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题目:面向导航终端的数据处理与组织技术的研究与实现

关键词:动态导航系统;电子地图数据;存储模型;数据压缩;Berkeley;DB

  摘要

智能交通系统是在传统的交通系统上,吸收计算机信息处理、电子通信、自动控制和网络等技术建立的一种覆盖全方位、实时、高效的交通运输综合管理和控制系统。动态导航系统是智能交通系统研究的一个重要方面,它根据出行的起讫点向出行者提供最优路径引导指令和丰富的实时交通信息。导航电子地图是动态导航系统的数据基础,它按照特定的数据模型将基础地理信息、道路交通信息、兴趣点信息、自动引导等多源信息有机集成在一起,通过导航软件展现给用户。由于目前主流的面向嵌入式终端的导航数据存储格式过多的强调节省空间而使整个结构过于繁杂,增加了应用软件的编码难度;而且冗余字段太多,导致数据量在整体上太大,因此不宜完全照搬。此外,这些格式对实时动态交通信息的支持不够,难以满足动态更新的需要,同时由于目前国内的动态交通信息发布系统尚未提供基于GPRS/CDMA等无线网络的发布方式,这也在很大程度上影响了导航系统的实用性。本文在对导航电子地图的相关格式标准进行研究和分析的基础上,针对它们的不足,设计了一套面向嵌入式导航终端的地图数据存储模型,然后参照此模型,结合数据的特点,对原始导航电子地图数据进行有效的处理,再在此基础之上,设计和实现了动态导航系统的数据管理子系统,最后通过搭建测试环境对系统进行了功能和性能测试。本文所取得的主要成果包括以下几个方面:1) 研究与分析KIWI导航电子地图存储格式,针对其不足,进行了简化和改进,将属性数据和动态交通信息的存储从其格式中分离出来,通过引入嵌入式数据库Berkeley DB,设计了一套简单有效的地图数据存储模型,该模型能够对支持通过无线网络进行实时更新的动态交通信息和大量的静态地图数据进行有效的存储与组织。2) 基于上述存储模型,研究并实现了对原始电子地图空间位置数据的压缩与切割处理,从而生成满足相应存储格式的空间数据文件。3) 基于上述存储模型,结合嵌入式数据库Berkeley DB,提出了一种基于聚类分块的兴趣点POI数据压缩存储方法。该方法根据POI数据的特点,对其进行聚类、排序和分词以及基于记录块的压缩和存储,有效的提高存储空间利用率;并通过分词数据的倒排索引,实现了POI数据的快速而多样的检索。4) 基于上述存储模型,研究并实现在GPRS/CDMA无线网络环境下对动态交通信息进行压缩处理及发布的方法,从而减少传输数据量,提高动态信息的实时性。5) 在上述研究的基础上,将处理后生成的导航电子地图数据应用到动态导航系统中,设计并实现了动态导航系统中的数据管理子系统。该系统能够实时接收动态交通信息,并为上层的导航应用提供空间位置数据,属性数据以及动态交通信息的高效检索。