导航电子地图基本结构和新技术应用-PPT精选文档
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移动导航电子地图(ppt)
卫星导航系统和嵌入式电子设备是导航电子地图生产和应用的 物质基础。
所以，我们学习、生产和应用导航电子地图，必须了解这两大 电子技术的知识，并且学会如何利用它们的最新技术成果，提 升和扩展导航电子地图的技术与应用。
• 影响和制约导航电子地图发展的两个因素
➢卫星导航定位系统的定位精度限制了地图的精度 ➢嵌入式计算机芯片在速度、存储容量方面的技术水平也制约了 地图数据的显示能力、计算效率和数据存储量
接收轨道参数
接收机
输出( B,L,H)
导航仪
地图投影
取地图数子地图
➢导航电子地图是满足人们驾车出行需要的专题地图 ➢导航电子地图是以卫星导航系统、嵌入式移动电子设备和计算 机网络为物质基础的数字地图 ➢导航电子地图的核心内容是道路实体和交通实体信息 ➢导航电子地图的重要内容是与道路相关的POI兴趣点信息 ➢导航电子地图隐藏有大量的非显示的道路交通属性信息 ➢导航电子地图以易于人们操作和便于移动存储的结构进行组织 ➢导航电子地图追求更强的现势性，其使用价值取决于更新速度 ➢导航电子地图还可以扩展成行人导航、LBS位置服务、移动物联 网、Telematics汽车信息服务等新领域的应用地图
导航电子地图采用“结 点 — 弧段”数据结构， 以拓扑表的形式存储在 导航电子地图中。
拓扑结构表
路段 L200: N501, N502
… 结点 N502: L200, L432, L255
L432 N502 L255
L200
N501
（3）道路拓扑网的分层
最佳路径的求解问题是导航电子地图有别于其它地图的重要特 点。为了适应嵌入式电子设备的计算环境，把数据量庞大的道 路拓扑网进行分层处理。分层的基本原则是按道路的等级分层。 一个例子是将全国道路网络分为 3 层。1 层是最底层，将最详 细的道路加入网络中，只要是汽车能通行的道路均加入其中。 2 层是将一些细小道路删除，保留城市主干道、高速公路、国 道。3 层是最上层，只保留城市间的道路，如高速公路、国道 等。
所以，我们学习、生产和应用导航电子地图，必须了解这两大 电子技术的知识，并且学会如何利用它们的最新技术成果，提 升和扩展导航电子地图的技术与应用。
• 影响和制约导航电子地图发展的两个因素
➢卫星导航定位系统的定位精度限制了地图的精度 ➢嵌入式计算机芯片在速度、存储容量方面的技术水平也制约了 地图数据的显示能力、计算效率和数据存储量
接收轨道参数
接收机
输出( B,L,H)
导航仪
地图投影
取地图数子地图
➢导航电子地图是满足人们驾车出行需要的专题地图 ➢导航电子地图是以卫星导航系统、嵌入式移动电子设备和计算 机网络为物质基础的数字地图 ➢导航电子地图的核心内容是道路实体和交通实体信息 ➢导航电子地图的重要内容是与道路相关的POI兴趣点信息 ➢导航电子地图隐藏有大量的非显示的道路交通属性信息 ➢导航电子地图以易于人们操作和便于移动存储的结构进行组织 ➢导航电子地图追求更强的现势性，其使用价值取决于更新速度 ➢导航电子地图还可以扩展成行人导航、LBS位置服务、移动物联 网、Telematics汽车信息服务等新领域的应用地图
导航电子地图采用“结 点 — 弧段”数据结构， 以拓扑表的形式存储在 导航电子地图中。
拓扑结构表
路段 L200: N501, N502
… 结点 N502: L200, L432, L255
L432 N502 L255
L200
N501
（3）道路拓扑网的分层
最佳路径的求解问题是导航电子地图有别于其它地图的重要特 点。为了适应嵌入式电子设备的计算环境，把数据量庞大的道 路拓扑网进行分层处理。分层的基本原则是按道路的等级分层。 一个例子是将全国道路网络分为 3 层。1 层是最底层，将最详 细的道路加入网络中，只要是汽车能通行的道路均加入其中。 2 层是将一些细小道路删除，保留城市主干道、高速公路、国 道。3 层是最上层，只保留城市间的道路，如高速公路、国道 等。
