基于ARM的智能电子导游系统的研发 设计论文.doc

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1、目录摘要IABSTRACTII引言11绪论21.1国内外研究现状及发展趋势21.1.1智能电子导游系统发展现状21.1.2智能电子导游技术发展现状31.2论文研究内容61.3本文的创新点62电子导游系统的设计72.1电子导游系统的结构设计及各模块功能72.1.1硬件模块72.1.2嵌入式Linux模块82.1.3嵌入式GIS模块82.1.4路径规划模块82.1.5地图数据模块82.1.6景点查询与介绍模块82.2嵌入式Linux介绍与分析82.3嵌入式图形界面93智能电子导游系统的软件研究与实现103.1地理信息数据103.1.1获得景区栅格地图103.1.2栅格地图矢量化113.1.3芙蓉园

2、景区图层数据输出133.2嵌入式GIS模块的实现143.2.1MapInfo图层文件数据格式分析143.2.2嵌入式GIS数据结构建立163.2.3GIS基本功能实现233.2.4嵌入式GIS图形界面实现各效果图243.3景区路径优化模块实现303.3.1景区路径分析303.3.2算法思想313.3.3景区路径规划解决方案313.3.4景区路径规划实现324结论40致谢41参考文献42摘要将嵌入式技术和GIS、最佳路径规划算法相结合构成的智能电子导游系统，在我国的旅游产业中扮演着重要的角色，是我国信息化建设的一个重要的组成部分。该系统能给游客提供各种景点的精确定位信息、最佳导游路线图信息以及旅

3、游景点大致概况信息。为了实现此目的，本论文研究以2410ARM开发板为底层硬件，在Linux嵌入式操作系统的软件平台上，利用QT/EmbeddedGUI作为图形界面，对Maplnfo文件格式进行转换，开发具有自主知识产权的嵌入式GIS及路径规划系统。通过C/C+编程开发嵌入式GIS模块和电子导游应用软件模块，最终将软硬件相结合，使电子地图显示在触摸屏上，从而实现了景点信息的查询和介绍、景区最佳路径规划、距离测量、地图放缩漫游等功能。本论文要研究的问题有：第一：研究在MapInfo软件下对景区地图进行栅格化。第二：在自由软件Linux平台下研究和开发嵌入式GIS模块。第三：基于遗传算法，开发了针

4、对景区的路径规划模块。最后，将研究成果应用于西安大唐芙蓉园景区，实现了如下功能：图层操作，地图漫游、放大缩小，景点数据库的查询、景点信息的介绍，景区最佳路径规划，距离测量功能。实际应用效果和测试证明了该系统的有效性。关键字：电子导游定位系统；MapInfo软件；嵌入式GIS；最佳路径规划IIABSTRACTThe intelligent electronic guide system ,composing of the embedded technology and GIS and combining the best path planning algorithm,plays an impo

5、rtant role in our countrys tourism industry and is an important role in information construction in China. The system provides a variety of tourist attractions precise location information, the best road map guide general overview information and tourist attractions information.To achieve this purpo

6、se，This study takes the 2410ARM development board for the underlying hardware, In the Linux embedded operating system software platform, using QT / EmbeddedGUI as the graphical interface,converting the MapInfo file formats. Develop our own intellectual property embedded GIS and path planning system.

7、Through the C / C + + Programming embedded GIS module application software modules and electronic guides, combination software and hardware will eventually,making electronic map displayed on the touch screen, enabling the query and the presentation of information sites, scenic best path planning, di

8、stance Measurement, map zoom roaming capabilities. This paper to study the issues: The first study area under the MapInfo software raster maps. The second in the free software research and development under the Linux platform, embedded GIS module. The third development of the genetic algorithm based

9、 path planning module for the area. Finally, the research results of Xian Tang Paradise area, to achieve the following functions:layer operations, roaming the map, zoom, attractions database queries, information presentation attractions, scenic optimal path planning, distance measurement function. P

