圖商導航地圖與AP商導航軟件的銜接

衛星導航技術與導航地圖基礎知識培訓第七講圖商導航地圖與AP商導航軟件的銜接張力2013.3圖商如何應對AP方的數據需求數據編譯原理圖商與AP商的關鍵銜接點圖商與AP商的溝通圖商如何應對AP方的數據需求圖商的數據與AP的數據相互間接口關系數據內容數據規格數據交換格式內容決定功能規格關聯算法壓縮格式轉換導航功能算法實現數據存儲格式編譯器不存在的內容將無法滿足AP要求的功能道路交通網絡數據背景數據注記數據索引數據圖像語音數據動態交通鏈接數據公交數據步行數據POI檢索路徑計算道路引導地圖顯示公交換乘步行導航地圖匹配實時交通顯示和路徑引導基本數據擴展數據基本功能擴展功能數據內容應對導航功能把圖商的交換格式地圖應對到AP商的導航引擎（軟件）的過程，是一個地圖數據編譯過程。編譯軟件實現了從交換格式文件到物理存儲格式文件的轉換。但是，編譯轉換是有條件的。由于AP商的導航地圖物理存儲格式文件是自行設計的，通常與具體的圖商無關。所以經常發生圖商的文件格式與AP商的文件格式相互間不能完全應對，或只能部分應對的情況。交換格式文件中的數據內容編譯器存儲格式文件中的數據內容"605615","60561500839","60561503463","60561500511","2","""605615","60561500839","60561502635","60561502639","2","""605615","60561500839","60561502635","60561502636","1","""605615","60561500839","60561500511","60561503463","2",""MID屬性文件DataPoint116.63721466064540.165608723958Symbol(34,0,6)Point116.63721466064540.165608723958Symbol(34,0,6)Point116.63721466064540.165608723958Symbol(34,0,6)Point116.63721466064540.165608723958Symbol(34,0,6)MIF坐標文件編譯序號項目偏移項目名稱類型長度約束備注10背景種類碼N1A（1）21圖元碼N1A（1）32形狀記錄N2A44形狀記錄序列長度SWS2A56形狀記錄序列B1A見表b-4序號項目偏移項目名稱類型長度約束備注10首端點X方向規格化坐標B:B:215~13A0～7，非統合格網和統合格網最左下角的標準格網位置編號均設為00～4095，基準格網內的相對坐標12~022首端點Y方向規格化坐標B:B:215~13A12~034相對于前一點的偏移坐標記錄序列IB1A見表b-6序號項目偏移項目名稱類型長度約束備注10相對于前一點的X偏移坐標I1A-128~127，（1）21相對于前一點的Y偏移坐標I1A導航軟件繪制AP商的物理格式存儲文件圖商的交換格式文件KIWI文件由于圖商的交換格式文件所包含的地圖內容是既定的，AP商的物理存儲格式文件所包含的地圖內容也是既定的，所以當AP商需要的數據內容在圖商方面不能提供時，AP商可能就不會采用圖商的產品。目前，最常見的情況是道路引導數據（動態實景3D、地標等），動態交通信息，公交換乘等內容的使用。如果一款導航產品的特色就是具備豐富生動的3D實景導航功能，顯然AP商必須要求圖商提供相應的3D實景數據內容。擴展的數據內容應對導航功能—動態交通數據案例（采用四維的RTIC數據）擴展的數據內容應對導航功能—動態交通數據案例（采用高德的數據）數據規格影響到導航算法的數學方法不同圖商的數據規格將引導、限制、甚至改變AP對各項導航算法的實現。如果兩個圖商分別設計了兩種路網分層的數據規格，則同一個AP商就必須分別設計兩種不同的物理存儲格式和最短路徑算法程序模塊。所以，通常一個AP商不愿意同時簽約兩個地圖供應商。數據規格是圖商與AP商的磨合焦點。數據規格包括：文件組織方式數據結構數據精度階層化組織的數據結構按基本比例尺組織的多層道路格網顯示數據結構按基本比例尺組織的多層背景格網顯示數據結構多階層道路計算網絡數據結構文字、圖像、語音的路徑引導數據結構關鍵字索引表POI數據表擴展數據（路況信息、公交等）功能算法操作界面物理存儲格式數據程序導航軟件圖商的空間層數據規格影響AP商的導航軟件的分層數據結構和分層地圖顯示、分層路徑計算程序。