嵌入式环境下跨平台地图显示技术

论文摘要

现有的嵌入式GIS产品大都基于Windows CE平台用EVC开发的,移植性较差。嵌入式环境下,可供选择的实时操作系统有Windows CE、Palm OS、Embedded Linux等几十种。在多操作系统共存的情况下,仅仅开发单一平台的产品无法满足应用的需要,可跨平台的嵌入式GIS提供了这一问题的解决方案。本文针对嵌入式GIS的研发、应用现状,研究了在小型终端上实现跨操作系统平台的地图显示技术。主要进行了以下一些工作:1、总结了桌面环境中进行跨平台软件设计通常采用的解决方案,在此基础上,介绍了嵌入式环境下的一款类Java虚拟机SuperWaba,分析了基于SuperWaba实现跨平台地图显示的基本流程。2、详细分析了嵌入式环境下实现跨平台地图显示的两大技术难点:数据共享、复杂图形绘制,重点探讨了具体的解决方法:通过对地图矢量数据进行字节序无关处理、对属性数据进行字符串格式处理,解决了平台间数据存储格式的差异问题,实现了可在Windows CE和Palm OS之间共享的空间数据模型。通过分层抽象,在应用层与操作系统层之间增加了绘图抽象层,解除了应用层代码对于操作系统的依赖,降低了应用层和操作系统层之间的强耦合;设计了绘图抽象接口,并利用SuperWaba-JNI技术在Windows CE和Palm OS上用本地方法对绘图接口作了具体实现,解决了复杂图形的跨平台绘制。3、在分析PDB数据库文件结构的基础上,探讨了基于PDB的空间数据哈希索引技术,并成功建立了矢量数据的哈希索引文件。探讨了系统设计及代码编写过程中需要注意的一些相关细节问题以及性能优化技术。4、结合MVC模式,设计了跨平台地图显示系统的分层架构模型;基于SuperWaba实现了跨平台地图显示原型系统。实验表明:基于SuperWaba的地图显示系统能够在Windows CE和Palm OS上运行;应用了SuperWaba-JNI技术的地图绘制方案,很好地结合了本地方法的高效率和SuperWaba方法的可移植性,对设计跨平台嵌入式GIS有一定的参考价值。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.1.1 嵌入式GIS发展有很大潜力
• 1.1.2 嵌入式操作系统的多元化发展
• 1.1.3 嵌入式GIS产品的研究现状
• 1.2 研究目的和意义
• 1.3 论文组织
• 1.4 本章小结
• 第二章 基于SuperWaba实现跨平台地图显示的关键技术分析
• 2.1 跨平台软件设计理论
• 2.1.1 跨平台
• 2.1.2 平台无关性
• 2.2 跨平台软件设计技术
• 2.2.1 分层抽象
• 2.2.2 虚拟机技术
• 2.3 实现跨平台地图显示的技术难点
• 2.3.1 跨平台数据共享
• 2.3.2 复杂地图要素的跨平台显示
• 2.4 跨平台的数据共享分析
• 2.4.1 文件系统兼容性分析
• 2.4.2 使用PDB数据库存储地图数据
• 2.4.3 矢量数据的字节序处理
• 2.4.4 属性数据的字符串处理
• 2.5 复杂图形的跨平台显示
• 2.5.1 绘图抽象分析
• 2.5.2 绘图抽象接口定义
• 2.6 本章小结
• 第三章 跨平台地图显示若干关键技术的解决方法
• 3.1 矢量数据的字节序无关处理
• 3.1.1 字节序无关处理方法
• 3.1.2 实验结果分析
• 3.2 属性数据的字符串格式处理
• 3.2.1 字符串格式处理方法
• 3.2.2 实验结果分析
• 3.3 硬编码、大小写问题
• 3.3.1 避免使用硬编码
• 3.3.2 谨慎处理大小写
• 3.4 颜色表处理
• 3.5 图形用户界面的解决方案
• 3.5.1 SuperWaba的GUI组件类
• 3.5.2 GUI组件设计
• 3.6 中文字符处理
• 3.6.1 GUI组件上的中文处理
• 3.6.2 地图属性数据中的中文处理
• 3.6.3 实验结果
• 3.7 使用SuperWaba-JNI桥接技术实现绘图抽象
• 3.7.1 什么是JNI
• 3.7.2 JNI本地方法
• 3.7.3 使用JNI技术实现绘图抽象
• 3.7.4 Windows CE中的绘图实现
• 3.7.5 Palm OS中的绘图实现
• 3.7.6 实验结果分析
• 3.8 地图数据分块存储策略
• 3.8.1 地图分层、分块存储到PDB数据库
• 3.8.2 地图分块原则
• 3.8.3 实验结果分析
• 3.9 建立PDB的哈希索引文件
• 3.9.1 基于RAM的数据存储和索引策略
• 3.9.2 基于PDB的哈希索引
• 3.9.3 实验结果分析
• 3.10 二维仿射变换
• 3.11 性能调优及实验分析
• 3.12 本章小结
• 第四章 原型系统的设计实现
• 4.1 系统架构设计
• 4.1.1 分层架构模型
• 4.1.2 应用层的MVC架构分析
• 4.1.3 结合分层抽象与MVC模式的系统架构设计
• 4.2 系统功能设计
• 4.3 系统开发过程
• 4.3.1 SuperWaba程序开发流程
• 4.3.2 使用Ant自动构建项目
• 4.4 系统开发、运行环境
• 4.5 实验数据及实验结果
• 第五章 总结与展望
• 5.1 论文总结
• 5.2 进一步的工作
• 参考文献
• 作者简历 攻读硕士学位期间完成的主要工作
• 致谢