10、ractical application and tested the effectiveness of the system.Keywords: Electronic Positioning System guide;MapInfo Software;embedded GIS; Optimal path planning基于ARM的智能电子导游系统的研发 嵌入式GIS及路径优化模块设计引言随着全球经济的复苏，据报道2010旅游业已成为我国经济的又一主要增长点，作为一个大国，中国拥有着丰富的自然资源，和多元文化，强烈的吸引着国外游客的好奇心。旅游业已居我国第三大产业之首。被称作旅游界奥林匹克盛

11、会的世界旅游旅行产业大会于去年闭幕。大会期间，国家旅游局宣布鼓励国际资本进入中国旅游装备制造业、旅游传媒业和旅游教育培训业。近两三年我国举办了多次国际盛会，先是零八年的北京奥运会，后是上海世博会，智能导游系统的应用已经显示出其极大地优越性，它不但环保而且更方便外国游客使用。但是，旅游业管理水平还不够健全，很多游客喜欢独自旅游，又对景区景点不熟悉，经常会出现迷失方向、景点游玩不全等种种不称心之事。尽管，这几年互联网迅速普及，游客可以在网上获得众多旅游信息，但是，一旦踏上旅程，脱离网络，景点信息就很难获得。这些问题阻碍了我国成为旅游业大国的发展进程。随着科学技术的发展，地理信息系统(Geograp

12、hic Information System，简称GIS)逐渐出现在人们的生活中，它为人们提供了丰富的空间地理信息。它能把图形管理系统和数据管理系统有机地结合起来，提供空间数据和属性数据。但是，现有的地理信息系统大部分都安装在PC机上，并不能给旅途中的游客带来多大的帮助。随着计算机嵌入式系统的发展，人们已经能把地理信息系统移植到嵌入式系统中，使游客在旅途中携带移动式电子导游系统成为可能。综上所述，开发嵌入式GIS的导游系统具有深远的意义，其具体表现为：游客通过导游系统自助旅游，提升了旅游的品质。导游系统为游客提供相应景点的信息，让游客迅速了解该景点的详细情况。这种导游系统促进了自助式旅游的发展

13、，增加了游客数量，带来巨大经济效益。1绪论1.1国内外研究现状及发展趋势1.1.1智能电子导游系统发展现状目前，发达国家大都使用讲解器，一种非导游讲解的便携式装置。在博物馆等室内展馆，基本上取消了导游讲解。游客进展馆后，自己拿讲解器听讲解，使用完毕自觉放回原处，以便供下位游客继续使用。所以国外的博物馆很安静，基本没有人为的杂音。此外，一家美国马萨诸塞州的公司还发明了一种便携式电子导游器，它储存了35000项数据资料，其中包括美国大陆主要高速公路在内。游人只需提供目的地的里程和方向，便可制定出旅游计划。旅途中，游人只需输入所在州名、高速公路、方向及最近的里程碑，便可获得加油站、餐馆、医院、旅游景

14、点等信息。除此之外，它还可以提供地方高速公路交警的电话号码，当地旅游公司、天气、汽车旅馆以及俱乐部等有关情况。这种电子导游器起到了电子地图和指引路线的作用，因此，只要手持电子导游器，游人就不会迷路。在美国、英国、法国、加拿大等国的一些旅游城市都有出租电子导游器。这种电子导游外形与普通的掌上电脑十分相似，在开车经过相关的景点的时候，这款电子导游就会播放一段该景点的语音介绍，讲述景点相关的历史和故事。此电子导游还能提示游客如何行车到达目的地、前方有什么景点、餐馆或者酒店。电子导游系统己经是一些发达国家发展旅游业的一大热点，在英国，旅游产业及支持它的公共和私营部门组织设定了5个主要的工作领域，而市场

15、推广与电子旅游被列为这些优先项目之首。在我国，电子导游还是个新生事物，2000年首先在广西桂林漓江出现，但是国内的应用主要还停留在数码按键播放机和触摸式视频讲解系统上，前者大部分旅游景点采用的是数码按键播放机，在景点按一下相应的键，就可以听到导游词；后者使用的电子导游机，游客通过触摸屏幕上的按钮，能得到景区景点、娱乐购物、交通出行等各方面的咨询服务。真正的电子导游应有智能性，一是智能引导功能，比如电子地图功能和语音导引路线功能；二是自动讲解功能，比如确定游客的具体位置，准确的介绍景点。智能电子导游系统于2005年在天坛公园首次使用。目前我国生产和开发电子导游的企业不到十家，启东市远卓电脑工程有