电子地图PPT素材
谷歌地图（Google Maps）是Google 公司提供的电子地图服务，包括局部详细的卫星照片。
能提供三种视图：一是矢量地图（传统地图），可提供政区和交通以及商业信息；二是不同分辨率的卫星照片（俯视图，跟Google Earth 上的卫星照片基本一样）；三是地形视图，可以用以显示地形和等高线。
Google Maps APIWebAPI是通过开放的Internet传输协议，以标准方式定义并提供可被其他应用调用的服务内容，它通过API调用将内容进行整合。
目前架构在Web 平台上，以HTTP为基础的WebAPI的普及，也降低了应用服务整合的门坎。
GoogleMapsAPI是Google为开发者提供的Maps编程API。
它允许开发者在不必建立自己的地图服务器的情况下，将GoogleMaps地图数据嵌入到网站之中，从而实现嵌入GoogleMaps的地图服务应用，并借助GoogleMaps的地图数据为用户提供位置服务。
GoogleMapsAPI除了帮助开发者将地图嵌入到Web应用中之外，还允许开发者利用JavaScript脚本进行应用开发拓展，给地图添加标注和折线及其他地图图层覆盖物和地图地图，或者响应用户的点击动作，并显示包含内容信息在内的气泡提示窗口。
通过GoogleMaps为开发者提供的地图API，可以开发出各种各样有趣的地图Mash-up应用，还可以将不同地图图层加载到应用中，如卫星影像、根据海拔高度绘制的高山和植被地形图、街道视图等，从而帮助开发者打造个性化的地图应用站点。
Google 地图API 是一种通过JavaScript 将Google 地图嵌入到您的网页的API。
该API 提供了大量实用工具用以处理地图,并通过各种服务向地图添加内容，从而使您能够在您的网站上创建功能全面的地图应用程序。
电视地图是什么？基于数字电视的电子地图服务。
电子地图（英语：Electronic map），即数字地图，是利用计算机技术，以数字方式存储和查阅的地图。
第六章-电子地图
（3）数据存储冗余小，软件运行速度快， 空间数据处理与分析操作时间短；
（4）包含车辆导航所需的交通信息，如限 速标志、交叉口转弯限制、信号灯等；
（5）信息查询灵活、方便。
6.2 导航电子地图的数据结构与数据模型
6.2.1 电子地图的数据类型及其特征 1、数据类型
电子地图中的数据可分为空间数据和 非空间数据两大类。空间数据又叫几何数 据，用来表示物体的位置、形态、大小和 分布等特征信息，根据空间数据的几何特 点，它又分为图形数据和图像栅格。
自从关系模型提出以来,20世纪70年代出现 了多种关系数据库的操作语言如 SQL,QUEL(Query Language)以及实用化的关 系数据库系统如IBM的R系统和加州大学伯克利 分校的INGRES (Interactive Graphics and Retrieval Systems)系统。随着社会信息化程度 的提高和计算机语言的发展,80年代出现了面向 对象的编程语言,之后面向对象的概念被引入到数 据库中,出现了面向对象的数据模型以及相应的数 据库系统如02和ORION。
但是,面向对象的数据模型没有完善的 理论基础,缺乏易于使用的标准化查询 语 言。因此,90年代又出现了基于对象而不 是基于记录的关系模型——面向对象的关 系模型(即混合模型)。混合模型可以通过 在已有的关系模型中添加面向对象的附加 层,或者将关系模型中的关系扩展到对象数 据中来实现。
6.2.4 面向弧线的空间数据结构设计
空间数据和非空间数据在导航电子地 图中是通过标示符连接的。
2、数据特征
电子地图中的数据特征包含以下几个 方面： （1）质量特征：如地图要素分类，目标在 物理、化学、人文、自然、经济等多个方 面的特征； （2）数量特征：如居民地人口、线状地物 长度、面状地物的面积、土壤的酸碱度、 腐殖质含量、雨量、温度等；
《导航定位技术》PPT课件
俄罗斯
发展简史
由前苏联从80年代初开始建设的与美国GPS系统相类似的卫星定位系统，现在由俄罗斯 空间局管理。 从苏联1982年10月12日发射第一颗GLONASS卫星 1996年1月18日，24颗卫星正常工作运行。
