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关键词:地理信息系统;三维可视化;远程控制技术;计算机信息技术
中图分类号:C931文献标识码: A
前言
随着信息技术的飞快发展进步和广泛应用,给我们的生活工作等各个方面带来了许多便利。随着计算机信息技术、远程控制技术、摄影测量技术等一系列科学技术都有了突飞猛进的发展,这最快的速度在最短的时间段内捕捉到空间信息,接着进行三维景观的重组变得可以实现。特别值得一提的是地理信息三维可视系统的问世以及进一步研究应用为人们更好地认识周围环境提供了新的方法和角度。在与之相关的环境虚化体系里面,地理信息三维可视化体系也属于一种起着关键性作用的构成成分。
1 三维可视化地理信息系统的发展
目前,三维GIS系统以三维数据作为基础,能够很客观地将我们周围真实存在的事物进行虚拟化地再现。该体系在现阶段已经取得了很大的发展与进步,并能很好地处理大量数据漫游以及贴面修改等事务。不过在三维数据研究、建立模型以及数据整理等层面上还有不少不足之处需要改正。在当下,所能实现的只有在二维GIS的基础上增加一些填补工作,辅助建成三维的景观模型,而这样做充其量也只是山寨的三维GIS。三维可视化地理信息系统本来是对周围环境三维数据的储备,处理以及能够看见等不同技术的结合。但是就现在的技术水平而言,我们只能对山寨GIS进行利用,要是想要形成一个真正完整的三维GIS,我们必须处理好下面几个点:巨大的数据总量;多种繁琐的空间关系;数据储备以及整理、查看、搜索等等。
2 地理信息三维可视化系统的应用现状
(1)城市。中国的城市聚集着越来越多的人,越是繁荣人口密集的城市似乎越具有吸引更多的人群加入其中的魅力。人口的大量集中使得城市建设面临着越来越多的问题,而地理信息三维可视化系统的问世与进步可以为城市的发展提供很大的方便。例如城市管理中的居民管理、大气污染状态监控管理、地下用水管理、地下线路管理等等。(2)环境。新世纪,随着生态环境保护以及可持续发展观念的深入人心,地理信息三维可视化系统可以对大气环境、地表环境以及地下环境进行全方位的监控报告,能够生动真实客观地将我们周围的环境状况模拟出来,让我们及时客观地将周围的环境发展状况认识清楚,有利于更好地采取有效的措施进行治理和防护。(3)地质。地质是当下众多行业与学科研究工作正常进行的基础载体。地理信息三维可视系统能够更好地将我们拥有的地质环境,结构组成清晰地模拟出来,客观真实地再现在人们的面前,为各项研究工作,生产工作的正常进行,顺利展开提供无穷无尽的便利。(4)矿山。在矿产这一行业,地理信息三维可视系统又能将矿物质的形态与组成结构清晰地表达出来。有利于矿产勘查工作者掌握巷道,矿场等的详细地理信息,为矿产事业的发展提供详细有用又准确的第一手资料,方便相关政策方针的制定。(5)海洋。新世纪又将是一个海洋的世界,对海洋展开的研究利用将是我国是实现可持续发展目标的一个重要的手段。在这一方面地理信息三维可视化系统能够准确客观地将海洋知识汇报给有关研究机构,进行海水盐分、温度、压力以及水流方向等的研究,有利于我国对海洋的进一步开发。(6)气象。还可以用来汇报高空大气的情况,包括气流、风向、气压、构成元素、成分变化等。综上所述,地理信息三维可视化系统在我们的日常生活生产发展中涉及领域之广不容忽视,随着人类社会的进一步发展,它可以帮助我们解决各种各样的问题,所以要予以高度重视和关注。
3 地理信息系统基础平台的选取
地理信息三维可视化系统想要获得进一步全面的发展,不得不考虑地理信息系统平台的正确选择。在这一方面,一般使用的一个平台就是美国MIS企业开发出来的一款软件,Maplnfo,用它来作为地理信息三维可视化系统开发的平台。该软件具有功效超大、综合性强、比较直观等特点。这款软件可以将数据和图像信息有效地组合在一起,对繁琐的地理信息进行分析,而且其具有的可视化地理分析能力还能够允许使用者将不一样的数据联系在一起,并将其展现出来,表达出数据中间存在的联系,以及数据的形式。