圖商數據三種基本比例尺的導航軟件顯示效果對應0級圖幅的交換格式文件數據對應1級圖幅的交換格式文件數據對應2級圖幅的交換格式文件數據若圖商提供的交換格式數據文件組織與AP預設的不一致，將發生復雜的編譯行為。甚至可能導致失敗。序號項目偏移項目名稱類型長度約束備注10弧段始點IDN4AID(A)ID(B)-A:A<=B24增量IDN2A36上位層路段存在范圍N15~13wA（1）4順方向始點的節點類型12wA0=節點1=復合節點5順方向終點的節點類型11wA6收費標志10wA（2）7導航性標志9wA（2）8在建狀態8wA（3）9交通流方向7~6wA（4）10弧段交通信息標志5wA（5）路段引導信息標志4wA（6）11保留3w~0wA128道路等級B7w~4wA（7）13道路功能3w~0wA（7）149道路形態B7w~4wA（7）15道路設施3w~0wA（7）1610道路名稱存在標志N15wA（2）17中央線存在標志14wA（2）18最高限速13w~6wAKm/h19通行限制的個數5~0wA（8）2012通行限制首記錄跳轉地址N2A（9）2114弧段長單位N15~13wA（10）22弧段長12~0wA（11）2316弧段起始ID對應于最低層網格ID跳轉地址D4A（12）2420~23弧段交通記錄跳轉地址D4A（13）交換格式的路段數據結構存儲格式的路段數據結構能找出兩者不一致的數據結構嗎？不完全一致的路徑計算數據結構？序號項目偏移項目名稱類型長度約束備注10記錄IDN2A22記錄長度SWS2A1~3字段34出口車道標示方向線字序列B1A（1）項號位內容115～12出口的第1個車道標示方向線（1-1）位15位14位13位12含義1xxx直行x1xx右轉xx1x左轉xxx1掉頭211～8第2個車道（結構同上）37～4第3個車道（結構同上）43～0第4個車道（結構同上）序號項目偏移項目名稱類型長度約束備注10路段記錄IDN2A（1）22記錄長度SWS2A1~3字段34弧段始點IDN4AID(A)ID(B)-A:A<=B48增量IDN2A510方位角+車道數N4A（2）614~17車道標示方向線記錄跳轉地址D4B（3）不完全一致的車道數據故規格交換格式的車道方向標線數據結構交換格式的車道方向標線數據結構？能找出兩者不一致的數據結構嗎？適應不同地區的道路引導信息的數據規格能指出下列引導數據分別適用哪些地區？用于建立郵編檢索表用于建立電話檢索表用于建立周邊檢索表用于建立全拼/首字母檢索表用于漢字手寫/智能檢索表對索引分級建立檢索的層次關系建立POI與道路的鄰接關系用于建立依區域分類的檢索表用于建立種類檢索表交換格式的POI數據結構圖商的POI檢索數據向AP商的POI檢索數據結構的轉換交換數據格式壓縮為二進制數據格式圖商提供的交換文件通常是通用格式的傳輸型文件，例如GDF文本格式、MID/MIF格式等。導航軟件采用的是非通用的二進制格式文件。二進制格式以二進制碼為數據存儲單位，并采用正規化坐標系和增量表示圖形空間坐標點。例如KIWI格式、Navtec格式、NDS格式等。"605615","60561500839","60561503463","60561500511","2","""605615","60561500839","60561502635","60561502639","2","""605615","60561500839","60561502635","60561502636","1","""605615","60561500839","60561500511","60561503463","2",""MID屬性文件DataPoint116.63721466064540.165608723958Symbol(34,0,6)Point116.63721466064540.165608723958Symbol(34,0,6)Point116.63721466064540.165608723958Symbol(34,0,6)Point116.63721466064540.165608723958Symbol(34,0,6)MIF坐標文件序號bit

