GDF导航电子地图标准.pptx

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1、GDF导航电子地图标准导航电子地图标准张 力2007.72021/9/122021/9/121 1什么是什么是GDF？GDF数据模型GDF逻辑结构GDF推荐的交换文件格式GDF标准的应用情况2021/9/122021/9/122 2什么是GDF?l 历史19841984年欧洲标准化委员会年欧洲标准化委员会CENCEN开始制定适于车辆自动导航系统开始制定适于车辆自动导航系统的数据内容、数据表示方式以及数据结构：的数据内容、数据表示方式以及数据结构：GGeographic eographic D Data ata F Files iles 地理数据文件地理数据文件之后，在十年的推广应用过程中，历经

2、之后，在十年的推广应用过程中，历经 GDF1.0GDF1.0、2.02.0、2.12.1、2.22.2、3.03.0、4.04.0等版本的演变，等版本的演变，20032003年成为年成为ISO14825ISO14825国际标准。国际标准。我国于我国于20002000年启动导航电子地图的标准化工作。经过年启动导航电子地图的标准化工作。经过5 5年的努年的努力，在力，在GDF3.0GDF3.0和和4.04.0的基础上，融合我国道路交通的具体情况，的基础上，融合我国道路交通的具体情况，在在20052005年颁布了国家标准年颁布了国家标准 GB/T 19711-2005GB/T 19711-2005导

3、航地理数据模导航地理数据模型和交换格式型和交换格式。2021/9/122021/9/123 3l 学习GDF标准的意义GDFGDF标准是世界上迄今最好的导航电子地图数据模型。它全面标准是世界上迄今最好的导航电子地图数据模型。它全面的、深刻的反映了汽车驾驶活动对道路交通的导航需求。的、深刻的反映了汽车驾驶活动对道路交通的导航需求。学习学习GDFGDF标准，将使我们掌握导航电子地图的基本理论，感受标准，将使我们掌握导航电子地图的基本理论，感受这个理论在欧美地区的生动实践，以及近年来在我国的实践活这个理论在欧美地区的生动实践，以及近年来在我国的实践活动。从而，为我们今后在更广阔的领域（人行导航、动。

4、从而，为我们今后在更广阔的领域（人行导航、LBSLBS服务、服务、汽车信息服务、安全辅助驾驶等等）设计创新型的导航电子地汽车信息服务、安全辅助驾驶等等）设计创新型的导航电子地图打下扎实的理论基础。图打下扎实的理论基础。另一方面，欧美市场上绝大多数导航地图产品都是另一方面，欧美市场上绝大多数导航地图产品都是GDFGDF标准的标准的产品。在从图商，到车载导航仪制造商，到汽车制造商的产业产品。在从图商，到车载导航仪制造商，到汽车制造商的产业链中，链中，GDFGDF标准贯穿始终。如果我们的地图产品想进入欧美市标准贯穿始终。如果我们的地图产品想进入欧美市场，就必须生产出符合场，就必须生产出符合GDFGD

5、F标准的地图。标准的地图。2021/9/122021/9/124 4l GDF标准的基本思想是针对汽车导航应用的电子地图数据模型是针对汽车导航应用的电子地图数据模型 突出道路和与之相关的交通数据，淡化背景数据突出道路和与之相关的交通数据，淡化背景数据 把道路放入交通运输的环境中考察把道路放入交通运输的环境中考察 从汽车旅行的需要出发建立道路与其它地理实体的关系从汽车旅行的需要出发建立道路与其它地理实体的关系 把多个国家而不仅是单一国家作为统一的地图产品单位把多个国家而不仅是单一国家作为统一的地图产品单位 便于数据的阅读和交换便于数据的阅读和交换2021/9/122021/9/125 5lGDF

6、在导航地理数据体系中的位置和周边标准 地理数据资料：地形图专题图航片卫片社会生活和行业资料导航地理数据交换格式：DRM导航地理数据GDF导航地理数据导航地理数据ITS地理数据库LBS位置服务地图车载导航数据物理存储格式：KIWISDALCar IN西门子AFADAS先进驾驶辅助系统地图TRAVELPILOT其它的国家/行业标准：导航电子地图数据分类与编码卫星导航电子地图元数据车载导航电子地图数据质量规范导航电子地图图形符号2021/9/122021/9/126 6lGDF标准的层次结构 交交 换换 文文 件件物物 理理 结结 构构逻逻 辑辑 结结 构构数数 据据 模模 型型2021/9/122

