导航电子地图增量更新技术研究

导航电子地图增量更新技术研究

李晓锦王英锋

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摘要：如今，随着我国经济的飞速发展，经济在发展，科技在进步，大量的新型电子产物应用于社会的各个行业，而导航电子地图只是其中一种。导航电子地图集多项高新技术为一体，它在继承传统电子地图优点的同时，还增加了更为精确的地理信息和交通信息，并设计出专业的数据拓扑结构，能够快速统计最佳路径和车程，起到有效的引导作用；因其具备提供动态交通信息的功能，所以特别适用于车载导航，不仅提高了行车效率还确保其安全性能，可谓是一项先进的科学技术，更是一套成功的驾驶辅助系统。为保障导航电子地图今后可持续使用性能，就要对系统进行不断升级更新，只有确保其数据信息质量和可用性，才能使导航电子地图技术发展的更加长远。

关键词：导航电子地图;增量更新技术

引言

导航电子地图是新时代产物，融合了大量高新技术，不仅具备传统电子地图的优点，同时添加了详细交通信息、地理信息，并在数据拓扑结构方面做了专业设计，能高效计算路径和车程，且具有较强引导功能，支持动态交通信息，非常适合于车辆导航，能大大提升行车效率，保障行车安全，是较为先进的驾驶辅助系统，并且所呈现的交通信息与地理信息准确性和时效性强。但想要保障导航电子地图导航职能的有效发挥，必须对系统进行更新，提升数据信息质量和可用性，研究导航电子地图更新技术具有重要意义。

1导航电子地图功能和行业发展情况

导航电子地图以GPS导航设备为依托，融入了计算机技术，GIS技术，3D技术，以数字方式存储和查阅，可进行地理信息定位显示、索引、计算、引导，主要用于路径规划和导航。电子导航地图从组成形式上看，由：道路、背景、注记和POI组成，具有较强的直观性，可谓用户呈现3D路口实景放大图和三维建筑物，一般使用向量式图像储存，地图比例可放大，缩小或旋转而不影响显示效果，可对内容进行任意形式的要素组合、拼接，形成新地图，对任意比例尺、任意范围的绘图输出，成图时间短，可利用数字地图记录信息，派生新地理数据。从全球角度来看，发达国家对于导航电子地图研究起步较早，已取得优异研究成果，相关技术和设备市场已十分成熟。世界三大导航电子地图企业是：NAVTEQ、TeleAtlas和Zenrin，其中NAVTEQ、TeleAtlas主要市场在欧美，Zenrin主要市场在日本。中国导航电子地图研究起步晚，发起却十分迅速，已形成一定用户规模。相关统计数据显示，中国2015年导航电子地图行业市场交易规模已超过五百亿元以上，车载用户超过一千万，PND用户超过三百万，从而导航电子地图服务开发的企业超过一百家，各类导航电子地图引擎，能为各类导航设备提供导航地理信息系统应用服务。导航电子地图可应用车载导航系统，智能手机，PND终端等各类设备。尤其是近些年来，随着互联网技术、无线技术、4G技术的快速发展，导航电子地图地理信息收集和发布手段不断更新，功能越来越强大，通过WeB/WAP互联网能提供实时导航与位置服务信息。

2导航电子地图增量更新技术研究

2.1地图数据增量包与原始数据的融合技术

地图数据增量包与原始数据的融合主要包括原始数据和增量包结构的合理设计，软硬件环境的融合策略。与便携浏览器中原始数据包和增量数据包的合并方式不同，对于台式机，这两种数据可以直接读入内存，并且可以在内存中按层合并数据，避免重复读取数据。在结构设计上，将地理空间数据分比例尺、分图幅、分图层，以点、线、面为基本单位对数据进行组织，将地理要素分解为点、线、面这3种基本几何要素。考虑地理空间中几何对象之间的拓扑关系，将拓扑信息添加到点、线、面，形成节点、弧、多边形这3种主要拓扑类型，表达邻接、包含、连接关系。

2.2在线更新方法

在线更新是近些年流行起来的更新方式，是网络技术与无线技术高度普及的结果。在线更新方法能在原有导航电子地图的基础上，只对变化部分进行相对不测，获取新数据，信息数据更新，例如：删除、增加、修改等等。该更新方法要以网络技术为依托，其更新机制是，实时连接网络服务器，终端用户数据与服务器数据不一致，如网络服务器数据信息发生变化，便会自动对终端用户推送更新请求，终端设备便会自动完成更新。这种更新方式效率高，速度快，具有较强的便利性，降低了操作难度。所呈现给用户的地理信息精度和精细化都非常高，数据准确性和有效性要更好，但更新过程中对网络有一定依赖性，若网络连接网络就无法完成更新，且服务器关闭情况下，同样也无法进行更新。因此，适合于网络稳定的用户，所以更新方式选择中要结合应用条件。

2.3离线更新方法

离线更新方法的适用性强且应用范围广，不受网络影响，在没有网络的情况下依然可以正常进行。导航电子地图数据厂商根据新近测绘成果数据进行整理、转变，载入到数据库管理系统，形成导航数据集，再按照用户需求把导航数据集重新整理，生成新的数据产品。该项更新方式非常便利，无需网络方便快捷的特性特别适用于车载用户。

2.4限制搜索区域多尺度路径规划方法

为了提高大区域路网路径规划的效率，国内外很多专家学者做了大量的研究工作，大多数采用路网分级技术或分解技术来减少大规模路网的存储需求和计算的开销。根据起始点的距离采用不同尺度的数据计算（远距离采用小尺度，近距离采用大尺度），需要解决：①距离与尺度自适应的计算；②起始点范围内路网拓扑结构动态构建；③不同尺度的路网之间连接。

2.5导航电子地图增量更新服务中质检方法

导航电子地图的缺陷或错误会给客户和消费者带来重大损失，因此传统版本式数据生产有一套完整的质检体系保证导航电子地图产品质量。导航电子地图增量更新服务减少了传统版本式数据生产与服务环节，必须改变传统的数据生产质检体系，建立适合增量式更新服务的质检方法。

3航电子地图增量更新技术的实现

在上述增量数据包快速生成与发布及在线增量更新技术研究的基础上，将理论研究成果应用于地图、导航电子在线增量更新平台系统的设计与实现。首先分析系统需求及其对数据模型的需求，然后根据业务需求设计系统的总体结构，然后进行增量包的设计和发布。由于导航生产数据库在生产过程中在后台运行在内部局域网上，所以该文首先使用GeoMapper软件生成电子地图数据导航的增量包，然后转入增量包发布中心离线发布增量包；在导航软件和网络地图服务中进行增量分组传输和合并实验。通过实验发现，在便携浏览器环境和网络环境下，两种不同的合并方式都是可行的，效果不错。

结语

新时代背景下，信息技术、网络技术、通信技术已得到高度普及，导航电子地图是高新技术与传统地图技术融合的财务，能提供高效、准确的导航服务，其应用优势非常明显，所呈现的地理信息具有较强的直观性和准确性，能够满足各类用户的使用需求。导航电子地图的更新方式具体分为：离线更新方法与在线更新方法两大类。这两种更新方式有着各自的优势和特点，适用于不同用户群体，用户要根据实际情况来选择。

参考文献

[1]胡钱钱,李莉.导航电子地图的更新机制与技术方法[J].地理信息世界,2018(01).

[2]欧念坤,何顺潮.浅谈网络电子地图的特点与技术设计[J].科技信息,202a1(22).

[3]赵明君,黄兰池,吕子平.建立动态导航中的电子地图数据结构模型[J].数字通信世界,2017(09).