導(dǎo)航電子地圖增量式更新方法淺析

張軍

[摘要]導(dǎo)航電子地圖的更新是影響其質(zhì)量的最主要標(biāo)準(zhǔn)，目前國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)導(dǎo)航電子地圖的企業(yè)很多，各有其特點(diǎn)，但地圖的更新方法一直是研究的一個(gè)熱點(diǎn)，目前導(dǎo)航電子地圖更新主要以服務(wù)器數(shù)據(jù)中心為基礎(chǔ)進(jìn)行，其更新速度不是很快，這里就可以實(shí)現(xiàn)的幾種導(dǎo)航電子地圖的更新方法做下比較。

[關(guān)鍵詞]導(dǎo)航電子地圖 電子地圖更新 增量式電子地圖更新 自增量

[中圖分類號(hào)] V249.3 [文獻(xiàn)碼] B [文章編號(hào)] 1000-405X（2015）-8-405-1

導(dǎo)航電子地圖的應(yīng)用日益廣泛，評(píng)價(jià)導(dǎo)航電子地圖的關(guān)鍵因素是地圖的現(xiàn)勢(shì)性，一個(gè)好的電子地圖必須保證用戶在使用的過(guò)程當(dāng)中使用的數(shù)據(jù)都是最新的，避免出現(xiàn)看著地圖找不到目標(biāo)的情況。如何做到保持導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)的現(xiàn)勢(shì)性，對(duì)于不同版本的導(dǎo)航電子地圖來(lái)說(shuō)有不同的策略。

1導(dǎo)航電子地圖系統(tǒng)更新框架

導(dǎo)航電子地圖一般存儲(chǔ)在導(dǎo)航地圖數(shù)據(jù)源服務(wù)器上，數(shù)據(jù)源服務(wù)器上的數(shù)據(jù)有更新再對(duì)客戶端數(shù)據(jù)進(jìn)行更新。

2傳統(tǒng)導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)更新機(jī)制

剛才提到評(píng)價(jià)導(dǎo)航電子地圖的關(guān)鍵因素是地圖的現(xiàn)勢(shì)性，如何保證圖1中服務(wù)器上地圖具有很好的現(xiàn)勢(shì)性是導(dǎo)航電子地圖研究的重點(diǎn)。目前地圖更新的方法主要有三種形式：（1）整體更新：在這種更新方式中，導(dǎo)航電子地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)全部更新，這種方法耗資大、速度慢，在導(dǎo)航電子地圖的使用中不方便；（2）部分更新：在部分更新方式下，導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)中的一個(gè)記錄子集被更新替代。被更新替代的記錄形成一個(gè)邏輯單元，可以是一個(gè)更新區(qū)域或者一個(gè)建設(shè)街區(qū)。部分更新往往通過(guò)在數(shù)據(jù)庫(kù)中一個(gè)新的包含對(duì)應(yīng)更新內(nèi)容的更新操作來(lái)實(shí)現(xiàn)；（3）增量更新：在增量更新方式下，導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)記錄的一部分子集被更新。其實(shí)質(zhì)是新舊版本之間的變化量被更新。增量更新可以通過(guò)在關(guān)系表上執(zhí)行對(duì)應(yīng)的事務(wù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3導(dǎo)航電子地圖增量式更新模式

導(dǎo)航電子地圖如何才能更好更快更準(zhǔn)確的更新地圖數(shù)據(jù)，關(guān)鍵問(wèn)題在于發(fā)現(xiàn)更新內(nèi)容，獲取地物變化信息，這里提出四種方案：

3.1把電子地圖更新增量信息的獲取轉(zhuǎn)化為相應(yīng)時(shí)間段路名審批檔案信息的獲取

電子地圖上道路信息包括空間信息和屬性信息。道路管理部門(mén)一般是首先獲取道路變化信息的單位，道路名稱對(duì)于道路來(lái)說(shuō)是主要屬性信息，道路管理部門(mén)會(huì)對(duì)道路信息進(jìn)行備案。道路更新過(guò)程中，可以通過(guò)道路管理部門(mén)獲取道路名稱檔案，有了路名審批檔案與導(dǎo)航電子地圖更新的對(duì)應(yīng)關(guān)系， 獲取指定時(shí)間段導(dǎo)航電子地圖更新增量就不再困難了。通過(guò)確定需要更新的導(dǎo)航電子地圖的日期與需要更新的電子地圖的日期，調(diào)出所有時(shí)間段內(nèi)的路名變更檔案，找出發(fā)生變化或新增的道路名稱，對(duì)其進(jìn)行更新，可以很方便的達(dá)到導(dǎo)航電子地圖更新的目的。

3.2導(dǎo)航電子地圖與遙感影像圖的疊合比對(duì)

遙感影像圖更新速度快，精度高，可以很好的顯示地表信息的變化情況，可以作為探測(cè)道路變化的一個(gè)平臺(tái)。以此作為導(dǎo)航電子地圖增量更新基礎(chǔ)資料同時(shí)也存在兩個(gè)問(wèn)題，首先遙感影像獲取，再者就是如何從遙感影響上發(fā)現(xiàn)道路變化信息。對(duì)于這兩方面的研究，是遙感技術(shù)影像自動(dòng)識(shí)別需要研究的內(nèi)容，目前還不成熟。所以這種方法目前只能停在理論階段。

