CN108241712A - 一种地图数据处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种地图数据处理方法和装置，所述方法包括：获取道路信息以及所述道路所在的网格信息；根据所述道路信息和所述网格信息判断所述道路是否属于不同的网格；若所述道路属于不同的网格，获取所述道路与所述不同的网格之间边界线的第一交点；计算过所述第一交点且与所述道路垂直的目标直线；采用所述目标直线分割所述道路。该方案用垂线对分属不同网格的道路附属对象进行分割，以获取具有独立性的以端点作为道路线和附属对象线的标识数据，减小了与地图中其他数据耦合性，降低了地图数据的冗余度，提高了地图数据的读写效率，并且该方案分割出的道路线和附属对象线具有相同的长度，避免了出现数据错误的现象。

Description

一种地图数据处理方法和装置

技术领域

本发明涉及电子地图领域，具体涉及一种地图数据处理方法和装置。

背景技术

随着科学技术的发展，电子地图逐渐成为人们生活中不可缺少的出行辅助工具。电子地图，即数字地图，是利用计算机技术，以数字方式存储和查阅的地图。传统电子地图数据格式，比如KIWI、NDS等均为导航电子地图格式，都属于相关协会所制定的传统导航数据格式，他们都采取了分层、网格化处理，KIWI格式采用Bit形式对数据进行高压缩存储，采用文件偏移地址机制进行信息索引，NDS采用高效的数据库方式存储和访问。

随着人们对电子地图的要求越来越高，高精度地图也得到迅速发展，高精度地图更为精细，其最小道路单位为车道，一般图商提供的高精度地图源数据多采用交换格式(例如Mif、Shape等)存储，相比传统地图而言，在高精度地图中，一条道路增加了车道和车道边线，甚至还附加道路交通立面物如限高线等，此时仍然采用传统的地图网格划分方法无法做到拆分后道路与车道及车道边线保持物理及逻辑上的一致性，最显著的表现就是拆分后车道与车道边线会长短不一，如图1所示，其中横向直线为地图网格边界Parcel Boundary，虚线为车道Lane，Lane左右实线为车道边线Lane Marking，通过节点的曲线为道路Link。一条Link所关联的Lane及Lane Marking在图1中与地图网格边界Parcel Boundary就有7个交点，如果直接采取边界线切分，则道路Link和其车道Lane、车道边线Lane Marking长短不一，附加属性也不利于拆分，显示效果如图2所示。上述情况将给地图应用程序带来不便甚至错误；另外，在实际应用中，不同的领域对地图数据的关注点是不同的，如此一来势必存在数据上的冗余；而目前的高精度地图源数据由多张关系表构成，关系结构复杂、耦合性高，不利于快速获取，并且现有的高精度地图为一张“全图”，造成地图数据加载效率低，内存消耗大。

因此，如何降低地图数据的冗余度、提高地图数据的读写效率，成为一个亟待解决的技术问题。

发明内容

因此，本发明要解决的技术问题在于现有技术中的地图数据的冗余度高、地图数据的读写效率低。从而提供一种地图数据处理方法和装置。

有鉴于此，本发明实施例的第一方面提供了一种地图数据处理方法，包括：获取道路信息以及所述道路所在的网格信息；根据所述道路信息和所述网格信息判断所述道路是否属于不同的网格；若所述道路属于不同的网格，获取所述道路与所述不同的网格之间边界线的第一交点；计算过所述第一交点且与所述道路垂直的目标直线；采用所述目标直线分割所述道路。

优选地，所述根据所述道路信息和所述网格信息判断所述道路是否属于不同的网格包括：获取所述道路的形状点集合；遍历所述形状点集合，依次判断每相邻两个形状点是否分属两个不同的网格；若存在所述相邻两个形状点分属两个不同的网格，则确定所述道路属于不同的网格，否则所述道路属于同一个网格。

