際應用，這種應用是GPS接收機+簡化版的GIS引擎+地圖數據的模式，這種模式有其自身的局限性，如成本較高(對車載臺的要求較高，如處理能力、存儲能力)，地圖資源不能共享(如需要存儲大量的地圖數據，對于駕車者偶爾經過的地區也需要存儲)，不能做到動態的地圖更新，業務組織靈活性也受限。而這些問題通過與移動網絡結合可以解決。隨著汽車市場的不斷增加，汽車導航業務是需要移動運營商關注的一個業務增長點，可以結合運營商目前已經有的話音、短信等業務，向用戶提供更豐富多樣的LBS業務，如汽車防盜、跟蹤、求救等。(3)行業應用

行業應用的范例很多，包括汽車調度(如出租車的調度)、物流管理、員工的跟蹤(如郵遞員的跟蹤)等，這里不再一一描述。實現LBS業務面臨的問題

LBS業務具有廣闊的應用市場，但與其他基于移動網絡的增值業務相比，其業務實現涉及的方面更多，難度更大，因此LBS業務要真正達到廣泛應用，還面臨一些問題需要解決。

(1)定位的精度

目前，LBS應用所能用到的精度最高的定位技術是GPS定位技術，但GPS定位存在局限性，如在深度室內環境下將無法進行GPS定位。如果采用基于網絡的定位，精度則大大降低，目前還沒有其他更好的解決方案。因此，比較實際可行的作法是，對業務進行劃分，將各種不同業務對定位精度的要求進行分類。對于精度要求高的業務，由網絡側判斷是否能夠滿足要求，并進行相應的處理。當然，最終的解決方案是能提出一種更先進和受地理環境限制小的定位技術，目前已經開始研究在室內實現高精度定位的技術。

(2)位置信息的收集和組織

LBS最終向用戶提供與位置有關的內容，位置信息主要包括各個層面電子地圖和POI信息。在電子地圖方面，我國的各個部門都有某些層面的數據，但這些數據沒有整合在一起，地圖的現勢性在各個地域也參差不齊，這一問題的解決不是運營商和地圖數據提供商單方所能夠辦到的，需要國家統一進行組織，將各種地理信息資源整合在一起，為各個行業使用。對于POI信息，其豐富程度直接影響著用戶對業務的滿意度，因此需要內容提供商提供豐富的POI信息。但信息搜集的工作量是相當大的，需要實地去一一采集。因此，需要運營商將各種CP提供的POI信息進行整合，統一提供給用戶，這部分工作需要運營商和各個內容提供商協調統一來做。

(3)矢量地圖瀏覽器

導航業務，尤其是實時導航業務，如果通過網絡來實現地圖的實時下載，那么數據不能太大，否則用戶使用的成本會很高，不利于推廣。矢量地圖是解決這一問題的方案，但矢量地圖與各個GIS廠商系統內容矢量數據的格式密切相關，目前無法統一成相同的格式。因此，如果存在多種GIS系統共存時，業務的覆蓋范圍將存在局限性，這可以通過終端支持多個矢量地圖瀏覽器來解決，但對終端的處理能力和存儲能力要求較高。因此，這一問題也是值得注意的。

六、結束語

LBS業務具有廣闊的發展前景，目前商用的LBS業爭也達到了相當程度的滲透率。LBS業務涉及的領域很多，需要移動通信領域與GIS領域相結合來共同實現。我國目前很重視GIS領域的發展，國內已經有相當多具有一定實力和發展潛力的GIS廠商。相信隨著今后LBS業務需求的不斷增長，以及我國GIS領域的不斷發展完善，LBS業務將得到更廣泛的應用。

第二篇：空間信息與數字技術專業

空間信息與數字技術專業

Spatial-Informatics & Digitalized Technology(SDT)

一、專業簡介

空間信息與數字技術是運用計算機軟件技術、通信技術，綜合研究空間信息數字化、網絡化、可視化和智能化的工程理論與技術科學。它將空間信息的各種載體向數字載體轉換，通過網絡通信技術加載到各個專業領域，支持各行業數字工程的實現，如：數字國防、數字政府、數字國土、數字規劃、數字電力、數字水利、數字公安、數字交通、數字農業等。