卫星组成
GLONASS系统共有26颗卫星在轨。其中有20颗卫星处于工作状态，2颗备用，4颗正接受 技术维护。其中18颗卫星即可实现俄罗斯境内导航。
Navigation and positioning technology
本课程所涉及的主要内容
第一部分：导航定位技术理论基础
➢ 地球描述 ➢ 坐标系 ➢ 时间基准
第二部分：典型导航定位系统
➢ 典型导航定位系统的工作原理及特点 ➢ 典型导航定位系统应用 ➢ 辅助导航定位系统工作原理及应用
第三部分：组合导航定位系统
GPS全球定位系统
拥有者 美国
发展简史 全球卫星定位系统（GPS）计划自1973年起步，1978年首次发射卫星，1994年完成24颗中高度圆轨道（MEO ）卫星组网，共历时16年、耗资120亿美元。
39
3.6 卫星导航（Satellite navigation）
GLONASS全球定位系统
拥有者
25
3.4 惯性导航（INS-Inertial navigation system）
N
f
t y
E
f
t x
惯性平台
vE
t
aEdt vE0
0
t
vN
aN dt vN 0
0
aBy
-
Vy0
Vy
1 R
aBx
Vx0
-
Vx
1 R
sec
导航计算机
发展简史
由前苏联从80年代初开始建设的与美国GPS系统相类似的卫星定位系统，现在由俄罗斯 空间局管理。 从苏联1982年10月12日发射第一颗GLONASS卫星 1996年1月18日，24颗卫星正常工作运行。
卫星组成
GLONASS系统共有26颗卫星在轨。其中有20颗卫星处于工作状态，2颗备用，4颗正接受 技术维护。其中18颗卫星即可实现俄罗斯境内导航。
Navigation and positioning technology
本课程所涉及的主要内容
第一部分：导航定位技术理论基础
➢ 地球描述 ➢ 坐标系 ➢ 时间基准
第二部分：典型导航定位系统
➢ 典型导航定位系统的工作原理及特点 ➢ 典型导航定位系统应用 ➢ 辅助导航定位系统工作原理及应用
第三部分：组合导航定位系统
GPS全球定位系统
拥有者 美国
发展简史 全球卫星定位系统（GPS）计划自1973年起步，1978年首次发射卫星，1994年完成24颗中高度圆轨道（MEO ）卫星组网，共历时16年、耗资120亿美元。
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3.6 卫星导航（Satellite navigation）
GLONASS全球定位系统
拥有者
25
3.4 惯性导航（INS-Inertial navigation system）
N
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惯性平台
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导航计算机
第十六章电子地图及地图的电子出版.pptx
• 13、志不立，天下无可成之事。20.9.2620.9.2621:01:4121:01:41September 26, 2020
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
2. 3.无级缩放 4. 5. 6. 7.超媒体集成 8. 9.
二、电子地图的技术基础
1.多维信息可视化技术 2. 3.多媒体电子地图技术 4.嵌入式电子地图技术 5.
三、电子地图种类
1. 2.CD ROM或DVD ROM 3.触摸屏电子地图 4.个人数字助理(PDA)电子地图 5.
基本原则：
• 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。下午9时1分41秒下午9时1分21:01:4120.9.26
谢谢观看
--内容的科学性、 --界面的直观性、 --地图的美观性 --使用的方便性
（一）界面设计
1.界面的形式设计 2.面的显示设计 3.