內容115單向通行的調查有無bit15

意義0已調查1未調查214~13單向通行碼bit14bit13

意義00單向通行無01順方向一方通行10逆方向一方通行11兩方向通行禁止312種別附加信息1（計劃道路）bit12

意義0不符合計劃道路1符合計劃道路411種別附加信息2（隧道）bit11

意義0不符合隧道1符合隧道510種別附加信息3（橋）bit10

意義0不符合橋1符合橋69~0形狀補間點數（1~4）二進制格式文件圖商如何應對AP方的數據需求數據編譯原理圖商與AP商的關鍵銜接點圖商與AP商的溝通數據編譯原理圖商的交換格式文件數據導入多尺度層背景格網數據多尺度層道路格網數據多階層道路格網數據幾何/拓撲數據分離幾何數據分層拓撲數據分層POI數據圖形/圖像/語音數據其它擴展數據坐標抽稀和正規化構造復合結點生成索引表/關聯路段二進制格式壓縮AP商的物理存儲文件數據檢查1）支持多圖商的交換格式文件在數據導入環節建立多種交換格式文件的配置表，實現多對一的數據規格匹配。道路功能等級定義道路功能等級定義道路功能等級值統一到中間格式：圖商A的格式：圖商B的格式：0=高速路1=國道2=省道1=高速路2=城市高速3=國道配置表0=高速路/城市高速1=國道2=省道/城市快速路編譯器關鍵技術2）道路幾何數據與拓撲數據的剝離將圖商的單一層級道路數據按照顯示需求和路徑計算需求，分別生成兩類層級數據。對于較高層的數據需做路段的二價結點合并（多路段合并）和高層級圖幅合并的處理。低層路網高層路網3）構造拓撲數據的復合結點提取拓撲數據中的復合結點，建立復合結點表和內部路徑表。序號項目偏移項目名稱類型長度約束備注10內部路數據長度SWS2A22內部節點個數N1A33內部弧段個數N1A44內部路徑個數N1A55保留N1A66內部節點ID序列NB1A7O1內部弧段ID序列NB2A8O2內部路徑記錄序列B2A編譯到復合結點結構4）建立POI索引表和路段關聯關系依據POI的屬性建立漢字、拼音、地址、電話等檢索信息的索引表。依據POI的位置坐標建立與鄰近路段的關聯關系。序號項目偏移項目名稱類型長度約束備注10當前層字母+標志+記錄長度N:N:N2A22拼音對象數N2A34拼音對象序列的長度N2A46拼音對象序列的地址偏移D4A510下層的拼音索引項數N2C612拼音索引項序列的長度N2C714拼音索引項序列的地址偏移D4C序號項目偏移項目名稱類型長度約束備注10記錄長度+標志+路段分割點N:N:N:2A（1）220所在的最低拓撲層網格ID的跳轉地址N4A（2）36節點0IDN2A（2）48節點1所在的最低拓撲層網格ID的跳轉地址N4C（3）512~13節點1IDN2C（3）用POI坐標匹配所在圖幅內的全部路段用拼音碼建立拼音索引表5）數據結構的對位根據等價或最大相似的原則將交換格式的數據結構對位到物理存儲格式。6）數據格式檢查檢查物理存儲格式數據的完整性、邏輯一致性和屬性的正確性。道路車速限制道路車速限制道路車速限制統一到中間格式：圖商A的格式：圖商B的格式：1：＞130km2：100~130km3：90~100km實際值配置表實際值（km/h）編譯后將產生精度損失圖商如何應對AP方的數據需求數據編譯原理圖商與AP商的關鍵銜接點圖商與AP商的溝通圖商與AP商的關鍵銜接點圖商和AP商在地圖數據分層上的銜接點導航軟件的功能：顯示尺度范圍1:2500~1:4096萬，至少13個比例尺分檔最高比例尺應滿足480×400分辨率屏充滿全國圖（大陸部分）地圖顯示效果在各個尺度上應整圖清晰、路網舒展、點信息量適度、注記不疊壓非導航路段不參加路徑計算在400兆主頻，2G存儲卡，4兆內存的硬件平臺上路徑計算時間應＜5秒導航軟件需要的數據：需要1:2.5萬，1:25萬，1:100萬，全國略圖等4種基本比例尺層的背景圖每種基本比例尺圖內的注記數據應細分5層顯示尺度背景數據應做綜合與取舍處理，滿足顯示效果的要求（河流的線面變化，點數據的取舍，注記的排版等）道路顯示數據的基本比例尺層與背景層相同道路拓撲層的層數與道路顯示層相同，但每層路網的路段分布取決于路徑計算的合理性和效率，因此不一定與顯示層路網完全一樣非導航路段不進入道路拓撲層滿足了軟件需要的物理存儲格式文件：因數據源的原因，擬設置1:2.5萬，1:20萬，1:100萬等3種尺度的背景圖，另外再制作一幅全國略圖（比例尺根據物理顯示屏的分辨率確定）每種基本比例尺圖內的注記數據設置一個“顯示尺度”特征屬性道路顯示層與道路拓撲層分開構造為了構造道路拓撲層，要求數據源提供劃分道路拓撲層的路段特征信息為了構造道路拓撲層，要求數據源將可導航的和不可導航的路段區別開來圖商應提供的交換格式文件：提供1:2.5萬，1:20萬，1:100萬等3種尺度的背景圖和1:2.5萬的道路圖每種基本比例尺圖內的注記數據設置了“顯示級別”特征字段道路數據設置了“路徑采納值”字段，可據此分離顯示和拓撲數據和構造拓撲層每種基本比例尺圖內的注記數據設置了“顯示級別”特征字段只有4種細分的相對比例尺刻度，怎么辦？