优选地，所述道路包括道路线，所述采用所述目标直线分割所述道路包括：在所述第一交点处将所述道路线打断，将第一交点作为第一道路线的第一端点和第二道路线的第二端点，所述第一道路线与所述第二道路线属于不同的网格；建立所述第一端点与所述第二端点的关联关系。

优选地，所述道路包括附属对象线，所述采用所述目标直线分割所述道路包括：获取所述附属对象线与所述目标直线的第二交点，所述附属对象线包括：车道线和车道边线；在所述第二交点处将所述附属对象线打断，将所述第二交点作为第一附属对象线的第三端点和第二附属对象线的第四端点。

优选地，还包括：根据分割后所述道路的端点存储所述道路。

本发明实施例的第二方面提供了一种地图数据处理装置，包括：第一获取模块，用于获取道路信息以及所述道路所在的网格信息；判断模块，用于根据所述道路信息和所述网格信息判断所述道路是否属于不同的网格；第二获取模块，用于若所述道路属于不同的网格，获取所述道路与所述不同的网格之间边界线的第一交点；计算模块，用于计算过所述第一交点且与所述道路垂直的目标直线；分割模块，用于采用所述目标直线分割所述道路。

优选地，所述判断模块包括：

第一获取单元，用于获取所述道路的形状点集合；判断单元，用于遍历所述形状点集合，依次判断每相邻两个形状点是否分属两个不同的网格；确定单元，用于若存在所述相邻两个形状点分属两个不同的网格，则确定所述道路属于不同的网格，否则所述道路属于同一个网格。

优选地，所述道路包括道路线，所述分割模块包括：

第一打断单元，用于在所述第一交点处将所述道路线打断，将第一交点作为第一道路线的第一端点和第二道路线的第二端点，所述第一道路线与所述第二道路线属于不同的网格；建立单元，用于建立所述第一端点与所述第二端点的关联关系。

优选地，所述道路包括附属对象线，所述分割模块包括：第二获取单元，用于获取所述附属对象线与所述目标直线的第二交点，所述附属对象线包括：车道线和车道边线；第二打断单元，用于在所述第二交点处将所述附属对象线打断，将所述第二交点作为第一附属对象线的第三端点和第二附属对象线的第四端点。

优选地，还包括：存储模块，用于根据分割后所述道路的端点存储所述道路。

本发明的技术方案具有以下优点：

本发明实施例提供的地图数据处理方法和装置，对跨越不同网格之间边界线的道路，通过以道路与网格边界的第一交点作为分割基准，用过第一交点且垂直于道路的目标直线去分割该道路，然后将分割后道路端点作为对应道路的唯一标识进行数据存储，与现有技术相比，以端点作为道路的标识数据具有独立性，减小了与地图中其他数据耦合性，在不影响原始道路数据的情况下，降低了地图数据的冗余度，提高了地图数据的读写效率，并且该方案分割出的道路线及其附属对象线具有相同的长度，避免了出现数据错误的现象。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的网格切分方法的一个示意图；

