电子地图管理系统,采用J2ME技术的手机地图服务系统设计

随着移动通信技术和移动计算技术的发展，手机不再仅仅作为移动通信工具而存在，用户对手机的附加服务提出了更高的要求，手机地图服务就是这些附加服务之一，具有广阔的应用空间。

J2ME(Java 2 Plat form Micro Edition)是为无线电子市场设计的，也称为Java 2 Micro Edition。它是Java 2标准的一个版本，专门针对小型移动设备。移动SVG是一种2D矢量图形格式，专门为存储空间、电池容量和网络带宽有限的移动设备设计，是SVG的一个子集。

面向手机的地图服务是基于位置服务的重要组成部分，是空间信息技术、移动通信技术和移动计算技术的结合。作为一种新业务，它的特点是移动性、手机的多样性、极瘦的客户端和极胖的服务器、有限的带宽。

在设计和实现手机地图服务时，应充分考虑其特点。选择合适的地图格式和服务实现技术成为系统构建的首要因素。

一、J2ME选择J2ME技术

手机存储容量有限，可以不能像PDA那样用闪存卡存储信息，所以电子地图主要是从网络上下载并实时获取。根据现有技术，手机地图服务可分为短信服务和移动互联网服务。

1.短信服务模式

短信服务方式主要是短信和彩信，是新应用的。SMS(短消息服务)是一种在移动网络上传输短消息的无线应用，它是在移动网络上存储和转发有限长度文本的过程。

短信使用简单方便，应用非常普及。但技术标准在内容和应用上有局限性，只能提供文本信息，文本长度有限。对于地图服务来说，很难满足用户需要简短的文本信息。

MMS(多媒体消息服务)使用WAP无线应用协议作为载体来传输文章剪辑、图片、声音和文字。与WAP技术的浏览器模式不同，MMS需要庞大复杂的网关，实现手段相对简单，对客户端要求不高，应用广泛。但对于手机用户来说，它只发送图形数据，用户可以没有太多的操作能力。目前彩信支持的图片格式多为光栅格式，放大后会造成图像模糊、有棱角。而且栅格格式的地图数据量大，不利于无线传输和移动计算。

有了彩信对矢量图形格式的支持，提供手机地图服务将是一种更好的方法。

另外，无论是短信还是彩信，其业务的实现都需要在提供业务的末端建立相应的网关系统和数据收发设备，增加了业务实现的难度和系统成本。

2.移动互联网服务模式

WAP浏览器、I-mode、J2ME等。是实现移动互联网服务模式的热点。通过WAP技术，手机用户几乎可以随时随地获得网络提供的服务。

然而，基于WAP技术的浏览器在访问互联网时存在一些缺陷：不能直接上网，需要庞大的网关过滤；只能显示WML，不能显示复杂格式图形；网上交易增加服务器负载，速度慢；无法访问本地存储区域。

I-MODE(信息模式)是由日本NTTDoCoMo公司开发的无线通信技术标准。借助I-MODE，可以实现电脑、PDA和其他兼容手机之间的I-MODE数据交换。I-MODE主要在日本使用。

相比彩信，J2ME对手机的要求更高。

MMS适用于点对点应用和信息点播服务，而J2ME则专注于开发互动服务。J2ME提供HTTP高级互联网协议，使手机能够以客户端/服务器的形式直接访问互联网的所有信息，还可以访问本地存储区，提供最高效的在线交易。如果手机已经有地图，就不需要向服务器申请地图数据，应用程序直接访问手机中存储的数据进行计算，有效减少了数据传输。此外，越来越多的手机支持J2ME，这有利于服务的普及。与WAP浏览器ser和MMS相比，J2ME具有以下优势：直接获取互联网上的所有信息；不同客户端访问不同的文件；最高效的网上交易；访问本地存储区，提高效率；客户端程序可以实时下载到本地执行。

根据以上分析，彩信对手机要求较低，技术相对成熟，应用广泛，而J2ME直接接入in？

互联网和高效的本地接入为移动地图服务提供了更好的方法。本文主要讨论了基于J2ME客户端如何访问互联网上的地图服务器来获取地图服务。

二、基于移动SVG的地图图形数据

地理数据具有复杂的数据结构。要解决手机地图服务，首先要解决如何组织和编码地理数据。

Mobile是SVG的子集，它包括SVG Tiny和SVG Basic。SVG Tiny适用于存储和计算能力有限的低端设备，而SVG Basic适用于存储和计算能力较少的高端设备。手机地图服务的应用具有其他图形格式不可比拟的优势。与其他图形格式相比，它具有以下优点：动态可扩展、体积更小、可存储图像信息、扁平化* * *和开放标准。

SVG Tiny和SVG Basic都支持标准SVG中定义的基本图形。然而，移动SVG是为移动设备设计的，它在一定程度上简化了SVG。比如SVG Tiny不支持SVG中的元素，可以不使用元素实现地图中的平面符号。移动SVG应用于手机时，地图图形数据必须根据应用进行编码，以减少数据传输量和客户端的计算量。大部分手机都是严格限制的设备，所以数据设计要符合SVG Tiny定义的规范。