它的特点有:(1)代码匹配。该系统能够为前后输入的图像以及属性数据进行自动的匹配工作,而且能够对这一过程中产生的错误进行自动修复。同时该系统还能够通过MapBasic语言对图像与数据进行有效地连接。(2)查询功能。Mapinfo允许对图像进行的点查看,功用齐全的SQL查看,为地理表达提供支撑,也可以将图形与数据连接在一起。搜素的成果能够用图形、表格等进行表达。(3)图形编辑和显示。允许对图形上的事物进行随意地删除和增加,也可以将独自的记录与条件等进行修改。至于数据的展现完全可以通过三种不一样的形式。(4)输出功能。可以将图形的部分打印出来,也可讲内部的数据变成AutoCAD能够识别的另一种形式。内部格式的数据形式也可以进行转变。(5)Mapinfo。不允许对象拓扑关系的构建。空间分析的作用需要通过最基本的对话框交互形式来完成。
4 三维可视化软件的选取
在地理信息三维可视化系统中,对三维可视化问题的研究与分析是其关键的构成部分。其中处于最中心地位的一个工具是三维可视化工具,它是及逆行那个三维图像研究制作,对地理信息三维可视化系统展开研究的关键性的一个步骤。在信息计算机起步之初,人类就已经展开了对计算机图像的研究工作,一直到九十年代开始,人类开始认识到繁琐的数字通过图像来表达更加利于理解,所以自此开始,三维图像以飞快的速度发展了起来。
5 地理信息三维可视化系统的进一步是实现
当下,在国内外,地理信息系统研究界,地理信息三维可视化系统的发展还需要进一步的研究。
(1)在数据层面,地理信息三维可视化系统数据主要由四个构成成分组成:图像的几何位置、属性信息、高度以及拓扑联系。在这些构成中缺少的是数据的Metadata,alsomeans元数据。该项数据是用来对数据的出现、投影形式、坐标构成、使用时间段、编码计划等作出记载,元数据有利于数据共享的实现。(2)应该形成一种三维可视化基础数据的管理体系,也就是说用该体系来对数据的录入录出,以及数据库的形成进行统一的管理控制。(3)该体系只保证了由二维地理信息系统转变为三维地理信息系统的一个方向上的督查,但是一个完善的三维地理信息系统应该将二维地理信息系统和三维可视化系统进行查询上的交换。(4)网络技术正在经历着飞速的发展变化,信息技术的更新换代,使得它在页面制定、公布以及传递等方面起着十分重要的影响,网络地理信息系统三维可视化系统能够帮助其是实现大众化的发展。(5)由于本系统还有针对高层领导的校园规划、建设等方面的决策要求,故需要根据实际情况实现本系统的辅助决策支持功能。
结束语
地理信息系统是以计算机为基础的一项应用技术,它使与地理空间分布有关的信息得到更有效、更迅速的利用和传播。但大多数地理信息系统及其应用是基于二维坐标系的缺少管理、分析复杂三维物体的功能,难以满足地理、大气、海洋科学等研究三维空间的要求,地理信息三维可视化系统的研究与开发己成为地理信息系统研究领域的重要方面。
参考文献:
【关键词】空间数据;可视化;SVG;Ajax
The Application of Spatial Data Visualization Based on WebGIS Technology Research
LI Xin-ying1 LI Feng2 WU Hong-li3
(1.Haikou College of Economics,Haikou Hainan 570100,China;2.Hubei University of Arts and Science,Xiangyang Hubei 441000,China;
3.Hainan Normal University, Haikou Hainan 570100,China)
【Abstract】In hainan tourism geographic information system based on WebGIS, through analyzing the VML, SVG and Ajax technology to study spatial data visualization in WebGIS. build WebGIS client vector graphic method, based on SVG, RESTful Web Services and Ajax WebGIS system structure model, to improve the performance of hainan tourism geographic information system has very important meaning and function.
