国家标准 GB/T30291一2013 车载导航电子地图物理存储格式 Physielstorageformatfornavigationelectromicmapinvehiclesystemm 2013-12-31发布 2014-07-15实施国家质量监督检监检疫总局发布国家标准花管理委员会国家标准

GB/T30291一2013 目次前言范围规范性引用文件术语和定义符号与缩略语 4.1符号 4.2缩略语 4.3模型符号总则文件存储格式表达方法说明 5.1 5.2项目类型 5.3字节顺序说明逻辑模型 6.1数据类型 l0 12 6.2全局数据模型 13 6.3空间索引模型 6.4道路网络数据模型数据组织方法 19 19 7.1组织结构 19 7.2文件组织规则 7.3文件内部组织规则 19 22 7.4记录数据访问 .5 数据压缩 23 23 7.6数据扩展 2 数据加密 24 7.8元数据 2 文件存储格式详细说明 2 全局管理数据 8.1 24 8.2背景数据 36 8.3道路数据 48 8.4引导数据 7？ 8.5关注点及属性索引数据 92 附录A规范性附录)页类型编码以及结构标识说明 98 -- 99 附录B资料性附录道路数据组织方法说明
GB/T30291一2013 99 B.1接点 99 B.2弧段编号 100 B.3复合结点结构 B,4同名接点处理说明 01 B.5区外上层关系处理说明 102 B.6边界点处理说明 102 附录c资料性附录)道路分类编码说明 104 C.1道路功能等级编码 04 C.2道路特征编码 104 C.3道路网络等级编码 105 C.4道路网络等级划分处理方法 106 附录D(资料性附录)空间数据页访问方法说明 107 D.1分层索引格网结构 107 D.2空间索引结构 107 D.3空间索引示例 109 附录E(资料性附录)行政区等级分类方法参考附录F资料性附录)交通规则存储方法说明 112 112 F.1概述 F.2简化交通规则存储格式 112 完整交通规则存储格式 F.3 1l4 1l7 附录G资料性附录地理编码数据门牌号码编码方法说明 G.1概述 17 G.2简单门牌号码表示 17 118 G.3复杂门牌号码表示 119 附录H资料性附录引导点类型编码参考附录I(资料性附录关注点查询举例参考 121 分层索引示例 121 . 1.2拼音查询 122 I.3范围查询 1122 电话查询 123 1." 5 全文索引 124 附录J(资料性附录)字符集编码参考 126 参考文献 127 图1字节顺序示意图图2正规化坐标计算公式参数说明图3道路元素与复合狐段的对应编号示意图全局数帮模型m 图4 图5空间索引数据模型示意图图6推荐格网编码方式及格网编码顺序
GB/30291一2013 15 图7道路线性参照系实例 15 图8分层网络模型 16 图9道路数据组织示意图 1" 图10全局连通闭合性约束图11连通子网示意图 18 18 图12复合结点示意图图13数据页结构示意图 20 22 图1空间数据分页示意图 25 图1全局管理数据结构图1空间索引组织逻辑示意图 32 图17背景文件结构图 36 图18 线状要素几何坐标存储示意图图19 面状要素几何坐标存储示意图图20 各种注记位置示意图 44 图2注记位置参数示意图 45 图22道路自然特征数据与道路计算特征数据的层次映射关系图 49 图 23 道路文件结构图 49 图24道路几何信息表示法 53 25引导信息与道路元素关联示意图 7？图 7？图2引导数据文件结构图 27车道信息示意图图 80 28车道隔离线类型示意图图 82 图 29车道转向提示示意图 83 图30图片坐标系示意图 83 图31转向角度示意图 6 图32转向车道信息示意图 86 图33路况参数示例 89 图34索引结构示意图 93 图35关注点文件结构图 93 图B.1道路编号实例 100 图B.2复合结点示例图 00 01 图B.3同名接点示例图B.4区外上层关系示意图 102 图B.5区外上层数据存储示意图 02 103 图B.6边界点处理示意图 107 图D.1不同层次格网密度示意图 107 图D.2空间索引层次结构图D.3层次管理页存储结构 l08 108 图D.4格网索引数据页存储结构 109 图D.5格网映射数据页存储结构 109 图D,6空间数据分页及格网编码 110 图D.7空间索引数据结构逻辑图
GB/T30291一2013 112 图F.1方向语义定义图图I.1分类索引结构示意图 121 122 图1.2拼音索引数据结构示意图 123 图I.3范围分类查询原始数据 123 图I.4范围分类索引数据结构示意图 124 图I.5电话索引数据结构示意图图IL.6全文索引数据结构示意图 125 表1符号对照表表2 缩略语对照表表3图示符号对照表表4项目类型表了字符串数据结构说明表绝对坐标数据结构说明表" 正规化坐标数据结构说/ 表8页地址数据结构说明表9弧段编号数据结构说明表10页头描述体格式说明表1真结糊标识数据类型我1 13数据关联说明表 12 表14空间参照格网说明 13 表 15页头部一般格式 20 划 21 16附加描述体格式表 17格网外框格式 2 表 18记录管理数据块格式 22 表 19字段定义格式 23 表 20字段类型编号 23 表全局描述数据格式 25 2 表 22交通规则记录数目格式 26 表 23数据覆盖空间范围格式 26 表 24空间层次描述数据格 26 表25层间格网密度比例系数格式 2 表26层内格网密度比例系数格式 28 组描述数据表27 28 表28分组数据类型 28 表29道路层次管理记录格式 28 表30路径规划层次管理记录格式 29 表31道路网络层映射记录格式 29 29 表32查询描述数据格式 29 表33主题管理记录格式 30 表34主题属性格式 30 表35索引管理信息序列格式 N
