城市交通系统中的导航地理数据库.pdf

城市交通系统中的导航地理数据库 姜丽丽 黑龙江省测绘科学研究所哈尔滨市 15 0 0 86 摘要 导航数据库 N a y i g a b l eD a t a b as e 是指针对智能交通系统与定位服务应用需求而建立的具有统一技 术标准的地理数据库 导航数据与一般的地理信息数据在数据模型 数据的准确性 数据的组织方法等方面的比 较 本文在简要介绍导航数据库概念后 讨论了城市交通系统中导航数据的来1 踩及导航数据的处理理论 关键词 智能交通系统 I T S 导航数据库地理信息定位服务 L B S 0 前言 交通作为国家 区域的经济大动脉 是城市人文中的重要组成部分 在经济发展和人们生活中发挥 着不可替代的作用 随着我国经济的快速发展 城市化进程的不断加快 城市道路的交通压力越来越 大 主要表现在交通拥挤 交通事故增多 生态环境造成了很大的影响等 传统上我们解决上述问题 主要是通过加快城市道路设施的建设 提高现有道路设施的利用效率 如扩展城市内部道路 改进交 通控制信号及标志 快速处理交通事故 提高交通流管理效率 优化行车路线等 但对于城市建成区 来说 这已不能解决现存在的问题 因而在我国的一些大城市已经开始研发智能交通系统 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 I T S I T S 就是以缓和道路堵塞和减少交通事故 提高利 用者的方便 舒适为目的 利用尖端的信息处理技术 数据通信技术 电子控制技术以及计算机处理 技术 通过信息交换与集成 建立起大范围内 全方位的实时 准确 高效的交通综合管理系统 它 通过传播实时的交通信息使出行者对即将面对的环境有足够的了解 并据此做出正确的选择 通过消 除道路堵塞等交通隐患 建设良好的交通管制系统 减轻对环境的污染 通过对智能交叉路口和自动 驾驶技术的开发 提高行驶安全 减少行驶时间 同时由于社会信息化步伐加快 人们对基于位置的 信息服务有了越来越迫切的需求 而建立相应的导航地理数据库则是这类服务的基础 导航地理数据 库作为一种基础空间信息正逐步向国民经济各部门和人们日常社会生活渗透 1 城市交通系统与导航数据库 1 1 导航地理数据库的概念 导航数据库 N a v i g a b l eD a t a b a s e 是指针对智能交通系统 I n t e l l i g e n tT r a n s p o r t a t i o n S y s t e m I T S 与定位服务 L o c a t i o nB a s e dS e r v i c e L B S 应用需求而建立的具有统一技术标准的地 理数据库 导航数据库是一个综合的数据集 包括空间要素的几何信息 要素的基本属性 要素的增 强属性 交通导航信息等 导航数据库的内容 建设成本与适用范围是成正比的 1 2 导航数据库与传统地理数据库的比较 由导航数据库是为了适应I T S L B S 等领域的应用需求而研究与开发的地理数据库 因而它与一 般的地理信息数据库相比 在数据模型 数据的准确性 数据的组织方法等方面 有着独特之处 首先 导航数据库数据模型所侧重的信息内容不同 一般的地理信息数据库主要是地形图的电子 版本 要素种类多 如水系 地貌 植被 居民地 注记等 专业系统的电子地图数据可以根据需要 对基础数据进行加工 同时还要加上专业数据 而导航数据库 从实用性 加快检索速度和减少存储 容量的角度来考虑 主要考虑道路交通网 考虑到城市交通的复杂性 道路网是按照汽车行车道来采 集的 还要加上交通禁行 转向禁行 通行时间等各种交通管制信息 构成道路交通拓扑网络 再有 因为L B S 和I T S 除了关心一般意义上地理数据以外 更加关心兴趣点位置 P O I P o i n tO f I n t e r e s t 信息和道路信息 如交通规则 道路连接状况 道路通畅情况等 在实际工作中 交通信 息的采集量比道路行车道的采集量要大得多 也困难得的多 其次 导航数据在拓扑关系描述与要素表达方法与一般的地理信息数据库不同 为了有效地组织 这些数据 使之特别适合这类专门应用 在专业导航地图数据标准的基础上结合我国实际情况建立了 自己的电子地图数据标准 如已提交送审的 导航地理数据模型与交换格式 和中国地理信息系统协 会正在组织有关专家研究撰写的 导航数据采集处理技术规程 再次 对数据的准确性与数据组织方法不同 导航数据的准确性包括精度 现势性和动态性 导 航数据库数据组织必须顾及到在应用时可能会集成不同尺度 不同综合程度 不同抽象程度的信息 要将这些数据集成起来 建立相互之间的链接关系 以前研发的城市地理信息系统 G e o g r a p h i c I n f o r m a t i o nS y s t e m G I S 或一些网上地图查询系统 可以查询显示位置和路径规划 电子黄页 等数据库系统 可以得到丰富的分类服务信息 具有很好的功能和表现力 但要支持像车辆导航服 务这样的功能它们都是力不从心的 如G I S 缺乏道路交通情报数据及其管理手段 可以说只能作静的 位置指示 不能作动的移动对象的引导服务 电子黄页的各种数据库系统则缺乏适当的图形表现能 力 2 城市交通系统的导航数据库的实现 城市交通系统包括车辆系统 智能信息服务系统 智能交通管理系统 智能道路系统等 城市交 