移動導(dǎo)航電子地圖

10.1移動導(dǎo)航電子地圖概述1、基本概念2、相關(guān)技術(shù)3、分類第一頁，共三十五頁。導(dǎo)航衛(wèi)星可以告訴我在哪兒嗎？GNSS全球?qū)Ш蕉ㄎ幌到y(tǒng)可以定位我們自身在地球空間中的位置，只要我們使用一臺導(dǎo)航定位接收機。但導(dǎo)航定位系統(tǒng)采用大地坐標(biāo)系，例如GPS系統(tǒng)的WGS84坐標(biāo)系。大地坐標(biāo)系是以地球橢球赤道面和大地起始子午面為起算面并依地球橢球面為參考面而建立的地球橢球面坐標(biāo)系。采用大地經(jīng)度L、大地緯度B和大地高H為坐標(biāo)系的3個坐標(biāo)分量。GPS接收機告訴我們的只是我們位置所在的(B,L,H)坐標(biāo)點。用一個理想化的橢球體描述不規(guī)則的地球鴨梨型球體第二頁，共三十五頁。在這個橢球體上采用（B，L，H）3個坐標(biāo)分量確定球體上的一個位置點。找到你啦！你在N39°49′39″E116°16′49″不懂！還是不知道我在哪兒？第三頁，共三十五頁。大眾化的位置信息模型物理位置：大地坐標(biāo)系下描述的地球上唯一一點的精確數(shù)值，通常用四元組表達。

Location=(定位目標(biāo)，（B,L,H)，精度，時間）地理位置：用文本信息描述地球上某一區(qū)域內(nèi)的位置點，通常用四元組表達。

Location=(定位目標(biāo)，當(dāng)前位置名稱，置信度，時間）語義位置：用更多的參考性文本信息描述地球上某一區(qū)域內(nèi)的位置點，通常用五元組表達。Location=(定位目標(biāo)，當(dāng)前位置名稱，相關(guān)位置名稱，位置屬性，時間）第四頁，共三十五頁。導(dǎo)航衛(wèi)星可以告訴我在哪兒啦！把GPS接收機告訴我們的(B,L,H)坐標(biāo)點—

物理位置模型，轉(zhuǎn)換成以周邊環(huán)境為參照物的地理信息描述—

語義位置模型。我們就可以理解導(dǎo)航衛(wèi)星定位的位置了。導(dǎo)航電子地圖就是實現(xiàn)位置模型之間的轉(zhuǎn)換介質(zhì)。找到你啦！你在第五頁，共三十五頁。導(dǎo)航衛(wèi)星幫助我們走入地圖GNSS導(dǎo)航衛(wèi)星將其軌道參數(shù)等電文發(fā)射到地面接收機，接收機鎖定衛(wèi)星并將若干顆星的參數(shù)聯(lián)解，求出當(dāng)前位置點的坐標(biāo)（B,L,H）。接收機再把這個坐標(biāo)值輸出到導(dǎo)航儀的主機部分。導(dǎo)航儀據(jù)此裁剪和讀取存儲在本機的（或網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的）導(dǎo)航電子地圖相應(yīng)區(qū)域數(shù)據(jù)。最后，把（B,L,H）投影到屏幕窗口中的地圖畫面上。接收機導(dǎo)航儀地圖卡接收軌道參數(shù)輸出(B,L,H)取地圖數(shù)據(jù)地圖投影第六頁，共三十五頁。信息化的道路實體和交通實體什么是導(dǎo)航電子地圖導(dǎo)航電子地圖是滿足人們駕車出行需要的專題地圖導(dǎo)航電子地圖是以衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、嵌入式移動電子設(shè)備和計算機網(wǎng)絡(luò)為物質(zhì)基礎(chǔ)的數(shù)字地圖導(dǎo)航電子地圖的核心內(nèi)容是道路實體和交通實體信息導(dǎo)航電子地圖的重要內(nèi)容是與道路相關(guān)的POI興趣點信息導(dǎo)航電子地圖隱藏有大量的非顯示的道路交通屬性信息導(dǎo)航電子地圖以易于人們操作和便于移動存儲的結(jié)構(gòu)進行組織導(dǎo)航電子地圖追求更強的現(xiàn)勢性，其使用價值取決于更新速度導(dǎo)航電子地圖還可以擴展成行人導(dǎo)航、LBS位置服務(wù)、移動物聯(lián)網(wǎng)、Telematics汽車信息服務(wù)等新領(lǐng)域的應(yīng)用地圖第七頁，共三十五頁。換個角色學(xué)習(xí)后面的內(nèi)容

