GPS导航产品市场研究之导航电子地图及标准格式

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   2006年1月1日正式实施，在国家标准《导航电子地图安全处理技术基本要求》（GB 20263-2006）中，国内首次提出了中国导航电子地图标准定义。

    导航电子地图 navigable electronic map为：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或数据库。

    随着导航系统与应用的发展，导航电子地图的英文也称为navigable digital map，其应用范围也扩展到基于位置服务、互联网应用等空间信息服务。

   国内取得甲级导航地图测绘资质的11家企业单位中进行市场销售活动的，只有凯立德、道道通、易图通、城际通、高德、四维图新、灵图天行者等这些导航地图品牌。除了四维图新和高德分别获得汽车车载导航地图国际质量认证，在汽车前装GPS市场垄断外，在后装GPS市场凯立德、道道通、城际通、灵图等主攻便携性导航产品大众消费市场，并取得不错的市场份额。

   第一，不论哪家导航电子地图，要具有实际可用性就必须在广度和精确度上下功夫。中国地理区域广阔，道路建设日新月异，现实环境要求导航电子地图企业必须加强地理覆盖和信息点的精确性。数据再丰富，甚至连西藏那个人迹罕至的羊肠小道都有，但精度上不下功夫导航也是无法可用。毕竟导航用电子地图首先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。

   第二，考虑到查询检索和导航应用的客观实际需要，也要求导航电子地图必须提供完备的地物属性信息。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。 

   第三，国内导航电子地图经过几年的发展，从2D平面到3D三维显示取得长足的进步。因为从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。 

   最后，汽车使用载体的要求导航电子地图更加苛刻。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，要求导航电子地图必须在保证精度和信息量尽可能多的情况下进行精炼，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。 

    目前世界上最常用的主要导航电子地图数据标准格式有GDF和KIWI格式，也是国际标准化组织专门讨论制定用于汽车导航电子地图存储格式的工作组ISO TC204/WG3制定标准选择的主要对象。

导航电子地图基础格式：GDF（Geographical Data File）

    GDF（Geographical Data File）是欧洲交通网络表达的空间数据标准，用于描述和传递与路网和道路相关的数据。GDF对要素属性的定义非常全面，仅对Road的定义中就包括了长度单位、道路材质、道路方向、建筑情况、自然障碍物、（高架）路面高度、平均时速、最高限速、最大承重等20多项，同时还定义了各种要素间的关系。 

    另外，GDF还提供了评价电子地图数据质量及精度的标准和依据，使电子数据生产过程中的质量控制有据可循。任何公司都可生产GDF格式的数据，GDF标准采用ISO2859质检规范，以保证所有GDF数据的质量精度。

    GDF是一种通用的描述路网和道路相关信息的数据格式。在车辆导航应用领域中，它往往并不直接作为与硬件相关联的电子地图数据，而是扮演了作为基础数据交换格式的角色。在采用KIWI的导航数据应用模型中往往将GDF作为由通用GIS数据转换为特定PSF存储的中间件。所以，GDF在导航应用体系中起到的作用更基础一些，是基础的数据交换格式。

导航电子地图高级标准格式：KIWI格式

    KIWI格式是由KIWI-W Consortium制定的标准，它是专门针对汽车导航的电子数据格式，旨在提供一种通用的电子地图数据的存储格式，以满足嵌入式应用快速精确和高效的要求。 

   KIWI能够针对不同的应用目的或不同级别的用户，可以使用或提供不同抽象层次的数据，例如，对于导航应用提供精度相对较高的立交桥数据，而对于一般应用只需把立交桥表示为若干道路结点就行了。而这两份不同抽象等级的数据完全可以由同一份地图数据按要求提取生成。与此同时，在采用了分层次的数据参考后，会使查询、路径分析、连通性分析等各种算法更加快速。

    KIWI格式与采用KIWI的导航系统的硬件相关，两者的密切配合达到了导航过程中地图显示查询等功能实时高效的需求。因而可以说，KIWI是一种直接与硬件和车载导航应用相关的电子地图格式，它的各种特性都是完全针对特定的导航应用需求而设计的，不具有一般意义上的通用性。所以，KIWI的层次更高一些，它直接与硬件和系统要实现的功能相关。

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