(二)
(三)
1.基础地理底图符号尽可能与纸质地图的符号保持一
2. 3. 4.符号的尺寸设计要考虑视距和屏幕分辨率因素 5. 6.用闪烁符号来强调重点要素
(四)
电子地图的制作方案.pptx
学海无 涯
6
编码 500 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 200 201 202 501 502 503 504 505
学海无 涯
地物名称 医院
编码 506
学校
507
公司、工厂
508
影剧院、俱乐部
509
餐厅、酒楼
510
宾馆、饭店
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到平整。对面积比较大或地图图幅多的地图分成多幅分别进行矢量化。 地图的矢量化选择常用的手扶跟踪数字化方法。
5、地图的编辑与修改 数字化后得到的电子地图不免有许多错误，需要对其进行编辑修 改。地图的编辑在DAK 中 ARCEDIT 模块下进行。经过编辑修改，消 除图层中错误的点、线、多边形标识点及编码、不需要的 Dangle 线、
８、地图的无缝拼接 分幅数字化的地图经过地图坐 标转换后，再经过在 DAK 中 ARCEDIT 模块下的局部调整后，使用Mapjoin 模块进行拼接，得到完 整的电子地图。拼接后的电子地图还要重新进行编辑修改，消除错误。 ９、有关属性地理信息的添加 电子地图中除了位置信息以外，还包括许多属性信息。首先在属 性数据文件中添加相应字段，例如 type、name 等，然后根据每一地物 对应的User-ID，为其添加相应的地理信息。这一部分工作可以通过将 DAK 与 FOXPro 等数据库管理系统结合完成。 10、地图格式的转换
旅游服务机构
512
邮政电信
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银行
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商场、商店
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图书馆、博物馆、展览馆
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体育设施
517
书店
518
变电站、发电站
519
第7张-多媒体电子地图课件PPT
2021/3/10
15
此外还设计和制作了一部分三维地图，例如 全国年降水量图、全国河流冰情与凌汛图等。 三维地图的浏览功能包括拉近、推远、三维 漫游、分别绕XYZ三个轴向旋转等。这类三 维地图都是把专题信息转化为三维高度表现 出来，增强直观阅读效果，发挥计算机多维 动态可视化的优势。
2021/3/10
13
三维地形飞行与三维 地图浏览
▪ 电 子 地 图 集 利 用 全 国 1:100 万 和 1:25 万 的
DEM，设计制作中国的三维地形，并实现 中国地形三维飞行。
2021/3/10
14
▪ 飞行路线大致：从北京出发，至东北大平原、
大、小兴安岭，折至内蒙古草原、黄土高原， 经过河西走廊、至新疆戈壁、准葛尔盆地，穿 越天山、塔克拉玛干沙漠，到青藏高原东部、 横断山，到云贵高原、四川盆地，南折南岭、 东南部中低山，往北飞越长江、黄河、黄淮海 平原，回到北京。
▪ 目前国际上一些主要的较大城市都出版了整个
城市的电子地图集或城市交通电子地图集。电 子地图集正迅速发展，成为新的地图形式和重 要的大众化信息产品。
2021/3/10
3
《虚拟地球》界面与“空中飞行”一景
2021/3/10
4
多媒体电子地图的特点与优越性
2021/3/10
5
多媒体电子地图的特点 与优越性
格数据地图、二维矢量地图、三维地图与各 种形式的动态地图联合运用，更好地反映和 显示自然各要素和现象的质量与数量特征、 空间格局及其时空变化规律。
2021/3/10
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▪ 例如降水量图单元包括二维矢量图、三维效果
