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doi:.1672-
导航路网数据自动差分融合关键技术研究
黄露1,贾继鹏1,侯爱羚1
(,湖北武汉430074)
摘要:针对传统导航电子地图数据生产过程中存在的生产周期长、工序复杂、质检手段落后等问题,运用信息化测绘生产思
维研究了导航一张图项目中涉及路网数据自动差分融合的几项关键技术,改进了传统测绘工艺,实现了信息化测绘生产与管
理,提高了导航数据质量和生产效率。
关键词:导航电子地图;一张图;路网数据;差分;融合
中图分类号:P208文献标志码:B文章编号:1672-4623(2020)02-0021-03
随着我国城市化进程的快速发展,道路的变化日
1技术路线
新月异,对于导航电子地图的现势性要求越来越高。
高精度导航电子地图数据生产流程繁琐、数据处理工导航路网数据差分融合环节是湖北省高精度导航
序复杂、数据流转不畅通、生产数据质量控制方法落一张图建设项目中基础数据生产的重要工序和环节,
后,从一定程度上影响了导航电子地图数据生产效率其技术路线图如图1所示。
[]
和保障服务能力1。随着测绘事业的快速发展,信息1)地理国情监测路网数据整理。以基础性地理国
[-]
化测绘体系对于测绘生产管理的要求不断提高24。如情监测成果数据作为数据源,提取出其中的公路、城
何运用信息化技术手段提高导航地图的生产效率,从市道路、乡村道路、匝道等数据。依据导航一张图数
而提升导航地图的更新速率,对于提高导航电子地图据要求对这些数据进行数据去重复、数据整合、数据
的现势性具有重要意义。分幅等数据整理过程,并将整理后的路网数据作为导
近年来,国内外在导航电子地图研究方面取得了航基础路网数据。
丰硕的成果。江南等研究建立了中小比例尺基础电子2)基础路网数据规范化处理。将地理国情监测基
地图多尺度显示模型[5];徐敬海研究了基于时态GIS础路网数据通过数据结构重组、拓扑关系重建等规范
的导航电子地图增量更新过程建模[6];宋莺研究了导化处理过程,保障转换后数据符合导航路网数据规格,
航电子地图动态更新核心技术[7];李连营等开展了导用于后续导航路网数据融合。
航电子地图增量更新方法研究[8];郭鹏等研究了导航3)路网数据差分处理。导航路网数据融合前,通
电子地图的增量更新服务模式[9];刘经南提出了“众过数据比对、属性赋值的方式对导航一张图母库数据
包+边缘计算”的大数据处理方法解决高精度导航地和基础路网数据对道路数据进行差分处理,主要包括
图的计算问题[10]。国内外对于导航电子地图相关研究拓扑差分处理和属性差分处理。对于未匹配成功不能
多集中在模型建立、数据更新方面,对于导航电子地进行差分处理的路网,生成差分路网数据和提示报表,
图数据生产方面的研究相对较少。便于对路网数据进行融合编辑。
本文结合湖北省高精度导航一张图建设项目,对4)导航路网数据融合更新。主要是参考基础影像
基础数据生产环节中的地理信息路网数据自动差分融数据,通过拓扑、属性编辑及变化区域路网更新,将
合关键技术进行了研究。依托高精度的基础地理信息规范化后的基础路网数据融合至湖北省导航一张图成
道路数据,运用信息化技术开发出配套生产工具,实果数据中,形成导航一张图融合更新数据。
现对导航路网数据差分融合处理的自动化、信息化,5)路网数据质量检查。对融合更新后的路网数据
以期能够减少导航数据生产、处理及更新作业的工作进行全面的质量检查,保障数据质量满足要求。若质检
量,极大地提高了生产效率,解决了导航电子地图质合格,则输出导航一张图路网差分融合更新成果数据;
量快速提升的难题。若不合格,则返回重新进行差分处理、融合更新等操作。
收稿日期:2019-04-22。
项目来源:国家自然科学基金青年基金资助项目(41401449)。
万方数据
·22·地理空间信息第18卷第2期
地理国情监测数据基础路网数据
地理国情监测路网数据整理数据结构重组
导航一张图母库数据基础路网数据规范化处理拓扑关系重建
质量控制
不合格
路网数据差分处理合格
规范化基础路网数据
路网数据融合更新
图2路网数据规范化处理流程图
质量检查
不合格
合格规范化
导航一张图路网更新成果
图1路网数据差分融合技术路线图图3路网数据规范化处理示意图
2关键技术路网数据差分处理主要包括路网数据拓扑差分处
运用信息化技术手段,改造传统测绘数据生产工理和属性差分处理2个过程。基于批量自动差分工具
