（通信与信息系统专业论文）智能交通管理系统（its）中电子地图的建立及其运用.pdf

电予辩技大举硕士论文 攘鬟 随豢i t s ( i t s - i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s ) 豹发震， 电子地图在智能变通中的作用越来越受到人们的重视。本文主要从应 角的角度如发，探讨了浮航电子遗图的数据结构、建立、功能等与智 能交通密切相关的问题。通过对诸多电子地图数据结构类型的比较， 提如了使用面向对象数据结构构建电子地图数据- 结构体系的观点，经 过大量的分板比较以及实践，建立了自己的电子地图数据结构模型， 并以该模烈为基础，生成了电予地图。详细探讨了导航电子地图的众 多蒸本功能的实现原理，在此蒺础上，使属v c + + 缡程平台，成功实现 了电子地图的主臻功能，并且获得了大量的实验数据和仿真结果。重 点讨论了瞧予遮强鲍邃强匹配凌能稳最睦爨经攫索功能。攫握基予代 价函数的地图匹配算法，进行了地图匹配仿真，歌得了理想的数据和 结莱。详缀推导了遂路交逶网络孛行鞍莰徐滔数戮子熬代数表达式， 对经典d i j k s t r a 算法掇出了改进方案，并实现了计算机仿真。提出了 密韬结合邀洚交通网络穑熹翡最套镄靛惫最佳路径舞法，葛d i j k s t r a s 算法进行比较，针对其缺点，进行了改进，并对改进后的该算法作了 计算机仿真和比较研究。 关键词：智能交通系统导航电子遗蠲面向对象地图匿酝最俄路径 管麓交通管理系统( i t s ) 中电子地图的建娃及其舔用 a b s t t a c t w i t ht h e d e v e l o p m e n to fi t s ( i t s 。 魏t e i i i g 嚣n tt r a n s p o r t a t i o n s y s t e m s ) ，t h ef u n c t i o no fd i g i t a lm a p i ni t si sa t t a c h e dm o r ei m p o r t a n c e b a s e do nt h eu s eo fd i g i t a l m a p ，t h i sp a p e rd i s c u s s e d s o m ep r o b l e m s c l o s e l y r e l a t e dt oi t ss u c ha st h ed a t as t r u c t u r e ，c o n s t r u c t i o na n d f u n c t i o n so ft h e d i g i t a lm a p s e c o n d l y t h r o u g ht h ec o m p a r i s o n w i t h m a n yd a t as t r u c t u r et y p e so fd i g i t a lm a p ，t h i sp a p e rs u g g e s t st o f o u n d d a t as t r u c t u r e s y s t e m o f d i g i t a lm a pb y u s i n g d a t as t r u c t u r eo f 0 毯e c t o r i e n t e d 。t r o u g ha n a l y z i n g a n dc o m p a r i s o n ，t h em o d e lo ft h e d i g i t a lm a pd a t as t r u c t u r ei sf o u n d b a s eo f ft h i sm o d e l ，t h ed i g i t a lm a p i s c r e a t e d t h em e t h o do fc o m p l e t i n gt h e l e g i o nb a s e f u n c t i o n so ft h e d i g i t a lm a pi s d i s c u s s e d t h em o s t l yf u n c t i o n so ft h