7、021/9/127 7不但需要详细描述构成道路网本身的各类要素（如行车路线、不但需要详细描述构成道路网本身的各类要素（如行车路线、道路交叉口、立交桥等），还需要以道路网为框架描述与交通道路交叉口、立交桥等），还需要以道路网为框架描述与交通行为相关的各类空间要素（如车站、交通信号灯、各类单位及行为相关的各类空间要素（如车站、交通信号灯、各类单位及商业服务点等）。商业服务点等）。不但要描述道路网及相关空间要素的地理位置及形状，还要表不但要描述道路网及相关空间要素的地理位置及形状，还要表达它们的空间关系及其在交通网络中的交通关系。达它们的空间关系及其在交通网络中的交通关系。lGDF标准的实质 202

8、1/9/122021/9/128 8什么是GDF？GDF数据模型数据模型GDF逻辑结构GDF推荐的交换文件格式GDF标准的应用情况2021/9/122021/9/129 9GDF数据模型l GDF数据模型现实世界的地理对象现实世界的地理对象 要素要素地理对象的特征地理对象的特征 要素的属性要素的属性地理对象之间的联系地理对象之间的联系 要素之间的关系要素之间的关系道路与车道路与车渡要素渡要素土地利用与土地利用与覆盖要素覆盖要素服务（服务（POI）要素要素道路属性：道路属性：名称、等级、名称、等级、车道等车道等绿地属性：绿地属性：名称等名称等POI属性：属性：名称、类别、服名称、类别、服务状态等

9、务状态等道路沿线的道路沿线的服务关系服务关系关系属性：关系属性：出入口标识、出入口标识、开放时间等开放时间等2021/9/122021/9/121010l 要素现实世界中的地理对象被模型化成要素。现实世界中的地理对象被模型化成要素。GDFGDF从汽车导航的需要出发，把现实世界中的一个个独立地理从汽车导航的需要出发，把现实世界中的一个个独立地理对象归纳为道路与车渡等对象归纳为道路与车渡等1212个主题要素和一个自定义主题要素。个主题要素和一个自定义主题要素。每个主题又被细化为若干种类。构成每个主题又被细化为若干种类。构成 “主题主题 种类种类”层次结层次结构。构。主题要素和每个主题下的要素种类代

10、表了现实世界的客体，例主题要素和每个主题下的要素种类代表了现实世界的客体，例如道路、路口、交通设施、如道路、路口、交通设施、POIPOI、行政区划、水系、铁路、土、行政区划、水系、铁路、土地利用等等。由于地利用等等。由于GDFGDF是面向汽车导航应用的，所以对地理对是面向汽车导航应用的，所以对地理对象的要素划分与定义着重于道路交通实体和与之密切相关的地象的要素划分与定义着重于道路交通实体和与之密切相关的地点、服务、道路附属设施等实体。点、服务、道路附属设施等实体。2021/9/122021/9/121111GDFGDF要素被要素被分划为分划为1313个要素主题个要素主题要素道路与车渡主题服务主

11、题行政区划主题命名区域主题公共交通主题道路附属设施主题用户自定义主题通用要素主题链参考要素主题土地利用与覆盖主题构造物主题水系主题铁路主题道路与车道路与车道路与车道路与车渡主题渡主题渡主题渡主题服务主题服务主题服务主题服务主题道路附属道路附属道路附属道路附属设施主题设施主题设施主题设施主题2021/9/122021/9/121212要素主题的划分原则汽车导航有密切的关系，我们可以这样要素主题的划分原则汽车导航有密切的关系，我们可以这样理解理解1313个要素主题：个要素主题：道路与车渡主题道路与车渡主题规划最短路径的需求规划最短路径的需求服务主题服务主题行政区划主题行政区划主题检索目的地的需求检

12、索目的地的需求命名区域主题命名区域主题公共交通主题公共交通主题公交换乘的需求公交换乘的需求土地利用与覆盖主题土地利用与覆盖主题显示背景的需求显示背景的需求水系主题，铁路主题水系主题，铁路主题道路附属设施主题，构造物主题道路附属设施主题，构造物主题 道路引导的需求道路引导的需求链参考要素主题链参考要素主题通用要素主题通用要素主题 特殊应用的需求特殊应用的需求用户自定义主题用户自定义主题 扩展应用的需求扩展应用的需求2021/9/122021/9/121313要素主题的划分与欧美人的驾车习惯和社会人文环境有着密要素主题的划分与欧美人的驾车习惯和社会人文环境有着密切的关系。例如：切的关系。例如：1