图2为现有技术中的网格切分方法的切分后的一个显示示意图。

图3为本发明实施例1的地图数据处理方法的一个流程图；

图4为本发明实施例1的对地图中某区域进行网格划分后的一个示意图；

图5为本发明实施例1的采用地图数据处方法对道路分割分后的一个示意图；

图6为本发明实施例1的采用地图数据处方法对第一交点处理后的一个示意图；

图7为本发明实施例1的地图数据存储结构的一个示意图；

图8为本发明实施例1的车道和车道边线的数据存储结构的一个示意图；

图9为本发明实施例2的地图数据处理装置的一个框图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

实施例1

本实施例提供一种地图数据处理方法，适用于最小道路单位为车道的高精度地图数据的处理，为了便于描述，对于本实施例中出现的名称说明如下：

Link表示实际路网中的一条道路(即道路线)；

LinkID表示Link在电子地图某网格中的绝对编号；

Lane表示实际路网中的一条道路中的车道(即车道线)；

Lane Marking表示车道边线；

Node表示电子地图中一条Link或Lane的端点；

Parcel表示切分后的电子地图的一个网格；

Region表示切分后的电子地图的拓扑关系数据中的一个网格；

PID表示唯一标识Parcel的编号；

(x，y)表示地理坐标。

如图3所示，本发明实施例提供的一种地图数据处理方法包括如下步骤：

S31：获取道路信息以及道路所在的网格信息；此处道路信息和网格信息可以来自高精度地图源数据，其最小道路单位为车道，具体地，可以首先采用传统网格划分方法将地图源数据中的地图对象进行初步划分，如下：首先规定网格Parcel的边长为51200(1/1024秒)，以(0，0)为原点开始切分地图，那么通过Parcel的边长以及Parcel的行列编号即可以获知一个Parcel所覆盖的网格位置。为了节省内存开销，唯一标识Parcel编号的PID采取高16位存Parcel行号，低16位存Parcel列号的方式。如图4所示，为对地图中某个区域切分后的Parcel分布，Node(表示电子地图中一条道路Link或车道Lane的端点)较为集中的Parcel其PID为540280983。则此处道路的网格信息即该道路在网格中的分布信息。

S32：根据道路信息和网格信息判断道路是否属于不同的网格，此处可以根据步骤S31中从地图源数据中获取到的道路信息和网格信息对道路是否属于不同的网格进行判断，以根据判断结果对对跨越网格边界的道路做出进一步处理，若解果为是，则进入步骤S33，否则说明该道路不需要进行再次拆分。作为一种优选方案，步骤S32可以包括：获取道路的形状点集合；遍历形状点集合，依次判断每相邻两个形状点是否分属两个不同的网格；若存在相邻两个形状点分属两个不同的网格，则确定该道路属于不同的网格，否则道路属于同一个网格。具体地，比如，首先从一条Link的首点到尾点遍历其形状点集合，依次每两个相邻的形状点计算其所在的Parcel的PID，判断该两个形状点是否分属两个不同的Parcel，其次如果分属两个不同的Parcel，则确定该Link属于不同的Parcel，否则该Link在同一个Parcel内。

S33：若道路属于不同的网格，获取道路与不同的网格之间边界线的第一交点，该第一交点将作为分割道路的基准点，具体地，如图5所示，在确定一条Link分属不同网格时，则确该不同网格之间的边界线的直线方程L1：Ax+By+C＝0(A，B，C为不同时为零的常数)，确定步骤S32中分属不同的网格的两个形状点的直线方程L2：Qx+Py+R＝0(Q，P，R为不同时为零的常数)，计算两个直线L1和L2的交点即为第一交点H(即如图5所示的圆点)。

S34：计算过第一交点且与道路垂直的目标直线。此处目标直线(即如图5所示的垂线)可以用于对分属不同网格的道路进行分割，具体地，可以计算通过第一交点H且与直线L2垂直的目标直线的方程L3：Mx+Ny+K＝0(M，N，K为不同时为零的常数)。

S35：采用目标直线分割道路。此处对于路跨越网格边界的道路来说，如果由于传统网格划分方法将其划分后，道路与其附属的车道和车道边线存在长短不一的情况，因此需要对该道路进行重新分割，以避免出现数据错误。

作为一种优选方案，道路包含但不限于道路线，步骤S35可以包括：在第一交点处将道路线打断，将第一交点作为第一道路线的第一端点和第二道路线的第二端点，第一道路线与第二道路线属于不同的网格；建立第一端点与第二端点的关联关系。具体地，步骤S33中计算两个直线L1和L2的第一交点H即为拆分该Link(道路线)的打断节点，在第一交点H处将该Link打断，得到两个Link段(即第一道路线和第二道路线)，该第一交点H也将作为拆分后两个Link段的对应第一端点和第二端点。这样就完成了该Link在几何上的分割，为了保证地图的拓扑结构和Parcel间的联系，需要建立第一端点与第二端点的关联关系，本实施例将第一交点设计为两个节点N1(即第一端点)和N2(即第二端点)，分属两个不同的Parcel，如图6所示，此时N1和N2坐标一致，Ni的邻接Node为N1，Nii的邻接Node为N2，由于该Link之间的邻接关系被打断，基于地图的路径计算将无法进行，本实施例采用标记法，将N1和N2的网格编号进行交换，即对于节点N2给出N1的PID，对于节点N1给出N2的PID，以此构成N1和N2的关联关系。这样在路径计算过程中，在解析N1或者N2的邻接Node时，则可以顺利完成相邻两个网格之间的过渡。

