融入实时交通信息的城市电子地图研究

摘要

现代社会交通压力与日俱增，智能交通系统(ITS)成为解决这一难题的最重要手段。车辆导航系统是ITS领域内的一个重要部分，已成为国内外的研究热点。而车辆导航系统离不开城市交通电子地图的支持：车辆用户端装载导航电子地图用于显示路网交通信息和支持路径规划；交通信息中心也可通过交通电子地图分析城市的全局交通状况，进而合理分配交通流。用户与交通信息中心实时互动，最终形成安全、舒适、便捷的交通环境。
　　 随着城市车辆数目的不断增长，基于动态道路阻抗的路径搜索才具有实际应用价值。传统的导航电子地图较好地反映了静态交通信息，但缺乏对实时交通信息的描述。为满足动态导航功能的需求，我们必须开发出动态导航电子地图。本文正是以此作为研究的动机，探讨与实时交通信息的电子地图表达问题相关的技术问题。
　　 文本的研究基于静态导航电子地图，将实时交通信息融入其中。本文的侧重点及创新点如下文所述：
　　 1．研究制作静态导航电子地图的相关技术。采用矢量数据结构组织导航电子地图的空间数据，并设计相关属性描述了路网的连通性，依据制作流程制作导航电子地图；
　　 2．对GPS定位技术展开研究。GPS定位数据既是实时交通信息源之一，又为路径规划提供精确的起讫点坐标。在介绍定位原理及坐标转化技术的基础上，我们提出一种基于弧段权重的地图匹配算法实现了定位点的屏幕显示，并以跑车实验验证了算法的有效性。
　　 3．探讨实时交通信息可视化表达技术，采用了线性参考方法与动态分段技术相结合的技术手段。此外，我们利用细节层次(LOD)技术研究了多比例尺下实时交通信息的表达技术。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 课题研究背景

1.1.1 智能交通系统概述

1.1.2 交通地理信息系统介绍

1.1.3 交通信息分类及采集方式

1.2 国内外现状及发展趋势

1.2.1 国外发展现状

1.2.2 国内现状及发展趋势

1.3 本文的研究内容及研究意义

1.3.1 本文的研究内容

1.3.2 课题的研究意义

1.4 本章小结

第二章 静态导航电子地图相关技术

2.1 导航电子地图数据的组织

2.1.1 导航电子地图的数据分类

2.1.2 空间数据的结构

2.1.3 导航电子地图的数据模型

2.1.4 导航电子地图的数据组织

2.2 城市道路网连通性表达

2.2.1 道路层次分析

2.2.2 路段正方向的定义

2.2.3 中心端路网连通性表达

2.2.4 车载端路网连通性表达

2.3 导航电子地图的制作

2.3.1 导航电子地图制图技术规定

2.3.2 导航电子地图制图流程

2.4 本章小结

第三章 车辆位置信息获取方法研究

3.1 车辆定位原理与坐标转换

3.1.1 GPS结构

3.1.2 GPS工作原理分析

3.1.3 GPS定位方式简介

3.1.4 相关坐标系简介

3.1.5 坐标变换算法研究

3.2 地图匹配研究

3.2.1 定位数据预处理

3.2.2 匹配路段的确定

3.2.3 权重算法思想

3.2.4 转弯判定与交叉口处理

3.2.5 算法流程与实验分析

3.3 本章小结

第四章 实时交通信息的可视化表达

4.1 基本比例尺下可视化研究

4.1.1 实时交通信息特征分析

4.1.2 可视化技术的引出

4.1.3 可视化技术路线

4.1.4 可视化的实现

4.2 多尺度可视化研究

4.2.1 地理信息多尺度实现

4.2.2 实时交通信息多尺度表达

4.3 本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录 攻读硕士期间发表的学术论文