一、引言
(一) 国外发展趋势
随着汽车导航应用的普及，行人导航、智能交通系统（ITS）以及高级驾驶辅助系统（ADAS）等应用的发展，要求提供更加精细、更高现势性的导航电子地图数据。传统的生产和更新模式已经难以满足应用的发展，因此，欧洲智能交通协会（ERTICO）从2001年开始就组织实施了一系列的相关研究项目，如NextMap、ActMap、FeedMap（如图1所示）、Maps&ADAS、ROSATTE等项目，涉及导航电子地图数据内容需求研究、快速更新反馈体系、快速更新发布体系、以及政府-企业整合的多数据源联合采集、维护、发布的体系平台，已经取得了重大成果，并在实际应用中得到了验证和推广，实现了高现势性导航数据的快速增量更新。
(二) 国内面临问题
虽然国内最初制约导航产业发展的导航电子地图问题已基本得到解决，奠定了产业发展基础，国内导航电子地图应用开始逐渐普及，新型导航应用模式初步形成，但是还面临如下关键的问题：
1. 导航电子地图的现势性不能满足快速增长的应用需求
由于我国的城乡建设日新月异，据不完全统计，我国城乡道路年平均变化率约20％，京津唐、长三角、珠三角三大经济圈城市道路年变化率接近30％，而目前，我国导航电子地图市场更新频率最高的产品也只能做到重要城市年更新2次，省会及一般城市年更新1次，多达百万的POI数据的现势性更是难以保证，导致大量的错误引导和用户抱怨。数据的现势性已经远远不能满足各类基于导航电子地图的高端应用需求，对产业发展的束缚已日渐凸现。
2. 高度集成的增量更新产业链合作框架还没有形成
目前，国内导航电子地图的生产基本上是以企业自身的资源完成的，尚未形成集成化的增量更新产业链合作框架，没有充分整合上下游的资源，导致更新效率低、成本高。在这个产业中，各地图厂商单独收集导航相关信息，资源各自封闭，形成大量的重复投资；同时，国家和各级地方政府部门掌管的大量交通相关的公众信息，如实时的路况信息、市政道路建设规划、气象信息、国家基础地理信息、高精度卫星影像和航片等，由于产业政策和技术条件的限制，缺乏合理的资源共享渠道。这些资源仍掌握在国家管理机构和科研机构手中，不能为公众所使用，资源的民用化程度和共享程度低，对于整体产业的发展没有充分发挥其作用。
(三) 目标及意义
为了解决如上的问题，国家发改委启动了“卫星应用高技术产业化专项”，其中导航电子快速增量更新体系建设的目标是在“卫星导航电子地图高技术产业化示范工程”项目已形成覆盖全国的导航电子地图数据库、高品质规模化导航电子地图生产平台和产业化应用的基础上，利用国内外先进技术，打造中国首家导航电子地图产业链的合作框架，建立导航电子地图快速增量更新体系，生产高现势性的中国导航电子地图，进一步提升卫星导航应用服务质量，推动卫星导航应用服务的产业化。主要是：
1. 建立高现势性、高精度、精细化的中国导航电子地图数据库
建设高现势性、高精度、精细化的中国导航电子地图数据库，支持多源数据融合、增量更新、多模式导航应用，带动信息产业的发展。
2. 建设中国导航电子地图快速增量更新体系
研究解决导航电子地图快速增量更新核心技术，建立国内导航电子地图产业链合作框架和导航电子地图快速增量更新体系，降低导航电子地图应用服务成本，提高导航电子地图数据的更新频次。
3. 形成增量更新应用与服务产业化规模
建设导航信息服务中心，提供导航电子地图增量更新服务，满足用户增量更新应用需求，促进导航终端用户规模增长。
体系建设将为用户提供高现势性的导航数据，更好满足用户需求，扩大市场消费，提高导航服务水平；促进导航电子地图产业链资源的有机整合，提高社会资源的共享利用率，加速导航产业的健康可持续发展；极大地推进卫星导航产业化的进程，带动我国汽车、信息、智能交通和测绘等相关产业的进步和发展；缩短与欧美、日本等发达国家的技术差距，加快导航产业大国、强国的建设。
二、体系框架
(一) 基本框架
体系建设是通过先进的技术手段和产业链业务合作模式的推广，研究覆盖全国的导航电子地图快速增量更新技术体系，建设本地化、网络化生产平台和导航信息服务中心，形成高现势性、高精度、精细化中国导航电子地图产业化生产和服务能力，并进行应用推广。整体体系是导航电子地图的生产、更新与应用等服务将依托产业链上下游的合作，整体构成一个相对闭合的业务流，业务流程框架如图2所示。图2
(二) 基本流程
1. 信息收集与处理
导航电子地图生产商接收来自国家的导航基础地理信息、道路交通管理部门的道路交通管理信息、用户反馈信息和其他信息源提供的POI信息等；进行数据分析和多源对比处理，提取出与导航电子地图相关的有价值的变化信息，并进行必要的现场验证；导航电子地图生产商对确认了的变化信息进行处理，生产出新版导航电子地图以及变化差分信息，发送给导航信息服务中心。
2. 增量更新
导航信息服务中心向用户终端发布导航电子地图变化信息，根据用户的情况生成满足用户需要的增量更新数据，并发送给用户终端；用户终端接收增量更新数据后，进行终端地图的更新。
3. 信息反馈