GB/30291一2013 30 表36索引属性格式 31 表37地址映射数据管理信息格式 31 表38扩展描述数据格式表39扩展定义记录格式 31 32 表40交通规则记录格式 32 表格网索引数帮贝格式表42附加描述体格式 33 表43格网映射数据页格式 33 表44附加描述体格式 33 表45记录管理数据块格式 33 46详细格网管理记录格式表 34 表47 数据页标识格式 34 表 34 48空间数据管理记录格式表49索引记录格式 34 表50 35 表51关注点地址映射记录地址及数目格式 35 表52 矢量背景数据页格式 36 表53 附加描述体格式 37 表54分组管理记录格式 37 表55记录管理数据块格式 37 38 表50点状要素记录格式表57要素属性格式 38 58 表显示参数格式 39 表59线状要索记录格式 39 表 60要素属性格式 39 表显示参数格式 61 40 62 表几何数据格式 40 表 63精度系数格式 40 表 64 形态点坐标序列格式 41 65 表形态点高度序列格式 4 66面状要素记录格式表 42 丧 67要素属性格式 42 表 68显示参数格式 3 43 69几何数据格式表 70参考点序列格式 3 我形态点坐标序列格式戏 43 表 72 形态点高度序列格式 4 表73注记要素记录格式 45 表7！要素属性格式 45 表75显示参数格式 46 46 表76字体选项格式 4" 表77几儿何数据格式 48 表78形态点坐标序列格式
GB/T30291一2013 48 表79形态点高度序列格式 50 表80道路基础数据页格式表81附加描述体格式 50 表82分组管理记录格式 5 表83记录管理数据块格式 51 表8！道路属性记录格式 52 表85要素属性格式 52 表86道路元素记录格式 53 表87道路元素几何数据序列格式 53 54 表88道路元素几何属性格式表89接点属性记录格式 55 表90接点属性元素格式 55 表91接点属性标识格式 56 57 表2同名接点关联信息格式 57 地理编码数据页格式表5 表附加捕述体格式 58 表95记录管理数据块格式 58 表96街道名称记录格式 58 表97名称属性标识格式 59 表98行政区名称记录格式 60 表99行政区名称标识格式 60 100名称细节信息格式表 60 表 101名称细节标识格式 6 102街道地址记录格式 P 6 103门牌属性标识格式表 62 104街道门牌号记录格式表 62 表105基本门牌号格式 63 表106道路计算特征数据页格式 63 表107附加描述体格式 64 108记录管理记录格式 64 表表109结点属性记录格式 65 表110要素属性格式 65 表111连接关系元素记录格式 66 表112连接属性格式 66 表113弧段数据信息格式 66 67 114弧段属性记录格式表表 67 115要素属性格式表 68 116里程长度格式友 69 117平均通行时间格式 69 表118交通规则格式 69 表119区外上层关系数据格式 69 表120区外上层关系记录格式 70 表121区外连接弧段属性格式
GB/30291一2013 71 表122总里程长度格式 7！表123平均通行时间格式 72 表124连接弧段序列 72 表125驶人弧段信息格式表126转向属性元素记录格式 72 表127转向属性格式 128转向时间开销格式转向里程格式表 129 表 130交通规则格式表 131交通信息记录格式表 132 交通规则序列格式表时间域格式 133 表 134时间域格式表 135时间域格式示例 76 136复合结点记录格式表 137路径索引记录格式表引导数据页格式 78 表138 表139附加描述体格式 78 表 140记录管理数据块格式 78 表 141路口提示记录格式 75 表142路口引导属性格式 7g 表143驶人道路元素信息格式 81 表144车道提示信息格式 82 表145现场引导信息格式 83 表146转向引导数据块格式 84 表147转向引导信息元素格式 84 表148转向引导属性格式 84 表149驶出道路元素信息格式 86 表150驶出路况信息格式 8 表151路况属性格式 88 表152提示点距离格式 88 表153前方目的地提示信息格式 89 表154目的地提示元素格式 89 90 表155目的地类型格式表156里程长度格式 90 91 表 157现场引导信息格式表 158引导点记录格式 9 表159途经道路元素信息格式 91 92 表160引导点位置格式 94 表161目录数据页格式 94 表162附加描述体格式 94 表163目录记录格式 95 表164记录属性格式
