GPS导航电子地图--基本概念

1．电子地图的构成
电子地图主要由道路形状数据、背景数据、拓扑数据和属性数据构成，它们之间紧

密衔接，共同为车辆导航应用提供服务。
道路形状数据——主要记录与道路相关的精确地理位置、路面形状、道路隔离带、
相应的附属设施等。它必须准确如实地反映真实世界的具体情况，为其他类型的数据提
供空间基础，是电子地图与客观世界和各种导航应用功能相联系的纽带。
景数据—— 既包括了植被、水系、行政区划、面状公共场所等现实意义上的背景信
息，也包括各类与智能导航相关的实时交通信息。背景信息的提供优化了地图的显示，
满足了实时网络路径分析的需要。
拓扑数据— —定义了电子地图中各种地物间的相互关系，包括拓扑联接、拓扑相邻、
拓扑包含等。拓扑数据的定义使电子地图中的各类数据在内涵上有了关联，使地图数据
在语义和概念上更加完整，也更符合客观现实，为电子地图数据自身完备性检查、网络
路径分析和实现交通信息处理提供了便利。
属性数据— —记录各类地物除位置信息以外的数据。根据针对的地物不同，属性数
据的组织结构也不尽相同。例如，POI(信息点)的属性中常包括名称、地址、电话、网址
等，而针对道路的属性数据则要记录道路名称、道面宽度、车道数据、通行级别等。随
着导航应用需求的不断扩展，对属性数据完备性的要求也在不断提高，属性数据中包括
的信息量及其准确度是评价当今业界领先的导航电子地图质量的重要依据之一，如
NavTec h 公司生产的导航电子地图中道路层的属性数据就拥有150 个字段，内容巨细无
遗。
2．电子地图的种类
电子地图从数据格式上可以分为矢量地图和栅格地图。这里的矢量和栅格之分主要
是针对于道路形状数据和背景数据中与地物相关部分而言，前者用于地图缩放、路径计
算分析等场合，而后者则主要用于固定比例尺地图的显示。
同时，根据电子地图应用场合的不同，也可将其划分为车载导航地图、应用于监控
跟踪的电子地图、用于导游目的的手持式电子地图、用于智能交通全局指挥调度的电子
地图等。这些不同的划分也对应着不同的电子地图数据构成要求和技术要求，由此延伸

出整个导航应用的完整体系。
3．电子地图的技术要求
首先，导航用电子地图必须具有极高的精确性，包括地理位置数据的精确性和实际
地物信息的准确性。与此同时，电子地图中各要素之间必须具有正确的拓扑关系和整体
的联通性，使各地物在逻辑上和语义上能够正确地映射现实世界。这些条件是保证电子
地图实际可用性的客观基础。
其次，导航电子地图必须提供完备的地物属性信息。一方面这是电子地图进行查询
检索的需要，另一方面也是进行实际智能交通分析及相关导航应用的客观需要。例如，
地图数据中需要有表达交通禁则的信息，以说明哪些路口禁止左转、禁止直行等，哪些
路段在特定的时间段不许机动车通行或只许单行等，还需要有表达道路特质和运行情况
的数据，以表明道路的材质、收费情况、允许哪些车辆类型通过等。这些属性信息与导
航应用的需求密切相关，与一般意义上的电子地图有很大不同。
再次，在许多应用场合，如车载系统、手持式设备等环境下，硬件条件相对特殊， 对
导航电子地图的要求也相应地更加苛刻。电子地图数据必须在保证精度和信息量的情况
下尽可能的精炼，同时其数据结构也必须更加符合嵌入式设备显示、运算和分析的要求。
最后，由于导航电子地图使用场合的特殊性，需要配以便捷高效的GUI，以保证信
息的快速获取和用户的安全，其中常常要用到语音、触摸屏、针对强光源的特殊着色等
技术，并配合以视频、动画等相关数据来展现丰富的电子地图应用。
相关定义
地图
按照一定的数学法则，运用符号系统、以图形或数字的形式表示具有空间分布特性

的自然与社会现象的载体。
地图要素
构成地图内容的基本要素，包括数学要素、地理要素和整饰要素(亦称辅助要素)， 所
以又通称地图“三要素”。
绘制地图的数据格式
矢量数据：用X、Y 坐标表示地图图形或地理实体的位置和形状的数据。
栅格数据：按照栅格单元的行和列排列的、有不同“灰度值”的像片数据。又叫扫
描数据。
图形数据：表示地理物体的位置、形态、大小和分布特征以及几何类型的数据。
属性数据：描述地理实体质量和数量特征的数据。
地图数据库
计算机存储的各种数字地图(矢量或栅格)及其管理软件的集合。
4D 产品
数字高程模型(DEM)：定义在x、y 域离散点(规划或不规划)以高程表达地面起伏形
态的数字集合。数字高程模型是现实世界地面山川河流起伏在计算机中的数字化表达。
它在计算机中直观地反映现实的地貌情况。主要用于规划设计(如高速公路设计，无线通
讯台站设计，开挖及填埋土方计算，洪水淹没分析等)。

电子地图
利用数字地图经可视化处理的屏幕地图。电子地图是存储在计算机的硬盘、软盘、
光盘或磁带等介质上的，地图内容是通过数字来表示的，需要通过专用的计算机软件对
这些数字进行显示、读取、检索、分析。
电子地图种类很多，如地形图、栅格地形图、遥感影像图、高程模型图、各种专题
图等。

数字地图
以数字形式储存在计算机存储介质上的地图。

 

v 导航电子地图

™ 导航电子地图是电子地图中的一个分支，它含有空间位置地理坐标，能够与空间定位系统结合，准确引导人或交通工具 从出发地到达目的地的电子地图及数据集。