16、限公司开发的电子导游无线讲解系统已被联合国第二十八届世界遗产委员会会议指定为专用导讲设备。1.1.2智能电子导游技术发展现状在电子导游中，主要是利用了嵌入式技术和嵌入式GIS技术。以下先对GIS技术进行介绍，随后介绍嵌入式技术和嵌入式GIS技术。a.什么是GIS地理信息是指表征地理系统诸要素的数量，质量，分布特征，相互联系和变化规律的数字，文字，图像和图形等得总称。地理信息属于空间信息，其位置的识别是与数据联系在一起的，这是地理信息区别于其他类型信息的显著标志。地理信息系统（Geographic Information System，GIS）是以采集，存储，管理，描述，分析地球表面及空间和地理

17、分布有关的数据的信息系统。它是以地理空间数据库为基础，在计算机硬，软件环境的支持下，对空间相关数据进行采集，管理，分析，操作，模拟和显示，并采用地理模型分析方法。适时提供理多种空间和动态的地理信息，为地理研究、综合评价、管理、定量分析和决策服务而建立起来的一类计算机应用系统。b.地理信息系统的构成一般说来，一个完整的地理信息系统通常由4个部分组成，即计算机硬件环境、软件环境、地理空间数据、系统维护和使用人员。硬件环境：主机外部设备和网络组成，存储、处理和显示空间数据。软件环境：软件环境由数据库软件、系统管理软件和基础GIS软件组成，用于执行GIS功能的数据采集、存储、管理、处理、分析、建模和输

18、出等操作。地理空间数据：由数据库实体和数据库管理系统组成，用于空间数据的存储、管理、查询、检索和更新等操作。有空间数据和非空间的属性数据两大类型。系统管理和操作人员：GIS不同于一幅地图，而是一个动态的地理模型。仅有系统软、硬件和数据还不能构成完整的地理信息系统，还需要人进行系统组织、管理、维护和数据更新、系统扩充完善、应用程序开发。c.地理信息系统的功能由计算机技术和空间数据相结合而产生的GIS，它的基本功能是数据的采集、管理、处理、分析和输出。总结起来，GIS主要有以下3个方面的功能：（1）具有空间性和动态性，有采集、管理、分析和输出多种地理信息的能力。（2）计算机系统的支持是地理信息系统

19、的重要特征，因而使得地理信息系统能够快速、精确、综合地对复杂的地理系统进行空间定位和过程动态分析。（3）由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。d.嵌入式系统发展现状及趋势嵌入式系统(Embedded System)是指用于执行独立功能的专用计算机系统，软硬件可裁剪，适用于对功能、可靠性、成本、体积、功耗有严格的要求的专用计算机。嵌入式系统的发展至今数十年，纵观嵌入式技术的发展过程，大致经历四个阶段。第一阶段是以单芯片为核心的可编程控制器形式的系统，同时具有与监测、伺服、指示设备相配合的功能。第二阶段是以嵌入

20、式CPU为基础、以简单操作系统为核心的嵌入式系统。第三阶段是以嵌入式操作系统为标志的嵌入式系统。第四阶段是以基于Internet为标志的嵌入式系统，这是一个正在蓬勃发展的阶段。目前大多数嵌入式系统还孤立于Internet之外，但随着Internet的发展以及Internet技术与信息家电、工业控制技术等结合日益密切，嵌入式设备与Internet的结合将代表着嵌入式技术的真正未来。市场需求是嵌入式系统产业化发展的巨大推动力。随着计算机软件和集成电路技术的发展，嵌入式系统产品日益完善，在我国仅嵌入式软件产品就达到600多亿元。嵌入式技术与Internet技术的结合正在推动着嵌入式技术的飞速发展，嵌