13、1）欧美的城市布局采用完善的门址系统，因而大大降低了）欧美的城市布局采用完善的门址系统，因而大大降低了POIPOI的作用。的作用。所以所以GDFGDF不使用复杂的不使用复杂的POIPOI，而是使用简单的服务要素。，而是使用简单的服务要素。2 2）欧美人习惯于利用道路沿途的里程牌估算行程，所以）欧美人习惯于利用道路沿途的里程牌估算行程，所以GDFGDF建立了对应建立了对应的链参考要素模型。的链参考要素模型。3 3）欧美人注重旅途中的风景区、湿地等信息的了解和观赏，所以）欧美人注重旅途中的风景区、湿地等信息的了解和观赏，所以GDFGDF建建立了门类丰富的背景模型。立了门类丰富的背景模型。4 4）欧

14、美人除了利用门址系统，还广泛的使用行政区、邮编区、消防区、）欧美人除了利用门址系统，还广泛的使用行政区、邮编区、消防区、选举区等命名区域对地理位置定址。所以选举区等命名区域对地理位置定址。所以GDFGDF建立了复杂的命名区域主题建立了复杂的命名区域主题要素。要素。以上现象与我们东方文化和社会环境有着明显的区别。所以，以上现象与我们东方文化和社会环境有着明显的区别。所以，我们在利用我们在利用GDFGDF标准建立符合中国国情的导航地图数据模型标准建立符合中国国情的导航地图数据模型时，以及我们将来生产制作欧美地区的地图时都要引起注意。时，以及我们将来生产制作欧美地区的地图时都要引起注意。避免出现张冠

15、李戴的错误。避免出现张冠李戴的错误。2021/9/122021/9/121414高速公路的紧急通道高速公路的紧急通道紧急通道的出入口紧急通道的出入口高速公路的高速公路的SOS站站市内道路的自行车专用左转线市内道路的自行车专用左转线市内道路的隧道内环岛市内道路的隧道内环岛市内街道的门址指示路牌市内街道的门址指示路牌2021/9/122021/9/121515道路与车渡主题的要素种类道路与车渡主题的要素种类该主题细分成该主题细分成1212个要素种类。其中适合我们中国道路体系的种类用黄色个要素种类。其中适合我们中国道路体系的种类用黄色标出。标出。要素种类要素种类要素代码要素代码简单复杂简单复杂表达层

16、表达层道路元素道路元素Road Element 简单连接点连接点Junctions 简单车渡联络线Ferry Connection 简单封闭交通区域Enclosed Traffic Area 简单地址区域边界元素Address area Boundary Element 简单地址区域Address Area 简单路段Road Segment复杂交叉交叉口Intersection 复杂车渡口Ferry 复杂聚合路Aggregated Way 复杂汇交路口Interchange 复杂环岛环岛Roundabout 复杂2021/9/122021/9/121616道路与车渡主题的数据模型道路与车渡主题

17、的数据模型位于边界上被界定包含 属于1-层属于包含2-层道路元素（ID）连接点（ID）渡口联络线（ID）界定开始于界定结束于包含属于属于包含开始于界定结束于界定包含 属于地址区域边界元素（ID）包含属于 属于包含界定开始于界定终止于包含属于封闭交通区域（ID）地址区域（ID）界定被界定包含属于路段（ID）渡口（ID）交叉口（ID）开始于界定结束于界定界定开始于界定结束于聚合路（ID）汇交路口（ID）环岛（ID）包含属于2021/9/122021/9/121717要素的四种表达方式要素的四种表达方式仅仅把地理实体模型化为简单的要素概念还不够。要素概念仅仅仅把地理实体模型化为简单的要素概念还不够。

18、要素概念仅反映了地理实体的物理特性，如道路、水系等等。并没有反映反映了地理实体的物理特性，如道路、水系等等。并没有反映出地理实体的具体形状、空间位置、相邻实体之间可能存在的出地理实体的具体形状、空间位置、相邻实体之间可能存在的拓扑关系等。另外也没有对复杂的地理实体做进一步的概括。拓扑关系等。另外也没有对复杂的地理实体做进一步的概括。只有对要素概念做更细致的建模，才能满足地理实体在计算机只有对要素概念做更细致的建模，才能满足地理实体在计算机环境中的地图显示和道路计算等数据处理的需要。环境中的地图显示和道路计算等数据处理的需要。GDFGDF在对地理实体做在对地理实体做 “主题主题 种类种类”要素建

19、模的基础上，进要素建模的基础上，进一步的从以下四个方面细化要素的模型：一步的从以下四个方面细化要素的模型：几何类型几何类型图元图元拓扑类型拓扑类型表达层次表达层次2021/9/122021/9/121818 线要素点要素复杂要素复杂要素每一个具体的地理实体总可以归纳成点、线、面这三种几何类型。每一个具体的地理实体总可以归纳成点、线、面这三种几何类型。我们把所有具象的地理实体模型化为简单要素。简单要素分成点我们把所有具象的地理实体模型化为简单要素。简单要素分成点要素、线要素和面要素。要素、线要素和面要素。但现实世界中有些地理实体是若干具象实体的综合体。例如一个但现实世界中有些地理实体是若干具象实

