构建复杂边的城市管网模型

本文改进已有的城市管网模型,在逻辑网络中加入几何位置信息,利用伪结点,表达复杂边在几何网络和逻辑网络中线要素与边元素的一对多关系。另外,模型利用触发器定义相应的触发机制来实现自动更新和维护,针对几种结点操作情况,进行了复杂边的具体维护分析。实验数据表明,构建的城市管网模型可以有效表达复杂边的拓扑关系,同时方便空间定位,模型维护不需要进行拓扑重构,符合管网管理的内在要求和应用模式。     

面向多层建筑的室内外一体化路径规划算法

提出了一种室内导航专题地图模型,用于解决室内地图建模、室内多楼层拓扑构建等问题,并提出一整套工艺流程,用于该专题地图模型的规范化、自动化生产。同时,设计了一种室内外一体化的导航算法,基于该导航专题地图模型构建的拓扑数据,采用Dijstral算法实现最短路径规划,并通过将出入口作为节点对室内外进行划分和衔接,实现室内外路径规划结果的无缝衔接。最后,为了验证该专题地图模型与导航算法的有效性,编写了一款APP,对该地图模型数据进行可视化,采用建模输出的多楼层拓扑导航数据和提出的导航算法,进行室内外一体化导航算法有效性验证。     

基于时空数据模型的导航电子地图增量更新技术

基于时空数据模型分析提出一种导航电子地图增量更新技术。首先根据传统的导航电子地图格式设计基本的导航电子地图的交换格式和分层分块的物理格式;然后使用增量包设计对实时导航信息的属性关系和空间关系进行增量存储,并根据导航电子地图增量更新服务框架设计了增量模式的数据编辑与检查;最后针对更新后的分块数据采用局部拓扑构建的方法,在编辑导航数据的同时维护导航数据的拓扑关系。增量更新技术平台的实现进一步验证了技术的实用性。     

面向导航的动态多尺度路网数据模型

导航应用需要动态多尺度路网数据的支持.描述交通特征的时空多尺度语义,利用象形符号扩展的UML表示法,设计适用于导航的动态多尺度路网数据模型.模型以车行道为拓扑数据建模的基本单元,以完整道路为几何数据建模的基本单元,实现路网拓扑/几何的分离与多尺度表达,以及交通状态、交通事件,统计行程时间等动态信息与路网的集成表达.试验表明,本文提出的模型为相应的数据结构设计与数据库实现奠定了良好的基础,能有效支持导航应用.     

导航电子地图增量更新方法研究

针对目前导航系统中普遍采用版本式整体替换方式进行地图数据更新,难以满足用户对数据现势性的要求,研究了导航电子地图动态增量更新的3个关键技术,实现了导航终端的在线增量更新,并在更新过程中对拓扑关系进行动态维护,有效提高了导航电子地图的更新效率。     

面向车联网应用的导航电子地图增量更新

针对基于增量的导航电子地图动态更新研究较少且研究成果不对外公开的现状,该文首先对导航电子地图数据进行增量数据包的设计、生成和发布;然后针对嵌入式导航软件应用模式,对导航电子地图动态更新技术进行了研究;最后设计了网络地图服务中的增量包传输和增量包融合技术,并在导航数据融合的同时维护导航数据的拓扑关系。车联网导航数据增量传输与更新技术平台的实现进一步验证了该技术的实用性。     

基于稀疏点云的ADAS三维地图构建方法

提出了一种基于机载LiDAR稀疏点云与已有道路二维导航地图快速构建ADAS三维地图的方法。通过稀疏点云与导航地图拓扑叠加分析和三维空间关系检验,实现了对复杂道路结构的高程平滑和面向ADAS的道路三维地图构建。以香港地区ADAS地图为例,采用该方法进行了三维地图构建。结果表明,该方法合理且效率高,精度满足先进自动驾驶三维地图要求。     

基于几何规则的车载近景立体影像道路交通标线自动提取

道路交通标线信息是道路导航地图中必不可少的数据，对于制作精度更高、道路细节信息更加丰富清晰的高精度导航地图具有重要的作用。本文以车载近景立体影像中的道路交通标线信息自动提取为研究目标，针对道路交通标线快速、精确采集的应用需求，提出了基于几何规则的车载近景立体影像道路交通标线自动提取方法。该方法首先分析了道路交通标线的几何特征；其次，构建了基于几何特征的交通标线信息提取规则；最后，以标线种子点为基础，结合前述规则，实现了道路交通标线三维空间信息的自动采集。以南京师范大学的车载移动测量系统拍摄的实际近景立体影像为数据进行了试验，试验结果证明，本文方法相比传统人机交互采集方法，在交通标线特征点采集效率、标线几何相似度等方面有较大的优势，可为高精度导航地图的生产提供一种可借鉴的技术支撑。     