21、入式系统的研究和应用发生了显著的变化。精简系统内核，优化关键算法，降低功耗和软硬件成本，提供更加友好的多媒体人机交互界面和网络互联成为嵌入式系统发展的必然趋势。e.嵌入式GIS发展现状及国内研究状态嵌入式GIS是GIS与嵌入式设备集成的产物，是GIS的一个新兴应用领域。典型的嵌入式GIS应用由嵌入式硬件、嵌入式操作系统和嵌入式GIS软件组成。嵌入式GIS的应用领域非常广泛，可以应用到智能交通、信息家电、工业控制、环境工程、军事国防、野外数据采集、智能汽车和个人用户等有关国计民生的各个领域，给人们的生产生活带来极大的便利。进入20世纪90年代，随着互联网(Internet)技术的发展，地理信息系

22、统和互联网的结合产生了互联网地理信息系统，Internet GIS改变了对空间信息的获取、共享、发布、分析的手段与方式。它是一种在互联网上运行的地理信息系统，也可以说是一种基于Web的地理信息系统。它不仅为全球用户提供分布式地理信息数据，而且还提供分布式地理信息处理与分析的工具。Internet GIS利用优越的网络向用户提供超媒体、交互式、分布式的空间信息，显现出传统GIS所不具备的优势。掌上电脑的便携性及移动性，为嵌入式GIS提供了良好的支持。随着掌上电脑的嵌入式信息设备的发展与广泛使用，人们希望能够在移动环境中获得实时的地理信息，尤其是与当前地理位置相关的空间信息。因而基于移动的嵌入式G

23、IS成为GIS研究的重要应用领域，掌上电脑的嵌入式GIS也是国内外研究的热点之一。它通过手机或PDA等嵌入式设备结合GPS定位向个人提供随时随地的位置服务，不但可以知道用户的具体位置，还可以随时查询附近的属性信息，因此嵌入式GIS可以给人们的日常生活和专业应用带来很大的便利，有着巨大的市场潜力。在国际GIS行业，MapInfo, AutoDesk,ESRI和Intergraph四大公司站在Mobile GIS技术的前沿。其基本功能分述如下：著名的桌面GIS厂商，美国MapInfo公司推出的MapInfo Professional是目前世界上较为完备、功能强大、全面而直观的桌面地图信息系统，为在

24、Client/ Server环境下解决问题提供了一种全新的方案；ESRI提供了ArcGIS软件产品ArCPado ArcGIS是全套商业解决方案；Autodesk公司提供了Autodesk OnSite的“移动访问”模块。这是移动的企业级解决方案，包括软件、应用设计、开发服务、维护、培训和技术支持；Intergraph也建立自己的移动GIS解决方案IntelliWherea IntelliWhere功能着重于无线通信和LBS的工业应用。在国内嵌入式GIS产品目前也发展迅速，一方面是国内的嵌入式软件开发也已起步，另方面是由于硬件技术的发展和成熟，如：北京灵图软件技术有限公司推出的在移动信息设备上

25、提供地理信息以及位置信息服务的SmartInHand软件产品；北京超图开发出地理信息系统开发平台eSuperMapa；北京中遥地网信息技术有限公司的GeoBeansMobile是基于嵌入式硬件设备的移动地理信息系统软件平台；台湾英瑞得信息公司设计出支持GPS全球卫星定位系统专用软件WalkMap(地图随身走)。各个行业和社会对移动空间信息的需求促进了嵌入式GIS的发展。嵌入式技术与GIS技术的结合，将成为21世纪信息产业新的经济增长点。随着嵌入式GIS软硬件平台、无线通信互联技术、移动定位技术等相关技术的不断发展，将进一步拓展和完善嵌入式GIS的应用。1.2论文研究内容嵌入式GIS模块开发。本