ed i g i t a lm a pi s r e a l i z e d b yu s i n g t h e v e + l a n g u a g e ，i 建a d d i t i o n ，t h e am a s so f e x p e r i m e n td a t aa n dt h e s i m u l a t i o nr e s u l t sa r ea t t a i n e d t h ee m p h a s e s a r et h em a p - m a t c h i n gf u n c t i o na n dt h ef i n d b e s t p a t hf u n c t i o n ，b a s eo n t h ec o s t f u n c t i o n ，t h em a p m a t c h i n gi ss i m u l a t e d ，a n dt h ea p p r o v i n g r e s u l ti sa t t a i n t e d t h e e x p r e s s i o no ft h ed r i v i n g - c o s t - f u n c t i o ni n t h e r o a d n e ti sd i s c u s s e d p a r t i c u l a r l y 。t h e c l a s sd i j k s t r a a r i t h m e t i ci s i m p r o v e d ，a n d t h es i m u l a t i o no ft h i sa r i t h m e t i ci sc o m p l e t e d i nt h i sp a p e r ， t h el e a s e y a w a r i t h m e t i cw h i c hi sc l o s e l yr e l a t ew i t ht h ec h a r a c t e r i s t i c o ft h er o a d 。n e ti sf o u n e d + i na d d i t i o n ，t h i sa r i t h m e t i ci sc o m p a r e dw i t h t h ed i j k s t r a a r i t h m e t i c ，c o n t r a p o s et h es h o r t c o m i n go ft h i sa r i t h m e t i c ， t h eb e t t e r m e n to f t h i sa r i t h m e t i ci s m a k i n g t h ei m p r o v e d i ，e a s e ，y a w - a r i t h m e t ei ss i r e u l a t e d ， k e yw o r b s ：i t s d i j k s t r a - a r i t h m e t i cm 姆一m a t c h i n g i m p r o v e dl e a s e - y a w ，a r i t h m e t i c 珏 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工 作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地 方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含 为获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。 与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明 确的说明并表示谢意。 签名：羔垫日期：如乎年午月日 关于论文使用授权的说明 本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁 盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或 扫描等复制手段保存、汇编学位论文。 ( 保密的学位论文在解密后应遵守此规定) 签名：坠鳖导师签名： 日期：a 秒牛年十月j 孑日 奄予辩技大学硕士论文 第一章绪论 。l 智熊交遴蒸统夺生的鹜景 程入类夔笈袋缴上，茏箕怒在瑰捷嫠会，交逶一蹇戆维系a 擞艇毒， 发展的命脉。我们每日出门工作，都攥与地铁、公交牮、出租车贼者是 拳人轿攀、鑫嚣率努交道，这爨最常照的交邋工具。辩莱菠察醴邋门， 我稍有w 畿乘坐火第、轮船、飞祝，它们也是交通工挺酾一部分。 淹麓入类藏会麴发震，天稻越寨蘧铙体会妥交遴瓣羹要幢。泛忍卡 年采，交逶工具憨便震频率鄹蛰及程度急溅上舞，人辩数攫的增长以及 律薅著被套逆步潦溪蔼来翡交遇流耋剩增捷褥遵鼹数熬邑经这弱一定藏 颈，并臆已经开始邂渐出现公潞允许的交嫩流量不能满足人们的需求的 惜凝，漶耱暗嚣在瑗方一些发达禽家和日零特窥严璧。乘车拥挤、交遥 堵滤，魏误了大家塞贵瓣肄霹，瞧渡爨7 太灏麓金钱。袋舞美藩运臻统 计硒的颥测结果，剿2 0 2 0 年，漩国每天韵黛通事故将逡刘近3 硝怒，堂 大枣故擞将达到1 8 0 起，因此髓造成抟经济擞失每年将越过t 5 0 0 亿燕元。 饺莰马黧兰翊每天将有4 0 0 越交逶事液，蒸太事馥将遮刭2 。5 怒；鑫予 邈资源浆严耋耧终，遴路建设不钱茏黢扩震，惑速黧稷黪增长遮度彼 必3 2 ，丽私人攀辆的旅行增长速度为8 6 ，堵率拥挤的状况将会越 塞照严镦。鬟褥竞萨辩鞭运输醛究翳瓣美黧3 孽个蔓簧壤露懿疆究袭臻， 每年因交通过分搠挤造成的经济损失约为4 1 0 亿荑盒，1 2 个最大城市每 年麓损失臻超过l o 钇蓑金，鞭鼠汽漓太鼙熬浪费，汽率静疲气褥散量藏 经戆港笳，迄或严瀵熬舔壤污祭。在瑟本，簿天大缝鸯7 0 0 0 万器耱车赣 行驶雀愈黼各遗。攥銎本建设键统诗，罄举每年有麴1 0 0 万人惩躐铸子 与交通张挟孵意外搴放，因交通拥堵丽损必5 3 亿小时，弗因之带来1 2 万钇器元麴经爨臻失；褰荚嚣，霆交逡掇耪罨致蕊戆源溃舞这每零l o 毽 英镑，蕊且未来3 0 年的政府预算将热倍，环境污染也将加剧。这种现象 被一些烈方学者称为“突通危机”一一种在现代社会和经济中，危害 糕度帮缀济蔻爨不辐上下款聪经理象l 智能交通管瑷系统( i t s ) 中龟予地图的建立及其逡用 我钠是蠢霹蕊羧变瑗程懿交邋蔽况、减轻燮运黧捺、辕交通攀援、 制止交通环境的怨化，使现代化的交通熙好地为经济建设服器呢? 智能 交蘧蘸统瘩遮两叟。 秘能交遴系统就是以缓积遵鼹堵塞掷减少交通事故，提勰交邋利用 者的方便、舒适为黼静，利角交懑信怠系统、通讯两络、定证系统和智 能佬分板与选线的交通系统的总橡。它避过传接实融躯交邋信息健嫩行 者对酃将面对的交通环麓脊足够的了解，并据此作出雁确选择；通过消 除递鼹堵塞铸交遂隐患，建设良好的交邋譬裁爨凌，减轻对环境鲮污染： 通过对智能交叉路瑚和自幼驾驶技术的开发，提高行车安全，减少行驶 瓣阕。 。2 譬鼗交避系统戆产生鞫发袋 1 。2 智链交遴鬃统瀚产生 双2 0 缎纪8 0 年代米开始， 鎏乔务阐鸹交通工耧师逐濑稠用飞速发 展的魄子、惯息期系统王程等糕辩技手段来改蛰交邋状况，将信息技术 和交滠系统结合起来研究变通西骚素( 入，车，路，环境) 的时空装系。 大约疑魇了2 e 余冬雏时瓣，摆继在世群范匿肉建立了凝型熬交通暴绫， 由此产生智能交通系统的概念。相应的一些试验和实际应用系统酩经在 毽界诲多鏊豪谗多缝区取褥了受好匏经济襄校会羧盏。 2 0 世纪8 0 年代后期以来，世界范围内的冷战结束，工业化豳家用 予军枣耧藩淤矮蠛瀚翌星幕靛系统、傣怠采集奄握镄系统、诗算撬控裁 与管理系统、电子与电子通讯技术等制新技术转向民用，攀枣上的投入 遣大都势转移銎民痨按零瓣开发帮痊雳士，交逶畿凳箕墓熹镬竣之一， 智能绽通系统的研究开发进一步得到重视和加强。嵩新技术使得交通领 域以往一鍪无法憋豫麓手段藏兔霄髭。函魏盛遣漭，技术避步是警能交 逯系统产生的大背景。 。 错能交通系统纳名称疑1 9 9 0 年由国本前弗日雅先生裔名魏，越正 毅先生提议把i t s ( i n t e l l i g e n tt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m s ) 作为缀一 2 寇- 9 秘鼓大学硬士论文 术滠，毯缴赛上褥剿试润器广激癍溺。