【Key words】The spatial data;Visualization;SVG;Ajax
0 引言
随着“数字地球”的研究兴起,地理信息系统(Geographic Information System,GIS),在全球范围内得到了飞速发展。由于相关技术的发展和应用领域的用户需要,地理信息系统将向着数据标准化、数据空间多维化、平台网络化、系统智能化的方向发展。而WebGIS技术的发展更进一步开拓了其应用领域,使GIS能够为更多的用户在更广泛的领域提供空间信息服务。利用互联网在Web上空间信息,为用户提供空间数据浏览、查询和分析的功能己经成为WebGIS的主要功能。但WebGIS自身还有一些关键技术函待解决,仍面临着一系列的瓶颈。
(1)异构、多源的空间数据的共享和互操作性。
目前现有的WebGIS已有自己特定的空间数据,为了便于管理和考虑安全问题,这些空间数据大多是面向行业、依赖于特定的支撑环境和运行平台,并且各自独立、无法相互沟通和协作。因此WebGIS用户不能同时查看其他不同空间数据库中的数据,无法实现异构、多源空间数据的共享、交换和互操作。
(2)缺乏丰富的空间信息表现手法。
HTML、ASP是WebGIS中最主要的信息传输和表达的工具,但由于HTML、ASP采用的标记固定,缺乏对数据的内部结构和关系的描述,而且不支持矢量图形等缺陷,不能实现在互联网上针对复杂空间地理信息的查询、整合和定位,空间信息表现单一。
(3)图形信息的传输速度与可视化。
由于Internet的网络带宽及路由限制,海量空间数据的传输及图形图像的表达一直是WebGIS的技术瓶颈。怎样建立快速的响应和传输机制,向用户提供通俗易懂的、多样化的图形操作界面,动态地表现地理空间数据是目前WebGIS要突破的问题。
(4)无法实现跨平台数据访问。
由于微软的DCOM、Sun的RMI和OMG的CORBA等分布式对象技术要求客户端与服务器本身之间进行耦合,因此基于这些平台开发的WebGIS无法实现跨平台的数据访问。
1 地理空间数据可视化相关技术
1.1 可视化技术与GIS应用
3S技术的发展与融合,让GIS技术深入到了我国经济建设中的各个领域及各个部门之中,应用越来越广泛。而今,空间信息已经逐渐成为基于IT的信息系统及应用的数据基础。而可视化技术在对空间的数据分析中起着非常重要的作用,主要体现在如下几个方面:(1)可视化技术在空间信息和知识方面的表现方式,被用于展示空间数据分析的最终结果。(2)可视化通过对空间对象中几何特征和拓扑关系的展现,使空间数据变得更加容易理解;(3)可视化作为一种空间数据分析的方法与工具往往被用于空间数据的知识发现。可视化分析能够形象直观地展示空间数据结构特征、复杂关系和规律,进行空间对象的空间性质计算,可以对知识进行更高层次的抽象概括,因此被广泛地应用于空间数据的理解和表现。
关键词:GIS;广播电视;网络管理
一、概述
GIS是地理信息系统(Geog raphic Information System)的英文缩写,它是一项集计算机科学、地理学、信息学、管理科学等于一体的多学科综合技术,它独具的空间地理信息、图形处理能力,为与空间地理信息有关的领域提供了强有力的支撑,正被广泛用于进行城市规划与建设,通信、电力、交通、人口统计,甚至于军事、商业等领域。
地理信息系统顾名思义是是有关空间数据管理和空间信息分析的计算机系统。在GIS中,现实世界被表达成一系列的地理要素和地理现象,这些地理特征至少有空间位置参考信息和非位置信息两个部分组成。GIS技术的特点是按一定的空间拓扑关系,以数据库的形式来储存各种空间地理要素及属性数据,以图形方式来描述各种空间地理要素,并利用关系数据库管理系统的成熟技术,将地理属性数据管理和空间数据的拓扑关系相结合,使被描述的事物既直观又生动。GIS在空间拓扑关系上实现了地理的描述性数据和空间数据的有机结合。