26、系统未使用商业软件，故需自行开发嵌入式GIS模块。开发基于遗传算法的路径优化模块。该系统，在指导老师的帮助下，做了大量的工作，最终完成，实现如下功能：景点查询及介绍。本系统的一大特色就是具有文字，图片，声音，视频图文并茂的景点介绍方式，游客只要有此系统，就能身临其境的感觉游玩景点的乐趣。景点分类，按多级菜单查询，选择景点后，此景点就会移到屏幕正中心。图层操作。系统提供全景，放大，缩小，漫游等图层操作，也可添加或删除各类图层，显示游客关心的地理信息。距离测量。系统能计算任意两点间距离，折线之间距离，给游客提供距离信息。位置确定。系统可以提供任意景点的经纬度。景区最佳旅游路线推荐。计算出游客在景区

27、游玩所有景点所需的最佳路径。1.3本文的创新点本文的创新点在于，嵌入式GIS技术与路径优化技术有效地结合，运行效率更高更适应嵌入式系统。同时系统具有平台无关性，主要表现在一下几个方面：（1）将嵌入式GIS技术应用在旅游行业中，方便游客使用，弥补旅游业现有的不足。在该软件中所有的图形空间属性全部用经纬度为坐标，从而能够与GPS，GSM系统相结合，组成了嵌入式3G系统。同时也可以实现经纬度到屏幕像素点，像素点到经纬度的相互转换。（2）依照现今最优秀的桌面GIS软件MapInfo，使便携式的旅游系统具有和桌面软件一样强大的功能。（3）路径优化技术应用在GIS系统中，使得导游系统更加人性化。2电子导游

28、系统的设计2.1电子导游系统的结构设计及各模块功能本论文选择北京博创UP-TECH S2410/P270 DVP开发箱为底层硬件开发平台，此开发箱以ARM S3C2410为处理器，集成声卡、触摸屏等模块和必要的集成电路。软件都是在此开发板上完成。以ARM处理器为底层硬件，采用Linux嵌入操作系统为软件平台，利用QT/Embedded GUI为图形界面，对MapInfo文件格式进行转换，使之适用于嵌入式系统，然后用C/C+编程，开发嵌入式GIS模块和路径优化模块，最后把硬件、软件相结合，使电子地图显示在触摸屏上。电子导游系统在实现过程中分为几个模块进行开发，以下是电子导游结构图：图2-1电子导

29、游结构图2.1.1硬件模块电子导游系统以ARM微处理器为硬件基础，外扩展了触摸屏，声卡，显示屏，串口，外围电路等。该处理器的性能完全能够实现GIS的各项功能。2.1.2嵌入式Linux模块整个系统的核心就是嵌入式Linux操作系统。操作系统管理位于其下方的各类硬件，同时也为位于其上方的各运行软件提供服务。本文2.2节将会详细介绍嵌入式Linux。2.1.3嵌入式GIS模块嵌入式GIS模块用标准用标准C+开发，具有自主产权和跨平台性，可运行于windows和Linux系统上。该模块被封装为一个类，对外提供接口，任何应用软件或个人只需调用接口就可以实现GIS的基本功能。2.1.4路径规划模块该模块

30、同样由标准C+开发而成，可跨平台使用，用来实现景区路径规划的功能，从而满足游客对于智能导游最优路径的需求。2.1.5地图数据模块就是地理信息数据模块，在Google Earth上截得的景区地图是位图，必须对此进行数字化。利用MapInfo软件建立景区地理信息数据库。首先，按照经纬度对位图进行配准；然后，按照景点层，道路层，水层等对地图进行分层勾画；最后，输出每个图层，供路径优化模块及嵌入式GIS模块使用。2.1.6景点查询与介绍模块本系统的一大特色就是具有文字，图片，声音，视频图文并茂的景点介绍方式，同时有最佳旅游路线推荐窗口。将GIS生成的景点信息、路线以及相应的图片、文本、视频，按照不同景