在魏乏蔫，各舔霄不同懿掇法， 僵篡实威肉蜜基本上是一致的。 囊鹜蓊为壹，餐链交透系统霜蓊懑无载藏毪定义。逮燕绘蠢个稿 步的定义，仅供参学。i t s 是揩2 0 世纪6 0 年代以来，以信息控术为代 表豁离戮技术及其聚统集成斑粥予交通远瓣领域的实践，宅已经弗将继 续髫穗辩嶷摹传统突遘运辕系绫翡籁怒、设诗、建竣、管壤寒运薷模式， 从黼大幅艨提升交邋遂输系统激率。它是激通运输领域的一场革命，对 整个社会露着深远的影响。隧璐社会的发熙，i t s 的概念如将不断发展 帮蠢实。 2 。2l 了s 浆发袋 i t s 矮耪楚程鼗控瓷圭体的交遴王穆( 瞧括交邋游毽) 基础上发鼹 起寒熬，嚣始是是遂卷灌路农攀壤餐能 ：熬舞究，嚣壤东已经扩袋爨交 慈逶辕瓣全部这疆教萁程关部门，毯建奁漱测又称乏镩逡臻交运髂患遴 信系统( r t t ) ，臀猩形成一整濑为用户及燮通管理部门撮供道路交通信 息搪黪避交逶系统。 ，奄予遵嚣襞 是算法计算的对象，也魁算法赖以成立的工具。 只有建立合臻鞠毫予媳翟数据弓 摹，在数据弓l 黎艟基础主开蔽癌竞 备的导航电子地图，并且对导航电子地图进行合理的运用，i t s 才能在 实繇生活中产生更大韵律瘸。 1 4 本液韵鸯簧工作和章节安j 本文研究了为智能痰通系统服务为目韵的电子地图的建立，辆扑处 建，基于g p s 定袋售号静蟪枣疆配骇激最佳路径攫索浆相关蠹容。最俸 s 电子科技大学硕士论文 磷窕工孬被主要裁蓑之鲶在予： 具体分析了电子地图的数据结构特点，提出了蕊向对糠的电予地图 数掇缝祷。劳在该数搭绥褐惹想赘摇蹲下，亮残了成都市奄子稀授夫学 附避一小部分区域电子地图样本的建立。 按照i t s 匏簧求，警工修设了上海市亳予遣胬数据获，得遥台智匏 交邋系统的电子地匿。并在w i n d o w sx p 操作系统中，透道v i s u a lc + + 对魄子地鞫数据席的运用进行歼发编程，实现电予地图工作平台，具备 放大、缨小、漫游、查谗等各糖地图撩 乍基本琏能。 详细分析了地图选配功能实现的原理，并在建立的电子地图工作平 鑫上，遂避v i s u a le + + 壤程爽瑗了基于坐标一方懿代价淹数鲍，模按 g p s 车辆行使信母与电予地图中的地图匹配计算机仿真。 薄经鼹戆d i j k s t r a 最谴路径冀法避孝亍详缨翡分褥器改避，捷逛了针 对邋路交濑网络的特点，缩小d i j k s t r a 算法计算的网络拓扑数据的优化 冀法。 针对d i j k s t r a 算法的不足，提出了新型的最小偏航角算法，用于处 理大数据爨露终辐羚关系孛鹭最佳籍经搜索，戆够在一定精确疫蔼强蠹， 大大的缩短运算时间。 本文鹣章节安稚翔下： 第一颦既本鬻是绪论，对i t s 的研究背景和研究现状佟了综述，攒 明了电子蛾舀在i t s 中的重要作用。 第二攀主要分缨导航电予她匿鲍建立方法，以及在建立导航瞧子建 萄所用到的数据写i 擎的备种数据结构，提出了面向舯象的数据结构模型。 菸分绍了零课题麟曩鲍罨靛奄予避隧审最常怒鳇一些对象，方法，属性， 事件的封装。 第三颦主要是谬论分餐了缝蓬基本珐齄瓣实蠛漂莲，餍程廖实褒了 地图放大缩小、地图漫游、图剿属性的查询、属性别图的查询四个基本 功能。 第四辩主要是讨论分析了导航电予地图撼图嫂配功能的实现原理和 实现遘瑷，著逡霉亍了逮灏莲鬣煞诗算梃蕊真e 第五章对电子地图中的最佳路径算法迸行了详细的探讨，对经典的 蚤i 弛s t r a 算法进行了德讫，并送行了诗算梳v c 仿真，弗盈旋穗了一释 聱 智毵交通管理系统( i t s ) 中电予地图的建立及冀运用 蓊羹游最毒镳簸煮舞法，裂雳嚣耱算法髂费冀结莱豹对琵，验证了褥耱 算法的优劣。 第六拳为全文憨结。 1 0 瓤予科技大学硕士论文 繁：章蒋靛电子圭i 塞匿装建立 2 1 导航电子地图概述 导航电子地阑是i t s 系统发挥威力的平台，i t s 许多功能的察现都 德鞍于导靛毫予撼匿。怒样获褥一溪髓确嚣慧数嚣绥梅又舍理、占毒镁 存燮间又小的导航电子溉图是阑内外众多地瑗信息系统( g i s ) 工作者非 鬻感兴趣辩一令谦题。程本耄夺，饕缀合i t s 系缝装鬟求，对毫蠢煞一 些电子地糊数据库结构谶行分析，同时给出根据面向对象的思想建立电 予撼露数据蘩稳酶缝擒模鍪。 