保持拓扑关系与几何特征的矢量地图水印处理方法

矢量地图描述了地物特征及其空间关系。在矢量地图中嵌入数字水印可能会改变其几何特征和拓扑关系,从而降低矢量地图的可用性。针对这一问题,提出一种保持拓扑关系与几何特征的矢量地图水印处理方法,通过顶点的最大允许扰动范围计算、嵌入水印后的顶点移位检测、以及基于同名点拓扑关联的顶点坐标调整等处理,保持拓扑关系和几何特征正确性。采用居民地面矢量数据进行数字水印嵌入与检测实验,嵌入数字水印后的矢量地图保持了正确的拓扑关系和几何特征,验证了方法的可靠性和有效性。     

拓扑模型下的导航地图道路曲率引入

随着道路曲率的作用逐渐被认识,道路曲率引入导航地图,成为实现先进驾驶辅助系统(ADAS)的重要途径,也是未来导航地图的发展趋势之一。曲率依附于曲线存在,难以直接引入基于拓扑模型的导航地图。为了避免模型转换带来的巨大工作量和不确定性,本文尝试了拓扑模型下道路曲率引入的研究。首先在现有导航地图道路数据基础上,使用了完全曲线拟合与组合线型拟合两种方法计算曲率;然后结合两种计算方法对应的曲率存在形式,探索了在拓扑模型下的道路曲率引入方式,分别是引入点、引入线和引入多线;最后使用导航地图道路数据进行曲率计算和曲率引入的试验。结果表明,本文的方法具有可行性,为今后大数据量的导航地图道路曲率引入打下了铺垫。     

基于云计算的新型高鲜度电子地图平台构建

在电子科技发展迅猛的新时代,电子地图可为车载导航、手机、PAD、互联网等使用者提供基于位置的各种服务。针对现有电子地图生产平台更新频率低、处理速度慢、现势性差等问题,本文利用大数据挖掘、云计算及人工智能等新技术,通过自动识别成图及自动化编辑能力,对电子地图的在线快速更新技术,以及从采集、编辑到出品的一体化流程进行了研究。并以此建立了基于云计算的新型高鲜度电子地图平台,实现了电子地图道路信息与兴趣点的在线增量更新,大幅度提升了电子地图的生产能力、准确率及效率。     

基于电子海图的船舶航线显示与监控系统设计

介绍了一个基于移动GIS和电子海图的船舶航线显示与监控系统的结构、功能设计及其实现的关键技术。该系统利用国产地图缩编软件GENTOOL研制开发,具有地图数据多比例尺叠加、时空数据分辨率匹配、实时监视与报警等特点。     

兴趣点选取的路网分割并行计算法

兴趣点,又称POI(points of interest)是网络地图、导航地图中重要的表达要素,包括餐饮、娱乐、金融机构、旅游景点、地标建筑、加油站、停车场等人们日常生活中最为经常使用的信息。其数据的准确性、属性的丰富程度、表达的清晰度及其实时显示效率都将影响地图的服务质量。当前POI表达存在许多问题,特别是在用户搜索特定信息时,由于查询结果数据量较大,造成POI的叠置、压盖等,这一问题严重影响了用户对POI信息的查询与检索。地图综合提供了大量的算子算法以实现点或点群要素的选取,但是它们在综合效率方面亟待提高。面向矢量数据处理的并行计算,其数据划分不仅需要满足负载均衡、划分算法高效等要求,而且对于划分后各部分数据在计算前后拓扑关系的保持也显得尤为重要。兴趣点与路划网络是密切相关的要素,两者之间存在着相互依存的空间关系。本文提出基于路划网眼划分兴趣点的方法,既能保证兴趣点的划分效率,又能保证不同分区内POI选取计算的正确性。选择点选取算法中的"圆"增长算法,采用典型试验区域的路划网眼数据,基于不同节点数划分兴趣点数据,实现兴趣点选取并行计算。试验证明,该方法不仅保证了兴趣点划分的均衡性,而且可以提高兴趣点选取计算效率。通过这一研究,对面向矢量数据的地理信息分析、地图制图综合等复杂算法的并行计算具有重要意义。     

车载导航电子地图的关键技术与解决方案

导航电子地图是影响车载导航市场发展的重要因素。由于车载导航系统软硬件的限制,导航图有着不同于一般电子地图的特点与要求。根据在实际工作中遇到的问题和生产实践中的经验,探讨了导航电子地图生产需要解决的一系列关键技术,包括数据简化与压缩策略、面向导航系统的空间数据组织与索引策略、大区域车载导航地图数据的无缝连接技术、以及多尺度导航地图数据的显示与管理等,并给出了利用多源数据融合组织导航电子地图生产的技术方案。希望能够对车载导航电子地图的生产与研究有一定的借鉴作用。     