广播电视网是一个综合覆盖的概念,它包括由中波、调频广播和电视地而广播与卫星广播组成的无线覆盖网,及有线广播和有线电视广播组成的有线覆盖网,还包括提供、传输信号源的微波、光纤网络,规模庞大,特别在三网融合背景下,全国统一成一张网也只是时间问题。
二、GIS在广电网络规划与管理中的应用
地理信息系统的主要特点是实现了图形与数据的结合,为用户提供了许多用于显示地理空间数据的工具,以可视化的方式提供了一种崭新的决策支持方法。
广播电视覆盖网规划与管理是一项复杂的工作,从台站规划、台址选择到场强预测、覆盖分析、干扰分析、频率指配等一系列覆盖网管理与建设工作,无不涉及到地理空间信息的表达、展示、处理与分析,但是采用人工在纸质地图上绘制的方法进行规划时,缺乏精密性及使用的灵活性。尤其在地形复杂多变的地区,在进行干扰分析、覆盖计算时对台站位置信息的要求很高,往往失之毫厘,谬之千里。利用地理信息系统无缝集成属性数据与空间数据的能力,可将在属性数据库中记录的覆盖网信息准确地描绘在电子地图上,将台站分布信息准确而又直观地反映出来。
通过GIS的支持应实现对广播电视网络规划与管理的以下功能:
1.数据可视化表现,基于空间电子地图的广播电视网络资源的可视化查询和分析功能、可视化用户信息查询与管理功能。
2.空间数据的检索、转换、维护与处理。
3.在网络改造等业务中提供基于地理位置的分析与管理手段,提高在线路改造、故障抢修方面的综合能力。
4.计算机智能辅助设计功能。
5.其他延伸功能。
三、广电GIS系统设计
1.系统目标
紧紧围绕广播电视台网管理与频率规划体系,结合现代高新技术,建立一个方便操作、集成化程度高、具有较高技术水平,既能满足日常信息管理与可视化查询,又能按照特定的要求进行空间分析、模型计算和提供科学决策支持的广播电视台网管理与频率规划地理信息系统。系统软件平台的主要功能包括广播电视的数据传输、数据转换、数据维护与处理、数据管理以及广播电视分析结果的可视化;空间数据检索、数据可视化表现等。
2.系统框架
(1)系统组成:数据库维护与支持系统和业务决策系统
(2)数据存储子系统结构设计。
(3)数据维护子系统结构设计。
(4)业务决策子系统结构设计。
3.数据编码的衔接
广电部门业务管理与决策活动与地理空间的分布相关性非常高,如广播覆盖数据的计算等必须以地理依托才能获得。因此,GIS在广电覆盖网络的应用中,需将广电信息与GIS空间数据进行集成与融合。
用户数据库的建立要统现全局,确保其开放性,兼容性和可操作性,保证今后开发的诸多子系统也可完全与之兼容,首先要保证用户ID的唯一性和统一性,可借鉴和参考国内外广电网络资源管理的各种规范,结合行政区域和信号路由确定用户ID。
系统包含的数据内容不同、类别多样,要利用这些数据,对其进行管理和分析,必须对这些不同类型和形式的数据拟订统一的分类标准和规范,为数据的统一编码,制定统一的数据规范提供依据。基本原则包括:
(1)科学性原则,客观而充分地反映信息系统所研究和描述的对象及其内部各成分之间的相互关系。
(2)现实性原则,充分考虑数据来源、数据可获得性、数据分析运算的方便程度,数据分类的级别数。
(3)继承性原则,应尽量采用标准分类或已经为大多数人接受或经过实践检验合理的分类。
采用地理编码驱动技术进行数据连接:以地理编码系统作为连接空间信息与属性信息、空间信息与业务信息的桥梁,使各种数据进行连接。建立参考系统,对系统的公共数据项进行统一定义、统一编码。建立数据交换、格式标准,实现空间数据与专业数据的动态集成,建立统一的定位基准建立统一的编码体系:按照上述原则,选取行政区划代码作为基本连接项,并以此为基础建立统一的编码体系。编制台站编码和发射机编码,以唯一确定系统内的台站与发射机,并将其作为信息查询检索的关键字。由台站类型、台站所处地域的行政区划代码以及该行政区划内台站序码构成台站编码,发射机编码由台站编码加发射机序码组成。该编码的确定为广播电视信息与的空间数据的融合创造了有利条件。