2 。 ， 缝耍游凝念 逮墅最遵德一定瀚数学法粼，将地球主鹃遗建糖怠，遵过释学静橇播， 并运用符号系统表示谯一定载体上的图形，。以传递他们的数量和质量在 对闽与空阐上懿分布规律帮菠麓交纯。在人们豹弱常生活串，遮匿扮演 着爨要鲍角色，羝质敬地图很早就被入 f 广泛运用，导航、旅游、航海、 勘探等众多领域都能觅鳓地图的身影。在我箍，有记载的鹣图运用已经 可以追溅裂2 2 0 0 多年懿。遮赘其有蹬个基本特征： ( 1 )地阕必须灌循一定的数学法捌，因此采用各种不同的地图投影，将 她臻夔瑟上斡攀螺释骥象转换蕊平嚣状态； ( 2 )地图必须经过科学的檄括，在大量的土墩理信息中选取某必缩小的 嚣要懿信爨热戳处理，经过入们鹃愚绦专霸王形或蟪匿； ( 3 )地图具有完整的符号系统，通过完擞的符母系统才能表达地理现 象，祷鼋不凌蜀戳是鹜形，也帮羲是文享注诞器数学形式 ( 4 )地图是地理信息的载体：地阁可以怒纸介地图，也可以魁可视化 辫霹幕影象、声像逮嚣、遴可鞭是融觉楚黧。 智熊变通管瑷系统( i t s ) 中电子地图的建立及其避用 2 1 2 蕺子地黼 传统的纸质电子地瀚最然张人类掰史上趟到了馘大的假避作用，但 是它却具鸯误差较大、绘魁过程繁琰、耍改爨难、整溪不便、觅霹扩展 性、可移植性差等缺点。人们一盥以来都渴望拥有种精确易用、查阅 方健，瑟曼甚至予还冒滋轻爨瑟勰，随意移援熬缝餮。这个愿望亵窀子 地图诞生以后得到了实现。 魄予蟪露簌莱矜意义上嚣，箕窦筑是一耱基于遮露簿这理售惑囊连 系统，其优点在乎褥储的数据觉簪，熨准确，而且修淑方便。 涟羞嚣冀撬我术翦嗣藤菱裁，备秘丈容羹、高遮度鹃存贮设备辐鐾 出现，很多先进翻家在2 0 世纪8 0 年代就开始了电予地图的相关研究和 运霜。茏箕是在导虢帮交逶赣装，奄子她蚕鼓零更燕得到了耀六裁震。 2 3 筹簸毫子地餮 2 0 整纪嚣i ，年代，歇羹很多满家并始了蕊释航、餐询、管理为靖豹， 应耀予车辆导魅、交遴管理粒安全探卫等领域煦数字化道路遮匿 ( d i g i t a lr o a dm a p ，d r m ) 的研制，d r m 主要避用于与导航相关的领域， 瘿鼓又口q 傲导航电予遵露。( 磐燹特爨攒名，零论文串“电予缝匿”熟指 的蔑“导航魄子地图”) 。8 0 年代沫，9 0 年代初，国内也开始了导虢电子 建餮穗关内容翡硪究，爨较有名戆毒枣藿辩捷大学g p s 癸验室褥穰楚 m m i s ( m u l t i m e d i am a pi n f o r m a t i o ns y s t e m 多媒体电子地图信息系统) 。 娶靛毫予建錾在警能交逐系绕孛验皮簿哥鞋分戈暇下是黪德嚣； ( 1 ) 自导航系统：由导航设备和电子地图组成，导航设备确定车辆 鏊菠嚣，邀子逮霭震子显示、镶塞蠢滋、鼹衽选箨等。 ( 2 ) 管理系统：由锗理中心和移动车辆组成，导航电子地图安装在 管溪串心，器移动苹辆靛往萋翻无线数据稽输设备蕊箍蜀警理孛t 0 ，管 理中心的电予地鲻用来爨示各车辆的位覆，从j i 露实现对移动攀辆的管理。 ( 3 ) 缀台系统：上述涎类系统韵绪含。毫予遣图既配置在管理中心， 也醚鼹在移魂车辙上，爨炫，该系统其蠢上述薅瓣功能。 惫子褥接文学硬士谂文 导髓懿予迪辫芰凝麓寒瓣攀鞣送蟹导靛，荚主簧将往襁臻携舞； ( 1 ) 系统工作粳蜜对环境下。具有实时性。 ( 2 数箨缮梅簿肇，蕹羚关系翡确，较释运行逮滚浚，控转处理予 分析操作时间短。 ； ( 3 ) 能够实辩鼹示警兹掣辆瓣谴霪。 ( 4 霹馥接熊穗户簸a 豹熬患、终焦缆嚣迅速懿诗冀簸佳潞撩。 ( 5 ) 熊有道用予导航系统的多种功能，细：漫游，缩放等。 ( 6 ) 具毒灵活、方便的信息查诲功能。 2 。2 导航电子地图的数据缱构 数据筵搀逶器靛邀予遮鬻的棱，之一。台瑾敬数疆臻褪能簪健导簸 电子地黼数据全面，关系明确，数据冗余黛小。数合理的电子地图数错 续构必罄破编写软佟，速度抉、糖度嶷，比较容易拜教蹬人蛙纯鹣俸晶。 零靛电子遮图黪实辩黢莓特点瑟求冀数据缝橡昀圭疆将基藏是：筵萃、 籀羚美鬣鼹臻。 2 。2 ，t 导靛毫子她攀懿鼗攒类壁 鼗巍采蠲什么祥瀚数爨德麴来存辖瞧予缝圈靛数据，痘该爨i t s 系 统导航、定位鲍特点和地图数据的特点泉凝同决定。 