從現(xiàn)在起，你就是一位司機，要用駕車者的眼睛觀察前方路況，思考和判斷下一步的行車動作…第八頁，共三十五頁。信息化的道路實體（1）導(dǎo)航電子地圖通常用抽象的矢量表達具象的現(xiàn)實道路導(dǎo)航電子地圖賦予道路足以滿足地圖顯示、規(guī)劃行車路徑、避免違章、安全駕駛等需求的屬性信息和路網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。第九頁，共三十五頁。（2）道路屬性從駕駛汽車的視角看，人們需要知道一條道路的以下特征：道路名稱道路等級（1～6級公路、高速路、國道、城市干路、巷道…）道路功能（高速路主路、輔路、匝道、高架路、過河橋…）道路的通行條件（雙向通行、單向通行、禁行）收費標(biāo)識中央隔離帶類型（標(biāo)線、鐵柵、水泥墻…）車道數(shù)和出口方向標(biāo)線路寬限速坡度通行車輛類型（卡車、小型車…）你能從畫面中找到那些道路屬性特征？第十頁，共三十五頁。（3）道路拓?fù)渚W(wǎng)駕駛汽車的過程是一種駛向預(yù)期目標(biāo)的行車過程。這個過程表現(xiàn)為一條從當(dāng)前位置到目的地位置的行車路線。為了計算從一個地點到另一個地點的最優(yōu)路徑，需要建立道路網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)反映了道路與道路之間，路口與鄰接道路之間的通行或禁行關(guān)系，以及道路的通行效率。L200N501N502L255L432路段L200:N501,N502…結(jié)點N502:L200,L432,L255拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表導(dǎo)航電子地圖采用“結(jié)點—