培養目標是培養具有深厚軟件工程理論基礎和空間信息技術、通信技術以及計算機網絡技術，有一定的管理和經濟知識基礎，能運用數字工程技術對環境、人文、社會、經濟等各類信息進行數字化處理，實現網絡化傳輸、可視化表達、智能化決策的復合型空間信息產業、技術與應用的高級專門人才。

畢業生可在國民經濟各行業（城市信息管理、航空航天、交通、鐵道、國防、公安、旅游、國土資源、海洋、建筑、金融、冶金、水利、電力、石油、煤炭、農業、測繪等）、政府機關、各類高新技術公司、高等院校和科研院所從事各類數字工程規劃、設計、施工、管理或教學科研工作。

二、學制與學分

學制：四年

學分：要求學生修滿155個學分

三、課程設置

主要專業課程

數字工程的原理和方法，空間信息移動服務，空間數據庫原理與設計，軟件工程，數據結構算法及應用，項目工程管理，計算機網絡與通信，空間信息導論，通訊技術基礎，離散數學，計算機技術基礎，C語言，電子政務與電子商務，網絡信息與安全，虛擬現實與仿真，高新技術企業與風險投資，IT經濟學等

第三篇：空間與圖形《圖形與位置》復習教案

空間與圖形《圖形與位置》復習教案

本資料為woRD文檔，請點擊下載地址下載全文下載地址

課題

課時

課時

班級

六年八班

一、教材內容分析

.人教材六年級下冊空間與圖形《圖形與位置》。

2．能用數對、方向和距離描述平面圖中物體的位置。，3．強化學生的空間觀念

二、教學目標（知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀）

.讓學生在現實情境中回顧整理舊知，在解決問題過程中進一步掌握各種描述或確定物體位置的方法，體會用不同的方法確定位置的特點和作用；能綜合地運用比例尺的知識確定物體之間的圖上距離或實際距離。

2.訓練并培養學生的方向感和空間觀念，培養學生主動整理知識的意識，提高學生綜合運用所學知識解決實際問題的能力。(L#T*

3.感受數學與生活的緊密聯系，利用數學自身的魅力發展學生對數學積極的情感，激發學生學習數學的積極性。*

三、學習者特征分析

學生已具有識別、確定物體位置的認識基礎，但由于各知識點在安排上比較獨立，各個教學段的要求也不一樣，學生的學習呈現一種斷續獨立的的狀態。本課以學生的發展為主線，將圖形與位置放在了學生熟悉的現實生活中，讓學生學會在現實情境中學會用不同的方式探索和思考問題，不斷激發學生學習數學的積極情感，強化學生的空間觀念。