20、体的综合体。例如一个结构复杂的路口被视作若干个道路线的综合体，从远视点看到的结构复杂的路口被视作若干个道路线的综合体，从远视点看到的若干水塘被综合成一个更大的水塘。我们把这类由几个简单要素若干水塘被综合成一个更大的水塘。我们把这类由几个简单要素合成的综合性要素称为复杂要素。复杂要素没有几何类型的单一合成的综合性要素称为复杂要素。复杂要素没有几何类型的单一性，它的几何类型是由所构成的全体简单要素决定的。性，它的几何类型是由所构成的全体简单要素决定的。要素的几何类型分为：要素的几何类型分为：简单要素简单要素 点要素、线要素、面要素点要素、线要素、面要素复杂要素复杂要素 简单要素和简单要素和/或其它

21、复杂要素的组合或其它复杂要素的组合要素的几何类型建模要素的几何类型建模2021/9/122021/9/121919道路实体道路实体简单要素简单要素复杂要素的渐次模型化过程复杂要素的渐次模型化过程道路实体道路实体简单要素简单要素复杂要素复杂要素2021/9/122021/9/122020要素几何类型的数据模型图要素几何类型的数据模型图简单要素用于表达道路结构的细节，复杂要素是对道路结构细节部分的概括性表达。例如一个平交十字路口被概括为一个复杂要素，这个复杂要素就包括了4个点要素和4个线要素。并非所有的简单要素都需要有对应的复杂要素。线要素复杂要素点要素简单要素界定结束于界定开始于包含包含包含包含

22、于 要素复杂要素模型复杂要素模型简单要素模型简单要素模型2021/9/122021/9/122121 要素仅表达地理实体的存在性，不考虑具体的形状和空间位置。要素仅表达地理实体的存在性，不考虑具体的形状和空间位置。为了在计算机环境中实现对地理实体的图形显示，必须对要素为了在计算机环境中实现对地理实体的图形显示，必须对要素的具体形状和空间位置建立图元模型。的具体形状和空间位置建立图元模型。图元称作基本图形构造块，是简单要素的形状和位置表达。图元称作基本图形构造块，是简单要素的形状和位置表达。拓扑型简单要素的图元包括：拓扑型简单要素的图元包括：0 0维节点、维节点、1 1维边、维边、2 2维面维面

23、非拓扑型简单要素的图元包括：点、多义线、多边形非拓扑型简单要素的图元包括：点、多义线、多边形线要素点要素1维的边0维的节点与河流相交的节点与边界相交的节点要素的图元建模要素的图元建模2021/9/122021/9/122222要素图元的数据模型图要素图元的数据模型图要素的几何类型用于表达道路网的实在性，要素的图元模型用于表达道路网的具体形状和空间位置。表达被表达结点边拓扑线要素非孤立结点表达被表达界定结束于界定开始于拓扑点要素简单要素图元模型图元模型简单要素模型简单要素模型2021/9/122021/9/122323道路网中的各个要素之间存在着表征连通性的拓扑关系。对拓道路网中的各个要素之间存

24、在着表征连通性的拓扑关系。对拓扑关系建模是计算机解算行车最短路径的必要条件。扑关系建模是计算机解算行车最短路径的必要条件。连通拓扑是：连通拓扑是：“边边边边-节点节点节点节点”的非平面拓扑关系的非平面拓扑关系的非平面拓扑关系的非平面拓扑关系 引用边的起止节点引用线要素的起止点要素引用复杂要素的起止复杂要素图元层图元层 简单要素层简单要素层 复杂要素层复杂要素层要素的拓扑建模要素的拓扑建模2021/9/122021/9/122424要素连通拓扑类型的数据模型图要素连通拓扑类型的数据模型图仅对道路相关的要素建立拓扑模型。其余的要素不建立拓扑模型。仅对道路相关的要素建立拓扑模型。其余的要素不建立拓扑

25、模型。表达被表达界定 结束于界定开始于结点边拓扑线要素复杂要素非孤立结点表达被表达界定结束于界定开始于拓扑点要素简单要素界定结束于界定开始于包含包含包含包含要素2021/9/122021/9/122525复杂要素点要素线要素面要素节点边面点多义线多边形Level-2Level-1Level-0要素的表达层次模型要素的表达层次模型要素被分配到不同的表达层次，这是在计算机环境中有效组织要素被分配到不同的表达层次，这是在计算机环境中有效组织导航数据的方法。导航数据的方法。地理实体的图形表达地理实体的图形表达地理实体的图形表达地理实体的图形表达地理实体的功能表达地理实体的功能表达地理实体的功能表达地理