考虑到移动SVG的特点，将地物按其几何形状分为四类：点状实体、线状实体、面状实体和注记体，由SVG Tiny进行组织和编码。

三、移动地图服务的设计

根据前面的分析，手机地理信息服务的整体架构采用C/S 3层分布式网络模型，分为数据层、中间层和表示层，如图1所示。

图1手机地图服务系统结构

数据层：主要是分布在各个网站的地图数据库和其他信息系统。这一层包括具有空间数据和属性数据的分布式空间数据库、具有空间信息的文件系统和其他信息系统。空间数据引擎与中间层相连，负责提供所需的数据。

中间层：中间层负责根据用户向数据层申请数据需求，完成必要的信息处理，与客户互动。通过手机无线上网获取地图的服务类似于带有很瘦客户和一个很胖服务器。因此，可以采用易于集成的Web服务技术向外部提供统一的接口。中间层提供有Web服务器和地图服务器。Web服务器接受客户端以HTTP协议发送的服务请求，并将它们传输到地图服务器。地图服务器接受请求，并根据相应的请求启动相应的数据引擎从后端分布式空间数据库和其他系统中进行搜索。在处理和压缩搜索结果之后，结果被传送到Web服务器，并由Web服务器返回给客户端。

表示层：主要针对各类手机设备，根据存储和处理能力分为高端手机和低端手机。

1.低端手机。

低端手机主要负责实现图形用户界面，完成数据表示，地图放大缩小等简单的地图操作。低端手机的处理和存储能力受到严格限制，大部分计算工作由服务器承担。手机只能负责空间数据的可视化和用户与服务器的交互界面。为了适应带宽的限制，服务器传输到低端手机的SVG文件只包含图形数据。用户需要服务时，向服务器申请数据，服务器响应用户应用程序，并将包含移动SVG格式的空间数据发送给客户端进行分析，从而得到可视化的地图。当用户需要查询属性或其他信息和数据处理任务时，会再次与服务器进行交互。

2.高端手机。

高端手机，如PDA型手机，处理和存储能力有限，可以承担一定的计算工作。而且手机本身可以存储一定的地图数据，进行地图操作，进行简单的查询。它的移动SVG地图发布处理模型如图2所示。服务器发送到手机的数据不仅包含图形数据，还可以附加属性数据等其他数据，方便在客户端计算，减少手机与服务器的交互次数。高端手机拿到地图数据后，大部分的地图操作、属性查询和简单的计算任务都可以在本地完成，只有当它处理一些复杂的计算时，才能向服务器申请。

图2高端移动SVG地图发布和处理模型

以用户的形式输入查询栏 text或根据手机位置向服务器申请地图服务。位于中间层的服务器分析用户的查询条件，从后端数据库中检索用户所需的专题图层和比例尺，并显示地图碎片和相关信息。经过处理和压缩后，根据用户注册的手机信息，通过无线通信网络将合适的地图数据返回到手机终端，然后客户端程序将地图等信息显示在手机显示屏上。

四、系统开发的关键技术

1.图纸信息的简化

手机的地图服务不同于有线网络的地图服务，不需要提供非常详细的地图信息，这也是手机的特性决定的。

2.地图数据的压缩

在手机地图服务中，电子地图的大数据量与手机有限的存储空间和无线网络有限的带宽之间存在矛盾。这就要求在存储和传输数据时，地图数据必须在相同的条件下进行压缩。空间数据可以在误差范围内有损压缩。在数据传输期间，对地图数据执行无损数据压缩。虽然MobileSVG编码的地图数据比位图小得多，但mobile SVG数据可以通过某些技术进一步压缩。像所有XML数据一样，移动SVG数据是高度可压缩的。使用XMIL可以以更高的压缩系数压缩移动SVG数据。因此，必须在服务器端和客户端配置相应的压缩和解压缩程序。

3.客户端的移动SVG解释

手机应用到服务器的地图数据是MobileSVG格式的矢量数据，地图在客户端的显示需要SVG数据的解析。移动SVG是XML在移动图形中的应用，它是基于XML的。

因此，它涉及到如何在客户端解释XML数据的问题。在手机上选择XML解析器通常要求解析器本身小巧、可移植、易于编程并且速度相对较快。嵌入式设备使用的KXML2开源解析器是更好的选择。

4.基于J2ME的嵌入式程序设计

在系统运行过程中，用户与终端系统之间存在着强烈的交互性，这就要求终端系统提供一个友好的用户界面。J2ME具有丰富的菜单功能，易于用程序实现自定义菜单，并提供了事件响应机制。此外，J2ME可以通过HTTP Connect ion接口解析U RL，通过设置请求和解析响应来方便与服务器通信。同时，J2ME也是一个高度优化的Java运行环境。利用J2ME技术进行开发可以实现智能网

移动通信技术和空间信息技术的进步，以及手机的逐渐普及，使得向移动用户提供地图服务成为可能，向手机提供地图服务是手机附加服务的热点之一。本文分析了向手机提供地图的相关服务模式，利用J2ME在手机上上网获取地图，利用移动SVG对地图数据进行组织和编码。在此基础上，设计了一个基于J2ME/SVG的手机地图服务，并对其关键技术进行了探讨。希望对服务的实现有所裨益。