导航电子地图基本结构和新技术应用

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河北· 保定· 城南区(行政区划),大街(道路),新华(名称),12号(门牌)
分词技术在POI采集中的的应用
1)POI数据自动聚类
对分词后的名称进行统计分析,寻找新发现的POI类别,并把 相应的POI条目自动聚合到这个新类。例如,通过扫描数据库 中的1200多万条POI,程序自动找相互重叠的词,经过统计分 析,结果发现了一个事先未规定的类别“必胜客”。将这些包 含“必胜客”的POI自动组织为一个新的类别“必胜客”。这 是一种智能挖掘方法。
道路形态属性:

IC:
JCT:
连接高速和其它等级道路的路
同等级高速之间连接的道路


上下线分离: 物理上有隔离带或地面画有双黄线标志的

SA:
PA: 环岛:
服务区
停车区


空间层(5层路网拓扑层):
1:城市之间的连接道路,包括穿过城市的道路。这种道路是全封闭的。
2:值为1的道路之间的连接道路,车辆能够以较短的时间通过或到达城市。
背景数据
注记数据 索引(POI)数据 此外,为了数据组织的便利性和数据内容的扩展性,不同的 图商和产品还要附加一些新的数据内容,例如行政区划和要 素名称词典等。 以上四类基本数据和扩展数据分别组织到分簇交换文件中。 这些文件通常采用GIS通用格式文件,如 SHAP、MID/MIF 等互换性较强的文件。以某厂家的产品为例:
描述路口位置的车道信息文件 Ln <>
Link1 是进入线,Link2、Link3、Link4为退出线。Link1 车道信息见下图,车道号码 L1,L2,L3,L4 分别为第一车道、第二车道、第三车道和第四车道(第四车道为附加车 道)。 车道的通行方向以时钟顺时针方向所对应的数字表示:
背景数据
分词技术在地址索引和POI分类中的 应用
分词技术
自动分词就是将用自然语言书写的文章、句段经电子计算机 处理后,以词为单位给以输出,为后续加工处理提供先决条 件。此技术对于信息分析、情报检索、机器翻译、数据库管 理和人工智能等IT应用方面有着关键性的作用。 自动分词的实现,对于拉丁语系来说并不困难,其语言文字 的形成结构中,词与词之间本身就有着明显的间隔符(如: 空格、标点符号等),但对于中文来说,就是一个至今仍未 能得以很好解决的技术难题,中文词与词之间没有着明显的 间隔符,甚至连标点符号都没有的古文更是为难了。当今, 国内外IT界的一些仁人志士们还在为此技术不懈努力着。
在IC路分叉处设立 的引导标牌指针 在IC路分叉处开始 的引导路径
在这个交叉口上给出离 开高速路的引导信息 (语音和路标图)
JCT路段(高速路之间的连接路)上的引导文件 Dr <>
在JCT路分叉处设 立的引导标牌指针
在JCT路分叉处开 始的引导路径
在这个交叉口上给出沿出口道路 方向的方面地点引导信息(语音 和路标图)
道路等级属性:
• 高速道路 • 城市高速 • 国道,省道,县道 • 市镇村道:城市内部主要交通干道、连接乡镇之间或乡镇与村的道路 • 其它道路:包括有门或门卫的道路,道路狭窄或路况很差的道路,其他
无法通车的道路
• 九级辅路:非机动车辆通行的辅路我们定义为九级辅路 • 航线:供车辆渡过河流、湖泊、海峡等水域的路线 • 人行道路
我国导航电子地图的数据结构和生产工艺也由此深受日本的 影响。这种影响一直延续到今天。
我国导航电子地图企业的基本情况
国内有11家具备导航电子地图生产资质的单位。其中8家企业 生产全国导航电子地图产品。地图的生产工艺、数据模型、 地图产品技术规范基本一致。产品质量相差较大。
序号 资质单位 地图品质 规模
POI索引文件 P <>
POI分类 POI属性 POI位置 POI属性 POI父子关系 POI与邻近道 路关系
指的是一块区域本身不属于某个行政区划,但 人们认为其属于某个行政区划,为了在人们认 为的行政区划中能够检索到该 POI,就在这 里加入这个行政区划的名称。如河北廊坊的某 个滑雪场,其名称为北京**滑雪场,人们都 认为该滑雪场属于北京,但其实这个滑雪场属 于河北不属于北京,为了人们在北京的行政区 划中能够检索到该 POI,就在这个字段中加 入北京的行政区划号,这样在河北和北京两个 行政区划中都可以检索到该 POI。