26、实体的功能表达地理实体的综合表达地理实体的综合表达地理实体的综合表达地理实体的综合表达2021/9/122021/9/122626要素四种表达方式的统一模型图要素四种表达方式的统一模型图表达层模型表达层模型表达层模型表达层模型 -2-2表达层模型表达层模型表达层模型表达层模型 -1-1表达层模型表达层模型表达层模型表达层模型 -0-0图元模型图元模型图元模型图元模型拓扑模型拓扑模型拓扑模型拓扑模型几何类型模型几何类型模型几何类型模型几何类型模型表达被表达界定 结束于界定开始于结点边拓扑线要素复杂要素非孤立结点表达被表达界定结束于界定开始于拓扑点要素简单要素界定结束于界定开始于包含包含包含包含要

27、素2021/9/122021/9/122727复杂要素简单要素拓扑图元存储在*.map文件中要素表达方式的实际案例：要素表达方式的实际案例：2021/9/122021/9/122828l 属性地理实体的各种物理特性被模型化成要素的属性。地理实体的各种物理特性被模型化成要素的属性。GDFGDF针对所有要素总共定义了针对所有要素总共定义了500500余种属性。其中有关道路的余种属性。其中有关道路的属性就多达属性就多达100100多种。典型的属性种类包括：多种。典型的属性种类包括：与道路相关的属性：街道地址，名称，道路形态，功能等级，与道路相关的属性：街道地址，名称，道路形态，功能等级，交通流方向，

28、车道数，坡度，车速限制，收费费用交通流方向，车道数，坡度，车速限制，收费费用 与与POIPOI服务相关的属性：名称，门牌号码，重要性服务相关的属性：名称，门牌号码，重要性 与道路附属设施相关的属性：交通标志，目的地信息，出口编与道路附属设施相关的属性：交通标志，目的地信息，出口编号，路线编号号，路线编号 与水系相关的属性：名称，水体类型与水系相关的属性：名称，水体类型 属性属于具有要素2021/9/122021/9/122929属性的模型比较复杂，属性的模型比较复杂，GDFGDF从以下从以下4 4个方面构造属性模型个方面构造属性模型：属性类型属性类型 简单属性与复合属性的层次树结构简单属性与复

29、合属性的层次树结构 线要素中的分段属性结构线要素中的分段属性结构 限制性子属性限制性子属性 属性类型属性类型属性类型属性类型属性按属性类型来分类。每个属性类型对应于现实世界对的一属性按属性类型来分类。每个属性类型对应于现实世界对的一个特定的性质，个特定的性质，如道路名称、门牌号码、出口编号等等。如道路名称、门牌号码、出口编号等等。每个属性类型都附加以一个或多个属性值，每个属性类型都附加以一个或多个属性值，可视为一个属性类可视为一个属性类型的特定实例，型的特定实例，如：颜色具有如：颜色具有“红红”、“绿绿”等值。属性可能等值。属性可能的取值称为属性的域。的取值称为属性的域。每个属性类型有一个属性

30、类型名称。每个属性类型有一个属性类型名称。2021/9/122021/9/123030包含复合属性类型属于简单属性类型包含属于限制性子属性类型属性类型包含属于受限于限制 简单属性和复合属性简单属性和复合属性简单属性和复合属性简单属性和复合属性属性可分为简单属性与复合属性。一个简单属性只有一个组件。属性可分为简单属性与复合属性。一个简单属性只有一个组件。而一个复合属性有多个组件，每个组件称为一个子属性。而一个复合属性有多个组件，每个组件称为一个子属性。复合属性的子属性可以是简单属性或复合属性。因而一个复合复合属性的子属性可以是简单属性或复合属性。因而一个复合属性可视为只由简单属性构成的层次化属性

31、树。属性可视为只由简单属性构成的层次化属性树。属性类型、简单属性和复合属性的模型2021/9/122021/9/123131 限制性子属性限制性子属性限制性子属性限制性子属性 一些属性类型不能独立的表示要素的某个特性，它必须与相关一些属性类型不能独立的表示要素的某个特性，它必须与相关的属性结合在一起，形成一个复合属性，共同描述要素的某种的属性结合在一起，形成一个复合属性，共同描述要素的某种特性。这类属性在复合属性中起到限制相关子属性的有效性的特性。这类属性在复合属性中起到限制相关子属性的有效性的作用。因而这类属性称为限制性子属性。作用。因而这类属性称为限制性子属性。限制性子属性包括：有效方向、