【关键词】三维可视化;房地一张图;信息系统
中图分类号:O434文献标识码: A
中图分类号:P208
文献标识码:A
1、引言
随着计算机技术和现代测绘技术的迅猛发展,计算机三维仿真技术和地理信息系统的紧密结合,为城市空间地理信息系统的建设提供了崭新的表现方式。通过计算机再现数字城市,在逼真的三维视觉交互中,对城市空间信息的主要要素,诸如建筑物、道路、水系等进行多方位、多层次的观察、分析,为人们认识和改造城市社会提供了崭新的观察和分析方法[1]。这种三维城市景观技术以其鲜明的技术特点和应用前景,在城市规划、国土资源、房产管理等领域发挥了巨大的作用。
苏州工业园区开发建设以来,通过实践和积累并积极借鉴新加坡先进经验,信息化建设起步较早。随着应用的不断深入,对信息化的要求越来越高,为此园区开发建设了基于政府地理信息云平台的“房地一张图”平台。并在该平台上开发出一个三维可视化系统,以满足三维地籍、三维房产管理的需要。
2、系统架构
三维可视化技术的迅速发展和应用,出现了各种三维仿真技术。例如,国外主要有 ArcGIS,Google Earth,Skyline,Multigen 公司的 Vega 等; 国内高校和科研院所也开展了相关研究并研制出部分产品,如灵图公司 VRMap、国遥公司 EV-Globe、开源框架的 World Wind 的等[2]。
Skyline TerraSuite平台是一套基于网络的三维空间数据交互式可视化解决方案平台,它是利用航空影像、卫星数据、数字高程模型和其它的二维或三维信息源,包括地理信息数据集层等创建的一个交互式环境。它能够允许用户快速地融合数据、更新数据库,并且有效地支持大型数据库和实时信息流通讯技术。Skyline可以支持网络城市三维地理信息的应用,并且对三维模型的属性管理也比较完善[2]。本项目就是基于Skyline进行设计开发的。如图1为整体系统架构:
图1系统架构
3、系统功能
本系统主要包括四大功能模块:场景创建、场景浏览、数据输出、信息查询。
3.1场景创建
可以三维实时编辑物体,对场景中的物体进行位移、旋转、缩放、对齐等等操作。可以直接用鼠标控制,也可以通过调整物体属性数值,精确调整模型。可以导入DEM数据生成地形,可以对矢量地物进行编辑插。可以通过自定义节点制作很多特殊效果和功能,如喷泉、爆炸、火焰、水流、雾等。具有场景文件导入合并功能。
3.2场景浏览
提供键盘或鼠标实现两种最基本的实时、交互式浏览操作,通过步行模式、飞行浏览、全屏幕浏览、建筑物内部漫游等,使任意交互式浏览变得更轻松。
3.3数据输出
系统提供功能非常强大的动画编辑功能,它不仅能编辑对象位置变化的动画,例如设定飞行路线,还可以编辑一切开放属性的动画,如颜色的变化、纹理的变化等等。支持将编辑好的动画以AVI或高分辨率位图文件输出。
3.4数据查询
本模块可以通过激活高亮视窗中的建筑物,并点击目标对象查询其土地登记和房地产产权登记信息。
4、关键技术
4.1多细节层次技术
多细节层次技术指根据物体模型的结点在显示环境中所处的位置和重要度,在不影响画面视觉效果的条件下,通过逐级简化细节决定物体渲染的资源分配,减少场景的几何复杂性,从而提高绘制算法。它依据场景对象模型和视点的距离,选择合适尺度模型表示来进行绘制。如果模型离视点较远,且在屏幕空间的投影区域覆盖较少像素,则用尺度小的模型来进行表示;相反,模型离视点较近,则采用尺度大(精细)的模型来进行表达[3]。尤其是它的继承框架结构,在描述场景模型间的互动关系以及交互环境时,能提高系统渲染、漫游速度,显得尤为有用,比较符合当前三维地理信息系统的要求。