GB/T30291一2013 95 表165索引地址映射数据页格式 96 表166附加描述体格式 96 表167关注点属性数据页格式 97 表168附加描述体格式 98 表A.1页类型编码以及结构标识表B.1！复合结点路径 101 表B.2复合结点格式 101 104 表C.道路功能等级编吗表 104 表c 通路特征编码花 C.3 表 105 道路网络等级编吗表E.1行政区分级说明 1l1 113 表F！简化交通规则格式表F:.2完整交通规则格式 14 表G.1简单门牌号表示说明 117 表G.2复杂门牌号表示说明 1l8 表H.引导点类型编码 119 表I.！待查关注点分类信息 21 表1.2待查关注点拼音信息 122 表1.3待查关注点电话信息 124 表1.4待查关注点名称信息 125 表J.1字符集编码表 126
GB/T30291一2013 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任本标准由工业和信息化部提出本标准由工业和信息化部(电子)归口本标准起草单位;北京超图软件股份有限公司、电子技术标准化研究院、北京四维图新科技股份有限公司、北京灵图软件技术有限公司广东瑞图万方科技股份有限公司、启明信息技术股份有限公司、易图通科技(北京)有限公司本标准起草人;宋关福、李楷、陈情、曾志明、杨海燕,黄栋、张力、李宏利、张小京,张高峰、赵斌张弦 N

GB/T30291一2013 车载导航电子地图物理存储格式范围本标准规定了车载导航电子地图物理存储的物理模型及其组织方法,包括全局管理数据、背景数据、道路数据、引导数据和关注点查询数据的文件格式本标准适用于在本地存储导航电子地图的车载导航设备规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T284432012导航电子地图图形符号术语和定义下列术语和定义适用于本文件 3.1 volume -定空间范围内导航数据的总和,属于同一卷的数据共享一份全局管理数据 3.2 文件file 应用系统在存储介质上管理数据的基本单元 3.3 页 page 文件的片段,是应用系统访问文件的基本单位 3.4 块 block 页内连续存储一个或多个字段数据的二进制序列 3.5 字段类型fieldtype 其实例在一定概念语境中是初等的,并在该语境中表示初等性质的信息的数据类型 3.6 数据字段 datafield -种作为字段类型的一个实例的数据对象记录类型recorltype -种其构件是字段类型或其他记录类型的复合类型 3.8' 记录 rec0rd -种作为某一记录类型的一个实例的数据对象
GB/T30291一2013 3.9 层level 由同一空间索引管理,详细程度一致的数据集合 3.10 道路元素 roadelement 在道路交通要素中为车辆行驶所设计的、具有独立属性的线状要素,包括路段、渡口联络线等 3.11 连接点jumcton 接点界定道路元素或车渡联络线的边界的点状要素 3.12 apepumt 道路形状点roadsha 道路形态点在道路元素上连接点之间或在弧段上结点之间,表示道路形状变化的点 3.13 详细层道路网络detaillevelroadnetwork 由道路元素和连接点构成的数据模型,用于描述所有道路构成的交通网络 3.14 同名连接点identityjuneitonm 在不同的道路元素中表示相同道路元素交点的点状要素的连接点 3.15 弧段link 表达两个结点之间联通关系以及几何信息的抽象线状模型元素 3.16 结点node 表达道路通行转换关系的抽象点状模型元素,包括道路的尽头端点,道路与格网的交点以及两条或两条以上道路的交汇路口 3.17 复合结点complexnode 具有相同连接功能特征的一组连接点和道路元素融合形成的特殊结点注，互通式立交型路口,U型转弯专用型路口和快速路出人口型结点等 3.18 复合弧段linkchainm 两个结点之间的顺次连接的道路元素序列 3.19 同名结点identity n0de 在不同层上表示同一对象的结点 3.20 概略层道路网络generalleel r0adnetOrk 由弧段和结点构成的数据模型,用于描述经过抽象综合后的简化交通网络 3.21 道路自然特征数据roadbasiedata 用于道路显示、位置纠正的导航数据,包括道路几何信息、名称、类型、路况、功能等级等
