第一章绪论
1.1.研究背景
移动通信网络经历了模拟蜂窝移动通信（1G)、数字蜂窝移动通信（2G)、3G移动通信网络以及4G移动通信系统四个发展阶段[1，2]。无线通信技术的发展 .使得无线数据传输速率得到不断提高：1G时代仅有1.2kbps-10kbps，2G时代GPRS速率可达115kbps，3G网络在理想状态时能够达到2Mbps，到4G移动通信网络时，己能够以100Mbps的速率下载数据[1]。在无线通信技术发展过程中，嵌入式技术也在不断进步,主流的嵌入式系统从Palm OS、Linux、Windows Mobile、Symbian等发展到今天的iOS、Android和Windows Phone，与此同时，嵌入式硬件如处理器、存储器等也得到了很大的发展。伴随着无线通信技术和嵌入式软硬件的发展，移动终端不断推陈出新，从早期的掌上电脑、个人数字助理到英特尔提出的移动超级电脑、移动互联网设备再到近年来的智能手机和平板电脑[3]，在此过程中移动设备的运算性能及数据传输速率得到大幅提升，其功能也越来越丰富，在大众消费群体中逐渐得到普及。地理信息系统（GIS)是在计算机技术支持下，采集、存储、分析、输出地理空间数据，并提供各种空间的和动态的地理信息用于决策支持的计算机技术系统[4]。
随着无线通信技术、嵌入式系统和移动运算等计算机技术的发展，在20世纪90年代初期，出现了移动GIS雏形，GIS呈现出由单机桌面和固定网络的传统GIS向移动GIS发展的趋势[5]。90年代中期，美国全球定位系统（GPS)的部署完成推动着移动GIS进入以GPS为核心的应用阶段。这个时期移动GIS主要用于数字城市虚拟现实、流域调查、国土资源调查、智能汽车和智能交通等[6，7]。而后随着无线通信技术的发展，第2.5代网络通讯技术GPRS以及第三代无线通信技术迅速发展，无线传输速率得到大幅度提高，并且移动设备开始支持接入Internet，这使得数据可以在无线网络中传输，同时还可以接入互联网，从而使移动设备与远程服务器之间的数据交换成为可能[7]。此时移动GIS的应用范围更加广泛，大量应用于数据采集[8，9]、导航服务、移动管理和支持决策等行业领域。早期移动GIS的客户终端主要包括掌上电脑、个人数字助理（PDA)、便携电脑、WAP手机以及手持GPS机，操作系统有Windows CE、Palm OS、EPOC和Windows Mobile等[11]，这些移动终端专业性强、移动计算能力较弱、价格较高。
近年来，随着嵌入式计算机软硬件技术和无线通信的发展，手持智能设备得到较大的发展，其中以苹果公司iPhone的推出为标志，个人移动智能设备拉开了蓬勃发展的序幕，市场涌现出大批的搭载不同操作系统的智能手机、平板电脑等个人智能移动终端。相比早期的移动设备，现阶段终端的移动计算性能得到大幅的增长，在大众群体中得到快速的、大范围的渗透。据国际著名的市场调研机构IDC (国际数据集团）发布的《全球移动电话统计报告》显示，2011年全球智能手机出货量达到4.914亿部，增幅达到61.3%,其中苹果手机iPhone系列产品出货量达到9300万部。截止2011年底，苹果公司总共售出3.15亿部搭载iOS系统的设备。目前主流的移动操作系统有iOS、Android、Windows Phone、Symbian等，这些操作系统都支持应用程序的开发，包括移动GIS应用程序的开发。众多GIS厂商也相继为其推出了移动GIS开发包。个人智能移动设备大都内置GPS装置，且移动计算性能强劲，满足了移动GIS发展的软硬件需要，其与GIS的结合也促使了传统GIS向基于移动计算环境的GIS发展。
比如，近年来随着无线通信网络和地理空间信息服务的结合，逐渐兴起了空间定位信息服务（LBS,Location-based Service) LBS结合了 GIS、无线通信、嵌入式技术和空间定位等技术，为移动终端用户提供基于空间位置信息的服务。根据用户的需求，LBS可以提供各种不同的空间位置信息服务，如生活信息查询[13]、移动社交、智能交通[14]、物流管理[I5]以及紧急救援等，同时还产生了众多的LBS服务商，如美国最大的移动位置服务商Foursquare，国内的盛大切客、街旁、嘀枯、网易八方等。可以预计，随着个人移动设备在大众群体中的普及，人们对空间非空间信息在随时随地为任何人服务的 4A (Geo-Information for anyone and anything atanywhere and anytime)需求将越来越大。