终端用户在使用过程中会发现数据与现实不一致的问题，将不一致信息传递给导航信息服务中心或自己的用户服务中心；导航信息服务中心收集用户的反馈信息，进行分析后传递差异警报给导航电子地图生产商；基础信息源（提供国家导航基础地理信息、道路交通管理信息和其他POI信息的机构）将新的信息发送给导航电子地图生产商。
4. 地图持续更新
导航电子地图生产商基于各种信息源数据，进行持续的数据更新；导航信息服务中心持续提供增量更新服务。
(三) 基本功能
体系由导航电子地图生产商、导航信息服务中心、用户终端和基础信息源四部分构成，各部分在整个产业链中扮演的角色如下：
1. 导航电子地图生产商
基于基础信息源提供的信息和导航信息服务中心反馈的信息，明确可能的变化信息；进行现场的数据采集和验证；制作导航电子地图数据，并形成变化差分部分；向导航信息服务中心提供导航电子地图数据和变化信息。
2. 导航信息服务中心
向终端用户发布导航电子地图及其变化信息；接收用户终端的增量更新请求；根据用户的增量更新请求，生成满足需要的增量更新数据；向用户终端提供增量更新数据；收集终端用户发送的差异报告；针对差异报告进行噪音数据分析和处理，生成差异警报信息；向导航电子地图生产商发送差异警报。
3. 用户终端
根据导航电子地图变化信息，向导航信息服务中心发送增量更新请求信息；接收增量更新数据，并完成终端上导航电子地图的更新；提供基于增量更新后的导航电子地图应用；收集导航电子地图数据与现实的差异信息；向导航信息服务中心提供差异报告。
4. 基础信息源
完成基础信息的维护，产生变化信息；向导航电子地图生产商提供相关的基础信息和变化信息。
三、主要研究内容
(一) 软课题的研究
1. 相关技术标准的制定
为了保证导航电子地图快速增量更新体系建设的顺利实现，必须开展相关标准的研究，制定产业链资源整合过程中需要的数据交换标准，标准框架如图3所示。
主要包括：
（1）基础信息源到导航电子地图生产商之间的基础信息交换规格；
（2）导航电子地图生产商到导航信息服务中心的导航电子地图交换规格；
（3）导航信息服务中心与用户终端之间的增量更新请求和增量更新数据交换规格；
（4）用户终端到导航信息服务中心的差异报告规格；
（5）导航信息服务中心到导航电子地图生产商的差异警告规格。
2. 快速增量更新产业链合作模式研究
导航电子地图快速增量更新体系建设涉及很多的实体，这些实体之间要想进行资源的有效整合，必须探讨共赢模式下的合作体系，明确各自的工作分工和收益模式，这样产业链才能持续发展下去。产业链涉及的实体主要包括基础信息源、导航电子地图生产商、导航信息服务中心、终端提供商、用户等，对于每个实体需要进行如表1所示内容的调研分析。通过对这些问题的分析研究，制定出多方可以接受的合作和收益模式。
(二) 关键技术的研究
快速增量更新应用服务体系中涉及诸多的技术。其整体技术框架如图4所示。
主要包括：
1. 融合多源的高现势性导航电子地图数据库技术
为了生产高现势性的导航电子地图，需要引入多种不同的数据来源，包括自己现场采集的、基础信息源提供的和用户反馈的等。面对这种信息来源的多元化，传统的数据建模技术需要进行改变。
2. 多信息源融合技术
道路的建设和管理是由政府部门完成的，随着政府信息化建设的进展，已经由传统的纸质管理上升为电子化管理。这样可以为电子地图生产商提供非常有效的数据情报，为此导航电子地图生产商需要与政府道路建设部门、交通管理部门建立合作渠道。由于基础信息可以来源于不同的信息源，因此如何将不同信息源的数据与导航电子地图数据进行融合就是需要解决的问题。
3. 差异发现和处理技术
用户在使用导航电子地图的过程中会发现数据与现实的差异，将这些差异信息收集和处理会为导航电子地图的生产提供有价值的情报。
4. 网络情报、外业情报收集和处理技术
作为导航电子地图开发商一方面要依赖基础信息源和用户进行情报的收集，同时也要自主地进行情报的收集，收集渠道分为：1）网络情报，即Internet上面的信息；2）现场情报，就是通过现场采集的情报。针对这些渠道导航电子生产商要建立相关的系统，情报收集处理系统和现场采集处理系统。
5. 增量更新技术
为了支持不同用户、不同版本、不同更新需求、不同传输技术的增量更新应用和服务，需要研究如何进行个性化的增量更新数据生成，以及向用户终端发布增量更新数据的通讯技术。
6. 基础信息维护和差分技术
为了支持导航电子地图数据的开发，国家建立了导航基础电子地图数据库。该数据库的建立主要是面向导航电子地图数据开发商，以保证基础数据的统一。该数据库同样面临快速更新的问题，以支持导航电子地图数据开发商的需要。
四、结语
导航电子地图快速增量更新体系建设已在国家发改委“卫星应用高技术产业化专项”中立项，并于2009年2月正式启动，相信在国家发改委和国家测绘局的领导下，北京四维图新科技股份有限公司作为项目的承担单位借助企业在产业化专项项目方面的管理、实施经验，一定会保证项目的顺利实施。（徐晋晖 曹晓航 杜 钧 刘莉莉）
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