作者：肖瑜
幾年前，普通大眾對于 GIS （地理信息系統）的概念還一無所知，直到 2005 年 6 月， Google 公司推出的 Google Earth 的橫空出世，這個簡單的遙感影像發布軟件讓人們一下子充分感受到了 GIS 的無窮魅力。此前， GIS 因其較強的專業性一直作為地學等研究機構和少數大公司所專注的領域而一直默默無聞，搜索巨頭 Google 公司推波助瀾式的參與成就了 GIS 當前的輝煌 。
而今，GIS正在越來越深刻地改變著人們的生活，最簡單的應用莫過于網上的電子地圖。即便是你沒有過上網使用電子地圖的經驗，那么你也已經生活在一個由GIS技術參與管理的社會環境中了。隨著IT產業的飛速發展，GIS已經完全融入到IT的主流之中，越來越多的IT廠商正在考慮把GIS技術應用到自己的軟件系統中，從而能夠更加方便直觀地管理客戶的業務數據。
GIS應用系統開發經歷了傳統的C/S、B/S結構模式之后，其觸角已經延伸至嵌入式系統領域。嵌入式系統的應用非常廣泛，其在應用數量上遠遠超過了各種通用計算機。廣義的嵌入式系統已應用于各種航空航天飛行器控制系統、武器系統、數字電視機、視頻高密光盤機（VCD）、數字化視頻光盤機（DVD）、學習機、尋呼機、手持電話，個人數字助理（PDA）、手持個人電腦（HPC），汽車電子系統、電話系統、數字相機、各種智能設備、儀器儀表、辦公電器、家用電器等各種各樣的軍用和民用嵌入式設備。在現階段，因為GIS普及應用的可視化屬性，嵌入式GIS設備的概念是狹義的，即通常指的是帶有可視屏幕的PDA、HPC、智能手機（SmartPhone）以及一些專門的車載導航設備等。隨著國家經濟的高速發展，這些個人便攜設備越來越多地應用在了普通大眾的手中，可以想象，未來的幾年中，人人的手機都可用于瀏覽查詢電子地圖、進行GPS衛星導航等，一個GIS大眾化普及的時代正在到來。
在介紹嵌入式GIS應用系統之前，有必要先介紹一下嵌入式系統本身（如圖1所示）。嵌入式系統整體上的劃分同我們的PC是保持一致的，由硬件系統（主要指CPU）、操作系統以及在系統上擴展的一些具體的應用程序等組成。關于嵌入式芯片，目前主要有英國ARM公司提供的ARM全系列技術體系，誕生于斯坦福大學的MIPS架構設計，以及日立（Hitach）公司所發展的Super H系列（SH3\SH4）等。其中ARM（Advanced RISC Machine）公司是全球領先的16/32 位嵌入式 RISC 微處理器解決方案的供應商，向全球各大領先電子公司提供高性能、低成本和高效率的RISC 處理器、外設和系統芯片技術授權。如Intel公司在嵌入式微處理器方面產品StrongARM\XScale等均采用ARM 技術架構實現，因此ARM已成為事實上的RISC 標準。
圖1 嵌入式系統結構
關于嵌入式操作系統，目前市面上主要有Linux、Windows CE、PalmOS、Symbian、VxWorks等。其中Windows CE是微軟公司提供的面向嵌入式設備市場的操作系統，其繼承了桌面Windows系統的特點，特別是在PDA、手機、顯示儀表等界面要求較高或者要求快速開發的場合占據了很大的市場份額。Windows CE是一個可定制的操作系統，一些嵌入式系統開發商除了設計硬件和開發設備驅動外，還需要負責根據其硬件系統和實際應用裁減定制WinCE系統。定制WinCE需要采用微軟公司提供的Platform Builder，利用其導出相應的SDK和操作系統鏡像文件。Platform Builder的版本號是和Windows CE的版本號一致的，據此，微軟公司自己發布了一些標準的系統。如基于Windows CE.NET 4.2版本發布的PocketPC 2003和SmartPhone 2003，其中PocketPC操作系統專用于PDA上（掌上電腦），SmartPhone操作系統則主要用于智能手機上（帶PDA功能的手機），這兩款操作系統又合稱為Windows Mobile 2003。目前市面上的PDA和智能手機設備中多裝的是Windows Mobile 5.0操作系統。微軟公司在2006年11月發布了Windows CE 6.0，緊接著在2007年5月發布了基于WinCE 6.0定制的Windows Mobile 6.0。
圖2 微軟嵌入式操作系統產品系列對應圖
除了對嵌入式系統本身的設計開發外，更多的開發還是圍繞在應用層面上，但目前這一領域的現狀卻并不容樂觀，還沒有人愿意為這些看上去小巧十足的東西付費，產品化的軟件一般都是采取和系統綁定的方式進行分發。
在GIS應用這一塊，主要是一些導航軟件廠商采取這樣的策略，如靈圖公司的“天行者”導航軟件，在現在市場上的Mobile 5.0的系統中，多能見到她的身影，這個界面漂亮小巧實用的軟件在個人導航領域里取得了巨大的成功，同時也讓其他廠商看到了導航領域里的巨大市場，于是一夜之間，市面上冒出了各種各樣的導航產品，包括一些生產DVD以及MP3的廠家都轉而把目光投向了這一領域。但這些軟件有一個共同的特點就是其面向的客戶是最終用戶，主要用于實現導航，他們在使用過程中只能被動地跟隨著廠商進行升級，對于一些想要擴展自己專業領域里的應用的客戶這種綁定銷售的終端產品則顯得無能為力。