GB/T30291一2013 3.22 道路计算特征数据routeplanmingdata 用于路径规划的导航数据,包括连接信息,通行限制等 3.23 背景数据baekgrounddata 除道路数据外用于地图显示的数据,包括基本儿何要素(点、线、面)和注记 3.24 引导数据guidaeedata 用于提示驾驶员前方道路情况、引导驾驶员行驶的导航数据 3.25 关注点pointofinteresting 兴趣点表达导航电子地图上的特定位置和属性的点位,用于检索和引导 3.26 关注点数据Po1data 兴趣点数据用于关注点检索和确定目的地或途经地详细信息的导航数据 3.27 ntdata 管理数据managemenm 用于导航电子地图数据描述、辅助访问的数据,包括数据索引和数据字典 3.28 地理编码数据geeodingdata 用于将街道地址或其他地理实体与某一空间位置进行匹配的数据 3.29 元数据metadata 表示用于描述导航数据自身属性的数据,包括内容、产权,版本、质量等符号与缩略语 4.1符号表1规定的符号适用于本文件表1 符号对照表符表示符号前后项任选其一表示括号内的对象为可选表示在符号前后数值定义的区间之间取值表示字符常量表示后面的字符以十六进制表示 0X 表示指数在符号左端数值到右端数值的区间中任取其一，表示开区间，[]表示闭区间 ,/[ ，
GB/T30291一2013 表1(续符表示后面的字符以二进制表示表示符号后的数字代表序列编号表示字母表示数字表示字段之间的连接符 4.2缩略语表2规定的缩略语适用于本文件表2缩略语对照表编描述符中文名称英文名称 MD 管理数据 ManagementData" BD 背景数据 BackgroundData RD 道路自然特征数据 RoadBasicData RP 道路计算特征数据 RoutePlanningData 地理编码数据 GC GeocodingData GD 引导数据 GuidanceData 关注点数据 PO1 PointOflnterest AID 属性索引数据 AttributelnddexData SIDX 空间索引数据 SpatiallndexData 10 元数据 MetaData META 11 L(OD 层 L.evelOfDetail 12 EXT 扩展数据 ExtendedData 4.3模型符号表3规定的模型符号适用于本文件所有数据模型图示表3图示符号对照表编名称说明模型符号数据体数据的实体显式关联通过记录地址进行直接引用双向显式关联两个方向都可以实现直接引用隐式关联通过潜在关系或逻辑编号进行间接引用双向隐式关联两个方向都可以实现间接引用
GB/T30291一2013 总则文件存储格式表达方法说明文件内的格式统一采用表格方法按存储的先后次序逐项表示,项目表示的数据体可以为记录、字段等表格表示及说明如下项目偏移项目长度项目类型项目名称项目约束项目描述编号？ 4 5 6 3) 附加说明8) 解释说明如下 1编号 -项目的序号 (2)项目偏移相应项目的首地址相对于页头的偏移(单位为字节) 项目偏移量不固定时,用 V1、V2依次编号记述项目长度相应项目的数据长度,以字节为单位数据长度不固定时,用B1,B2依次编 3 号记述 -相应项目的字段类型一个项目可以由多个字段构成,当一项目中有多个字段 4项目类型时,用冒号“;”来分隔表示当一项目的字段比较复杂时,用(1).(2)依次编号注记,表示在附加说明部分按编号对相应项进行详细描述 (5)项目名称相应项目的名称保留项目的项目名称为“保留”,表示该项目暂时未定义,其对应项目类型不予定义取值为[KEY|NULLloPT] KEY项目应存在,且数据值应是有效值 G项目约束 NULL;项目应存在,但数据值可以是无效值,无效数据用“NULL”表示;OPT:项目为可选项目,在不必要时可以省略项目说明 -对相应项目的说明,对于篇幅较大的描述,用(1).(2)依次编号记述,表示在附加说明部分按编号对相应项进行详细描述 (8》附加说明 -对需要详细说明的项目进行附加描述 5.2项目类型项目类型见表4规定表4项目类型长度编号名称符号取值范围描述 bit 位 B [o1] 字节 [ox00,0xF 见 C 5.2.1 cc 见5.2.2 见5.,.2.2 字符串 8×n 32 双字 Dw [0x00000000,0xFFFFFFFF 16 D 单字 [ox0000,0xFFFF E 枚举 [0,2" l 心整型一',2" 绝对坐标 32 RP 见5.2.3 见5.2.3
GB/T30291一2013 表4(续长度编号名称符号取值范围描述 bit 正规化坐标 6 Nc 见5.2.4 见5.2.！ 48 10 页地址 PID 见5.2.5 见5,2.5 1 16 文件编号 FID [o0,65535 16 12 记录编号 EID [0,65535 表示记录在页内的序号见5.2.6 弧段编号 32 LID 见5.2.s 13 24 [Ox000000,0xFFFFFF 14 色值 RGB 页头描述体 15 PDSC 512 见5.2.7" 见5,2.7 长度根据具体要求确定，不定长型 8×n 16 最大长度为1024字节字节 5.2.1 字节内的位顺序见图1 高位低位字节顺序示意图图1 5.2.2字符串字符串存储格式见表5 表5字符串数据结构说明编号项目偏移项目长度项目类型项目名称项目描述字符串长度 B 1 字符串数据部分附加说明 1字符串中每个文字所占用的字节长度由“字符集”决定字段的字符集代码存储于全局描述数据中,扩展部分的字符集代码存储于字段定义记录中 5.2.3绝对坐标绝对坐标存储格式见表G.