每天4:30 到7:30道路顺方向行驶 : [(h4m30)(h7m30)]
2008 年的8 月 8 号到2009 年的4 月30 号,其中每天的7:00 到22:00 : [(y2008M8d8)(y2009M4d30)]*[(h7)(h22)]
道路引导关系:
IC路段(高速路与普通路的连接路)上的引导文件 CR <>
背景簇文件
由6个文件组成,分别表示:
背景点、线、面的空间、属性和拓扑关系
背景中的线与面的关系 属于同一实体的面组合 区县级行政区划面
背景点: BN<> 组合面: BP<> 区县级面: D<>
背景线: BL<>
背景面: BP<>
线面关系: BPL<>
注记簇文件
由1个文件组成: 自然和地物的名称
3:高等级道路的连接路,能够提供较大的机动性,但不如值为2的道路提供 的机动性高。 4:能够容纳较多车辆、并且能够以适中的速度运行。是高等级道路之间的 连接道路。 5:在车辆数和速度上都小于其他等级的道路,并且包含了人行道。与高等 级的道路形成最细的路网,主要用于短距离引导。
节点文件 R<>
节点类型
路口类型
路口关联 的路段组
种别代码值:
道路名称属性:
路段-名称文件 R_Lname <> 名称文件 R_Name <>
路段对应的 路名指针 路名性质 路名 路名解析
路口禁行/限行属性:
路口限行关系文件 C <>
AB 顺行
CD 顺行
路口交通禁 行关系
描绘限行路线图的文件 Cond <>
禁止调头
单条/批量运营情 报采集
PDA情报采集
作业员任务领取
地址编码:根据地址匹配坐标
内容整合:逐条POI信息的属性整合
内容审核:用电话询问方式核实数据
内容排重:排查重复的内容
任务提交
任务提交
• 我国主流导航电子地图基本结构 • 多源数据采集技术 • 分词技术在地址索引和POI分类中 的应用 • 动态交通信息数据结构 • 3D导航技术 • 行人导航技术
根据影像资料采集出来的道路数据:
根据影像资料制作的背景数据:
根据影像资料制作的导航电子地图产品在导航仪中的应用:
多渠道POI数据采集处理技术
从单一渠道的外业“扫马路”发展到影像资料、电信运营商、 商务网站、电话外呼等多种渠道的采集方式。
从多源数据输入,到内业融合处理的深度POI生产平台:
内容采集 来自运营商的数据 多源数据统一规范 来自外业队的数据 内容整合 内容审核 作业员任务领取
卫星导航技术与导航地图基础 知识
我国主流导航电子地图 基本结构和新技术应用
• 我国主流导航电子地图基本结构
• 多源数据采集技术 • 分词技术在地址索引和POI分类中的应用 • 动态交通信息数据结构 • 3D导航技术 • 行人导航技术
我国主流导航电子地图基本结构
我国导航电子地图的产生和发展条件
高精度外业采集车
利用航测技术开发的导航电子地图外业采集系统把传统GPS 道路采集技术的数据精度从20米左右提高到厘米级。
作业中:
录入道路属性:
利用航测技术,从现场的视频数据和GPS+DR定位数据综合分析道路两侧边崖线的坐标值: 左图像 右图像
根据两侧匹配点(像平面)计算 出来的道路线(摄影基线)
点文件 BN <>
点状背景种类
线状背景种类
面状背景种类
线文件 BL <>
面文件 BN <>
注记数据
注记文件 T <>
路名、地名、水系、 绿地等注记类型
不同缩放尺度下的可 显性
显示级别:
索引数据
一般提供4种基本的索引数据:
POI索引 邮编索引 地点索引 道路交叉口索引
POI索引:
国际上,导航电子地图产生于90年代初。由于那个时代无论 在我国还是在欧美和日本,卫星导航技术和汽车导航市场都 处于初级阶段。导航电子地图技术和产品还处于萌芽状态。 日本当时在推动发展导航电子地图技术、产品和标准化方面 处于世界领先地位。这与日本大力发展汽车导航技术和市场 密不可分。 我国真正进入规模化导航电子地图的研发、生产和商业化始 于2003年左右。这与当时丰田公司将车载导航技术和产品引 入中国汽车市场有着直接的关系。

