交通数据的地图匹配算法研究

买庚辰　王超

摘 要：城市智能交通引导系统为用户提供最准确的道路交通信息。在分析地图匹配问题产生原因的基础上，阐述了地图匹配算法解决车辆在地图上位置定位的基本思想和判断依据，设计了交通引导系统中便于实现的地图匹配算法，通过引入行驶方向和驾车轨迹，地图匹配算法改进后提高了车辆定位的准确性。系统实验证明，改进后的地图匹配算法能够很好的完成交通引导系统中车辆位置在地图显示中的定位匹配任务。

关键词：地图匹配 行驶方向 驾车轨迹 定位匹配

中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（b）-0013-02

智能交通引导系统是一个融合了车辆GPS定位技术和计算机技术，结合MapInfo电子地图，为用户提供优化、准确的道路交通信息服务平台。系统通过导航生成GPS数据，获取车辆行驶信息，通过对交通数据的处理实现在客户端地图中显示车辆位置、方向和目的地等，并在地图上显示出满足要求的行驶路线。

路网中行驶的车辆位置坐标定位在电子地图上不可避免的存在误差，因为：（1）车辆GPS数据和电子地图数据所采用的坐标系可能不同，车辆的坐标位置显示在电子地图上会发生偏移；（2）电子地图坐标数据存在误差。交通引导系统采用基于的电子地图，生成电子地图的基础数据来源于高精度卫星地形图。地形卫星图片要经过扫描和栅格化等多重处理，每个处理环节不可避免的产生误差；（3）GPS定位误差。车辆通过GPS定位时，车辆位置坐标数据会受到地形因素等的影响。通常，车辆GPS定位精度误差范围一般在15～30 m之间。因此，车辆行车数据在地图上显示时会出现偏差。

因此，通过地图匹配算法将车辆的行车数据与电子地图中的道路数据联系起来，从而判断车辆在地图上显示时相对准确的位置坐标。

1 地图匹配算法分析

地图匹配算法通过坐标转换将车辆位置坐标精确定位在路段或交叉口上。

1.1 地图匹配算法的原理

地图匹配算法借助电子地图提供的高精度道路交通数据来提高车辆的定位精度，利用已经确定的地理坐标如交叉口，路段分段的结点坐标，通过一定的算法，确定车辆的地图位置。同时它需要满足：（1）所需匹配地图位置坐标的车辆总是行驶在道路上；（2）采用的电子地图道路数据的精度不低于车辆GPS定位的精度；（3）具备适用于地图匹配的具有拓扑结构的道路交通网络模型。

地图匹配算法的基本思想是：通过采集车辆在路段中行驶的坐标位置，判断车辆通行轨迹与电子地图路段的相关性。以待匹配车辆在地图上的位置坐标或该车辆行驶历史路线为样本，获取到车辆周围的路段和路段间的交叉点，再将分段道路的数据作为模板，将样本与模板按照一定条件进行匹配，从而确定车辆当前行驶路段，并将车辆投影到该路段的相应位置上。根据车辆历史位置定位时为了保证有效性，地图匹配应该满足两个要求：（1）车辆初始位置确定；（2）每隔一段时间对地图中车辆位置进行重新匹配修正，以降低位置偏差[1-3]。

4 结语

讨论了城市智能交通引导系统的地图匹配问题解决方案。首先对地图匹配问题产生的原因进行了分析，阐述了地图匹配算法解决车辆在地图上位置定位的基本思想和判断依据；然后在满足地图匹配的前提条件下，设计了在交通引导系统中便于实现的地图匹配算法；最后为了进一步提高车辆定位的准确性，引入了行驶方向和驾车轨迹等因素，对地图匹配算法进行进一步的改进。实验证明，改进后的地图匹配算法能够很好的完成交通引导系统中车辆位置在地图显示中定位匹配的任务。

参考文献

[1] 常菲.综合地图匹配定位技术研究[J].计算机工程与应用，2004，19：200-202.

[2] 刘志德.地图误差对地图匹配质量的影响[J].测绘科学技术学报，2008，25（5）：340-343.