GB/T30291一2013 表6绝对坐标数据结构说明编号位项目名称项目内容 31bit 编码意义东经(北纬东(北/西(南)标识 31 西经(南纬 030 坐标值 “坐标值”记录整数的单位为1/64s 5.2.4正规化坐标正规化坐标格式见表7,计算参数说明见图2 表7正规化坐标数据结构说明位项目名称项目内容编号格网相对位置编号 2~15 011 格网内正规化坐标值 2 附加说明 1当一个数据页的数据覆盖多个详细格网的范围时,该项表示该坐标所在格网相对于该页的参考详细格网在r(或y)方向上的相对位移(以格网宽度为单位)规定整合页的参考格网为左下角详细格网当多个格网内数据在一个数据页内存储时,该项有效在其他情况下,该项无效 (2)表示r(或y)坐标值经过正规化处理并取整后的值计算如式(1). -.rn 4000 A X 式中正规化坐标值为点的绝对坐标为格网参考点(左下角点)的绝对坐标 .Zo Ax -为格网的坐标跨度,正规化坐标的精度为格网坐标跨度的1/400o 网格跨度网格相对安城网格参考点参考详细格网图2正规化坐标计算公式参数说明
GB/T30291一2013 5.2.5页地址页地址格式说明见表8 表8页地址数据结构说明编号位项目名称项目内容 32一47 文件编号页面偏移量 831 2 偏移单位地址类型 2 附加说明 1从文件开始位置到页面的偏移可以通过式(2)计算 =a 2" 2 式中文件内偏移量,单位为字节(bvte) 页面偏移量，表示偏移单位页地址类型编码包括 00;空地址,表示该地址指向的页已被删除或该地址并未被任何页占用 B01;首地址,表示该地址不指向任何页,作为页链序列起始的标志 B02;有效地址,表示该地址指向某一个页; B03;尾地址,表示该地址不指向任何页,作为页链序列结束的标志 5.2.6弧段编号弧段编号格式说明见表9,示意图见图3 表9弧段编号数据结构说明编号项目名称项目内容位编码意义 31it 30bit 弧段编号无方向信息(无方向弧段》 3031 方向标识位该编号表示为弧段的正方向编号(正向弧段该编号表示为弧段的逆方向编号(逆向弧段该编号表示任意方向编号双向弧段用于标识道路网络中的复合狐段,狐段,道路元素，一对狐段编号 029 绝对编号惟一标识一个对象示例;例子中弧段标号使用"(方向标识)十绝对编号”的方法表示 “(00)101--(00)105”,"(0)106-一-(00)109”表示抽象层道路网络的孤段 “(o0)101一(o0)102”,“o0)103-(oo)105”、“(00)106一(o0)07”,“(o00)108一(o0)109” “(01)255”“(10)256”、“(01)257”“(10)258”表示道路元素,其中“(01)255”“(10)256”,“(o1)257”“(10)258”表示复合结点内部道路元素，
GB/T30291一2013 00)101一(0o)105 0o)109-(0o)106 (0o)103一(0o)105 (00)101一(00)102 (00)109(00)108 0O)107--0O)106 00)103一(00)105 O1)102 00101(00)102 (O1)255 (O1)257 (1O258 (0)256 0107-o106 (01)107 (0o)10g-(0)108 图3道路元素与复合弧段的对应编号示意图 5.2.7页头描述体页头描述体格式的描述见表10. 表10页头描述体格式说明编号项目偏移项目长度项目类型项目名称项目描述贝结构标识 BBB:B;BB E 页类型见附录A 2 页读取长度整个页实际读取长度所在文件编号 6 FID 记录数目整个页的记录数目 10 PID 前驱页号前一个页地址 16 PID 后继页号后一个页地址 22 块总数块数目小于或等于16,包括扩展数据块 23 抄扩展数据块数目决定了字段定义记录数目 10 24 分组数目确定记录分组的数目索引记录地址指向当前页的索引记录地址 11 26 PID;EID 保留空间 12 34 30 用于数据结构扩展附加说明 1页结构标识见表11 页结构标识表11 编号位项目名称项目内容 7bit 编码意义删除标识位未被删除删除