大众希望能够利用个人设备获取更多的基于位置的服务，如生活信息查询、移动社交等；而较为专业的GIS用户群体希望利用移动设备完成一些桌面GIS或者WebGIS难以完成的任务，如物流管理、智能交通等，此外，现有的个人移动设备也更加方便于GIS用户的移动办公。总而言之，个人移动智能设备的普及将会使移动GIS的应用范围越来越广，移动GIS的应用需求也将越来越大，这也将极大促进移动GIS的发展，同时，对于移动GIS开发的从业人员来说个机遇和挑战。
1.3. 移动GIS开发现状 ....................16-23
1.4. 本文研究的主要内容及论文结构 ....................23-25
第二章 iOS应用开发基础 ....................25-32
2.1. iOS操作系统 ....................25-26
2.2. iOS SDK ....................26-27
2.3. iOS开发者计划 ....................27-28
2.4. SQLite数据库 ....................28-32
第三章 基于ArcGIS for iOS的移动GIS开发的关键技术 ...........32-45
3.1. 移动空间定位 ....................32-36
3.2. 地图数据的发布和加载 ....................36-40
3.3. 客户端与服务器端数据库的交互 ....................40-45
第四章 开发实例：基于iPhone的华东师范大学数字校园 ................45-68
4.1. iPhone简介 ....................45
4.2. 系统设计及开发环境 ....................45-49
4.3. 数据准备、预处理及发布 ....................49-54
4.4. 基本GIS功能实现 ....................54-58
4.5. 定位模块 ....................58-60
4.6. 校园建筑的查找 ....................60-62
4.7. 热点区域的360度实景显示 ....................62-65
4.8. 地图图层及地图要素显示控制 ....................65-68
结论
本文对移动GIS的概念、特点及组成等进行了相关的阐述，从而使其与桌面GIS、WebGIS等区分开来。同时，归纳整理了目前市场上主要的移动操作系统、现阶段移动GIS的开发方式、主流的移动GIS 二次开发平台以及移动GIS的前沿应用。文章重点研究了基于ArcGIS for iOS的移动GIS开发所涉及的关键技术，如移动空间定位、地图数据的发布和加载、客户端与服务器端数据库的交互等。论文的研究内容包括：基于AGSGPS以及基于Core Location的两种空间定位的实现方式并分析了其优缺点；移动GIS开发中所需的空间数据的发布方式和加载方法，另外，对ArcGIS for iOS提供的现有类进行了扩展，实现了离线瓦片图层的加载；基于Web Servcie实现了搭载iOS系统的客户端与服务器端异构数据库的交互。本文对所研究的关键技术进行了详尽的描述，给后来的移动GIS开发者提供了技术解决方案。
在移动GIS开发关键技术研究的基础上，论文设计并开发了基于iPhone客户端的华东师范大学数字校园系统。数字校园系统具备了地图浏览、移动定位、校园建筑查找和地图图层及要素显示控制等GIS功能，用户可以实现自身在校园内的定位，使用模糊查询方式查找感兴趣的校园建筑，在地图上查看校园要素。此外，为了使用户对校园环境的识别更加贴近现实场景，引入了 360度校园实景展示功能，用户可以在客户端浏览校园热点区域周围360度的实景。数字校园系统作为移动GIS的一个实例，论文详细阐述了其开发流程和功能实现方法，给后来的移动GIS开发提供了借鉴。
参考文献
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