四、教學策略選擇與設計

通過學習知道，《圖形與位置》的教學有兩條基本線索，即長度的度量和從角度的度量看測量教學，為了體現這兩條線，設計了一個《圖形與位置》復習的教學設計。

五、教學環境及資源準備

投影儀、電腦

六、教學過程

教學過程

教師活動

預設學生行為

設計意圖及資源準備

一、揭示課題，初步回憶、明確復習的內容，板書：圖形與位置

2、回憶，我們可以用哪些詞來表示位置？

3、請學生用這些方位詞來描述教室里一些物體的位置。

4、繼續回顧：我們還學過哪些確定位置的方法。（根據學生的回答，板書：方向+距離，數對）

學生回答：前、后、左、右、東南、東北、西南、西北

設想：尊重學生復習的起點，在回顧的環節，所進行的是初步的回顧，目的是喚醒學生的已有認知，細致的整理與復習將主要體現在練習與實踐中。

二、在應用中完善認知。

、完成練習與實踐1，出示平面圖

（1）孔雀園在大門的哪一面？你是怎樣想的？為什么不說孔雀園在大門的上面？

（2）說說鹿島、熊貓館、猴山獅虎山分別在孔雀園的哪一面？你是怎樣確定的？

（3）用數對表示各個地點的位置。

4）如果鴕鳥園的位置在平面圖上用數對表示是（12，5），請你在圖上標出來。說說你是怎樣確定的。

（5）比較孔雀園與大門的位置相同嗎？有什么相同點？為什么？而鹿島與鴕鳥園呢？

經過比較，使學生進一步認識到數對中，第一個數字表示列所在的位置，第二個數表示行所在的位置。

（6）小結：同樣的一幅平面圖，既可以用方向，也可以用數對表示位置。

（7）拓展：如果將這幅平面圖適當加工，就可以變成這樣，、小組合作

（1）請大家打開課本P106。先說一說：從陽光小區到公園的路線和從學校到郵局的路線。

（2）提問：我們要知道從公園到陽光小區的實際距離可以怎么辦？

（必須先量出公園距離陽光小區的圖上距離，再根據圖上距離計算出實際距離）

a.適時追問：怎樣求實際距離（實際距離=圖上距離÷比例尺）

b.提問：要在圖中表示這個公園的位置，必須明確哪幾因素？

（確定方向、角度、圖上距離）

c.讓學生量一量，并計算出實際距離

d.學生獨立計算并畫圖教師巡視適時對后進生進行輔導

（3）下面請大家拿出直尺和量角器，測量出賓館和學校的位置。

2、小結：物體的位置可以用不同方法確定，物體位置的關系是相對的。

（二）說一說你在班內的位置，用數對表示。

提問：你是怎么想的？要注意什么？

生答：確定位置的方法：上北下南，左西右東）

通過交流使學生體會到上下前后左右只能表示生活中實際物體的位置。

交流后，用數字標出行與列的各個位置。現在可以用什么來表示各個地點的位置了？

學生獨立完成。交流：用數對表示位置時，你是怎樣想的？

設想：初步感受上下前后左右的一般應用范圍。

投影展示，并進行相應的說明。

設想：在用數對表示位置中，增加負數，可以進一步考察學生用數對表示位置的掌握情況，也可以滲透第三學段的坐標思想，豐富學生的數學情感。

二、在應用中完善認知。

二、練習與實踐2

出示：書P106、小組合作

（1）請大家打開課本P106。先說一說：從陽光小區到公園的路線和從學校到郵局的路線。

（2）提問：我們要知道從公園到陽光小區的實際距離可以怎么辦？（必須先量出公園距離陽光小區的圖上距離，再根據圖上距離計算出實際距離）

a.適時追問：怎樣求實際距離（實際距離=圖上距離÷比例尺）

b.提問：要在圖中表示這個公園的位置，必須明確哪幾因素？

c.讓學生量一量，并計算出實際距離

d.學生獨立計算并畫圖教師巡視適時對后進生進行輔導

（3）下面請大家拿出直尺和量角器，測量出賓館和學校的位置。

2、小結：物體的位置可以用不同方法確定，物體位置的關系是相對的。

生：確定方向、角度、圖上距離

設想：讓教師也參與到練習的過程中，既體現了師生的互動，又使學生的注意力集中到了學習知識的關鍵之處，重視了細節。）

三、鞏固練習

獨立完成練習二十一第一、二題；

生獨立完成最后交流。

四、總結

今天復習了圖形與位置，你還有什么感到困難的地方？

教師答疑。

思考，這些確定位置的方法有上面不同點？

設想：在師生的交流過程中，明確各種方法的價值以及適用的范圍。

展示小學階段確定位置的學習歷程，使學生感受到數學的不斷發展，進一步增強學習數學的興趣。

板書設計：

圖形與位置

前、后、左、右、東南、東北、西南、西北

方向+距離，數對

實際距離=圖上距離÷比例尺

七、教學反思

第四篇：氣象信息組網技術與應用解讀

濱江學院

《氣象信息組網技術》

課程論文

題

目

自動氣象監測網絡系統

院

系

濱江學院

專

業

計算機科學與技術

學生姓名

張吉耀

學

號

20112308033

二Ｏ一四年六月二十四日

摘要：

針對目前自動氣象監測系統在建設和運行中出現的硬件成本高和信息孤島等問題，提出了基于微軟的WindowsAzure云計算平臺的自動氣象監測網絡系統。系統采用通用分組無線服務（GPRS）組網技術實現自動氣象站的接入，運用微軟的Blob、Table存儲和SQLAzure數據庫進行海量數據存儲，結合ASP．NET及Flash技術在WindowsAzure平臺上開發和部署Web的門戶網站，為用戶提供統一訪問平臺。結果表明該系統的實現較好地解決了問題，對各種范圍內自動氣象監測網絡系統的開發具有建設性意義。