GB/T30291一2013 表11续位编号项目名称项目内容 6bit 编码意义关键字标识位无关键字 1-1 有关键字 5bit 编码意义压缩标识位数据页不压缩 1-2 数据页压缩 4bit 编码意义加密标识位数据页未加密 1-3 数据页加密 3it 编码意义记录管理数据块标识位数据部分不包含记录管理数据块 1-4 数据部分包含记录管理数据块 1bit 编码意义格网外框标识位附加描述体不包含格网外框 -5 附加描述体包含格网外框 01 保留表11附加说明: 1",表示数据部分中的"记录管理块"包含" 1-1该标识为“1 “键值”字段;为“0”则不包含 “记录管理数据块标识位”为“1”时,该标识位才有意义 1-2该标识为“1”,表示数据页包含“压缩数据”;为“o”表示页不包含压缩数据 1-3该标识为“1”,表示数据页包含“加密数据”;为“0”表示页不包含加密数据,说明见7.7 (4)该标识为"1",表示数据页包含“记录管理数据块”;为0”表示不包含该数据块 1-5该标识为“1”,表示数据页用于存储空间数据,在“附加描述体”中包含“格网外框”;标识为 “0”则表示不包含“格网外框” 关于“附加描述体”的描述参见7.3.2. 5.3字节顺序说明在物理存储时所有项目类型的字节顺序采用小端法(Iittleendian). 逻辑模型数据类型数据分类见表12所示: 10
GB/T30291一2013 表12数据类型功序号类型名称主要内容描述符能文件内容描述数据说明数据内容、管理数掀 MD 字段定义数据结构以及索引地址地图几何要素显示交通道路系统的背景地图符号要素背景数据 BD 地图,表示交通系统周边环境地图注记道路的几何形状显示道路形状 RD 道路自然特征数据道路的分类,建设状态等属性车辆动态定位数据道路名称推荐路径显示各级道路的拓扑关系道路计算特征数据道路交通规则包括通行限制规划路径 RP 限制有效的时间、有效车型等地理编码数据道路两侧地址的分布地址匹配 GC 前方道路名称路口的转弯方向转向的车道引导数据行驶引导 GD 高速公路沿线的设施立交桥前方出口路口场景等交通服务设施公共服务设施关注点数据企事业单位记录关注点的详细属性信息 P(OI 居民小区重要地标等地址查询数据关注点索引数据分类查询数据 AIDX 根据属性查询检索目标名称查询数据等数据的范围格网大小定义数据的空间坐标系统 sIDx 空间索引数据格网位置根据空间范围管理和索引数据页格网索引的数据页地址产品信息 10 元数据加密数据描述和解释整个数据 META 产品质量数据等各个数据生产商根据自身需扩展数据实现用户自定义的功能 EXT 求而讼加的数据 11
GB/T30291一2013 6.2全局数据模型全局数据的逻辑模型如图4所示,逻辑关联说明见表13 MD SIDX AIDx MEIA 10m Rm) RPm BDm 9 2 1# RDn-] RPm-] BDn-] LoD[1刚 EXT PO 8# 1# 2# BD1 RD1 RPu Gc BDO1 RO RDo LoDO] GD -单向显式连按双向显式连按双向隐式连按图4全局数据模型图表13数据关联说明编号相关数据关联类型关系描述通过弧段编号LID)之间的包含关系,记录复合弧段隐式 1井 RD[1]RD[n] 与弧段之间的包含关系通过下层结点记录上层同名结点的记录编号(ED)进 2井 RP[1].RPLn 隐式行关联通过狐段编号(LD)之间的包含关系记录弧段与道路 3井 RD[0],RD[1 隐式元素之间的包含关系通过连接点记录对应结点(或复合结点)的记录编号 4井 RP[0,RP[1] 隐式 EID)及其所在格网方位进行关联道路计算特征数据通过弧段编号(LID)与弧段对应的 RP1n],RD[Im 隐式 5井道路自然特征数据关联引导数据通过记录编号(EID)和道路元素序列序号关 GD.RD[0 隐式联引导信息涉及的道路元素道路元素通过记录编 6井号(EID)关联对应的引导信息 GC,RD[o 7井隐式道路元素通过记录编号(EID)关联其相关地址数据 8井 Po1通过弧段编号(LID)关联与其连通的道路元素 PO1,RD[0 隐式 12
GB/T30291一2013 表13(续编号相关数据关联类型关系描述属性索引通过页的物理地址和记录编号指向关注点 9井 AIDX、,PO1 显式数据 SIDX,BD,RD,GD,RP、显式空间索引通过物理地址指向空间数据页 10井 Gc,ExT 11# MD.AIDX、SIDX 显式管理数据通过索引根结点的物理地址指向索引数据 6.3空间索引模型 6.3.1概述空间索引数据记录空间数据的坐标参照信息和索引信息坐标参照信息是整个导航电子地图数据的几何基础按照空间参照系模型组织的数据统称为空间数据,主要包括背景数据,道路数据和引导数据,根据实际需要,关注点数据也可作为空间数据进行组织空间索引模型应采用多尺度分层格网模型组织数据,按照数据的详略程度,将数据分层,每一层通过三级格网进行坐标控制和数据检索空间索引模型如图5所示,组成空间索引的单层空间参照格网的描述见表14 GG GG LEVE7 LEVEL2 MG MG GG GG LEVEL1 MG LEVEL.0 图5空间索引数据模型示意图表14空间参照格网说明编号空间数据组织单位描述符描述概括格网 GG 表示最大跨度的格网,是第一级索引的基本单元表示概括格网的加密格网,是第二级索引的基本单元中间格网 MG DG 详细格网表示对中间格网的加密格网,是第三级索引的基本单元 13