32、车道依赖性、街道侧面、车辆限制性子属性包括：有效方向、车道依赖性、街道侧面、车辆类型、有效期。类型、有效期。例如：描述道路的外侧车道为公交专用线，则应将例如：描述道路的外侧车道为公交专用线，则应将“车道依赖车道依赖性性”属性和车道类型属性结合成一个复合属性。该属性定义了属性和车道类型属性结合成一个复合属性。该属性定义了公交专用线属性。公交专用线属性。包含复合属性类型属于简单属性类型包含属于限制性子属性类型属性类型包含属于受限于限制限制性子属性的模型2021/9/122021/9/123232线要素中的分段属性线要素中的分段属性线要素中的分段属性线要素中的分段属性属性只是针对线要素的一部分时，该

33、属性称为分段属性。属性只是针对线要素的一部分时，该属性称为分段属性。对于线形要素被分段属性所涉及的部分由开始位置和结束位置对于线形要素被分段属性所涉及的部分由开始位置和结束位置值定义这些位置表示值定义这些位置表示沿线形要素几何形状的距离或实测距离（沿现实世界对象所测沿线形要素几何形状的距离或实测距离（沿现实世界对象所测得的距离），以米为单位。得的距离），以米为单位。设一段道路的宽度有变化（见图）。一部分为15米宽，另一部分为12米宽。建立分段属性：设置两个道路宽度属性项，同时在每个属性项的开始部分增加开始位置和结束位置值。开始位置：0米 开始位置：220米结束位置：220米结束位置：400米道

34、路宽度：15米道路宽度：12米2021/9/122021/9/123333现实世界的一条道路现实世界的一条道路光 明 西 路10米宽16米宽5:00-22:00禁止卡车通行200米350米1号3号65号66号2号4号该道路的物理特征该道路的物理特征该道路的物理特征该道路的物理特征假定被考察的光明西路已经模型化为道路元素假定被考察的光明西路已经模型化为道路元素L10L10，L10 L10 有以下物理特征有以下物理特征 地址信息：光明西路，门牌范围地址信息：光明西路，门牌范围 166166号号道路长度：道路长度：550550米米路面宽度：从路段的左端起到路面宽度：从路段的左端起到200200米处为

35、米处为1010米路宽，其余的路面为米路宽，其余的路面为1616米宽米宽通行限制：每日通行限制：每日 5:00 22:00 5:00 22:00 禁止卡车双向通行禁止卡车双向通行2021/9/122021/9/123434建立物理特征的数据模型建立物理特征的数据模型地址信息的数据模型地址信息的数据模型 地址信息是一个属性树结构的复合属性，包括以下的简单属性类型：地址信息是一个属性树结构的复合属性，包括以下的简单属性类型：正式街道名称文本正式街道名称文本 街道类型后缀街道类型后缀 方向后缀方向后缀 街道侧面街道侧面 （注：限制性子属性，依附于下面（注：限制性子属性，依附于下面3 3种属性）种属性）

36、门牌结构门牌结构 第一门牌号第一门牌号 最末门牌号最末门牌号2021/9/122021/9/123535地址属性树的数据模型地址属性树的数据模型最末门牌号HL=“65”最末门牌号HL=“66”第一门牌号HF=“2”门牌结构HS=“规则双号”第一门牌号HF=“1”门牌结构HS=“规则单号”地址信息 正式街道名称体名称组件方向后缀DS=“西”街道类型后缀ST=“路”正式街道名称文本OF=“光明西路”正式街道名称 门牌号码范围 方向前缀DP街道别名街道侧面SS=“左”街道侧面SS=“右”复合属性简单属性限制性子属性属性组的表达式：属性组的表达式：属性组的表达式：属性组的表达式：(OF“(OF“光明西

37、路光明西路光明西路光明西路”),ST“),ST“路路路路”,DS“,DS“西西西西”,(HS“(HS“规则单号规则单号规则单号规则单号”,HF“1”,HL“65”)SS“,HF“1”,HL“65”)SS“左左左左”,(HS“(HS“规则双号规则双号规则双号规则双号”,HF“2”,HL“66”)SS“,HF“2”,HL“66”)SS“右右右右”)2021/9/122021/9/123636道路元素长度LR=“550”道路长度的数据模型道路长度的数据模型 简单属性类型简单属性类型道路宽度的数据模型道路宽度的数据模型 分段结构的简单属性类型分段结构的简单属性类型开始位置：开始位置：0 0开始位置：开