作为一种优选方案，道路包含但不限于附属对象线，步骤S35可以包括：获取附属对象线与目标直线的第二交点，附属对象线包含但不限于车道线和车道边线；在第二交点处将附属对象线打断，将第二交点作为第一附属对象线的第三端点和第二附属对象线的第四端点。具体地，如图5所示，采用目标直线L3对该Link附加的Lane(车道线)和LaneMarking(车道边线)进行分割，同样从Lane或LaneMarking的起点至终点遍历其形状点集合，将每两个相邻形状点T1(x1，y1)和T2(x2，y2)代人目标直线L3，分别计算代入结果Ret1＝Mx1+Ny1+K，Ret2＝Mx2+Ny2+K，判断Ret1和Ret2是否异号，如果异号则计算确定该两个形状点T1和T2的直线方程L4：Ex+Fy+G＝0，计算目标直线L3和直线L4的第二交点，该第二交点即为打断Lane或LaneMarking的节点，并且为分割后的两个Lane段或两个LaneMarking段的对应端点。

需要说明的是，对于该道路的附加曲率信息也可以采用与分割Lane一样的分割方式，不同的是，不能将分割节点加入到附加曲率信息的点集中，因为该附加曲率信息是通过其他相关信息经过一定算法计算得出，此时分割节点的曲率信息是无法复原的，所以只分割不***节点。

作为一种优选方案，还包括步骤S36：根据分割后道路的端点存储道路。具体地，包括如下步骤：

第一：根据地图源数据重新整理每个网格中的道路编号、车道边线编号、节点(包括道路线以及附属对象线的端点)编号，其中，Link、LaneMarking、Node的编号具有网格唯一性。在Region数据中，拓扑关系以Node的方式进行存储，Node在相应网格中必须是唯一的。

第二：提取Link属性和节点信息构建道路计算数据。由于在含有高精度数据区域的道路计算中，不需要Lane的信息、LaneMarking的信息等，仅仅只用到Link的相关属性如长度、道路等级、道路车道数、隧道桥梁等属性信息和拓扑关系，因此，现有技术中的数据存储方式使得冗余数据非常多，而本实施例中通过道路的节点+邻接节点的方式存储该道路的相关属性数据，在计算时可以独立使用该存储数据，大大减少了数据冗余量，提高了数据访问效率。

第三：对于不同用途的地图数据在每个网格数据中再分块存储。如图7所示，这里为提高道路计算效率，网格数据存为拥有完整信息的Parcel数据(用于显示、引导和定位)和只含拓扑信息及Link属性的Region数据(用于路径计算)，两种数据存储在不同的表中。Parcel数据再细分为：道路数据、道路连接关系数据、车道数据、车道连接数据、、车道边线数据、车道边线连接数据、道路曲率数据、形点数据以及交通里面物体数据等。如图8所示，其中，车道数据和车道边线数据采取Group的方式存放，所谓Group即一条道路的车道或车道边线按照车道或车道线从左至右的顺序排列所构成的集合，利于道路相关车道或车道边线的一次提取，这样在Parcel数据中再按这些类别分块存储。

第四，构建offset的索引机制，达到实时高效的访问的要求。具体地，分块存储后的数据如果不采取offset的索引机制，那么只能在访问时将全部的Parcel数据或Region数据解析出来，再进行对应处理，这样不利于数据的随机访问，采用offset的索引方式存储相应地图数据至相应数据块中的相对位置，结合数据块的起始位置则可快速索引出该地图数据。如表1所示，为构建的offset索引的文件头部；