• 我国主流导航电子地图基本结构 • 多源数据采集技术 • 分词技术在地址索引和POI分类中的应用 • 动态交通信息数据结构 • 3D导航技术 • 行人导航技术
多源数据采集技术
从单一外业向多源数据的转变
我国早期导航电子地图的生产采用比较单一的外业数据采集 方式。汽车轮采道路,自行车轮采POI是主要的技术手段。这 种作业方式效率低,质量差,成本高。随着技术进步,现在 已经发展到多种数据源的综合采集作业方式。例如高精度外 业采集车,高分辨率影像资料分析技术,多渠道点信息综合 技术等。这些来源多样化的外业数据和新技术的运用,大大 丰富了外业采集手段,提高了外业数据质量。
显示文字: T<>
索引簇文件
由4个文件组成。分别表示:
地址索引: A<>
交叉点索引: 邮编数据: Z<> Ac<>
POI的空间、属性、父子关系和引导线关系
位置点的邮编和行政区划编码
位置点的地理信息(行政、居民点、人口)
POI数据: P<>
道路数据
道路路段文件 R<>
道路等级
通行方向
空间层 交通禁行 限速 车道数
全国范围,品质较好
全国范围,品质一般 全国范围,品质一般
中等Fra Baidu bibliotek模
中等规模 中等规模
8
9 10 11
北京科菱航睿空间信息技术有限公司
国家基础地理信息中心 浙江省第一测绘院 武汉立得空间信息技术发展有限公司
全国范围,品质一般
工程项目 工程项目 工程项目
小规模
数据内容和文件组织
国内导航电子地图的数据内容分为四类基本数据: 道路数据
邮编索引:
邮编索引文件 Z <>
地点索引:
地点索引文件 A <>
交叉口索引:
道路交叉口索引文件 Ac <> 由要素名称字典提 供道路名称
交叉点序号10666
勤 民 路 东方大街 南 山 路
要素名称词典文件 Fname <> :
要素名称ID 10666 10666 10666 名称类型 12 13 13 名称 东风大街 勤民路 南山路
5077.997 5844.743 12.812 3.038m
5081.034 5844.683 12.738
采集作业系统:
匹配点
计算出来的矢量地图:
计算出地物坐标、路宽、道路中心线
产品:
高分辨率影像资料分析
利用影像资料把传统GPS道路采集技术的数据精度从20米左 右提高到10米以内。
从影像资料与GPS采集道路轨迹的对比中观察传统作业的数据误差:
提供可用于绘制真 实路线或示意路线 引导牌的道路线空 间数据和转角数据
描绘限行路线图的文件 CNL <>
限行时间段的文件 CR <>
为路段文件、路口 限行文件和限行路 线图文件提供限行 时间信息。
每星期三到星期五的7:30 到12:00 和 14:00 到20:00 : [(h7m30)(h12)]*(t4t5t6) , [(h14)(h20)]*(t4t5t6)
道路簇文件
由13个文件组成,分别表示道路的: 空间与核心属性 拓扑关系
道路名属性: R_LName<> R_Name<> 高度层: Z_Level<>
道路名属性
通行限制 引导信息 高度层
空间与核心属性: R<>
拓扑关系: N<>
通行限制: C<> Cond<> CNL<> CR<>
引导信息: IC<> Dr<> Ln<> R_LZone<>
导航电子地图的POI名称和地址的自动分词
对POI名称和地址进行自动分词,为POI的自动分类和自动聚类 提供支持。 例如: 北京协和医院 北京(行政区划),医院(医疗类),协和(特定称呼)
易图通科技(北京)有限公司
北京(行政区划),公司(企业类),易图通(特定称呼) 河北保定城南区新华大街12号
1
2 3 4
北京四维图新导航信息技术有限公司
易图通科技(北京)有限公司 高德软件有限公司 北京长地万方科技有限公司
全国范围,品质好
全国范围,品质好 全国范围,品质好 全国范围,品质较好
规模化生产
规模化生产 规模化生产 规模化生产
5
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深圳市凯立德计算机系统技术有限公司
北京城际高科信息技术有限公司 北京灵图软件技术有限公司
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