艺,在路网数据差分融合处理方面实现了导航路网数大大减轻了数据处理的工作量,有效解决了导航电子
据处理与更新的自动化、信息化、智能化,从而实现地图快速质量提升的难题。
路网数据生产的科学管理。1)路网数据拓扑差分处理。对于导航一张图母库
,运用批量自动差分
以地理国情监测成果作为数据源,利用ArcGIS软工具,选取相同图幅的路网矢量数据,自动运行数据
件提取出其中的公路、城市道路、乡村道路、匝道等差分,对所有图幅文件进行批量处理。通过全自动的
道路数据作为导航基础路网数据。利用可视化数据处数据空间索引建立、相似度计算、匹配概率确认等过
理工具实现对基础路网数据的自动规范化处理,将基程,并利用差分更新的技术方法提取新增道路数据,
础路网数据通过数据结构重组、拓扑关系重构等规范输出差分数据及对应报表(图4)。
化处理过程,自动转换成导航路网数据规格,用于后
续导航路网数据融合(图2)。
1)数据结构重组:依据数据映射关系转换路网数
据的属性和文件规格,并建立相互关联关系。数据结
构重组主要包括属性映射、属性关联、属性表挂接、拓扑差分处理
宕除属性冗余。
2)拓扑关系重构:主要包括拓扑建立、拓扑检查
和拓扑处理。拓扑建立是依据道路实际相交情况,生
成拓扑关系节点层,并构建拓扑关系(图3)。拓扑检图4路网数据差分处理示意图
查主要包括点层检查和线层检查,拓扑处理主要对拓2)路网数据属性差分处理。利用属性差分工具通
扑检查的错误进行修改。过数据比对、属性赋值的方式进行批量自动属性差分
运用路网数据自动规范化处理技术,实现自动运处理,对导航一张图母库数据和规范化后的基础路网
行数据规范化以及路网数据的批量处理,可大大减少数据进行属性项匹配,对于未匹配成功不能进行属性
人工数据处理工作量,有效提高数据生产效率。差分的路网以报表的形式进行提示及定位。
万方数据
第18卷第2期黄露等:导航路网数据自动差分融合关键技术研究·23·
,设置检查数据和错误报表输
导航路网数据融合的主要工作是参考正射遥感影出目录,选择不同工序检查模式,执行路网数据工具
像数据,采用人机交互的方式,通过拓扑、属性编辑自动检查,将错误数据自动标识出来,能够检查出人
及变化区域路网更新,将差分得到的增量道路数据融工检查遗漏的地方,有效控制数据的质量,减少人工
合至导航一张图路网数据成果中,与原始导航路网数检查工作量。依据错误报表,结合人工质检核实数据
据建立合理的拓扑关系,并把新增数据属性集成到导成果,并对数据成果进行修正与完善。
航数据中,保持融合后的导航数据结构正确,符合导
3结语
航数据规则。同时,依据城市部件提取的道路交通标
志牌、交通信号灯、路名牌等附属设施,参照其定位本文对导航路网数据自动差分融合关键技术进行
和属性信息对导航母库数据进行属性、新增设施的融研究,利用信息化技术手段实现了导航电子地图数据
合与更新工作(表1)。生产中路网数据的自动差分融合处理,并在湖北省高
表1属性融合项说明精度导航一张图项目中得到广泛应用,对于指导导航
序号要素功能分类属性项字段名称数据生产、提高导航数据的现势性、提升数据质量和
1道路层Road道路名称ROADNAME
2道路层Road道路别名ALIAS生产效率、降低生产成本具有重要的现实意义。通过
3道路层Road道路等级ROADCLASS改造传统测绘工艺,从数据生产源头实现信息化测绘,
4道路层Road道路铺设PAVER
实现信息化测绘数据生产与管理,促进测绘生产形式
5道路层Road车道数MINLANES
6道路层Road道路宽度LANEWIDE的变革,提升了测绘信息化水平。
7道路层Road高架道路OVER_HEAD
8道路层Road功能等级FC参考文献
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10道路附加层RoadPlus铺设材料MATRL[1]刘云峰,李若,巩垠熙,
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[]徐敬海李清泉基于时态的导航电子地图增量更新研
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[10]刘经南,吴杭彬,郭迟,
考[J].中国工程科学,2018,20(2):99-105
第一作者简介:黄露,博士,工程师,主要从事测绘信息化方面
的研究工作。
图5路网数据质量检查配置项
万方数据