室内位置地图数据模型构建与应用

室内位置地图是实现位置服务的基础,不仅包含室内空间对象的几何信息,而且还包含对象之间的位置关联关系和语义特征。现有的地图数据模型缺少从位置服务的角度对室内空间的全面分析和描述,难以满足多样化的应用需求。采用面向对象方法构建了室内位置地图概念模型和逻辑模型,实现室内空间几何形态、位置关系和语义特征的统一描述,并通过位置和语义关联提供精准化、适人化的信息服务。结合商场室内个性化推荐与路径导航等位置服务实验,初步验证数据模型的有效性。     

基于时态GIS的导航电子地图增量更新研究

分析了导航地图数据增量更新过程的时态特征,通过应用时态GIS实现了增量更新过程的建模.提出了基于历史跨度的时空数据模型(history span based ternporal-spatial model,HSBTM).在此模型的支持下,推导了增量数据的计算公式,论述了历史跨度时空数据模型的简化表达和实现方法.     

导航电子地图在移动设备中的应用

移动信息技术和地理信息系统的迅猛发展为野外工作提供了巨大潜在支持,而设计基于移动设备的地理数据可视化与决策系统又是十分必要的,导航电子地图系统是完成这一工作的基础。导航电子地图能够向用户提供野外导航和辅助决策支持。针对这个热点问题,本文通过分析典型的应用实例论述了目前基于移动设备的导航电子地图的应用现状,探讨其应用意义。     

一种支持城市路网交通关系自动化的智能模型

针对车载导航、地图网站等应用中路网要素之间交通关系维护的难题,提出一种支持路网要素交通关系自动化的智能过程模型,将路网要素交通关系自动化过程理解为由路网要素间的空间和语义关系、规则集和控制系统组成的产生式系统.该产生式系统可在路网要素空间和语义信息基础上,通过定义可扩展的交通关系规则集,自动化地生成符合应用需求的路网要素间的交通关系.此外,在该产生式系统中引入触发器概念监控和响应几何网络及其交通关系规则集的变更,实时更新逻辑网络中的连通关系信息,实现几何网络、规则集和逻辑网络三者的一致性.同时,提出路网要素交通关系处理的控制策略和关键流程,并对该智能网络模型的有效性进行了验证.

Abstract：

Maintaining the traffic connectivity relations between road features has always been a time consuming task for in-vehicle navigation, map website, and other traveling service related applications. Such a task has been commonly conducted artificially and inevitably inefficient, yet makes data quality control difficult. Considering the intrinsic rules of traffic connectivity formed by the geometrical structures, spatial and semantic relationships between road features in city road networks, an intelligent processing model is set forward in this paper for traffic connectivity automation. It is argued that traffic connectivity automation between road features is fundamentally a production system composed of the spatial and semantic relations between road features, connectivity rules and control system. With the implementation of an extendable connectivity rule set, the traffic connectivity relations between road network features are built automatically based on the spatial and semantic information of road network. The trigger concept is adopted to monitor and respond the changes in geometrical network and connectivity rules, and then dynamically updates the traffic connectivity between road network features in logical network so as to guarantee the consistence between geometrical network, connectivity rules and logical network. A series of control strategies and a conducting engine are developed to maintain the traffic connectivity relations. A case study conducted on a real road network verifies the effects of the proposed intelligent model.     

面向矢量数据成图的协同感知方法研究

为了满足面向成图的矢量数据协同处理的需要,结合现有矢量数据处理方法的特点,在对处理过程中作业员的编辑活动类型进行分析的基础上,提出利用命令消息实现协同感知的方法。首先给出了命令消息的描述模型,对协同处理矢量数据中的编辑类型进行了划分;然后构建了协同感知模型,给出了服务端和客户端的数据处理方法和流程;基于构建的模型,实现了层间要素的协同更新。试验结果表明该方法可以有效实现协同感知和层间要素的关联更新。     

浅析高精度地图发展现状及关键技术

随着国家对智能汽车创新发展战略任务的推进,作为其关键保障技术的高精度地图在近几年已经成为测绘等多个领域的研究重点。针对当前高精度地图综述性理论研究相对缺乏的问题,本文从高精度地图数据结构、数据生产和功能应用3个方面,对高精度地图相关的主要研究内容及现状进行阐述和总结。从数据结构层面,高精度地图描述内容可划分为静态地图数据和动态地图数据,其中静态地图数据是当前制图的重点;考虑数据生产的层次性,分别对高精度地图的生产模式、生产流程和具体的技术方法进行了分析,认为专业部门指导结合众包是数据生产的基本特征;以自动驾驶中的匹配定位和导航规划为代表,总结了高精度地图在应用方面的关键技术。最后,对高精度地图未来发展的方向进行了展望。