38、始位置：200200结束位置：结束位置：200200结束位置：结束位置：550550宽度：宽度：1010宽度：宽度：1616宽度WI=“10”宽度WI=“16”属性组的表达式：属性组的表达式：属性组的表达式：属性组的表达式：LR“550”LR“550”属性组的表达式：属性组的表达式：属性组的表达式：属性组的表达式：WI“10”WI“10”，WI“16”WI“16”2021/9/122021/9/123737通行方向的数据模型通行方向的数据模型 用二个限制性子属性有效期用二个限制性子属性有效期VPVP和车辆类型和车辆类型VTVT 依次限制一个简单属性交通流方向依次限制一个简单属性交通流方向DFD

39、F，表达为：每日的表达为：每日的5:00 22:005:00 22:00禁止卡车在双向上通行禁止卡车在双向上通行 车辆类型VT=“运输卡车”有效期VP=“(h5)h17”属性组的表达式：属性组的表达式：（DF“双向禁行双向禁行”，VT“运输卡车运输卡车”)VP“(h5)h17”）交通流方向DF=“双向禁行”2021/9/122021/9/123838许多导航信息仅靠单一的要素是无法表达出来的，需由彼许多导航信息仅靠单一的要素是无法表达出来的，需由彼此联系的要素共同表达的信息称为关系此联系的要素共同表达的信息称为关系要素的关系针对导航应用中的三个主要导航信息：表达路要素的关系针对导航应用中的三个

40、主要导航信息：表达路口上的交通规则、确定目的地在道路上的终止位置、合理表口上的交通规则、确定目的地在道路上的终止位置、合理表述从一条路驶向另一条路的转向行为述从一条路驶向另一条路的转向行为主要有三大类的关系：路口的通行关系、道路与其它要素主要有三大类的关系：路口的通行关系、道路与其它要素的空间位置关系（包括邻接与包含）、道路上的引导关系的空间位置关系（包括邻接与包含）、道路上的引导关系用关系名称定义关系的性质，构成关系的诸要素是关系的用关系名称定义关系的性质，构成关系的诸要素是关系的成员，成员的排列顺序反映了关系的内容成员，成员的排列顺序反映了关系的内容关系本身具有属性关系本身具有属性l 关系

41、若干地理对象共同表达的信息被模型化成要素的关系若干地理对象共同表达的信息被模型化成要素的关系2021/9/122021/9/123939现实世界的一些道路现实世界的一些道路禁左人民医院医院邻近道路主道路次道路L 10L 11L 12L 13L 14L 15L 16L 17L 18L 19L20L 21L 100F 50L 1000L 1001L 500沿主路方向沿主路方向直达路线的关系路段沿线的服务的关系禁止策略的关系2021/9/122021/9/124040禁止策略的数据模型禁止策略的数据模型表述：表述：在交叉口位置，从路段在交叉口位置，从路段L21L21驶入到路段驶入到路段L10L10驶

42、出的方向上禁止通行（禁左）驶出的方向上禁止通行（禁左）禁止策略关系的表达式：禁止策略关系的表达式：L 10L 11L 12L 13L 14L 15L 16L 17L 18L 19L20L 21N100关系关系代码代码驶入的道驶入的道路元素路元素驶入的驶入的结点结点内部的道内部的道路元素路元素内部的道内部的道路元素路元素驶出的道驶出的道路元素路元素21032103L 21L 21N 100N 100L 20L 20L 11L 11L 10L 10沿着起始道路元素属于禁止策略关系为的开始开始于连接点道路元素序列属于通过界定起止于2021/9/122021/9/124141道路元素沿线服务的数据模型

43、道路元素沿线服务的数据模型L 100F 50表述：表述：在道路元素在道路元素 L100 L100 的附近有一个服务的附近有一个服务 F50F50道路元素沿线服务的关系的表达式：道路元素沿线服务的关系的表达式：关系代码关系代码道路元素道路元素服务服务10231023L 100L 100F 50F 50沿着道路元素属于道路元素沿线服务关系为的开始开始于服务要素2021/9/122021/9/124242直达路线的数据模型直达路线的数据模型L 1000L 1001L 500沿主路方向沿主路方向表述：表述：道路元素道路元素 L100,L1001L100,L1001是主路的自然是主路的自然延伸；道路元素

44、延伸；道路元素L500L500是从主路分叉的是从主路分叉的一条次要道路元素。要求按照沿主路一条次要道路元素。要求按照沿主路惯性不变的原则指导道路的引导过程惯性不变的原则指导道路的引导过程直达路线关系的表达式：直达路线关系的表达式：关系代码关系代码道路元素道路元素道路元素道路元素21052105L 1000L 1000L 1001L 1001包含起始道路元素属于直达路线关系为的开始开始于道路元素序列起始道路元素属于包含2021/9/122021/9/124343汇交路口的出口的数据模型汇交路口的出口的数据模型表述：表述：作为汇交路口的作为汇交路口的“光明立交桥光明立交桥”有有A,B,C,D A,