引言：

近年來，全球氣候異常現象越來越顯著，氣象災害引起的經濟損失日益嚴重，隨著公眾氣象意識的提高，對氣象信息監測、氣象發布提出了更多更高的要求。目前，自動氣象監測系統的研制方面已經取得了很大的發展，其中最具代表性的是自動氣象站，各種已投放建設的自動氣象站分布在全國各地，組建的自動氣象監測系統極大提高了局部性天氣系統的預報預警能力及監測能力，為地面氣象觀測發揮了積極作用。除了國家專門的各級氣象臺，自動氣象站監測系統在大型廠礦、大專院校、科研單位、民航、海洋、農業、林業、水利、電力、石油和地質等非氣象部門也得到了廣泛應用。但自動氣象監測系統在各應用部門發展良莠不齊，各部門花重金購服務器和軟件等，有自己的信息管理中心，從數據庫到服務器及業務管理系統都各不相同。這不僅造成了中小型單位資金投入的巨大負擔，還使得不同單位之間相互溝通時，缺乏統一規劃下的用戶訪問接口，不能很好地做到任務統一調度，即信息缺乏共享，存在信息孤島。云計算是互聯網發展帶來的一種新型計算和服務模式，它是通過分布式計算和虛擬化技術建設數據中心或超級計算機，以租賃或免費方式向技術開發者或企業客戶提供數據存儲、分析以及科學計算等服務。其中虛擬化技術實現了信息技術資源的邏輯抽象和統一表示，在大規模互聯網數據中心管理和解決方案交付方面發揮著巨大作用，可以實現

跨系統的資源動態調度，將大量的計算資源組成IT資源池并動態創建高度虛擬化IT資源供用戶使用，具有專業性、經濟性、靈活性、共享性和可靠性。

本文針對自動氣象監測系統建設和運行過程中出現的各種問題，引入了云計算技術，設計和實現基于云計算平臺的自動氣象監測網絡系統，以達到減少各部門硬件投入成本，實現全網信息共享的目的。

1.系統總體設計

本文結合微軟云計算平臺設計了圖1所示的自動氣象監測網絡系統。該自動氣象監測網絡系統的工作原理為：用已接入系統的自動氣象監測站點氣象要素傳感器對氣象情況進行實時采集，采集到的海量數據可以通過通信鏈路傳送至數據中心———微軟云計算平臺進行分析處理，再通過適當的網絡傳送至各個應用客戶終端，為公眾和企業決策部門提供及時準確的信息。整個自動氣象監測網絡系統自下而上分為感知層、網絡層和應用層。

2.關鍵技術研究及實現 2．1自動氣象站網的組建

本文以無線遙測自動氣象站為研究對象，將感知數據先后經過網關和網橋發送到接入網絡，通過接入網絡，把中間或最終處理結果傳送到“云端”。因此自動氣象站的網絡組建成了感知層實現的關鍵。用戶的自動氣象站可能分布在全國各地，地理環境各不相同，包括條件及其惡劣和艱苦的無人區。為了使各種用戶的自動氣象站都能合理地接入系統，組網技術是關鍵，也是決定感知層中氣象數據資料是否能有效、快速傳播的根本保證。通用分組無線業務（GeneralPacketRadioService，GPRS），是在現有的全球移動通信系統（GlobalSystemforMobilecommunication，GSM）上發展出來的一種新的分組數據承載業務，特別適合于間斷的、突發性的或頻繁的、少量的數據傳輸。根據自動氣象站資料數據量較小，資料傳輸次數密度大，資料傳輸突發性高等特點，GPRS是當前適合氣象站網絡組建的可靠技術。本自動氣象監測網絡系統組網根據GPRS網絡提供的通信連接方式和現有自動氣象站系統通信情況，設計了具有統一的接入點名稱（AccessPointName，APN）、統一的IP地址規劃、統一的數據傳輸規范協議和數據傳輸格式的自動氣象站網。在該自動氣象站組建的網絡系統中，自動氣象站負責氣象數據（如：風向、風速、雨量、溫度、濕度、氣壓等）的采集，并提供對外連接的RS232接口，DTU負責連接GPRS網絡，接收發送自動氣象站資料，在自動氣象站與通信處理中心的數據交互中起著橋梁的作用。GPRS網絡負責氣象數據的無線傳輸，并通過GPRS網關支持節點（GatewayGPRSSupportNode，GGSN）實現自動氣象站資料采集中心的專線接入。