4.2实时渲染技术
图形生成速度主要取决于系统所采用的图形处理的软硬件体系结构,特别是图形硬件加速器的图形处理能力,以及图形生成所采用的各种加速技术,除此以外还依赖于虚拟场景的复杂程度和真实感程度。目前OpenGL仍然是大多数三维引擎的设计基础,提高系统实时三维渲染性能的有效措施是减少进入OpenGL图形渲染通道的顶点和三角形数量。因此在生成阶段,我们采用一定的技术将一个原始场景的顶点减少对三维场景数据进行预处理。在遍历阶段我们通过执行各种“剔除”技术来控制减少进入OpenGL图形渲染通道的有效数量。通过运用这些技术,可以将场景中的有效数据量大大减收。
4.3三维交互技术
交互性是三维地理信息系统的重要特性之一,根据系统的不同运行模式,交互操作的对象有所不同,主要分为三维模型交互和三维场景交互。在场景漫游模式下,用户操作的对象实际上都可归结为虚拟三维空间中的视点。通常情况下,我们将该模式下的交互操作称为三维场景交互。对应地,另外一种交互过程称为三维模型交互,它一般发生在场景修改(编辑)模式中,其操作对象为三维场景中的各种节点,是一种基于对象选择的交互过程。
4.4三维空间查询技术
与三维空间内的实体对象相关联的信息包括两方面的内容,即实体固有的一些特性,如纹理、材质等,对于这些要素的描述我们统一用表面特征来管理,并集成在场景数据库里;另外对空间对象进行三维表达与管理,将业务审批数据库嵌入GIS中,实现对三维建筑物的三维查询与统计分析。
5、实际应用
作为园区“房地一张图”平台中的一个重要子系统,三维可视化系统在实际应用中取得了显著成效。利用本系统,我们完成了100平方公里的三维景观制作任务,并把三维数据与业务审批(土地登记、房地产产权登记)数据进行了整合,实现了三维数据展示与查询。相关功能如下图所示。
图1 三维展示
图3 建筑物信息查询
图2 三维查询
图4 建筑物套信息查询
6、结束语
三维可视化技术在“房地一张图”平台中的应用,使苏州工业园区的国土资源和房地产产权管理手段从传统技术提升到全新的三维可视化阶段,解决了长期以来对建设项目管理不够直观、不够真实的难题,使政府决策更加科学。其三维数据与政务审批数据库的整合,实现了二三维房地关联和时空信息的无缝衔接,对“智慧城市”等数字化建设具有一定的示范意义。
【参考文献】
[1]苏浩,苗天宝,白建荣.GEODEM组件技术在城市空间地理信息系统开发中的应用研究[J].遥感技术与应用,2002,17(6):352-356
[关键词]GIS 数据基础 无线网络规划 可视化 三维模拟
[中图分类号]C931.6 [文献标识码]A [文章编号]1672-5158(2013)06-0115-02
引言
地理信息系统是建立在地球科学、信息科学和计算机科学等基础上的边缘学科,它是一个通过描述地理环境信息的地理坐标及信息进行采集、存储、管理、查询、分析、显示和成图的计算机软硬件相结合的综合性技术系统。由于GIS具有反映地理空间关系,综合、统计、分析各种空间和属性信息能力的特性,而通信业的各种资源(如:管道网、电缆网、光缆网、传输网、无线通信网、客户信息、地址信息等)与地理信息紧密相联、不可分割。实质上,它本身就属于地理信息的一个独立而最为复杂的层面。因此,GIS必然要与通信领域发生关系。G1S技术在无线网络规划领域的应用可归纳为五个范畴:可视化管理、模型化预测、定量化分析、智能化诊断、科学化决策。
1 无线网络规划中的GIS数据基础
1.1 数据要求