序號字段設置取值范圍注釋含義名稱類型路徑采納PathClassChar(2)0作業中(5)1細密圖內2詳細圖內3基本圖內4廣域圖內5廣域圖間15不選擇路徑等級路徑采納值描述0作業中1細密圖內不存在2詳細圖內城市及縣、鄉、鎮內的一般道路，通常為城市內部的普通道路和縣鄉道3基本圖內城市之間的骨干道路網，通常為城市內的主干道和省道4廣域圖內全國范圍的骨干道路網，通常為高速公路和國道5廣域圖間不存在15不采納不可導航的道路（5）一般按照道路等級賦路徑采納值，但可根據道路在路網內的重要性和網結構進行適當調整。道路數據設置了“路徑采納值”字段，可據此分離顯示和拓撲數據，并構造拓撲層圖商提供的交換格式文件（數據組織）物理存儲格式文件（數據分層）編譯器1.圖商提供了3種基本比例尺的背景圖，但無全國略圖2.圖商提供了注記的4顯示級別，不滿足應用的需求3.圖商提供了3個級別的路網拓撲層，并區分出了不可導航道路請判斷和決策：圖商的數據是否完全滿足AP方的需求？不能滿足的部分是否可用編譯的方法補救？無法補救的部分如何處理？是降低AP方的要求還是圖商另行定制新數據？導航軟件的功能：路徑計算時間城市內≤1秒，城市間≤5秒提供距離優先，少收費優先，快速路優先和推薦路線等四種規劃策略實時路況參與路徑規劃（擴展）公交換乘路線與自駕車路線聯算（擴展）圖商和AP商在路徑規劃上的銜接點導航軟件需要的數據：需要近距離路網，中距離路網，遠距離路網的空間層道路拓撲數據需要滿足四種規劃策略的路段和結點權值信息需要實時路況的接收，解析和路網匹配處理（可選）需要公交換乘（線路和站點）與路網的關聯關系（可選）滿足軟件需要的物理存儲格式文件：設置詳細拓撲路網（除不可導航路的全部路段），較重要道路路網，全國骨干路網等三個空間層的道路拓撲數據下層路網通過同一結點和上層路段連通到上層路網，形成連通閉合網絡每層網絡均滿足連通閉合的要求，即任意一條路段均可在本層搜索到另一條路段路段和結點（含復合結點）應至少包含長度，功能等級，交通流方向，紅綠燈標志，收費，禁止橫穿，交通限制條件等屬性圖商應提供的交換格式文件：提供1:2.5萬的道路圖道路數據設置了“路徑采納值”字段，可據此構造三個空間道路拓撲層路段和節點（含復合結點）設置長度，功能等級，交通流方向，紅綠燈標志，收費，禁止橫穿，交通限制條件等屬性字段權值數據拓撲關系交換格式的結點記錄結構：交換格式的路段記錄結構：權值數據權值數據空間層數據交換格式的交通限制數據結構（僅針對無條件或有條件通行限制的結點記錄）：若無時間限制條件，CRID為空圖商提供的交換格式文件（路段的交通限制部分）物理存儲格式文件（路段的交通限制條件）編譯器1.圖商提供了用于生成基于空間層的道路拓撲網絡的1:2.5萬道路圖2.圖商提供了用于道路計算的與最優路徑相關的路段和節點的權值數據請判斷和決策：當圖商對交通限制信息的數據定義與這里介紹的不一樣時，例如一個路口為無條件禁止通行，且沒有時間限制條件，圖商用“可通行”表示，而不是用通常的“無條件禁行”表示。圖商或者AP方該如何處理？圖商如何應對AP方的數據需求數據編譯原理圖商與AP商的關鍵銜接點圖商與AP商的溝通圖商與AP方的溝通方式決定了雙方交易的成敗不成功的溝通方式往往是彼此還未真正了解對方的真實需求和真實能力時就收場的原因。正確的溝通方式建立在圖商對自身的數據是否有透徹的認識，對同業者的數據是否有準確的了解，對AP方的已有產品和待開發產品有深刻的研討的基礎之上。知己知彼，你面對的不只是與你打交道的AP方，他的身后永遠站著你看不見但又影響著你的同業者。圖商與AP商的溝通數據內容是第一要務圖商不具備AP方所需要的數據內容，從而無法滿足對方產品的導航功能，則沒有必要談下去了。對某些擴展的導航功能極易出現這種情況，例如公交換乘，動態交通等時興的應用功能。圖商與AP方之間往往在以下問題上產生誤解或長時間的反復溝通：圖商對基本比例尺顯示層和路網空間層的劃分是否與AP方的設計相同或兼容圖商的道路注記數據結構是否支持AP方的注記顯示模式圖商對道路的屬性定義、復合節點結構、交規表達是否與AP方的路徑算法一致圖商提供的道路引導信息的種類及數據結構是否滿足AP方的軟件需求圖商是否提供了AP方建立POI檢索表所需要的種類、名稱、地址、電話等POI數據圖商是否提供了定址道路交叉口的數據圖商提供的公交換乘、動態交通信息接口等擴展數據的數據結構是否滿足AP方需求數據規格是雙方溝通的最重要的議題當圖商與AP方在數據內容和數據規格上達成一致意見后，AP方是否愿意調整其現有的編譯器軟件，以適應不同于以往合作圖商的交換格式文件，就成了交易成功的最后