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原文传递基于GPS/3DGIS技术的车辆定位监控系统的研究

论文题名：	基于GPS/3DGIS技术的车辆定位监控系统的研究
关键词：	GPSS功能模块;车辆定位;监控三维系统;三维地理信息;坐标转换;电子地图服务
摘要：	随着人民生活水平的提高，汽车数量的急剧增长，城市交通拥挤、道路堵塞、能源浪费、车辆犯罪等各种负面问题也随之接踵而来。在此背景下，如何更好地监控与调度各种车辆成为解决这些问题的关键。目前的车辆定位监控系统主要是基于2D GIS技术，利用二维电子地图作为车辆可视化载体，这样的系统虽然也能够对车辆进行定位监控、调度，但是二维电子地图不能直观、真实地展示车辆的实时位置信息。而随着3D GIS技术的深入及发展，3D GIS逐渐应用于各行各业。因此本论文结合“福建省营运车辆卫星定位安全服务系统”项目，探讨基于3DGIS的车辆定位监控系统的技术开发与实现过程，希望利用3D GIS技术，从而更直观、更有效地对各种车辆进行定位监控及调度等。这样的系统研究开发不仅可以为车辆定位监控系统的进一步研究提供参考，还可以为3D GIS在其他各个行业的应用提供参考。论文主要围绕车辆定位监控三维系统的设计与实现展开研究，本文利用TerraDeveloper控件及C＃开发语言分三维地理信息平台模块、GIS功能模块、客户端通讯模块、坐标转换转换模块、车辆指挥调度模块五个模块详细介绍了车辆定位监控三维系统的设计与实现过程。文章主要章节安排内容如下：绪论由于3D GIS的理论体系尚未完善、系统，因此本章明确了本文所应用的3D GIS技术，本文所应用的3D GIS技术主要是采用基于影像及DEM的构建方法，在此基础上叠加各种属性信息及建筑模型，以实现一个用户交互操作的三维地理信息平台。接着，本章详细论述了当前国内外车辆定位监控系统研究现状，发现目前大多数车辆定位监控系统以二维电子地图作为车辆可视化的载体，3D GIS技术的应用相对较少。最后交代论文的课题来源及研究的主要内容。第一章系统应用的主要技术概述。本章详细介绍了系统应用的主要技术全球定位系统(GPS)和三维地理信息系统(3D GIS)技术。GPS技术为车辆定位监控系统提供了GPS数据来源，本章详细介绍了GPS概述、GPS组成及GPS的定位原理。3DGIS技术为车辆定位监控系统提供了可视化的载体，提供了三维电子地图服务，本章详细介绍了3D GIS概述、3D GIS的功能、3D GIS的研究现状、3D GIS软件的发展及系统主要运用的软件平台TerraSuite软件。第二章车辆定位监控三维系统的总体设计。本章首先介绍了车辆定位监控系统的总体结构、原理，从车载终端模块，无线通讯链路模块及监控中心模块说明了车辆定位监控系统的各个部分组成及其功能。车辆定位监控三维系统作为车辆定位监控系统的监控客户端，是本文研究的主要内容，本章详细介绍了车辆定位监控三维系统的设计原则、总体结构设计，分五个模块三维地理信息平台、GIS功能模块、坐标转换模块、客户端通讯模块、车辆指挥调度模块详细介绍了这些模块的功能及设计。第三章车辆定位监控三维系统的实现。在第二章设计的基础上，本章详细阐述了车辆定位监控三维系统的实现过程。本章首先提出了系统实现、运行的软硬件环境要求，其次按照系统的设计方案详细说明了系统各个模块的实现过程。其中三维地理信息平台模块为车辆定位监控三维系统提供三维电子地图服务，三维地理信息平台的实现包括六个步骤。GIS功能模块用于实现各种基本的GIS功能，包括GIS操作、量测分析、定名坐标定位及车辆的标绘显示等功能。客户端通讯模块主要完成客户端与服务器之间车辆实时位置信息及其它各种信息的制定、传输及解析过程。坐标转换模块完成WGS84大地坐标向FJ2006大地坐标的转换过程。车辆指挥调度模块主要包括三个功能：车辆报警、车辆轨迹回放及车辆跟踪。第四章车辆定位监控三维系统实现的关键技术解析。本章概述了系统实现过程中采用的关键技术：数据传输操作及坐标转换操作。首先，在数据传输过程中，由于车辆信息的数据量大及数据更新频率快等特点，使得信息传输过程很容易出现延迟、堵塞等现象。本文主要采用如下方法解决这个问题：第一，在数据传输时，将字节数组转换成二进制数据包；第二，将车辆位置信息的传输及其它信息的传输方式分开，分别利用UDP协议及TCP协议进行传输；第三，在信息接收解析时，采用多线程技术，同时开辟多个线程对车辆实时位置信息进行接收及解析。其次，在坐标转换过程中，由于系统采用的是FJ2006坐标，该坐标采用自定义的椭球体参数，因此必须将车辆位置信息由WGS84大地坐标向FJ2006大地坐标转换，本章利用空间三维坐标转换七参数模型详细论述了坐标转换的实现过程，为WGS84大地坐标向地方独立系坐标进行空间三维坐标的转换提供参考。第五章总结与展望。对全文进行总结，说明了系统的实际运行情况。最后，对论文的不足之处予以说明
作者：	梁鹏飞
专业：	地图学与地理信息系统
导师：	简灿良
授予学位：	硕士
授予学位单位：	福建师范大学
学位年度：	2009
正文语种：	中文