31、点分类存储。景点分类，可用Qt/E下智能生成多级菜单。本文2.3节将介绍有关Qt/E的信息。2.2嵌入式Linux介绍与分析嵌入式Linux(Embedded Linux)是指对Linux经过裁剪小型化后，可固化在存储器或单片机中，应用于特定嵌入式场合的专用Linux操作系统。嵌入式Linux的开发和研究己经成为目前操作系统领域的一个热点。本论文选用的嵌入式Linux是开源的，可免费使用的操作系统，它具有以下特点：具有非常高的适应性和可靠性，与其他运行于PC上的操作系统相比，由于继承了Unix的优点，在稳定性和适应性方面性能是十分突出的，嵌入式Linux也是如此；支持多种体系结构，如MIPS,

32、PowerPC, X86,ARM,SPARC等；具有小巧的功能完善的内核，嵌入式Linux具有Linux本身的一个特点：可以裁剪内核，根据不同的任务来选定特定的内核模块，将不需要的部分去掉，减小体积，在根本上解决了体积和功能的矛盾；嵌入式Linux具有可移植性，将Linux移植到新的处理器体系，将非常稳定；支持大量的周边硬件设备，Linux上的驱动十分丰富了，他们支持各种主流硬件设备和最新硬件技术；价格低廉，作为开源的系统，任何人都可免费获得。在开源的Linux下可以开发具有自主知识产权的系统软件和应用软件，不仅适应国家软件业发展方向，而且可将开发费用降到最低。2.3嵌入式图形界面Qt/Emb

33、edded是嵌入式系统的Qt版本，与X11版本的Qt在很大程度上接口兼容，采用帧缓存(framebuffer)作为底层图形接口。Qt/Embedded类库完全采用C+封装，并且有着丰富的控件资源以及较好的可移植性，大范围的Qt/Embedded API可用于多种开发项目。本论文的嵌入式GUI选择使用QT/Embedded设计，有几大优点，第一QT/Embedded是用C+代码写的，各个类都封装好，使用起来十分方便；第二QT/Embedded带QPaint类，具有画矩形、画线、画圆、三角形、多边形等各类图形，与MapInfo的构成图形相一致，非常适合嵌入式GIS；第三QT/Embedded对多种

34、字体的支持，Windows中的字体通过工具软件就能在QT/Embedded中使用；第四QT/Embedded对触摸屏有很好的支持，并且利用tslib工具可以很方便的对触摸屏进行校正。考虑这些因素，选择了QT/Embedded，实际应用效果较好。信号(signal)/ (slot)机制是Qt的一个中心特征，是Qt与其它工具包最不相同的部分。在Qt中使用信号(signal)和槽(slot)机制来代替回调。这个特殊机制非常适合嵌入式系统的使用。3智能电子导游系统的软件研究与实现3.1地理信息数据要建立地理信息系统，首先是收集数据，然后对数据进行处理，目的是为了获得数据中所包含的信息。本节将具体介绍数

35、据的收集，地图数据模块是GIS的基础。本论文以西安大唐芙蓉园作实际例子进行研究和设计，首先利用Windows桌面软件MapInfo对大唐芙蓉园景区地图进行配准，然后对其进行数字化分层操作，即将景区地理信息数字化，按芙蓉园水域，芙蓉园景点，旅游路线等对其分层，最后把每个层的属性信息数据和空间信息数据输出到文本文件以供嵌入式GIS模块使用。MapInfo 软件最主要的功能就是进行地图输入和编辑操作，可通过以下多种方式进行地图数据采集和输入，并对其进行编辑和修改。数字化仪输入地图：可通过数字化仪输入地图，MapInfo可与流行的多种数字化仪连接。改变格式输入地图：通过其他绘图工具绘制地图，MapIn

36、fo 9.5 支持标准的DXF 格式输入，可将CorelDRAW 、AutoCAD等格式输入地图，再以DXF文件形式输出，最后MapInfo 读入DXF 文件。使用光栅图像输入地图：可将光栅图像（Raster Image）输入地图，MapInfo支持BMP、SPOT、GIF、JPEG、PCX、TGA、TIFF等格式。输入地图之后，可用MapInfo的作图工具在其上作图和编辑，然后存储成单独的矢量地图层。本论文就是采用这种方式收集景区数据的。3.1.1获得景区栅格地图栅格图象由一行行细小的点（象素）组成，也称为位图。在MapInfo中，栅格图象只用于显示图层，不能象矢量图那样可以提供附加数据。用