图及各月降水量动态变化图，从不同形式、不 同侧面反映和显示我国降水量的分布特点和区 域差异。又如黄河下游河床与三角洲地貌图单 元，也是多种可视化手段的组合，反映黄河下 游河床决口的动态变化、下游河道与三角洲河 床历史的时空动态变化。
【推荐】车载导航系统基础知识PPT文档
现在天上大概有18颗卫星，已经基本可以使用了。
均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾角为55°。
指挥中心也可随时与被跟踪目标通话，实行管理。
什么是 一、车载导航系统的组成
现在天上大概有18颗卫星，已经基本可以使用了。
GPS - Global Position System
（GLObal
现在天上大概有18颗卫星， 已经基本可以使用了。但是 它占的频率过宽，属于淘汰 产品
现在据说天上有2颗星星
BD2（北斗卫星定位系统 ）
中国
预计2008年底投入运营， 据说对民用免费开放
一、车载导航系统的组成
1.1 导航的定位和接收系统
测量与时间有着极大的关系。
一、车载导航系统的组成
一、车载导航系统的组成
GPS Navigation Satellite
System
）
GPS的空间部分是由27
颗工作卫星组成
系统？
所有卫星位于距地表20 200km的上空,
X 27
均匀分布在6 个轨道面上(每个轨道面4 颗) ,轨道倾 角为55°。
此外,还有3 颗有源备份卫星在轨运行。
一、车载导航系统的组成
1.1 导航的定位和接收系统
中央处理器 监控台的电子地图显示求助信息和报警目标，规划最优援助方案，并以报警声光提醒值班人员进行应急处理。
于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位
系统。
表示地面控制
导航模块 监控台的电子地图显示求助信息和报警目标，规划最优援助方案，并以报警声光提醒值班人员进行应急处理。
基本道路 GPS - Global Position System
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道路等级属性：
• 高速道路 • 城市高速 • 国道，省道，县道 • 市镇村道：城市内部主要交通干道、连接乡镇之间或乡镇与村的道路 • 其它道路：包括有门或门卫的道路，道路狭窄或路况很差的道路，其他
无法通车的道路
• 九级辅路：非机动车辆通行的辅路我们定义为九级辅路 • 航线：供车辆渡过河流、湖泊、海峡等水域的路线 • 人行道路
道路形态属性：
IC：
JCT：
连接高速和其它等级道路的路
同等级高速之间连接的道路
上下线分离： 物理上有隔离带或地面画有双黄线标志的
SA：
PA： 环岛：拓扑层）：
1：城市之间的连接道路，包括穿过城市的道路。这种道路是全封闭的。
2：值为1的道路之间的连接道路，车辆能够以较短的时间通过或到达城市。
路口类型
路口关联 的路段组
种别代码值：
道路名称属性：
路段-名称文件 R_Lname <> 名称文件 R_Name <>
路段对应的 路名指针 路名性质 路名 路名解析
路口禁行/限行属性：
路口限行关系文件 C <>
AB 顺行
CD 顺行
路口交通禁 行关系
描绘限行路线图的文件 Cond <>
禁止调头
3：高等级道路的连接路，能够提供较大的机动性，但不如值为2的道路提供 的机动性高。 4：能够容纳较多车辆、并且能够以适中的速度运行。是高等级道路之间的 连接道路。 5：在车辆数和速度上都小于其他等级的道路，并且包含了人行道。与高等 级的道路形成最细的路网，主要用于短距离引导。
节点文件 R<>
节点类型
国际上，导航电子地图产生于90年代初。由于那个时代无论 在我国还是在欧美和日本，卫星导航技术和汽车导航市场都 处于初级阶段。导航电子地图技术和产品还处于萌芽状态。 日本当时在推动发展导航电子地图技术、产品和标准化方面 处于世界领先地位。这与日本大力发展汽车导航技术和市场 密不可分。 我国真正进入规模化导航电子地图的研发、生产和商业化始 于2019年左右。这与当时丰田公司将车载导航技术和产品引 入中国汽车市场有着直接的关系。