[3] 荆涛.车辆导航系统中地图匹配的研究[J].铁路计算机应用，2008，17（7）：1-5.endprint

摘 要：城市智能交通引导系统为用户提供最准确的道路交通信息。在分析地图匹配问题产生原因的基础上，阐述了地图匹配算法解决车辆在地图上位置定位的基本思想和判断依据，设计了交通引导系统中便于实现的地图匹配算法，通过引入行驶方向和驾车轨迹，地图匹配算法改进后提高了车辆定位的准确性。系统实验证明，改进后的地图匹配算法能够很好的完成交通引导系统中车辆位置在地图显示中的定位匹配任务。

关键词：地图匹配 行驶方向 驾车轨迹 定位匹配

中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（b）-0013-02

智能交通引导系统是一个融合了车辆GPS定位技术和计算机技术，结合MapInfo电子地图，为用户提供优化、准确的道路交通信息服务平台。系统通过导航生成GPS数据，获取车辆行驶信息，通过对交通数据的处理实现在客户端地图中显示车辆位置、方向和目的地等，并在地图上显示出满足要求的行驶路线。

路网中行驶的车辆位置坐标定位在电子地图上不可避免的存在误差，因为：（1）车辆GPS数据和电子地图数据所采用的坐标系可能不同，车辆的坐标位置显示在电子地图上会发生偏移；（2）电子地图坐标数据存在误差。交通引导系统采用基于的电子地图，生成电子地图的基础数据来源于高精度卫星地形图。地形卫星图片要经过扫描和栅格化等多重处理，每个处理环节不可避免的产生误差；（3）GPS定位误差。车辆通过GPS定位时，车辆位置坐标数据会受到地形因素等的影响。通常，车辆GPS定位精度误差范围一般在15～30 m之间。因此，车辆行车数据在地图上显示时会出现偏差。

因此，通过地图匹配算法将车辆的行车数据与电子地图中的道路数据联系起来，从而判断车辆在地图上显示时相对准确的位置坐标。

1 地图匹配算法分析

地图匹配算法通过坐标转换将车辆位置坐标精确定位在路段或交叉口上。

1.1 地图匹配算法的原理

地图匹配算法借助电子地图提供的高精度道路交通数据来提高车辆的定位精度，利用已经确定的地理坐标如交叉口，路段分段的结点坐标，通过一定的算法，确定车辆的地图位置。同时它需要满足：（1）所需匹配地图位置坐标的车辆总是行驶在道路上；（2）采用的电子地图道路数据的精度不低于车辆GPS定位的精度；（3）具备适用于地图匹配的具有拓扑结构的道路交通网络模型。

地图匹配算法的基本思想是：通过采集车辆在路段中行驶的坐标位置，判断车辆通行轨迹与电子地图路段的相关性。以待匹配车辆在地图上的位置坐标或该车辆行驶历史路线为样本，获取到车辆周围的路段和路段间的交叉点，再将分段道路的数据作为模板，将样本与模板按照一定条件进行匹配，从而确定车辆当前行驶路段，并将车辆投影到该路段的相应位置上。根据车辆历史位置定位时为了保证有效性，地图匹配应该满足两个要求：（1）车辆初始位置确定；（2）每隔一段时间对地图中车辆位置进行重新匹配修正，以降低位置偏差[1-3]。

4 结语

讨论了城市智能交通引导系统的地图匹配问题解决方案。首先对地图匹配问题产生的原因进行了分析，阐述了地图匹配算法解决车辆在地图上位置定位的基本思想和判断依据；然后在满足地图匹配的前提条件下，设计了在交通引导系统中便于实现的地图匹配算法；最后为了进一步提高车辆定位的准确性，引入了行驶方向和驾车轨迹等因素，对地图匹配算法进行进一步的改进。实验证明，改进后的地图匹配算法能够很好的完成交通引导系统中车辆位置在地图显示中定位匹配的任务。

参考文献

[1] 常菲.综合地图匹配定位技术研究[J].计算机工程与应用，2004，19：200-202.

[2] 刘志德.地图误差对地图匹配质量的影响[J].测绘科学技术学报，2008，25（5）：340-343.