GPRSDTU工作時均有一張SIM卡，利用SIM卡的唯一性，對SIM卡號碼進行鑒別授權，對SIM卡號和APN進行綁定，實現系統的網絡安全。GPRS-DTU將各區域站的基本信息和該站的整點資料打成IP數據包，通過GPRS基站接入無線GPRS網絡，然后由移動服務商通信設備轉接到Internet，最后通過各種網關（或路由器）到達云計算平臺。云計算平臺中部署GPRSDTU接收軟件，從Internet接收到IP數據包后，該接收軟件將氣象數據的IP數據包還原成氣象數據格式，實現各自動氣象站資料通過GPRS網絡和Internet到云計算平臺中SQLAzure數據庫的準時和同步傳輸。

采用以上網絡組建，能有效提高自動氣象站的采集效率，實現全網資料的同步采集，提高對自動氣象站網的監控能力和維護能力。

2．2云存儲

各單位自動站感知到的數據通過GPRS網絡傳輸到通信處理器后再存儲到微軟云計算平臺。利用云計算提供的統一數據存儲平臺，進行數據管理與維護。微軟的WindowsAzure平臺提供了多種數據存儲方式，主要有WindowsAzure存儲和SQLAzure。本系統兼顧使用了兩種存儲方式，如圖2所示。

圖2系統云存儲方式和內容示意圖

WindowsAzure存儲提供了Blobs和Tables。BlobsStorage類似文件桌面系統，用于存儲大尺寸二進制和文本文件；TablesStorage為云端的表格結構，是由多個屬性組成的可查詢的結構化實體。本文主要使用了BlobsStorage來存儲了云應用程序中的所有圖像文件以及Flash文件，將它們存放于Blob中利用WindowsAzure內容傳輸網絡（ContentDeliveryNetwork，CDN）使得數據緩存能夠接近于最終用戶。由于云端不能保存本地緩存，系統使用TablesStorage來解決本地的Session狀態的緩存問題。

本系統主要使用了SQLAzure來進行數據庫管理。它是構建在WindowsAzure云操作系統之上，由微軟SQLServer2008為主運行云計算的關系數據庫服務。各種氣象信息資料（包括風、壓、濕、溫度和降水）具有簡單和相互關聯等特點，因此很容易使用云中的關系數據庫和工具（例如表、視圖和存儲過程）提高開發效率。系統中氣象要素傳感器將每分鐘采集實時氣象數據暫存在采集器，各種氣象數據以一小時為間隔，自動傳輸到監測中心。根據需求對這些資料進行分析處理，建立了包括氣象站信息、整點氣象信息、分鐘氣象信息和人員管

理信息等數據庫。通過使用本地的SSMS（SQLServer2008R2ManagementStudio）可以方便管理SQLAzure中的氣象信息數據庫。此外還使用了微軟最新開發的DataSyncServices和SyncFramework等同步工具來保證氣象信息數據能及時傳送到云端進行處理。

使用第三方平臺作為數據存儲中心。一方面消除了客戶自己購買和管理數據庫服務器的成本和資源投入；另一方面，將氣象數據和相關文件存儲到微軟的WindowsAzure云平臺后，在云端將由微軟專業人員其對存儲系統計算機集群進行數據多副本容錯、計算節點同構可互換等措施來保障服務，無需用戶管理員進行維護，其專業性和高可靠性使系統更加穩定和健壯。

2．3云應用程序開發和發布

本系統的應用層旨在為用戶提供統一、友好、交互式的Web界面，使用戶只通過終端瀏覽器就可以實現對氣象監測信息的瀏覽、查詢和修改等。系統軟件開發使用微軟VS2010配合微軟公司提供的云應用程序開發包WindowsAzureSDK來進行云應用的開發、調試、部署、管理，并通過ASP．NET組件高效開發云應用程序。該系統的開發語言是C#，它能支持面向對象編程，具有較好的程序結構和強大的庫類支持。云應用程序開發流程如圖3所示。

