[发明专利]道路逻辑模型及其制作方法

说明书

技术领域

本发明涉及道路逻辑模型及其制作方法，尤其涉及基于地理信息系统(Geographic Information System，简称GIS)的道路逻辑模型的制作方法及由该制作方法创建出来的能够进行快速检索的道路逻辑模型。

背景技术

地理信息系统既是管理和分析空间数据的应用工程技术，又是跨越地球科学、信息科学和空间科学的应用基础学科。其技术系统由计算机硬件、软件和相关的方法过程所组成，用以支持空间数据的采集、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题。

地理信息系统处理、管理的对象是多种地理空间实体数据及其关系，包括空间定位数据、图形数据、遥感图像数据、属性数据等，用于分析和处理在一定地理区域内分布的各种现象和过程，解决复杂的规划、决策和管理问题。

(a)基于GIS的道路网络模型

地理信息系统数据模型表达主要有：点、线、面三种。在城市道路网路模型中，需要通过GIS点模型来描述高速入口点、高速出口点、高速分歧点、普通道路交叉点、兴趣点信息，用线模型来描述道路信息。

该模型由结点、道路、兴趣点(Point of Interest，简称POI)等构成。

(a-1)结点

结点具有唯一的编号，是两条或多条道路的交点。并可将结点类型(高速入口、高速出口、高速分歧、普通道路交叉点、格网边界点等)，交通规制、接续道路编号列表等信息记录在属性数据中。

(a-2)道路

道路同样具有唯一的编号，是由结点分割的真实道路的一段。并可将道路类型(高速道路、匝道、普通道路等)、道路等级(根据道路类型和道路宽度设定的道路重要性等级。等级越高，重要性越高)、道路长度、道路名称、道路行驶方向、两个连接结点的编号(第一个结点为起点、第二个结点为终点，起点到终点的方向就是道路行驶方向)、连接兴趣点编号列表等信息记录在属性数据中。

(a-3)高速兴趣点

高速兴趣点同样具有唯一的编号，是高速道路两边具有某些特定功能设施的地点。并可将兴趣点类型(加油站、停车场、休闲餐厅等)、经纬度坐标、相邻道路编号、相邻结点编号、到相邻结点的距离等信息记录在属性数据中。

(a-4)高速信息列表

高速沿线上关于高速特殊结点服务区SAPA、高速分歧JCT、高速出入口IC的信息的列表，信息内容包括：结点顺序号，当前位置到结点的距离(实际计算)，到下一结点的距离，转向，POI属性，分歧到达的另外高速线路信息等等。

(b)城市道路模型上的最短路径计算

(b-1)道路模型的变换

上述由格网、结点、道路、兴趣点组成的道路模型可以很容易的变换为一张有向图。将结点、兴趣点抽象为点，将道路抽象为有向弧段，这样就形成一张有向图。这张图由若干以格网为单位的子图拼成。

(c)卫星定位及道路匹配

(c-1)通过车载GPS(全球定位系统)接收器，接收到卫星信号，并计算出当前车辆的经纬度。

(c-2)根据汽车的经纬度和道路网络数据，将车辆匹配到一条道路上。

然而，目前使用的高速信息列表检索和显示方法仅是一种性能较差且单一的实现方法。

该传统方法需要完全依靠原有道路路网为模型，加载所有网格的数据，并以弧段或结点为边进行反复递归的有向探索，并最终获取到高速信息列表。

因此，该传统方法存在如下的缺点：

第一，在原有的路网模型中加入高速公路，数据编译代价比较大，因此高速信息内容变动影响到道路地图数据的全部编译。

第二，在传统的导航系统中，当需要获取高速公路整条线路的信息列表时，性能代价比较大。高速公路跨越往往几百甚至上千公里，需要加载大量的网格数据，然后以结点或边不断地向前递推到高速公路的出口，在当前主流大众化的车载导航系统中，其性能及内存消耗问题表现尤为突出。

第三，在传统的导航系统中，无法支持引导过程中自动提示高速信息列表的功能，而往往需要人手工干预界面，才能获取高速信息列表内容，其安全性欠佳。

第四，在传统的导航系统中，也不支持高速公路网络的周边检索功能。利用传统的POI周边检索功能无法搜索周围高速公路入口和线路基本状况。

第五，当高速公路出现复杂的分歧路段(或JCT分流)时，无法快速查询到其他可选的高速公路线路信息而需要漫游整个地图，操作起来很不方便。

发明内容

技术问题