面向城市交通最佳路径选择的嵌入式GIS研究

摘要

随着城市化进展速度的加快，城市交通问题已成为制约城市发展的瓶颈，亟待解决。嵌入式GIS的设备具有体积小、重量轻和便于携带等特点，利甩这些设备采集管理空间数据，进行定位、导航和地理信息查询，可以极大地促进城市交通的改善。 本文主要研究了城市交通中的最佳路径选择方法以及其在嵌入式GIS中的应用。首先，本文分析了当前国内外嵌入式GIS的理论研究现状、发展趋势及其应用领域，阐述了嵌入式系统历史与现状、体系结构、特点、开发相关技术，以及系统所采用的关键技术，从理论和技术的角度为系统的设计及其实现的可行性奠定了基础，并在此基础上对基于嵌入式GIS的城市交通最佳路径选择系统进行设计与实现。 本文重点做了以下几个方面的工作： 1．针对嵌入式GIS的应用特点，探讨了嵌入式GIS的数据组织和数据模型，以及嵌入式GIS的空间索引数据结构。 2．研究了一种基于模糊理论的城市交通最佳路径选择方法。利用模糊理论建立数学模型，根据各种动态的模糊因素建立隶属度函数进行计算得出路径的综合权值，根据经典Dijkstra算法求得最佳路径。 3．在基于GPS技术的基础上，研究并实现了系统的外部GIS数据输入以及地图匹配等功能。 4．在探讨基于WinCE的移动目标定位中的关键技术(其中包括串口通信技术、多线程技术等)的基础上，设计并实现了嵌入式GIS与GPS模块的集成。 本文最后在基于博刨公司的UP-NETARM 2410-S嵌入式硬件平台和基于WinCE的应用开发平台实现了该系统的各功能模块，达到了预期的研发效果。

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1课题背景

1.2嵌入式GIS的发展状况及研究意义

1.2.1嵌入式GIS的国外发展状况

1.2.2嵌入式GIS的国内发展状况

1.2.3嵌入式GIS的研究意义

1.3研究内容

1.4组织结构

第二章系统开发环境

2.1嵌入式系统及其发展

2.2嵌入式处理器

2.3嵌入式操作系统

2.3.1 Palm OS

2.3.2WinCE

2.3.3嵌入式Linux

2.4系统硬件开发平台

2.5系统应用开发平台

2.5.1 WinCE开发体系结构

2.5.2 Platform Builder、WinCE、BSP与SDK的关系

2.6平台上的GPS模块

第三章嵌入式GIS的数据模型与组织

3.1地理数据模型和数据结构

3.2嵌入式GIS数据模型

3.3嵌入式GIS数据结构

3.3.1嵌入式GIS数据结构的设计原则

3.3.2嵌入式GIS的空间数据结构

3.4嵌入式GIS的空间索引

3.4.1空间查询与分析

3.4.2索引的实现

第四章最佳路径选择功能的研究与实现

4.1嵌入式GIS的数据输入

4.1.1 GPS系统

4.1.2 GPS接收机

4.1.3 GPS卫星信号构成

4.1.4最佳星座选择

4.2最佳路径选择算法

4.2.1 Diikstra算法

4.2.2本文提出的算法

4.3地图匹配

4.3.1地图匹配算法

4.3.2地图匹配算法的误差分析

第五章基于WinCE移动目标的定位与嵌入式GIS的集成实现

5.1 GPS定位中的串口通信技术

5.1.1 WinCE串口通信

5.1.2串口通信的编程实现

5.2 GPS定位中的多线程技术

5.2.1进程与线程

5.2.2线程的同步

5.2.3 WinCE下的多线程技术

5.2.4多线程技术在GPS定位中的应用

第六章总结与展望

6.1全文结论

6.2尚待继续深入研究的工作

参考文献

致谢

硕士在读期间参与的项目以及发表的论文