GB/T30291一2013 6.3.2空间层次依据数据的详略差异定义空间层次整个卷的空间数据最多分为16层,随层号增加,显示比例减小,格网跨度增大相邻层之间格网密度的比例关系通过两层的详细格网的比例关系来表达,横(纵)坐标方向上的格网宽度的比值称为格网密度比例系数,简称比例系数例如上层的详细格网对应下层2x2个详细格网,那么上层与下层的格网密度比为:l/(2×2),2为比例系数为了便于实现,规定上下层在r、y方向上的比例系数应一致,且比例系数为2的指数倍例如1X1、2×2、4×4等每层通过层号标识,层号的取值范围为[一3一7],将0层的详细格网定义为基准格网,规定基淮格网的经.、纬向边长分别为3'4"火2'3a0" 层号小于0表示该层详细格网的边长小于基准格网跨度,否则大于基准格网跨度 6.3.3网格在同一空间层次内部,空间数据通过不同尺度的规则格网对空间坐标进行控制,同时对空间数据进行检索规定概括格网与中间格网之间,以及中间格网与详细格网之间跨度的比例系数均为2的指数倍方向上的比例系数应相等,且最大比例系数应为16 ,Z、y 每一层概括格网的数目最大为16×16 本标准推荐的3种网络编码方式如图6所示,使用者也可以根据实际情况自行定义 n 11 -DG DG -DG MG MG MG 行列编码 Morton编码 Hiler编码 b 图6推荐格网编码方式及格网编码顺序 6.3.4坐标系规定坐标系以东西方向为轴(横轴)方向,东为轴正方向;南北方向为y轴(纵轴)方向,北为 y轴正方向,坐标表示使用1/64s为单位格网内的坐标原点为左下角点,格网内的几何对象的参考点坐标均应使用正规化坐标 6.4道路网络数据模型 6.4.1概述道路在逻辑上构成网络数据结构,同时包含拓扑特征、属性特征和几何特征道路数据采用分层模型,层侧重表达道路不同的连通特征由于需要保证最终路径规划的正确性,要求整个道路网络在构建时保证每层拓扑关系的连通性 -自然特征数据(RD)和计算特征数据(RP) 按照功能将道路数据划分为两类分别用于道路显示,定位和路径规划从分层结构上看,LOD[]表示详细层,记录道路元素的信息,包含道路元素的 14
GB/T30291一2013 自然特征(RD[o])和计算特征(RP[0] 0层以上表示概略层,记录经过综合抽象处理后的道路数据抽象层自然特征数据(RD[1,n])包含简化的道路几何信息,用于道路的概括显示计算特征数据 RD[1,m])包含网络经过简化后的拓扑信息,用于提高路径规划速度分层方法为:概略层的道路自然特征数据(RD)按显示比例进行分层,层次结构与背景数据保持一致;概略层的道路计算特征数据(RP)根据具体应用需求进行分层,道路计算特征数据与道路自然特征数据的层次之间允许保持一对多的关系 6.4.2线性参照系道路相关的要素以线性参照系为定位基础道路元素的方向由其形态点坐标的记录顺序确定,第一个坐标点表示道路元素的起点,最后一个坐标点表示道路元素的终点; 道路元素从起点到终点的方向为道路元素的正方向,反之为负方向道路元素上从道路元素起点(终点)到线上某一点的曲线长度称为里程,规定从起点起算的里程为正,从终点起算的里程为负以道路元素上任意一点的正方向切线为准,定义道路的左右侧方向,从狐段上某一点到其法线方向上某点的距离称为横移; -弧段可能包含一个或多个道路元素,规定构成弧段的道路元素应进行单调性编码,道路元素的弧段编码递增的方向与弧段的正方向相同线性参照系的实例如图7 o)103 OD104 O)Id LOo e D 101 oD o)105 说明起始接点; 终止接点 B 图7道路线性参照系实例 6.4.3分层网络模型道路网络分为详细层和概略层,道路元素和连接点构成详细层数据,结点和弧段构成概略层网络，道路元素,连接点、抓段、结点之间的逻辑关系见图8 弧段结点复合结点复合弧段道路元素连揍点图8分层网络模型 15
GB/T30291一2013 6.4.4分层网络模型的数据组织与实现 6.4.4.1概述详细层道路自然特征数据数据的主要功能是大比例尺地图显示,引导和定位,包括连接点和道路元素的信息概略层道路自然特征数据的主要功能是地图显示,包含弧段的几何显示属性;道路计算特征数据用于路径计算,包括结点和复合结点,记录道路之间的拓扑关系以及路段的权值相关信息某一道路分层组织结构的示意图(实际分层组织中,一个道路计算特征数据层与道路自然特征数据层之间为一对多的关系,具体由用户确定)如图9所示,具体的道路数据组织方法参见附录B 6层道路网络儿何元素 5层道路网络几何元素 3层道路网络拓扑元素 4层道路网络儿何元欢 3层道路网络儿何元素 2层道路网络拓扑元素 2层道路网络儿何元素 1层道路网络几何元素 1层道路网络拓扑元素详 0层道路元素 0层连接点图9道路数据组织示意图 6.4.4.2道路元素道路元素记录详细层道路的几何属性,拓扑属性以及与引导数据和地理编码数据的关联关系道路元素按照空间数据方式进行组织每一道路元素记录都通过一对弧段编号见5.2.6)进行标识道路元素构成的详细层道路网络不要求完全满足网络闭合性要求 6.4.4.3连接点连接点表示界定道路元素或车渡联络线的边界,所有连接点信息存储在道路元素上,在不同道路元素上的连接点之间通过同名援点保持拓扑关联 6.4.4.4概略层道路几何信息概略层道路网络几何元素通过显示比例组织层次结构,与概略层道路网络拓扑元素的层次结构不要求完全相同但是为了能够保证路径的完整表示,某一拓扑元素记录都应能在该层找到相应的几何信息如图9所示,1层道路自然特征数据记录了1层络拓扑元素的几何信息,3层道路自然特征数据 16