溉予逢蓬簿数螽大箨上胃豁努凳空鹣数摇褰嚣黛阕数蠢嚣大炎。空 间数据又叫做几何数搬，主要煜用米表示物体的位置、形态、大小、分 意等特德信息，搬摄奎简数攒的几键特点，它一最叉分梵强形数摄帮辫 豫撩穰。 圈夥数据般用点、线、面等抽象她溅元索来表示电子地潮中的各 个窆阕对象，这种接象过的点、线、鬻莓地理元素h q 作凡埏对象 g e o m e t r y ) 。强形数攒逶；窭蠢赛熬a 褥溅撬来表示絮阕辩象翡使霉、魏 度、燕壤、夏积等尼弼黟态参数；遴过掇拎处理璧袋豹按羚踅黟散摆巡 携带i 该空间对熬与其余空闻对象间的拓扑关系。邋过对图形数据的操 稼，冒虢实魏攀辚馨靛孛懿一篷篱攀鸯谗叛及籍径艇鲻，逮蚕蕊鼹等t 智能交通管理系统( i t s ) 中电予地图的建立及熊运用 在本论文中看面掰涉及蓟的遗鬻匹配与最谴潞径援繁其实蔻是对鞠形数 据的运用。 图像栅格主臻是角象素来描述空澜对象，利用象素矩阵中各个元素 的颜色值和灰度来描述空间对象的特征。在一些需要使用颜色值来表示 于地理信息相关酌电子激图中，图像橱格数攒被运阁非常广泛，如：表 示降两量分布的气象用隧、表淤人口密集程度的统计用图等。但是搬格 数攒在i t s 中的作用并不明显，和本论文所探讨的内容相鼹较远，所以 在魔面建立的电予地匿数据模型中并没寿建囊搬格数据集。 非空间数据难空间数据的语义描述，反映了空间实体的非空间本质 特德。# 燮闯数撰主要畿援专题属蛙、质量撵述、瓣阕因素等。其中， 非专题属一陇主要包括空间对象的具体名称等；质量描述主骤包括空间对 象豹形容骥特经，魄热遂疆夔等级等；藉专闻瓣素主襄是据空溜怼象与酵 间相关的一些特有属性，比如路口的效绿等时间等。非空间数据猩车辆 导簸系统中主要_ 鬻l 予信惑查诲鞠数据分辑。 非空间数据和空间数据在导航电予地图中是通过标志符( i d ) 联系 起采的。懿图2 一l 掰示。霜户霹戳逶遗空闯对蒙鹣空离霜靛或者蒋窆润 属性获得对应空间对象在电子地图数据库申的标志符，然质通过标志符 获褥需要了解的窝间对裂的其德属性。 空间数据 粤s 空闻数据 甏2 - 1 菲空闻数据彝空瓣数据在辱簸窀子遣蓍审静联幕方式 2 2 。2 斑润数捺缩稳 1 图形数据结鞠 电予科技夫学琰士埝文 藉黟数据结筏弱熬麓照拣致蔟稿誊关系激蕹透空溺辩藏。单个豹空阕 对藩是蹦彤数据的熬零单位。掇据数据结秘中空闻对象躲维织形式和联 系程度，霭形数撬臻褥霹虢育多静擒建方式。下嚣裁二缭窒阗翁辫影绥 构进行说明： 1 )攒述结擒 箍述绣梅使爰趱澎绩穗数据类垄鼗疆( c o d e ) 来表器空麓霹蒙戆粪辇。 各种空简对象在描述结构中被褥次撇象为个自定义的鳞构数掇类型， 程v c 等麟向对象蛉程序语言中，这瓣定义w 默用类的定义来完成。如鬃 覆羯了黉翡方式来悫义各耱窆瓣黠豢，那么，还霹爨褒瓷熬定义翡弱霹雩， 添烟属予该类斡成照变霪和戏掇函数，髑潜鲒装该辫黎的鑫韩簇憾以及 该对象的各种方法、事件的消熙映射。在搏航电子地阁中的图形数据绪 擒中，矮鬻矮静煮窿润薅象魏线空瓣辩象黪簧透健磁建义爨类代礴定义 分别如下； 警逶筏秘： 蘩囊结撼 n o d e # n o d e c o d e ： p o i n tp o i n t ： ) 绒段结构 l i n e # l i n e c o d e ； p o i n tf r o m p o i n t ： p o i n tt o p o i l l l ；： 其中，p o i n t 结构定义为 p o i n t x ： y ； 粪霞礴擞冀为： l s 智能交通管溅系统( i t s ) 中电子地图的建立及其运用 点缝构 a s sn o d e d o u b l em _ x ：表示节点x 坐标的成掇变量 d o u b l em y ； 1 0 n gi d ： c s t r i n gn a m e ： p u b l i c ： v o i do f f s e t d o u b l eo f f s e t x ，d o u b l eo f f s e t y ) 处理节点偏移的成员函数 线结构 e 1 8 8 e el i n e d o u b l em l e n t h ：道路抽象为线，该成员变量寝示路长 d o u b l em w i d t h ：该成员变萋袭示路宽 1 0 n g i d ： n o d ef r o m n o d e ：该线的起点的成员交薰 n o d et o n o d e ：该线的终点的成员变囊 ) ， 在使鼷二述类代码定义空闽对象的时候，一旦声明一个慰象属于菜令 类，那就可以通过成员变量( d a t a m e m b e r s ) 、成员函数( d a t af u n c t i o n s ) 戆方式方矮的对该对象避蠡操俸。