表现地表环境的地理信息无线网络规划所使用GIS数据的分辨率,应该能够满足2G(GSM)、2.5G(GPRS&EDGE)、CDMA、3G(TD-SCDMA、WCDMA)和4G(OFDM,全IP,WLAN)及小灵通等网络规划的要求,根据无线电波传播模型的数据要求,以及移动通信网络规划和优化的实际需要,用于移动通信网络规划和优化的专题数字地图主要可分为以下几类
1.2 数据组织与处理
依据无线网络规划中对数据的要求,对GIS地理数据的处理流程包括:几何处理、多源数据合并、文件格式转换、相关文件生成、质量控制校核等。
2 无线网络规划中的可视化管理
2.1 传播模型的校正
传播模型是移动通信网小区规划的基础,传播模型的准确与否关系到小区规划是否合理,运营商是否以比较经济合理的投资满足了用户的需求。无线电波在传播过程中的损耗与传播距离和电波频率有关系,在实际传播环境中,还要考虑环境因子n,简化公式为L=38.45+10*n*log(dm)。n一般根据环境可取2~5之间。因此,需要根据基站类型、地形地貌数据等,结合路测数据,校正传播模型,建立合适有效的传播模型,并直观地显示给网优人员。
2.2 基于地理信息的通信网场强覆盖分析
基于GIS技术的通信规划软件所使用的地图数据是数据地图,把影响到电磁波传播的地形地貌地物等转化为可视化属性,将必要的信息通过地图显示出来,如基站、天线类型及天线方向等,通过传播模式计算不同边界场强的覆盖半径,并用不同的颜色来充色不同场强的覆盖区域,直观演示场强覆盖的优劣。
2.3 基于地物地貌性质和电磁波传播特性的仿真分析
移动通信是以电磁波传播的方式进行通信的。电磁波的传播特性是移动通信的基础。由发射机发射的电磁波在到达接收机(手机等)之前不仅存在和其它大气层传播所遇到的相当严重的传播路径损耗,而且还受到地面传播路径损耗的影响。地面传播路径损耗受地形地貌、建筑物、水域、移动物体和植被等环境因素的影响,从而产生多径衰落和时延扩散等。仿真分析还设计到了传播模型的设计,对于特定的环境要选定适合自己的传播模型。
2.4 无线网络规划中的三维模拟
利用已有GIS数据,建立一个具有真实的野外地理三维环境的平台,在此平台上进行3G预规划,得出机站半径R。根据预规划的结果,得出基本站距,在候选站址中进行选择3G基站,确定基站工程参数,进行初步仿真(静态分析),通过静态分析调整天线高度、指向、下倾的参数,以满足覆盖的需要;进行基站容量配置,以满足容量的需要。3G的规划重点在于控制干扰,控制干扰的关键在于控制覆盖,基站站址的选择为理想地控制干扰创造条件。因此,基站站址的确定,很大程度上影响着3G无线网的网络质量。
3 结束语
近年来,地理信息系统技术发展迅速,另一方面,计算机科学的飞速发展为地理信息系统提供了先进的工具和手段都为地理信息系统的发展提供了良好的契机。实践证明,GIS在各行各业中的应用,都带来了不同的社会效益和经济效益,在信息通信行业也不会例外。数字地图为网络规划提供了基础的平台,地理信息系统中的空间分析功能则为链路预算、覆盖预测提供了有效的方法和手段。未来的信息通信领域,GIS都将成为一种有效的管理手段,尤其随着第三代移动通信网络的发展,无线网络规划对于地理信息系统的需求会越来越迫切。相信很快,GIS将会成为人们办公和社会生活中不可缺少的一种手段。
参考文献
[1]雷红艳,由军强,宋俊德地理信息系统在移动通信网络优化中的应用,测绘出版社,2000年3月P224-226
[2]薛永备,廖安平,王鹏,严荣华,刘丽芬,苏文英,基于地理信息技术的移动通信网络规划和优化,邮电设计技术第10期,2005年10月
[5]姜文波,李熠星等,CMMB发展规划[J]广播电视技术,2008,7
[4] Aronoff,Stanley Geographic information systems:amanagement perspective Ottawa WgL Publications April. 1989 P21——67