[3] 荆涛.车辆导航系统中地图匹配的研究[J].铁路计算机应用，2008，17（7）：1-5.endprint

摘 要：城市智能交通引导系统为用户提供最准确的道路交通信息。在分析地图匹配问题产生原因的基础上，阐述了地图匹配算法解决车辆在地图上位置定位的基本思想和判断依据，设计了交通引导系统中便于实现的地图匹配算法，通过引入行驶方向和驾车轨迹，地图匹配算法改进后提高了车辆定位的准确性。系统实验证明，改进后的地图匹配算法能够很好的完成交通引导系统中车辆位置在地图显示中的定位匹配任务。

关键词：地图匹配 行驶方向 驾车轨迹 定位匹配

中图分类号：U495 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2014）06（b）-0013-02

智能交通引导系统是一个融合了车辆GPS定位技术和计算机技术，结合MapInfo电子地图，为用户提供优化、准确的道路交通信息服务平台。系统通过导航生成GPS数据，获取车辆行驶信息，通过对交通数据的处理实现在客户端地图中显示车辆位置、方向和目的地等，并在地图上显示出满足要求的行驶路线。

路网中行驶的车辆位置坐标定位在电子地图上不可避免的存在误差，因为：（1）车辆GPS数据和电子地图数据所采用的坐标系可能不同，车辆的坐标位置显示在电子地图上会发生偏移；（2）电子地图坐标数据存在误差。交通引导系统采用基于的电子地图，生成电子地图的基础数据来源于高精度卫星地形图。地形卫星图片要经过扫描和栅格化等多重处理，每个处理环节不可避免的产生误差；（3）GPS定位误差。车辆通过GPS定位时，车辆位置坐标数据会受到地形因素等的影响。通常，车辆GPS定位精度误差范围一般在15～30 m之间。因此，车辆行车数据在地图上显示时会出现偏差。

因此，通过地图匹配算法将车辆的行车数据与电子地图中的道路数据联系起来，从而判断车辆在地图上显示时相对准确的位置坐标。

1 地图匹配算法分析

地图匹配算法通过坐标转换将车辆位置坐标精确定位在路段或交叉口上。

1.1 地图匹配算法的原理

地图匹配算法借助电子地图提供的高精度道路交通数据来提高车辆的定位精度，利用已经确定的地理坐标如交叉口，路段分段的结点坐标，通过一定的算法，确定车辆的地图位置。同时它需要满足：（1）所需匹配地图位置坐标的车辆总是行驶在道路上；（2）采用的电子地图道路数据的精度不低于车辆GPS定位的精度；（3）具备适用于地图匹配的具有拓扑结构的道路交通网络模型。

地图匹配算法的基本思想是：通过采集车辆在路段中行驶的坐标位置，判断车辆通行轨迹与电子地图路段的相关性。以待匹配车辆在地图上的位置坐标或该车辆行驶历史路线为样本，获取到车辆周围的路段和路段间的交叉点，再将分段道路的数据作为模板，将样本与模板按照一定条件进行匹配，从而确定车辆当前行驶路段，并将车辆投影到该路段的相应位置上。根据车辆历史位置定位时为了保证有效性，地图匹配应该满足两个要求：（1）车辆初始位置确定；（2）每隔一段时间对地图中车辆位置进行重新匹配修正，以降低位置偏差[1-3]。

4 结语

讨论了城市智能交通引导系统的地图匹配问题解决方案。首先对地图匹配问题产生的原因进行了分析，阐述了地图匹配算法解决车辆在地图上位置定位的基本思想和判断依据；然后在满足地图匹配的前提条件下，设计了在交通引导系统中便于实现的地图匹配算法；最后为了进一步提高车辆定位的准确性，引入了行驶方向和驾车轨迹等因素，对地图匹配算法进行进一步的改进。实验证明，改进后的地图匹配算法能够很好的完成交通引导系统中车辆位置在地图显示中定位匹配的任务。

参考文献

[1] 常菲.综合地图匹配定位技术研究[J].计算机工程与应用，2004，19：200-202.

[2] 刘志德.地图误差对地图匹配质量的影响[J].测绘科学技术学报，2008，25（5）：340-343.

[3] 荆涛.车辆导航系统中地图匹配的研究[J].铁路计算机应用，2008，17（7）：1-5.endprint