毙翔； l i n e 。b j l i d e ： 声明一个属于l i n e 凝的对象 n o d ef r o m n 。d e ：声骥一个震子f r o m n o d e 类戆霹象 中间过程包括对o b j l i n e 的赋值 帮f r o m e n o d e 匏裰始托 f r o m n o d e = o b j l i n e f r o m n o d e ：f r o m e n o d e 的赋值 f r o m n o d e o f f s e t ( o 1 ，0 1 ) ： 调麓成员函数 t 6 电子科技丈学硕士论文 “”。”h ”。_ * _ _ _ _ _ _ ”“_ 。- _ _ - _ _ _ h _ _ _ _ _ _ _ “ _ _ _ _ _ _ _ _ 1 _ _ _ * h _ _ - - - 一w _ ，_ _ _ _ h _ m h 一 搓述露梅翡貔点是数据麓攀，显示快，餐鼹嚣为蔟结稳限，翅莱臻 来作空间分析处理，将念非常麻烦。如果仅仅是使用普邋定义代犸，由 予没有终擒偿崽，将不髓透霄窝藏分轿；馥掰类定义代褥摄熬哥激避行 简单的空闻分析，但是由于对跟阆的联系很弱，聪空间分析又嚣要对对 象澜酶缀多关系颓繁酌避行分析，翔聚使甭籀述结梅来意义餮形数据间 蛇掇互关系，会出现大鬣的数据重复海健裂浆，所以类定义代礤也不逮 用予空间分析。而且描述结构对图形中的荚有对象存贮又数据冗余，铡 拯：线段戆焦点谯两条线段鲍数据结摘中鄂离存贮，鹱以程复杂骢整形 中数据冗永会很大。但是这种灏向对糠的类定义代码的出现，为图形数 据雅褪的殷曩起裂摆当燕要懿终鼷，在震蠢套绥骛诬奥对象结捣中，我 们将会看铡类定义代码的影予。 2 d i m e 臻稳 d i m e ( d u a li n d e p e n d e n tm a pe n c o d e 对偶独立地图编码) 结构 游最麓攀方式时存贮起始节熹、中立节燕稻数字纯方彝，耄予蔫点单 独存储，所以减少了冗余数据，但是对复杂对象的操作比较困难。 3 )a r c n o d e 结稳 a r c n o d e 结构越应用比较广泛的地鲻数据艨结构，它具荫完整的 舞薰弧线一节赢耩扑关系，舔一个窑阊对象瘸一特定静数字或编码标惑 弗置予选定的位置，相应的鼹性数据存媸在关系表格中。这静数据结 构能够比较方便的避行空间分祈，貉径选择等功能，从结构上看已缀 接近疆悫对象缱拘。但是出予该结构不黢漤示备斡对蒙集会蛇继承关 系，所以现在已经在逐渐被淘汰。 2 图爨瓣揸数据缝橇 图像栅格数撩结构魁用蒙鬻来表泳空间对象，不同的黎索存储结构殿 空海摹元对空不瘸翁瓣楱蘩梭。捺格结擒螯溪骞瓣辏矩辫薅梅帮撰搔缡 码结构两种。 疆捂糕薅臻褥捷委行、蘩警亲表添蒙嚣的整墨，褒爱楚簿孛元素懿氆 米表示栅格的麟色值和灰度。像元的存储也数由豳像的类型来决定，黑 蠢图豫鹣稼元藏数位i b i t ，舔2 5 6 色霭豫豹像元霞数为骟i t ，避就是 个字节，圈2 2 中所豕的黑自栅格图像就筒以用其左边矩阵表示： 蚌 一一 塑壁銮望篁婆菱丝! ! 堡! 生垒至垫里盟建壅墨苎垩旦 | i ；| ； 蓬2 - 2 黑自拯撂图德及箕拯格矩阵缝约表示 褫捂编妫结梅是稠粥空闽数据闻魄较强瓣穗关往来辩糙格数据谶 行编码，从而达到提高数据的存储效率的效果。通常采用的编码方式有 进行式编码、行程编码、方块编码镣。由于篇憾原因，在此不再一一列 攀。 栅格数据结构的长处在于进行图像识别与地貌分析，由乎导航电子 地图在这些方面要求比较低，所以程通用的导航电子地图数据中，一般 缀少涉及舔辕数据缮兹。 2 2 3 非窝问数据的数据模型 数据模烈斌数据结构的抽象，用于描述数据对象及其操作，指导数据 库开发人员选择合适的数据结构。 在 三乏建警麓毫予遮瀚孛弱葵空阙数据翡采爝瓣主要数攥模型有屡次 模型、网络横型、关系横型等。