圖3云應用程序開發流程

首先使用了VS2010和IIS在本地開發ASP．NETWeb應用程序。ASP．NET是目前比較流行的動態網頁技術，支持程序代碼與前端用戶界面的分離，執行效率高。本系統使用ASP．NET

提供的各種標準控件、Web服務器控件等基本控件，并利用Flash技術開發系統所需要各種自定義用戶控件一起創建用戶界面，包括實時氣象瀏覽、歷史氣象查詢、氣象資料統計和系統管理等。前端用戶界面主要通過后臺邏輯代碼實現各種功能，后端程序主要利用ADO．NET技術連接SQLAzure數據庫、配置數據源sqlDataSource操作氣象信息表實現查詢和修改等。此外系統還實現了權限管理，使得在系統管理頁面中，不同角色對應不同的管理功能。該技術開發主要采用ASP．NET3．5提供的功能樹（TreeView）控件和iframe浮動框架相結合。將功能樹各節點的NavigateUrl屬性綁定至相應的子功能頁面，同時將該子功能頁面嵌入到iframe框架，再通過后臺代碼邏輯操作功能樹，使其不屬于某些角色權限的節點自動隱藏。本地Web網站構建好后，使用VS2010提供的“ASP．NETWeb角色”云模板將本地ASP．NET應用程序遷移到云端。云服務項目中的Web角色實際上是運行于IIS上的Web應用程序并能通過HTTP或HTTPS終節點訪問。云中的每個角色實例都分別對應于一個虛擬機（VirtualMachine，VM）實例，本系統將WebRole設置為3個實例，以便支持負載平衡，解決大量并發性訪問帶來的一系列安全行問題。遷移完畢后，在VS2010中生成可發布成在云端運行的“Web角色”包，為了縮小“Web角色”包的大小，還將系統菜

單圖標文件、CSS文件、Flash用戶控件和Session狀態數據從它們的內容文件夾中取出，放入WindowsAzureBlob和Table存儲空間。最后通過WindowsAzure開發者門戶上傳部署該“Web角色”包后得到唯一域名的自動氣象站Web網站。

2．4應用實現本文基于微軟云計算平臺設計了自動氣象監測網絡系統，實際投入運行后的結果如圖4所示。

圖4自動氣象監測網絡系統運行界面

結語

該開放性智能系統的投入使用減輕了氣象站用戶的經濟負擔，實現了網絡虛擬環境中各行業和單位氣象站資源共享和協同工作，消除了信息孤島，對各種范圍內自動氣象監測網絡系統的開發具有建設性意義。將云計算應用到氣象監測網絡系統中雖然具有很高的性價比，但云計算技術仍有許多亟待解決的問題，如云計算公共標準和數據安全等問題，因此系統還要在這些方面進行改進。

讀書的好處

1、行萬里路，讀萬卷書。

2、書山有路勤為徑，學海無涯苦作舟。

3、讀書破萬卷，下筆如有神。

4、我所學到的任何有價值的知識都是由自學中得來的。——達爾文

5、少壯不努力，老大徒悲傷。

6、黑發不知勤學早，白首方悔讀書遲。——顏真卿

7、寶劍鋒從磨礪出，梅花香自苦寒來。

8、讀書要三到：心到、眼到、口到

9、玉不琢、不成器，人不學、不知義。

10、一日無書，百事荒廢。——陳壽

11、書是人類進步的階梯。

12、一日不讀口生，一日不寫手生。

13、我撲在書上，就像饑餓的人撲在面包上。——高爾基

14、書到用時方恨少、事非經過不知難。——陸游

15、讀一本好書，就如同和一個高尚的人在交談——歌德

16、讀一切好書，就是和許多高尚的人談話。——笛卡兒

17、學習永遠不晚。——高爾基

18、少而好學，如日出之陽；壯而好學，如日中之光；志而好學，如炳燭之光。——劉向

19、學而不思則惘，思而不學則殆。——孔子

20、讀書給人以快樂、給人以光彩、給人以才干。——培根

第五篇：中國 GIS、GPS與位置信息服務市場研究報告

中國 GIS、GPS與位置信息服務市場研究報告

隨著智能手機、高端PDA等先進設備推向市場，以及用戶對位置、導航、電子地圖等即時信息的需求，GPS/GIS等技術逐漸地深入到人們生活的各個方面。水清木華科技有限公司研究中心(PDAY Research)對GPS/GIS的技術、功能、應用以及市場規模進行了深入地調查研究，并對一些應用案例進行了跟蹤，通過對國內外GPS/GIS應用方面的對比研究，撰寫了此行業研究報告。