弧段”數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，以拓?fù)浔淼男问酱鎯υ趯?dǎo)航電子地圖中。第十一頁，共三十五頁。（3）道路拓?fù)渚W(wǎng)的分層最佳路徑的求解問題是導(dǎo)航電子地圖有別于其它地圖的重要特點。為了適應(yīng)嵌入式電子設(shè)備的計算環(huán)境，把數(shù)據(jù)量龐大的道路拓?fù)渚W(wǎng)進行分層處理。分層的基本原則是按道路的等級分層。一個例子是將全國道路網(wǎng)絡(luò)分為3層。1層是最底層，將最詳細(xì)的道路加入網(wǎng)絡(luò)中，只要是汽車能通行的道路均加入其中。2層是將一些細(xì)小道路刪除，保留城市主干道、高速公路、國道。3層是最上層，只保留城市間的道路，如高速公路、國道等。1層2層3層第十二頁，共三十五頁。（實例）在4種規(guī)劃策略中可以依次選擇其中任一種，通過比較最后確認(rèn)所鐘愛的路徑，進入導(dǎo)航。開始導(dǎo)航比較每種路徑的路線第十三頁，共三十五頁。信息化的交通實體導(dǎo)航電子地圖的核心數(shù)據(jù)之一是交通信息。這些信息滿足駕車者對路口限行、前方通達地域、交通提示、實時路況和交通事件等情況的了解，以及按章行駛和安全駕駛的需要。交通實體包括靜態(tài)數(shù)據(jù)和動態(tài)數(shù)據(jù)。（1）路口限行信息表現(xiàn)一個路口上的交通禁行關(guān)系，例如從某個方向上禁止左轉(zhuǎn)彎。有時，限行信息中還包括禁止通行的時間或禁止通行的車種。禁止調(diào)頭第十四頁，共三十五頁。（2）引導(dǎo)信息表現(xiàn)前方道路交叉口上，分出去的不同方向的信息。包括：通達地域的地點名稱前方道路的名稱汽車經(jīng)過路口時的行駛路徑路口模式圖3D實景圖3D動態(tài)實景圖語音提示信息第十五頁，共三十五頁。通達地域信息前方道路信息過路口路徑息第十六頁，共三十五頁。一個包含了交通限制，交通指示和交通通告等信息的平板，有圖案和文字出口方向路標(biāo)第十七頁，共三十五頁。路口模式圖數(shù)據(jù)軟件對路口模式圖的應(yīng)用第十八頁，共三十五頁。3D實景圖數(shù)據(jù)3D實景現(xiàn)場照片軟件對3D實景圖的應(yīng)用第十九頁，共三十五頁。軟件對動態(tài)交通信息的應(yīng)用第二十頁，共三十五頁。（3）交通實體信息的數(shù)據(jù)組織以上各種路口限行數(shù)據(jù)和引導(dǎo)數(shù)據(jù)都以一定的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲到導(dǎo)航電子地圖中。這些數(shù)據(jù)有的是記錄表格，有的是圖片或流媒體，有的是語音文件。引導(dǎo)數(shù)據(jù)是導(dǎo)航電子地圖獨有的地理信息。在其他的地圖品種中不存在。描述路口限行的數(shù)據(jù)記錄表第二十一頁，共三十五頁。10.3移動導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)及數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)1、數(shù)據(jù)分類1)交通網(wǎng)絡(luò)的要素類2）區(qū)域單元的要素類3）零散分布的要素類4）基礎(chǔ)背景要素類2、數(shù)據(jù)特征數(shù)量、質(zhì)量、時間、空間、多層次度尺度第二十二頁，共三十五頁。數(shù)據(jù)組織1、分尺度2、分區(qū)域3、分層次第二十三頁，共三十五頁。數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計點、線、面、弧ARC、NOD、IDX特殊數(shù)據(jù)的表示方法第二十四頁，共三十五頁。10.4移動導(dǎo)航電子地圖的系統(tǒng)功能設(shè)計定位、通信、導(dǎo)航（人機交互）第二十五頁，共三十五頁。如影隨形的電子技術(shù)離不開的電子技術(shù)導(dǎo)航電子地圖的誕生和發(fā)展離不開衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)和嵌入式電子技術(shù)的發(fā)展。沒有這兩大技術(shù)的存在和發(fā)展，也就沒有導(dǎo)航電子地圖的今天和未來。衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)和嵌入式電子設(shè)備是導(dǎo)航電子地圖生產(chǎn)和應(yīng)用的物質(zhì)基礎(chǔ)。所以，我們學(xué)習(xí)、生產(chǎn)和應(yīng)用導(dǎo)航電子地圖，必須了解這兩大電子技術(shù)的知識，并且學(xué)會如何利用它們的最新技術(shù)成果，提升和擴展導(dǎo)航電子地圖的技術(shù)與應(yīng)用。第二十六頁，共三十五頁。