表1构建的offset索引的文件头部

然后，采用offset的索引方式存储相应地图数据至相应数据块中的相对位置，例如道路中有存放形状点的offset，那么形状点序列的起始地址+offset即为这条道路的形状点数据存放的起始位置，如表2所示，为构建的offset索引中道路的形状点序列。

表2构建的offset索引中道路的形状点序列

按照点个数+点列的协议即可快速得到该道路的形状点数据。对于该道路的其他相关地图数据也按照上述方案进行offset构建，如此，大大减少了数据冗余量，提高了数据访问效率。

第五，最后将上述地图数据以Bit为单位存储到数据库中。具体地，根据需要分别按照Parcel、Region为键值存放到数据库中。可以采用二进制方式进行存储，在减少数据量的同时也减少物理存储的容量。

本实施例提供的地图数据处理方法，对分属不同网格的道路，通过以道路与网格边界的第一交点作为基准点，用过第一交点且垂直于道路的目标直线去分割该道路的道路线和附属对象线，然后将分割后道路线和附属对象线的端点作为对应道路线和附属对象线的唯一标识进行数据存储，与现有技术相比，以端点作为道路的标识数据具有独立性，减小了与地图中其他数据耦合性，在不影响原始道路数据的情况下，降低了地图数据的冗余度，提高了地图数据的读写效率，并且该方案分割出的道路线和附属对象线具有相同的长度，避免了出现数据错误的现象。

实施例2

本实施例供了一种地图数据处理装置，适用于最小道路单位为车道的高精度地图数据的处理，如图9所示，该装置包括：第一获取模块91、判断模块92、第二获取模块93、计算模块94和分割模块95，各模块主要功能如下：

第一获取模块91，用于获取道路信息以及道路所在的网格信息，具体参见实施例1中对步骤S31的详细描述。

判断模块92，用于根据道路信息和网格信息判断道路是否属于不同的网格，具体参见实施例1中对步骤S32的详细描述。

第二获取模块93，用于若道路属于不同的网格，获取道路与不同的网格之间边界线的第一交点，具体参见实施例1中对步骤S33的详细描述。

计算模块94，用于计算过第一交点且与道路垂直的目标直线，具体参见实施例1中对步骤S34的详细描述。

分割模块95，用于采用目标直线分割道路，具体参见实施例1中对步骤S35的详细描述。

作为一种优选方案，判断模块92包括：第一获取单元921，用于获取道路的形状点集合；判断单元922，用于遍历形状点集合，依次判断每相邻两个形状点是否分属两个不同的网格；确定单元923，用于若存在相邻两个形状点分属两个不同的网格，则确定该道路属于不同的网格，否则道路属于同一个网格。具体参见实施例1中的相关详细描述。

作为一种优选方案，道路包括道路线，分割模块95包括：第一打断单元951，用于在第一交点处将道路线打断，将第一交点作为第一道路线的第一端点和第二道路线的第二端点，第一道路线与第二道路线属于不同的网格；建立单元952，用于建立第一端点与第二端点的关联关系。具体参见实施例1中的相关详细描述。

作为一种优选方案，道路包括附属对象线，分割模块95包括：第二获取单元953，用于获取附属对象线与目标直线的第二交点，附属对象线包括：车道线和车道边线；第二打断单元954，用于在第二交点处将附属对象线打断，将第二交点作为第一附属对象线的第三端点和第二附属对象线的第四端点。具体参见实施例1中的相关详细描述。