在此報告中，PDAY Research的咨詢分析師對GPS/GIS在國內外的軟硬件以及行業方案應用的發展現狀以及未來發展趨勢進行了詳細的分析，并針對GPS/GIS的優勢、劣勢以及對策進行了SWOT分析，并對國內外的應用案例進行了深入地分析研究，最后，對中國的GPS/GIS發展趨勢進行了預測。在報告的最后，PDAY Research的咨詢分析師為中國的GPS/GIS的行業發展提出了良好的建議和意見。

在數據、市場分析過程中，PDA Research采用了專家訪談、市場調研、網絡信息搜集、三次指數預測等多種咨詢分析方法，做到了報告的科學性、嚴謹性。

在本研究報告中，PDAY Research收集并整理了大量的國內外從事GPS/GIS企業的信息和動態，通過對各主要公司的發展情況及動態的跟蹤，提出了GPS/GIS行業的發展趨勢。PDAY Research在未來將繼續對這些企業進行針對性的信息跟蹤。

《2002年GPS&GIS市場現狀與未來發展趨勢研究報告》共110余頁，并含有大量的數據分析圖表。報告目錄如下，圖表目錄略。

購買聯系: 水清木華研究中心

更多報告參見： 水清木華系列研究報告價目表

研究報告目錄

第一章 總論

1.1 GPS 的基本概念及技術特點

1.2 GIS 的基本概念及技術特點

第二章 GPS的發展現狀

2.1 GPS 的發展歷程

2.2 GPS 的功能及應用

2.3 GPS技術的商業應用類型

2.3.1 GPS技術的整體應用

2.3.2 GPS的具體應用

2.4 GPS 在國際上的發展狀況

2.4.1 國際上GPS軟件行業的發展狀況

2.4.2 國際上GPS硬件行業的發展狀況

2.5 GPS 中國市場發展情況

2.6 GPS 的應用案例

2.6.1 GPS的國際應用案例

2.6.2 GPS的國內應用案例

第三章 GIS的發展狀況

3.1 GIS技術的發展歷程

3.2 GIS系統的組成及功能

3.3 GIS的技術應用范圍

3.3.1 地理信息系統的應用

3.3.2 GIS新應用——嵌入式GIS

3.4 GIS在國際上的發展狀況

3.5 GIS 在中國的發展情況

3.5.1 GIS在中國的發展歷程

3.5.2 中國GIS事業的現狀

3.5.3 中國GIS軟件行業的發展狀況

3.6 GIS 的應用案例

3.6.1 GIS的國際應用案例

3.6.2 GIS的國內應用案例

第四章 GPS&GIS的未來發展趨勢

4.1 GPS的未來發展趨勢

4.1.1 GPS總體市場的發展趨勢

4.1.2 美國GPS系統競爭對手的發展趨勢

4.1.3 GPS信息服務市場的SWOT分析

4.1.4 Pday Research對中國GPS行業的建議

4.2 GIS的未來發展趨勢

4.2.1 GIS 自身技術的發展趨勢

4.2.2 GIS的SWOT分析

4.2.3 GIS的未來發展狀況預測

4.2.4 Pday Research對中國GIS技術發展的建議

4.3 GPS & GIS 的共同發展趨勢

第五章 GPS/GIS主要生產廠商的情況和動態

5.1 GPS主要生產廠商的情況和動態

5.1.1 國際上GPS主要生產廠商的情況和動態

5.1.2 中國國內GPS主要生產廠商的情況和動態

5.2 GIS主要生產廠商的情況和動態

5.2.1 國際上GIS主要生產廠商的情況和動態

5.2.2 中國國內GIS主要生產廠商的情況和動態

第六章 位置信息服務(LBS)與GPS/GIS 附錄 GPS/GIS編年史