37、栅格图作矢量图的背景，提取有用的信息。选择精度比较高的谷歌卫星地图作为基图，在谷歌地图上获得大唐芙蓉园景区栅格地图，如图3-1：图3-1大唐芙蓉园栅格地图3.1.2栅格地图矢量化a.用MapInfo配准芙蓉园景区栅格地图配准栅格地图是MapInfo的最基本要求，矢量地图就是要依附栅格图像而生成，在生成矢量地图之前必须配准栅格地图。（1）在MapInfo中打开芙蓉园景区栅格地图，以便配准。（2）创建控制点信息。一般选择创建4个或者更多控制点，四个控制点分别位于地图的四个角落附近，比照Google Earth的经纬度，将Google Earth中的60进制的经纬度换算为10进制的经纬度，进行配准。

38、（3）建立地图投影方式和单位类型。MapInfo的缺省地图投影（经/纬度）实际上是一种等距离柱面投影，使用经/纬度坐标系。该投影被称为Longitude/Latitude，这表示当选择它时，必须使用经度/纬度。由于经纬度已经精确到小数点后六位所以直接用经纬度作为投影方式。经纬度带有小数点，而2410微处理器不带有浮点运算，直接用经纬度计算会使运算效率明显下降。实际操作中，在GIS系统中编入程序先对经纬度进行处理的代码使运算效率提高。（4）调整图象样式选择表栅格图象调整图象样式，出现调整图象样式对话框，调整部分可调整图象的亮度和对比度；转换部分可选择显示为彩色或灰度模式；“透明选项”和“选择颜色

39、”可选择图上的一种颜色设为透明色，设定好后可选“确定”或“取消”操作。配准成功后，即可进行分层操作。b.创建芙蓉园景区各图层创建图层是地图数字化地第一步，以芙蓉园景区栅格图像作为基图进行矢量化形成各图层。然后将图层与数据紧密联系起来，使每个图层对应一张数据表。最后，就可以依据栅格图加入点、线、区域、文本等地图对象。创建景区图层包括创建新表，绘制矢量对象以及编辑等几个方面。MapInfo 专门提供了一套完整的绘图工具和编辑命令。这些工具可以使用户方便地在地图上绘制和修改各种地图对象，也可以使用户自定义地图的着色、填充图案、线样式、符号样式及文本样式。（1）创建新表和图层MapInfo中按层组织数

40、据，每一类要素为单独的一个图层。数字化前要为每一层创建一个新表。芙蓉园景区比较复杂，为了方便智能电子导游系统的便操作，创建多个层，交通层、水域层、亭台楼阁层、水秀表演层、人文文化层、历史文化层、饮食文化层。每个层都只有两个字段，中文名和英语名，中文名不超过17个字符，英文名不超过20个字符。（2）屏幕数字化通过手工跟踪鼠标实现屏幕数字化，依照屏幕上的栅格图来创建矢量对象，主要会用到绘图工具完成。由于嵌入式系统RAM和flash资源很宝贵，并且微处理器运行速度比较慢，为了减少点的数量，在进行数字化时要尽量减少使用多边形绘图工具，而用椭圆、矩形、圆角矩形代替量，为嵌入式GIS模块计算提供方便。（3

41、）编辑矢量对象利用选择工具，对每个矢量图进行着色，形成优美的电子地图。如图：3-2所示：图3-2大唐芙蓉园景区矢量地图3.1.3芙蓉园景区图层数据输出在PC上创建的矢量图在Linux下无法直接使用，需要输出为文本文档。同时还要创建景点属性信息文档和配置文件。a.图层信息转换为MIF、MID文件通过MapInfo表菜单的EXPORT输出功能，把每个图层都进行输出，生产MIF文件和MID文件，前者记录图层的空间信息，后者记录图层的属性信息。b.建立配置文件为了使其它景区地图放入电子导游中可直接使用，要建立一些配置文件，只需将该景区的多媒体文件等放入其中即可，嵌入式GIS可自动识别文件，而不必修改程