背景簇文件
由6个文件组成，分别表示：
背景点、线、面的空间、属性和拓扑关系
背景中的线与面的关系 属于同一实体的面组合 区县级行政区划面
背景点： BN<> 组合面： BP<> 区县级面： D<>
背景线： BL<>
背景面： BP<>
线面关系： BPL<>
注记簇文件
由1个文件组成： 自然和地物的名称
全国范围，品质较好
全国范围，品质一般 全国范围，品质一般
中等规模
中等规模 中等规模
8
9 10 11
北京科菱航睿空间信息技术有限公司
国家基础地理信息中心 浙江省第一测绘院 武汉立得空间信息技术发展有限公司
全国范围，品质一般
工程项目 工程项目 工程项目
小规模
数据内容和文件组织
国内导航电子地图的数据内容分为四类基本数据： 道路数据
卫星导航技术与导航地图基础 知识
我国主流导航电子地图 基本结构和新技术应用
• 我国主流导航电子地图基本结构
• 多源数据采集技术 • 分词技术在地址索引和POI分类中的应用 • 动态交通信息数据结构 • 3D导航技术 • 行人导航技术
我国主流导航电子地图基本结构
我国导航电子地图的产生和发展条件
在IC路分叉处设立 的引导标牌指针 在IC路分叉处开始 的引导路径
背景数据
注记数据 索引（POI）数据 此外，为了数据组织的便利性和数据内容的扩展性，不同的 图商和产品还要附加一些新的数据内容，例如行政区划和要 素名称词典等。 以上四类基本数据和扩展数据分别组织到分簇交换文件中。 这些文件通常采用GIS通用格式文件，如 SHAP、MID/MIF 等互换性较强的文件。以某厂家的产品为例：
每天4:30 到7:30道路顺方向行驶 : [(h4m30)(h7m30)]
2019 年的8 月 8 号到2009 年的4 月30 号，其中每天的7:00 到22:00 : [(y2019M8d8)(y2009M4d30)]*[(h7)(h22)]
道路引导关系：
IC路段（高速路与普通路的连接路）上的引导文件 CR <>
提供可用于绘制真 实路线或示意路线 引导牌的道路线空 间数据和转角数据
描绘限行路线图的文件 CNL <>
限行时间段的文件 CR <>
为路段文件、路口 限行文件和限行路 线图文件提供限行 时间信息。
每星期三到星期五的7:30 到12:00 和 14:00 到20:00 : [(h7m30)(h12)]*(t4t5t6) , [(h14)(h20)]*(t4t5t6)
道路簇文件
由13个文件组成，分别表示道路的： 空间与核心属性 拓扑关系
道路名属性： R_LName<> R_Name<> 高度层： Z_Level<>
道路名属性
通行限制 引导信息 高度层
空间与核心属性： R<>
拓扑关系： N<>
通行限制： C<> Cond<> CNL<> CR<>
引导信息： IC<> Dr<> Ln<> R_LZone<>
1
2 3 4
北京四维图新导航信息技术有限公司
易图通科技（北京）有限公司 高德软件有限公司 北京长地万方科技有限公司
全国范围，品质好
全国范围，品质好 全国范围，品质好 全国范围，品质较好
规模化生产
规模化生产 规模化生产 规模化生产
5
6 7
深圳市凯立德计算机系统技术有限公司
北京城际高科信息技术有限公司 北京灵图软件技术有限公司
我国导航电子地图的数据结构和生产工艺也由此深受日本的 影响。这种影响一直延续到今天。
我国导航电子地图企业的基本情况
国内有11家具备导航电子地图生产资质的单位。其中8家企业 生产全国导航电子地图产品。地图的生产工艺、数据模型、 地图产品技术规范基本一致。产品质量相差较大。
序号 资质单位 地图品质 规模
显示文字： T<>
索引簇文件
由4个文件组成。分别表示：
地址索引： A<>
交叉点索引： 邮编数据： Z<> Ac<>
POI的空间、属性、父子关系和引导线关系
位置点的邮编和行政区划编码
位置点的地理信息（行政、居民点、人口）
POI数据： P<>
道路数据
道路路段文件 R<>
道路等级
通行方向
空间层 交通禁行 限速 车道数