导航电子地图增量式更新方法浅析

张军

[摘要]导航电子地图的更新是影响其质量的最主要标准，目前国内外生产导航电子地图的企业很多，各有其特点，但地图的更新方法一直是研究的一个热点，目前导航电子地图更新主要以服务器数据中心为基础进行，其更新速度不是很快，这里就可以实现的几种导航电子地图的更新方法做下比较。

[关键词]导航电子地图 电子地图更新 增量式电子地图更新 自增量

[中图分类号] V249.3 [文献码] B [文章编号] 1000-405X（2015）-8-405-1

导航电子地图的应用日益广泛，评价导航电子地图的关键因素是地图的现势性，一个好的电子地图必须保证用户在使用的过程当中使用的数据都是最新的，避免出现看着地图找不到目标的情况。如何做到保持导航电子地图数据的现势性，对于不同版本的导航电子地图来说有不同的策略。

1导航电子地图系统更新框架

导航电子地图一般存储在导航地图数据源服务器上，数据源服务器上的数据有更新再对客户端数据进行更新。

2传统导航电子地图数据数据更新机制

刚才提到评价导航电子地图的关键因素是地图的现势性，如何保证图1中服务器上地图具有很好的现势性是导航电子地图研究的重点。目前地图更新的方法主要有三种形式：（1）整体更新：在这种更新方式中，导航电子地图数据库中的数据全部更新，这种方法耗资大、速度慢，在导航电子地图的使用中不方便；（2）部分更新：在部分更新方式下，导航数据库中的一个记录子集被更新替代。被更新替代的记录形成一个逻辑单元，可以是一个更新区域或者一个建设街区。部分更新往往通过在数据库中一个新的包含对应更新内容的更新操作来实现；（3）增量更新：在增量更新方式下，导航数据库记录的一部分子集被更新。其实质是新旧版本之间的变化量被更新。增量更新可以通过在关系表上执行对应的事务来实现。

3导航电子地图增量式更新模式

导航电子地图如何才能更好更快更准确的更新地图数据，关键问题在于发现更新内容，获取地物变化信息，这里提出四种方案：

3.1把电子地图更新增量信息的获取转化为相应时间段路名审批档案信息的获取

电子地图上道路信息包括空间信息和属性信息。道路管理部门一般是首先获取道路变化信息的单位，道路名称对于道路来说是主要属性信息，道路管理部门会对道路信息进行备案。道路更新过程中，可以通过道路管理部门获取道路名称档案，有了路名审批档案与导航电子地图更新的对应关系， 获取指定时间段导航电子地图更新增量就不再困难了。通过确定需要更新的导航电子地图的日期与需要更新的电子地图的日期，调出所有时间段内的路名变更档案，找出发生变化或新增的道路名称，对其进行更新，可以很方便的达到导航电子地图更新的目的。

3.2导航电子地图与遥感影像图的叠合比对

遥感影像图更新速度快，精度高，可以很好的显示地表信息的变化情况，可以作为探测道路变化的一个平台。以此作为导航电子地图增量更新基础资料同时也存在两个问题，首先遥感影像获取，再者就是如何从遥感影响上发现道路变化信息。对于这两方面的研究，是遥感技术影像自动识别需要研究的内容，目前还不成熟。所以这种方法目前只能停在理论阶段。

3.3客户端反馈道路变化信息，服务器统一处理

对于导航电子地图的用户即客户端来说，是最容易发现道路变化信息的主体，客户端在使用电子地图的过程中发现地图上没有的道路信息，通过一定的机制判断道路信息，自动反馈给服务器，服务器对于需要更新的道路信息进行汇总，统一更新。这种机制可以即可以快速的发现道路信息的变化，也可以减少去发现道路变化情况的工作，简洁高效。

要实现道路变化信息的发现、判断、反馈，关键需要解决以下几个方面的问题：

（1）客户端增量道路自动识别模块

车辆在运行过程中连续接受GPS定位序号信息，定位精度可以达到10米，结合电子地图道路信息进行对比，可以获取GPS定位序号信息在路网上的状态序列，两部分信息对比分析，可知道路信息是否变化。在道路识别过程中，首先截取未知道路的行驶轨迹，称为失配轨迹，失配轨迹和道路信息进行拓扑行为分析和几何分析，判断失配道路长度、状态等基本信息，基本信息参数作为增量道路信息源以一定的数据格式存储，通过导航系统发送给服务器。

（2）服务器对于客户端反馈的新增道路信息进行整理更新

服务器接受到海量客户端发送过来的道路增量信息，对这些信息进行集中整理分析，对于需要作出道路更新的区域进行整体维护，最后将维护好的电子地图数据更新给用户。

3.4导航电子地图自增量更新

以上电子地图更新都是基于服务器统一地图更新，这种更新模式最大的缺点就是更新过程复杂，通过服务器更新，最后还需要反馈给用户，需要一个来回。导航电子地图自增量更新的思想是以客户端为地图更新的基础平台，客户端增加道路自动识别功能、增量道路数据自动融合功能。

自增量更新的关键在于定位数据与已有地图的拓扑分析判断道路信息，对于新发现的道理，通过GPS定位轨迹形成道路模型，客户端需要具备道路数据拓扑处理的功能，将新发现道路的轨迹和原始道路数据进行拓扑处理即数据融合、图形符号录入、属性符号录入的功能。这样对于客户端产品的要求就有所提高，通过客户端更新的道路数据，也可以通过通信设备反馈给服务器数据中心，这样可以提高工作效率，减小服务器数据中心的数据采集工作量。具体框架结构如图5自增量数据更新和服务器关系。

4结束语

导航电子地图发展迅速，以成为目前行车必备的工具，电子地图使用的核心是准确，地图更新当然是必不可少的环节，如何做好地图更新工作，是导航电子地图生产商必须考虑的首要问题，目前来看，就效率来说，自增量导航电子地图的更新模式是最好的。但是就技术手段来说，自增量更新电子地图要求客户端具备强大的制图功能、GIS空间分析功能，当然这些技术手段不难解决，随着技术的发展，日后必然会成熟。

参考文献

[1]黄建华，《面向北斗二代终端的导航地图更新框架》，福州大学学报，2012.6.

[2]闫顺玺，《导航电子地图的设计与制作》，交通科技与经济，2008第三期.

[3]王钊，《车辆导航电子地图的自增量更新》.清华大学博士论文，2012.4.

[4]黃建华，《北斗RDSS机制下的导航地图更新设想与实践》.测绘通报，2012.4.

[5]付兴，导航电子地图增量式更新关键技术研究，2013硕士论文.