45、B,C,D 等等4 4个出口；在该路口上确定个出口；在该路口上确定目的地时应在这目的地时应在这4 4个出口位置中选择个出口位置中选择汇交路口的出口的关系的表达式：汇交路口的出口的关系的表达式：关系代码关系代码汇交路口汇交路口连接点连接点连接点连接点连接点连接点连接点连接点21292129N 200N 200N 20N 20N 21N 21N 22N 22N23N23光明立交桥CDABN23N22N21N20N2002021/9/122021/9/124444属于要素的要素中心点的数据模型属于要素的要素中心点的数据模型表述：表述：“人民公园人民公园”作为一个抽象的要素中作为一个抽象的要素中心点与

46、其心点与其3 3个游人出入口构成属于要素个游人出入口构成属于要素的要素中心点关系的要素中心点关系属于要素的要素中心点关系的表达式：属于要素的要素中心点关系的表达式：关系关系代码代码要素中心要素中心点点服务服务服务服务服务服务10291029F 100F 100F 20F 20F21F21F 22F 22人民公园东门南门北门F 22F 20F 21F 1002021/9/122021/9/124545有语义关系要素属性属于作为 1#成员参与涉及 1#成员作为 N#成员参与涉及 N#成员关系的属性数据模型关系的属性数据模型2021/9/122021/9/124646什么是GDF？GDF数据模型GD

47、F逻辑结构逻辑结构GDF推荐的交换文件格式GDF标准的应用情况2021/9/122021/9/124747GDF逻辑结构l 什么是逻辑结构？GDFGDF利用利用NIAMNIAM（尼森分析方法）建立了（尼森分析方法）建立了“要素要素属性属性关系关系”数据模型。这个模型很好的描述了导航地理信息，将现实数据模型。这个模型很好的描述了导航地理信息，将现实世界转化为车载导航电子地图世界。世界转化为车载导航电子地图世界。但但NIAMNIAM只能用模型图表达地图数据，显然计算机并不能识只能用模型图表达地图数据，显然计算机并不能识别或存储这些图形。别或存储这些图形。必须设计一种数据结构，它可以将必须设计一种数

48、据结构，它可以将NIAMNIAM模型图映射到计算模型图映射到计算机文件的记录结构，以便于计算机对机文件的记录结构，以便于计算机对GDFGDF数据模型的识别和数据模型的识别和存储。存储。逻辑结构是一种相对于具体的物理记录格式更高层面上的数逻辑结构是一种相对于具体的物理记录格式更高层面上的数据结构，其特点是与具体的计算机语言环境无关。它具有抽据结构，其特点是与具体的计算机语言环境无关。它具有抽象性，因而可以移植到不同的计算机系统。象性，因而可以移植到不同的计算机系统。2021/9/122021/9/124848GDFGDF的逻辑数据结构独立于物理记录格式，它用的逻辑数据结构独立于物理记录格式，它用

49、ESNESN数据描述数据描述语言定义其逻辑记录格式。语言定义其逻辑记录格式。这种语言的特点是先定义一个基本数据类型的集合，再以此为这种语言的特点是先定义一个基本数据类型的集合，再以此为基础构造出基础数据类型。再用基础数据类型构造出更复杂的基础构造出基础数据类型。再用基础数据类型构造出更复杂的组合数据类型集合。组合数据类型集合。ESNESN具有从简单数据类型构造出复杂数据具有从简单数据类型构造出复杂数据结构的能力。结构的能力。通过三层结构产生的组合数据类型就是通过三层结构产生的组合数据类型就是GDFGDF交换数据文件的逻交换数据文件的逻辑数据结构。辑数据结构。以后可以利用这个逻辑数据结构进一步设

50、计适应不同计算机系以后可以利用这个逻辑数据结构进一步设计适应不同计算机系统的各种物理文件记录格式。统的各种物理文件记录格式。l 逻辑数据结构的数据描述语言ESN不可再分的基础数据类型不可再分的基础数据类型共享的基础数据类型共享的基础数据类型GDF的组合数据类型的组合数据类型2021/9/122021/9/124949册册全局册信息：全局册信息11.2.2地方字符集定义：地方字符集定义列表11.2.3数据集：数据集列表11.3.1全局册信息全局册信息册标识符：无符号长整型 11.1.4.85数据供应商名称：自由文本 11.1.5.8建立日期：日期 11.1.5.6版权日期：日期 11.1.5.6