影響和制約導(dǎo)航電子地圖發(fā)展的兩個因素衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)的定位精度限制了地圖的精度嵌入式計算機芯片在速度、存儲容量方面的技術(shù)水平也制約了地圖數(shù)據(jù)的顯示能力、計算效率和數(shù)據(jù)存儲量目前，民用GPS信號的定位精度為15米。這限制了導(dǎo)航電子地圖的數(shù)據(jù)精度，也限制了在安全駕駛、精確導(dǎo)航領(lǐng)域的應(yīng)用。今后，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，導(dǎo)航電子地圖的內(nèi)容、信息量、表現(xiàn)能力，以及應(yīng)用的廣度和深度上都有不可預(yù)計的前景。第二十七頁，共三十五頁。導(dǎo)航電子地圖生產(chǎn)導(dǎo)航電子地圖生產(chǎn)企業(yè)導(dǎo)航電子地圖的生產(chǎn)屬于是資本密集型和勞動密集型的產(chǎn)業(yè)。我國現(xiàn)有4家規(guī)?；a(chǎn)導(dǎo)航電子地圖的企業(yè)，其主要特征是：生產(chǎn)線員工在千人以上；資金投入在億元以上；擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的地圖生產(chǎn)和管理平臺；擁有完善的外業(yè)采集、內(nèi)業(yè)編輯、質(zhì)量控制和客戶定制流程；已經(jīng)完成了全國導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)資源的整合和儲備；進入了以數(shù)據(jù)更新為主要業(yè)務(wù)的階段和開發(fā)導(dǎo)航新技術(shù)的階段。第二十八頁，共三十五頁。導(dǎo)航電子地圖產(chǎn)業(yè)鏈基礎(chǔ)地理信息提供方導(dǎo)航地圖參考框架數(shù)據(jù)提供方POI信息提供方導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)商導(dǎo)航數(shù)據(jù)交換文件導(dǎo)航數(shù)據(jù)編譯系統(tǒng)車載導(dǎo)航物理存儲文件車載導(dǎo)航設(shè)備制造商便攜導(dǎo)航物理存儲文件便攜導(dǎo)航設(shè)備制造商互聯(lián)網(wǎng)服務(wù)器文件互聯(lián)網(wǎng)運營商從數(shù)據(jù)源到導(dǎo)航商品的產(chǎn)業(yè)全流程第二十九頁，共三十五頁。建立導(dǎo)航電子地圖企業(yè)商品化地圖制作導(dǎo)航電子地圖地圖產(chǎn)品申請資質(zhì)外業(yè)備案安全處理數(shù)據(jù)加密審查地圖出版導(dǎo)航電子地圖生產(chǎn)的行業(yè)監(jiān)管過程第三十頁，共三十五頁。外業(yè)采集地圖編制導(dǎo)航地理數(shù)據(jù)庫導(dǎo)航電子地圖生產(chǎn)流程第三十一頁，共三十五頁。不同的地圖企業(yè)因為制圖工藝，生產(chǎn)能力，技術(shù)水平和質(zhì)檢控制力不一樣，制作的同一地區(qū)（青海湖109國道）的地圖數(shù)據(jù)量和準(zhǔn)確度大不相同。第三十二頁，共三十五頁。同一個立交橋（北京市金家村立交的輔路），四家企業(yè)分別制作成四種數(shù)據(jù)模式。第三十三頁，共三十五頁。技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和國家保密制度相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)實現(xiàn)地圖在導(dǎo)航信息表達、數(shù)據(jù)交換和物理存儲格式上的統(tǒng)一為導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)內(nèi)部的合理分工提供一致的地圖數(shù)據(jù)接口實現(xiàn)地圖產(chǎn)品在不同導(dǎo)航設(shè)備上的互換性凝聚先進的導(dǎo)航地理數(shù)據(jù)庫技術(shù)獲得最佳經(jīng)濟效益的市場秩序保護國家安全利益在國際市場一體化的環(huán)境下保護自主知識產(chǎn)權(quán)和提高國家競爭力第三十四頁，共三十五頁。導(dǎo)航電子地圖標(biāo)準(zhǔn)族的成員涉及導(dǎo)航地理數(shù)據(jù)的基本架構(gòu)和數(shù)據(jù)模型的標(biāo)準(zhǔn)：《導(dǎo)航地理數(shù)據(jù)模型與交換格式》GB/T19711-2005

《導(dǎo)航電子地圖元數(shù)據(jù)》GB/T

XXXXX—XXXX《導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)分類與編碼規(guī)范》GB/T

XXXXX—XXXX涉及導(dǎo)航地理數(shù)據(jù)生