作为一种优选方案，还包括：存储模块96，用于根据分割后道路的端点存储道路。具体参见实施例1中对步骤S36的相关详细描述。

本实施例提供的地图数据处理装置，对分属不同网格的道路，通过以道路与网格边界的第一交点作为基准点，用过第一交点且垂直于道路的目标直线去分割该道路的道路线和附属对象线，然后将分割后道路线和附属对象线的端点作为对应道路线和附属对象线的唯一标识进行数据存储，与现有技术相比，以端点作为道路的标识数据具有独立性，减小了与地图中其他数据耦合性，在不影响原始道路数据的情况下，降低了地图数据的冗余度，提高了地图数据的读写效率，并且该方案分割出的道路线和附属对象线具有相同的长度，避免了出现数据错误的现象。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种地图数据处理方法，其特征在于，包括：

获取道路信息以及所述道路所在的网格信息；

根据所述道路信息和所述网格信息判断所述道路是否属于不同的网格；

若所述道路属于不同的网格，获取所述道路与所述不同的网格之间边界线的第一交点；

计算过所述第一交点且与所述道路垂直的目标直线；

采用所述目标直线分割所述道路。

2.根据权利要求1所述的地图数据处理方法，其特征在于，所述根据所述道路信息和所述网格信息判断所述道路是否属于不同的网格包括：

获取所述道路的形状点集合；

遍历所述形状点集合，依次判断每相邻两个形状点是否分属两个不同的网格；

若存在所述相邻两个形状点分属两个不同的网格，则确定所述道路属于不同的网格，否则所述道路属于同一个网格。

3.根据权利要求1所述的地图数据处理方法，其特征在于，所述道路包括道路线，所述采用所述目标直线分割所述道路包括：

在所述第一交点处将所述道路线打断，将第一交点作为第一道路线的第一端点和第二道路线的第二端点，所述第一道路线与所述第二道路线属于不同的网格；

建立所述第一端点与所述第二端点的关联关系。

4.根据权利要求1所述的地图数据处理方法，其特征在于，所述道路包括附属对象线，所述采用所述目标直线分割所述道路包括：

获取所述附属对象线与所述目标直线的第二交点，所述附属对象线包括：车道线和车道边线；

在所述第二交点处将所述附属对象线打断，将所述第二交点作为第一附属对象线的第三端点和第二附属对象线的第四端点。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的地图数据处理方法，其特征在于，还包括：

根据分割后所述道路的端点存储所述道路。

6.一种地图数据处理装置，其特征在于，包括：

第一获取模块，用于获取道路信息以及所述道路所在的网格信息；

判断模块，用于根据所述道路信息和所述网格信息判断所述道路是否属于不同的网格；

第二获取模块，用于若所述道路属于不同的网格，获取所述道路与所述不同的网格之间边界线的第一交点；

计算模块，用于计算过所述第一交点且与所述道路垂直的目标直线；

分割模块，用于采用所述目标直线分割所述道路。

7.根据权利要求6所述的地图数据处理装置，其特征在于，所述判断模块包括：

第一获取单元，用于获取所述道路的形状点集合；

判断单元，用于遍历所述形状点集合，依次判断每相邻两个形状点是否分属两个不同的网格；

确定单元，用于若存在所述相邻两个形状点分属两个不同的网格，则确定所述道路属于不同的网格，否则所述道路属于同一个网格。

8.根据权利要求6所述的地图数据处理装置，其特征在于，所述道路包括道路线，所述分割模块包括：

第一打断单元，用于在所述第一交点处将所述道路线打断，将第一交点作为第一道路线的第一端点和第二道路线的第二端点，所述第一道路线与所述第二道路线属于不同的网格；

建立单元，用于建立所述第一端点与所述第二端点的关联关系。

9.根据权利要求6所述的地图数据处理装置，其特征在于，所述道路包括附属对象线，所述分割模块包括：

第二获取单元，用于获取所述附属对象线与所述目标直线的第二交点，所述附属对象线包括：车道线和车道边线；

第二打断单元，用于在所述第二交点处将所述附属对象线打断，将所述第二交点作为第一附属对象线的第三端点和第二附属对象线的第四端点。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的地图数据处理装置，其特征在于，还包括：

存储模块，用于根据分割后所述道路的端点存储所述道路。