GB/T30291一2013 记录了2层拓扑元素的几何信息由于显示比例的缩小,弧段正规化坐标的绝对误差会随之扩大,所以抽象层道路只能用于地图显示,不能作为道路定位使用 6.4.4.5概略层道路拓扑元素概略层道路网络拓扑元素包含结点属性、弧段通行属性道路拓扑元素以道路等级为基础进行分层,每一层拓扑元素构成的网络应符合拓扑完整性约束,具体见6.4.5 6.4.5道路网络拓扑完整性约束 6.4.5.1道路拓扑分层约束道路网络的拓扑数据结构为分层模型,上下层拓扑数据是冗余的,上层对下层构成一对多的映射关系要求所有上层道路拓扑元素能够映射为下层的道路拓扑元素,所有上层道路拓扑元素到其下某层的映像构成道路拓扑数据的一个子集,不允许下层不包含的拓扑元素出现在上层数据中的情况出现 6.4.5.2全局连通闭合性约束为保证全局范围内的路径计算的正确性，上下层网络的拓扑数据应组合形成连通闭合的网络,所以每层网络应满足连通闭合的要求,即任一弧段能够通过本层网络搜索到本层中的其他任意弧段,本层其他所有弧段也能够通过本层网络搜索到该弧段,单层网络中不允许出现“汇聚结点”、“发散结点”,“断头道路”的情况,如图10所示 b n)汇聚结点发散结点断头道路图10全局连通闭合性约束具体规定存在以下例外情况 a)最上层网络(例如高速公路)的边缘允许出现不闭合的情况但是这部分边缘弧段应与网络其他道路连通允许孤立网络(例如岛屿上的公路)与本层的其他拓扑不连通但是孤立网络自身应保证其内 b 部网络的连通闭合性 6.4.5.3局部连通闭合性约束将弧段通过某一层道路网络形成的最小闭环定义为该弧段的搜索回路,某一格网内的所有弧段的搜索回路构成的集合称为该格网的连通子网,将该格网称为核心格网,连通子网覆盖的除核心格网以外的格网称为外围格网,如图11所示在道路网络分层时,每个连通子网均应至少包含一个上层结点的同名结点(最上层网络除外),每个连通子网覆盖的格网数量应该控制在一定的范围内 17
GB/T30291一2013 外围格网外围格网外围格网外围格网核心粉网外围格网外围格网外围格网外围格网搜索回路连通子网接点O 图11连通子网示意图 6.4.5.4复合结点约束复合结点抽象了道路网络的复杂交通设施(例如立交桥) 复合结点包括内部网络,复合结点所包舍的连接点定义为内部接点,包含的道路元素定义为内部道路,复合结点外与复合结点连接的道路元素定义为外部道路复合结点应在满足交通规则的条件下,保证进人和退出复合结点的道路之间的连通性复合结点示意图如图12所示接点O 复杂结点内部弧段外部弧段图12复合结点示意图 6.4.5.5复合弧段约束整个网络模型以道路元素为基本编码单元,同一复合弧段的道路元素应连续编码,具体编码规则见 B.2 18

车载导航电子地图物理存储格式GB/T30291-2013

车载导航系统需要存储电子地图数据以提供导航服务。电子地图的存储格式对于车载导航系统的性能和稳定性具有重要影响。因此，行业制定了一系列电子地图物理存储格式标准。

什么是GB/T30291-2013？

GB/T30291-2013是中国国家标准化委员会发布的《车用导航电子地图物理存储格式》标准，于2014年1月1日实施。

GB/T30291-2013的主要内容

GB/T30291-2013标准规定了车载导航电子地图物理存储格式的技术要求、测试方法以及质量评定等方面内容。主要包括以下几个方面：

存储介质：规定了电子地图存储介质的类型、规格和技术指标。
数据结构：规定了电子地图的数据组成形式、数据结构以及各类数据之间的关系。
数据压缩：规定了电子地图数据的压缩方式、算法以及解压缩方法。
导航数据更新：规定了电子地图的更新方式、内容以及更新周期。

GB/T30291-2013的应用

GB/T30291-2013标准适用于车载导航电子地图物理存储格式开发、生产、测试、评价以及服务等方面。

总结

正确的电子地图存储格式对于车载导航系统的性能和稳定性至关重要。GB/T30291-2013作为中国车载导航电子地图物理存储格式的标准，为车载导航系统提供了技术支持和保障，同时也为行业提供了统一的标准。