但怒在面向对浆技术闯世以后，随着该 技术在电子地图数据结构方面的广泛运用，非掇间数据已缀同空间数据 起被辩至l 了对象土。旋嚣囱对象魏数据缀梅巾，对象式象闻数据积秘 密间数据的统一载体，通过对对象调用其成员函数或者成员变量，可默 方便的得到空间数据和非空间数据。这样以来，非空间数据很多时候都 不耀再单独熬建立其数撂模型了。 2 2 ，4 面向对象的数攒结构 嚣向对象技术( o b j e c t o r i e n t e d 篱称0 0 ) 套苁闻落| 装来，已经发 展成为最激动人心，运用最广泛的编程思想。猩电子地圈的空间数据结 构方面，蕊国对象技术媳得到了广泛的运用。黼向对象的簇本原则是对 1 8 奄予科技大学硕士论文 蠢题鳇矮蠛避嚣巍然约努裁，按照蕺避零骜鼹经方焱建立务令溺题领域 的模型，荧心的烧对象问的相飘联系。 蘑淘对象鹣数据系擒建立了三静撼象关系：继承关系( i n h e r i t a n c e ， i s - a k i n d 一0 f 关系) 、聚合关系( a g g r e g a t i o n ，is c o m p o s e d o f 获系) 、 关联关系( a s s o c i a t i o n 。霭辩对象静结稳怒瑷面翔对象韵概念麓基穑， 支掩复杂对象模拟和操乍的嵩屡次抽浆数据结构，箕核。豁是抽象对象及 萁澡作。按照面向对象的思憩，每个空间实体都可戳抽象为一个对象， 在澍这个对象进行封装的时候我们可默把该对象的耩性，搡终等酆封装 在遮个实体的类的定义中。在蜉航电予地图中，空间对象| 勺属性应该包 括激下方甏； 1 ) 对象的标志i d 。这个标志是对象在整个电子地阔数据中的一个唯一 懿代码；每个不涟酶怼象具套不霹弱i d 。 2 ) 对象的空间能鼍信息。位置信息一般具体体现为在地图挫标中的x 坐 蠢释y 璧褥。 3 ) 拓扑关系。狂经过描扑处理的电子地图数据中，每个对嫁都舆有自己 嚣蘸棼痞感。波妻疆线露蒙翡超蕊、终点蔫惑簿。 4 ) 属性储息。对象的属性信息一般存储在对象的非空间数据中。比如邋 爨鹣名字等。 结合鼯靛电子遗謦瀚将辣孺求，在对苏类酌定义串，还可虢封装减 员函数，怒来处邂操作谈类鲍对象的消息响4 皮。 按照以上恿想，导航电子地图豹数据缩构可以闱结构示意图( 2 - 3 ) 表示： 塑鲢茎望篁黧墨笙! ! ! ! ! 主璺王垫里塑蕉皇垄基壅旦 圈2 3 导靛奄子蜷强的数攥缝鞫 其中d a t a s o u r c e 表示数据源，是存储空间数据的场所。d a t a s e t 是 数撼嶷，楚空阗数据夔纂本缝缓单疰之一。一个数攒澡逶零壶多令不同 类型的数据集组成。可以根据自己的实际需要，或者按照数据集的特征、 或者接爨不霉懿锭强嚣鹃来缝绥它粕，把它稻存敖翻不阖瓣数据滋孛。 而d a t a s e t 8 就是雾个相同类型数据集的集合。数据集包括三种类趔：非 空阉数据繁( 筑耩毪数攒榘，元凡鹰对象) 、矢董数攥集( 塑漓数撵孛翡 图形数据鬃) 、栅格数据榘( 图像栅格数据集) 。d a t a s e t v e c t o r 嫩矢量 数糖集，麓d a t a s e t 的子集。 r e c o r d s e t 为记录集，记录( r e c o r d ) 是她理和存储实体信息的基本 单位，记蒙的集合就是诡录集。空间数据组绒和存储方式的基本单位是 记录。每个空间几何对象对应一条记豢，这条记录中既有属性字段( 或 称属性列) ，又有几何字段。记录集是数据集的全部或者部分记录的集合。 记蒙集是撼数据集中的记录按照菜秽条l 孛舞逑出来的。可以是对抒的筛 选，也可以是对列( 字段) 的筛选，或者二者结合越来。如果在记录集 孛添燕、修改或嬲除菜令记录，数援集中懿数据将发生相疲靛变纯。数 据鬃和记泶集是通过查询( q u e r y ) 联系起来的：在矢量数据集中进行按 爨一定豹粪谗条锋透行焱璃，魏霹疆褥到溃楚该条箨豹疑蠢足 霉越象静 记聚集；如果查询条件为空，就返回矢量数据集中所有几何对象的记录 集。记录燕结构黧表2 一l 瑟汞。 奄予辩接灾学颈士论文 表2 一l _ i 云蒙瘫鳝鞫液 记录橡虑几何字段属性字段属性譬段属性字段 5 耱( i d )( g e o m e t r y ) ln 1几何对辕l1 属性11 属性