3.3客戶端反饋道路變化信息，服務(wù)器統(tǒng)一處理

對(duì)于導(dǎo)航電子地圖的用戶即客戶端來(lái)說(shuō)，是最容易發(fā)現(xiàn)道路變化信息的主體，客戶端在使用電子地圖的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)地圖上沒(méi)有的道路信息，通過(guò)一定的機(jī)制判斷道路信息，自動(dòng)反饋給服務(wù)器，服務(wù)器對(duì)于需要更新的道路信息進(jìn)行匯總，統(tǒng)一更新。這種機(jī)制可以即可以快速的發(fā)現(xiàn)道路信息的變化，也可以減少去發(fā)現(xiàn)道路變化情況的工作，簡(jiǎn)潔高效。

要實(shí)現(xiàn)道路變化信息的發(fā)現(xiàn)、判斷、反饋，關(guān)鍵需要解決以下幾個(gè)方面的問(wèn)題：

（1）客戶端增量道路自動(dòng)識(shí)別模塊

車輛在運(yùn)行過(guò)程中連續(xù)接受GPS定位序號(hào)信息，定位精度可以達(dá)到10米，結(jié)合電子地圖道路信息進(jìn)行對(duì)比，可以獲取GPS定位序號(hào)信息在路網(wǎng)上的狀態(tài)序列，兩部分信息對(duì)比分析，可知道路信息是否變化。在道路識(shí)別過(guò)程中，首先截取未知道路的行駛軌跡，稱為失配軌跡，失配軌跡和道路信息進(jìn)行拓?fù)湫袨榉治龊蛶缀畏治觯袛嗍涞缆烽L(zhǎng)度、狀態(tài)等基本信息，基本信息參數(shù)作為增量道路信息源以一定的數(shù)據(jù)格式存儲(chǔ)，通過(guò)導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)送給服務(wù)器。

（2）服務(wù)器對(duì)于客戶端反饋的新增道路信息進(jìn)行整理更新

服務(wù)器接受到海量客戶端發(fā)送過(guò)來(lái)的道路增量信息，對(duì)這些信息進(jìn)行集中整理分析，對(duì)于需要作出道路更新的區(qū)域進(jìn)行整體維護(hù)，最后將維護(hù)好的電子地圖數(shù)據(jù)更新給用戶。

3.4導(dǎo)航電子地圖自增量更新

以上電子地圖更新都是基于服務(wù)器統(tǒng)一地圖更新，這種更新模式最大的缺點(diǎn)就是更新過(guò)程復(fù)雜，通過(guò)服務(wù)器更新，最后還需要反饋給用戶，需要一個(gè)來(lái)回。導(dǎo)航電子地圖自增量更新的思想是以客戶端為地圖更新的基礎(chǔ)平臺(tái)，客戶端增加道路自動(dòng)識(shí)別功能、增量道路數(shù)據(jù)自動(dòng)融合功能。

自增量更新的關(guān)鍵在于定位數(shù)據(jù)與已有地圖的拓?fù)浞治雠袛嗟缆沸畔?，?duì)于新發(fā)現(xiàn)的道理，通過(guò)GPS定位軌跡形成道路模型，客戶端需要具備道路數(shù)據(jù)拓?fù)涮幚淼墓δ?，將新發(fā)現(xiàn)道路的軌跡和原始道路數(shù)據(jù)進(jìn)行拓?fù)涮幚砑磾?shù)據(jù)融合、圖形符號(hào)錄入、屬性符號(hào)錄入的功能。這樣對(duì)于客戶端產(chǎn)品的要求就有所提高，通過(guò)客戶端更新的道路數(shù)據(jù)，也可以通過(guò)通信設(shè)備反饋給服務(wù)器數(shù)據(jù)中心，這樣可以提高工作效率，減小服務(wù)器數(shù)據(jù)中心的數(shù)據(jù)采集工作量。具體框架結(jié)構(gòu)如圖5自增量數(shù)據(jù)更新和服務(wù)器關(guān)系。

4結(jié)束語(yǔ)

導(dǎo)航電子地圖發(fā)展迅速，以成為目前行車必備的工具，電子地圖使用的核心是準(zhǔn)確，地圖更新當(dāng)然是必不可少的環(huán)節(jié)，如何做好地圖更新工作，是導(dǎo)航電子地圖生產(chǎn)商必須考慮的首要問(wèn)題，目前來(lái)看，就效率來(lái)說(shuō)，自增量導(dǎo)航電子地圖的更新模式是最好的。但是就技術(shù)手段來(lái)說(shuō)，自增量更新電子地圖要求客戶端具備強(qiáng)大的制圖功能、GIS空間分析功能，當(dāng)然這些技術(shù)手段不難解決，隨著技術(shù)的發(fā)展，日后必然會(huì)成熟。

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