通系统能够给行人和车辆提供空间位置和附着在其上的日常办公生活服务设施等的情报的公共服务系 统 系统为使用者提供出行的路径规划 沿途导航 各类的办公 购物和饮食等服务信息查询 使用 者之间甚至可以通过公共的通讯系统传送位置及有关情报 系统的着眼点是为用户提供及时快捷准确 有效的路径和位置服务 2 1 导航数据的来源 我这里说的数据来源指的是在哪里和如何取得这些数据 由于导航数据不同于以往的数据 但其 又与传统的数据有着必然的联系 因此我们所需的数据 几何的和属性的 大多数会在城市的测绘局 或规划院及其他的有关部门 交通 航运 水利 建筑等 获取 但我们将会在基本地图数据编辑和 转换 交通数据的采集和编辑 各类场点 生活服务设施 居民点等 的数据采集和录入等方面投入 相当大的力量 简单地说 就是用现有数据 特别是电子数据 现有单位和新的组织形式保障数据 供应 2 2 导航数据库目标实现机制 导航数据库建设要根据数据库设计 对相关的数据 根据数据的来源 遵循一定的规范如空间数 据规范 交通数据规范等 进行整理 转换 将符合规范的数据再载入到数据库管理系统中去 形成 符合设计所规划的导航数据集 鉴于导航应用对信息现势性 丰富性的要求较高 导航数据库的更新 与完善是一项非常繁重的工作 为了满足不同用户的应用需求 还需要将母库中的数据加工成为不同 的数据产品提供给用户 简要流程如图1 图1 2 2 导航数据处理 数据建库过程中 由于集成的空间数据种类多 数据量大 且数据格式各不相同 因此在进行数 据处理时 要对数据进行标准化和数据格式转换 在数据转换过程中 为提高数据转换效率 尽量减 少数据转换过程中的信息损失 对空间数据进行批量 快速转换 即根据建库要求 对数据进行预处 4 3 l 理和标准化 有的数据还需要进行重新组织 并对数据转换前后的状态进行定义和描述 这里用到的 地图数据转换软件主要是针对特定的电子地图数据格式转换需要 将编辑后的地图数据 道路数据 背景数据 文字数据 索引数据 诱导数据 图像数据等 按照规定的转换流程 进行一系列的数据 抽取 整理 计算 变换后 最终形成可用于导航的标准电子地图数据 同时 可对于在转换过程中 所形成的各种中间地图数据的正确性和逻辑进行检查 保证整个转换过程可控 透明 并能纠正在数 据编辑中难以发现的数据错误 专业的处理导航数据的软件 主要用于道路网络地图的数据编辑 检证工作 主要作用包括各类 道路属性信息 交通规则信息 时间规则信息 诱导数据 高架入口 车道 交叉路 等的录入 道 路网拓扑关系的建立与检查 道路数据关系的检查与修正 背景 文字信息的编辑等 它能保证导航 电子地图内道路信息的全面性和正确性 提高道路网络的数据精度 再有建设一个平台主要是通过各 种数据传输方式对符合动态导航数据标准的导航数据直接进行修正和更新 通过其可使更新数据与原 数据无隙结合 直接成为各类终端所需使用的导航数据 避免了导航数据重新编列的过程 使数据的 维护 更新变得更方便迅捷 此平台的应用基础是制订出适用的动态导航数据标准 数据制作工作流 程如图2 是否可引用已有数据 重新采集 制作数据 符合 C D R G D F O G C 规范 调用数据装载插件 我们可能利用由国家基础地理信息中 心和耀天公司合作开发的导航数据采集软 件采集道路交通上的相关信息 通过电子 邮件将所采集的信息传到服务器中 而后 由内业的作业人员处理到导航地理数据库 中 实现数据的野外实时更新 为以后汽 车导航数据的生产服务 这些信息根据 G I F 标准设定 野外数据采集操作流程如 图3 3 总结 导航数据库是城市交通系统运行的必 要保障 是进行城市交通规划设计 管理 图2 数据分析 数据的标准规范 分析 数据的主题分析 满足数据规范要求 N O 数据加工 调用数据处理转换 插件或人工数字化采集等 图3 和车载导航等服务的依据 本文简要的介绍了导航数据库的概念及导航数据库与一般地理信息数据之 间比较 重点讨论了导航数据库的数据来源 处理与实现 而I T S 与L B S 都是当前世界最具活力的新 的经济增长点 具有极大的市场潜力和应用前景 导航地理数据又在其中起到举足轻重的作用 因此 未来的导航数据库将会在我们城市的现代化发展建设发挥不可估量的潜能 在中国这个大市场中蕴涵 着巨大的商机 参考文献 1 赵亦林 谭国真译 车辆定位与导航系统 姗 北京 电子工业出版社 1 9 9 9 2 蒋捷 韩刚 陈军 导航地理数据库 M 北京 科学出版社 2 0 0 3 3 龚健雅 地理信息系统基础 北京 科学出版社 2 0 0 1 4 陈述彭主编 城市化与城市地理信息系统 北京 科学出版社 1 9 9 9 城市交通系统中的导航地理数据库城市交通系统中的导航地理数据库 作者 姜丽丽 作者单位 黑龙江省测绘科学研究所 哈尔滨市 本文读者也读过 10条 本文读者也读过 10条 1 徐永红 徐颖 XU Yong hong XU Ying 基于测绘的基础地理数据库建设 期刊论文 测绘与空间地理信息2006 29 5 2 韩凤 柳晓鸣 基于Oracle数据库的VTS信息管理系统的研究方案 会议论文 2002 3 姜丽丽 JIANG Li li 城市导航地理数据库 期刊论文 测绘与空间地理信息2005 28 5 4 郭容寰 Guo Ronghuan 基础地理数据库建设与地形图生产 期刊论文 现代测绘2007 30 2 5 万庆 用于卫星导航的商用地理数据库设计与开发 会议论文