與此形成鮮明對比的是，一些專注于GIS軟件平臺提供的軟件廠商則把目光瞄在嵌入式GIS開發平臺的提供上，比較典型的有北京超圖地理信息技術有限公司提供的eSuperMap，美國的ESRI（美國環境系統研究所）的ArcPAD以及美國MapInfo公司提供的MapX Mobile。準確地說，ESRI公司的ArcPAD并不是一個真正意義上的開發平臺，其只是采用ESRI公司自己提供的一個叫做ArcPad Application Builder的工具進行簡單的腳本定制應用開發。在此，我們介紹北京超圖地理信息技術有限公司提供的嵌入式GIS開發軟件平臺eSuperMap。
eSuperMap目前發布的最新正式版本是eSuperMap 5.2.1，主要功能包括：地圖的基本瀏覽、地圖編輯、屬性管理、路徑分析、GPS衛星導航。根據其基本功能其主要可應用于野外數據采集、設施管理、市政管理、路徑規劃及導航應用系統等。配合著SuperMap桌面軟件的使用，eSuperMap可以使用到其它數據格式的GIS數據，同時eSuperMap應用程序還可以將大眾認知GIS過程中最熟悉的遙感影像瀏覽于掌中，通過網絡其還能訪問到SuperMap IS產品發布的地圖數據。
目前eSuperMap支持Wincows CE系統及其定制版本。eSuperMap安裝目錄中提供常用設備類型的類庫，如果是嵌入式系統開發商自己定制的系統，則需要將其SDK發給超圖公司單獨編譯一個類庫，另外需要注意的是eSuperMap是一個在MFC類庫基礎上構建而成的嵌入式GIS開發包，其運行需要MFC的支持，而SmartPhone不支持MFC，因此eSuperMap不提供針對SmartPhone版本的類庫。
eSuperMap是一個以C++類庫形式提供的應用開發包，其開發工具可采用eMbedded C++ 3.0、eMbedded C++ 4.0、Visual C++ 6.0、Visual C++ 2005等，應用開發商可基于此開發具體的行業應用系統。其中VC++ 6.0用于普通桌面應用程序的開發，而目前開發嵌入式應用程序所采用的主要是EVC 4.0和VC++2005，在采用EVC4.0開發之前，需要安裝特定設備的SDK，如PoketPC 2003或者是用戶自己定制的操作系統的SDK等，而如果是采用VC++2005開發的話，其自帶有常用系統類型的SDK，不需要另行單獨安裝。
在此我們超圖使用微軟公司于07年5月發布的Windows Mobile 6.0進行測試，這個SDK需要到微軟的網站上去下載，其一共有三個版本：Windows Mobile Professional、Windows Mobile Standard 、Windows Mobile Classic，分別針對不同的設備類型，在此我們下載Professional版本，Windows Mobile 6.0的安裝還需要更高版本的環境，如：Visual Studio 2005 Team Edition sp1、ActiveSync 4.5、.NET Compact framework 2.0 sp1，確保這些都已經正確安裝上。
超圖公司還沒有發布eSuperMap針對Mobile 6.0的類庫，但使用PocketPC 2003和Mobile 5.0類庫編譯的應用程序完全可以運行在Windows Mobile 6.0的模擬器上（市面上的設備主要還是Windows Mobile 5.0系統）。按照eSuperMap聯機幫助在VC++ 2005中新建一個基于MFC的智能設備應用程序，現在要實現最簡單的地圖打開顯示和基本的瀏覽操作，配置工程屬性：主要是加載eSuperMap類庫的頭文件目錄和鏈接時使用的庫文件目錄以及部署應用程序輸出目標位置和其它一些相關的系統預設屬性，在此，我們把該應用程序部署輸出設置到新安裝的模擬器Windows Mobile 6.0 Professional中。現在，只需要短短幾行的核心代碼就可以實現地圖的打開顯示操作，而對于地圖的基本瀏覽操作只需要一行代碼即可以切換到另一個瀏覽動作，如放大、縮小、漫游等，非常簡潔明了。圖3即是該程序運行時模擬器界面截圖，在此基礎上，開發人員就可以根據需求結合著自己的行業應用自由地開發出實用的嵌入式GIS應用系統了。
圖3 模擬器上運行界面
IT業的迅猛發展推動了各個專業領域內技術的碰撞融合，GIS作為后起之秀已經融入到各個行業的信息化建設之中。嵌入式應用系統也不例外，結合地圖進行更加直觀科學的分析管理只是這些應用系統的一個模塊，開發商還可以結合著數據庫、網絡、通信等方面的技術更加廣泛地擴展自己的應用系統。
在嵌入式應用領域，這些火熱的技術和產品包括微軟的嵌入式數據庫產品SQL Server CE 2.0、SQL Server Mobile 5.0，利用其可以更好地管理用戶數據，并與SQL Server 2000、SQL Server 2005等進行數據同步；結合著GPRS、CDMA等大眾早已耳熟能詳的移動通信技術，用戶可以上網獲取更多的信息；采用紅外、藍牙等短距通信技術可以實現設備間無線傳輸等服務；而連接上GPS更可以實現電子地圖定位和路徑導航等實用功能。這些技術的發展與整合無疑為嵌入式GIS應用系統的開發提供了便利，它使開發方能夠根據需求靈活地擴展應用，普通百姓也能從中感受到科技發展給生活帶來的便捷！