42、序代码。建立3个配置文件，layouts.txt, scenes.txt, path.txt。layouts.txt记录景区的所有图层中文名和英文名。c.景点属性信息文件电子导游能通过文字、图片、声音、视频介绍景点，这些信息都存入在text, picture, audio, movie文件夹中。每一种介绍信息根据文字、图片、声音、视频分别存于以景点英文名命名的文件夹中。创建景点属性信息文件主要是供景点查询与介绍模块使用，它收集了所有景点的属性信息。如此，这个模块才能实现图文并茂，有声音和视频的功能。完成景区地理信息数据以及景点属性信息的收集后，就可开发嵌入式GIS模块了。3.2嵌入式GIS模块

43、的实现利用开源的Linux操作系统和QT/Embedded GUI图形界面，用桌面MapInfo软件生成的矢量数据作为嵌入式图层，开发具有自主知识产权的嵌入式GIS模块。为了实现跨平台和可移植性，嵌入式GIS模块用标准C/C+语言实现。该模块与GUI不相关，仅为其提供接口，嵌入式GIS模块具有以下功能：可以识别桌面GIS（MapInfo）软件生成的矢量图层，并按比例从新绘制；具有桌面GIS软件的一般功能，如距离测量、漫游、放大和缩小等功能；拥有可以优化图层操作的GIS算法。首先，分析MapInfo软件生成的各图层数据，建立与嵌入式GIS相适应的数据模型，开发GIS算法，实现GIS各项功能。3.

44、2.1MapInfo图层文件数据格式分析在MapInfo中一张矢量图是由多个图层构成的，每个图层又由MID和MIF两种文件构成。MIF记录的是空间坐标信息，画笔、画刷信息。MID文件则是对应记录着与MIF相应对象的属性数据，在本论文中，MID文件记录对象的中英文名字。a.图形信息数据MIF文件是MapInfo用来向外交换数据的一种中间交换文件，MIF文件有两个区域：文件头区域和数据节，文件头中保存了如何创建MapInfo表的信息，数据节中则是所有图形对象的定义，故MIF应是保存图形的一种文件格式，它由9种图形组成：point(点)、line(线)、polyline(多边形)、region(区域

45、)、arc(圆弧)、text(文本)、rectangle(矩形)、rounded rectangle(圆角矩形)、ellipse(椭圆)。每一个图形又由固定的格式存放，它的结构如下：Version n Charset characterSetName DELIMITER UNIQUE n,n. INDEX n,n. COORDSYS. TRANSFORM. COLUMNS n DATA 比如，直线的结构：PLINE MULTIPLE numsections numpts1 x1 y1 x2 y2 numpts2 x1 y1 x2 y2 PEN (width, pattern, color) S

46、MOOTH MapInfo的颜色通常是以红、绿和蓝色的相对浓度来定义的。其中每种颜色是一个0到255包括0和255之间的数；各种颜色的RGB值由以下公式计算：（红色*65536）（绿色*256）蓝色 (3-1)解析出三原色的程序为：p3-color.color1=c/65536;/红色p3-color.color2=c%65536/256;/绿色p3-color.color3=c%256;/蓝色b.属性信息数据MID文件中存放属性数据，此文件，是一种数据表结构，记录的每一行对应每一MIF图形对象的属性。每个矢量图都是由图层、图形对象、座标点、和对象属性组成，组织结构如下图3-3所示：属性数据(MID)MapInfo矢量地图空间数据(MIF)图层1图层2图层3点直线折线区域矩形文本椭圆多边形圆弧图3-3MapInfo图层组织结构图3.2.2嵌入式GIS数据结构建立矢量地图由多个图层组成，每个图层又由9种图形对象组成，图形对象又包含座标点和画刷、画笔。9种图形对象是构成矢量地图的最基本数据信息，根据矢量图形的结构规则，建立嵌入式GIS的9种图形对象数据结构体。例如：typedef struct Point int x;/横向像素 int y;/纵向像素point;定义像素点结构体，触摸屏是640*480。typedef struct mypen int pen1;/直线中红色的