專利名稱：一種導航電子地圖的增量包及自校驗方法
技術領域：
本發明屬于自校驗導航電子地圖更新領域，涉及一種以導航興趣點Ρ0Ι、道路中心線、導航線、交通規制等導航要素為內容實體的導航電子地圖的增量包及自校驗方法。
背景技術：
目前在導航電子地圖增量更新領域，動態拓撲實現方法研究較多且比較成熟。在更新技術中主要采用版本式離線更新模式。版本式離線更新模式是將數據按一定的產品規格，生成一套完整的導航數據(導航要素、背景要素和拓撲關系)，數據生產商按一定的周期(半年或一年)以光盤或在線下載的形式發布，客戶依據自己的需要和實際情況獲取數據并更新自己的數據，這種方法首先第一個缺點是更新周期長。第二個缺點是不容易通過網絡傳輸實現在線更新，因為導航數據量較大，容易受到外界條件的影響。第三個缺點是數據安全難以保證，該方法以整版數據的形式發布，在數據發布中一旦被竊取將造成重大的泄密或侵權事件。公開號為CN101694392A的專利公開了一種基于XML格式的增量包制作方法，該方法實現簡單，以XML格式將增加、修改、刪除的導航線和導航節點封裝成一個文件通過網絡傳輸發布給客戶端。在實際的導航電子地圖增量更新中，數據內容不僅包括這些，還包括導航興趣點Ρ0Ι、方向看板、交通規制等導航要素，除了導航要是外，還包括導航線和節點層的幾何拓撲關系和要素間的邏輯聯通拓撲關系。所有這些導航要素和導航關系均是增量更新中需要動態更新的內容。另外，增量包只包括更新的內容，用戶除了要實現數據的更新外， 還需要校驗更新結果是否正確，在增量包中還需包括校驗信息，在公開號為CN101162149A、 CN101319912A和CN1017^309A的專利中，提出的增量更新方法均沒有解決增量更新數據校驗的問題。因此，現有技術不能滿足電子地圖增量包包括全導航要素和增量包自校驗的要求。

發明內容
本發明為解決公知技術中存在的技術問題而提供了一種導航電子地圖的增量包及自校驗方法。本發明為解決公知技術中存在的技術問題所采取的技術方案是
一種導航電子地圖的增量包，其特征在于該增量包以2進制方式存儲增量信息，分為2部分，第一部分是增量包包頭，包含了增量包的整體描述坐標范圍、增量包塊范圍、層數、數據層定義，各層總記錄數，每塊數據的地址和每層的數據地址；第二部分是增量數據部分，包括具體的增量更新數據，增加標識、增加的要素的完整記錄，刪除標識、刪除的要素 ID,修改標識，修改的要素的完整信息。本發明的導航電子地圖增量包的自校驗方法，包括如下步驟服務器端依據外部資料動態維護導航要素制作電子地圖增量包首先在要素層面上編輯要素，并記錄要素更新的增加、刪除和修改標簽，在導航線動態更新時同步動態更新導航節點層和幾何拓撲關系，當導航節點發生變化時，記錄更新標簽；其它的交通規制、方向看板、邏輯連通拓撲關系等維護時同樣記錄更新標簽；最后所有導航要素的屬性發生變化時也需記錄變化標簽，以此反應更新狀態，保證所有數據更新狀態均有標簽來記錄； 導航電子地圖的客戶端下載電子地圖增量包；
導航電子地圖的客戶端讀取和解析電子地圖增量包首先讀取文件頭，獲取數據集信息、塊信息和圖層頭信息；首先讀取增量標志，如果標志為0，為塊增量，則用通用讀取方法即可；如果為1，則為記錄增量，接著讀取三個整數增加，修改，刪除，按數量讀取相應的記錄，每個記錄前有一個int型標識，1 增加，2 修改，刪除部分按結構S_DelC0ntent讀?。?導航電子地圖的客戶端對電子地圖的更新進行自校驗在原始的電子地圖完整包中獲取每個圖幅中每層的記錄數，設為On ；在增量包的文件頭中也存放了每個圖幅中每層的記錄數，設為Dn ；增量包中增加記錄數為Anum，修改記錄數為Mnum，刪除記錄數為Dnum，更新后，更新包的記錄數應該為Dn，且Dr^On+Anum-Dnum，如果該等式成立，說明更新成功，反之則更新失敗。本發明的優點和有益效果是
本發明的導航電子地圖的更新及自校驗方法，實現了以導航要素、導航要素邏輯連通拓撲關系為數據實體的增量包及其自校驗方法。將導航要素、導航拓撲關系以自校驗的增量包的形式傳輸到客戶端，實現了導航電子地圖導航要素和導航拓撲關系的動態更新且通過自校驗方法驗證數據增量更新是否成功。


圖1是本發明的自校驗導航電子地圖增量包的制作和使用流程圖； 圖2是本發明的導航電子地圖完整包與增量包的關系圖3是本發明的導航電子地圖增量包的讀取過程。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明的自校驗導航電子地圖增量包及其制作方法進行詳細說明。本發明將導航電子地圖增量包以2進制方式存儲增量信息，分為2部分，第一部分是增量包包頭，包含了增量包的整體描述坐標范圍、增量包塊范圍、層數、數據層定義，各層總記錄數，每塊數據的地址和每層的數據地址。第二部分是增量數據部分，包括具體的增量更新數據，增加標識、增加的要素的完整記錄，刪除標識、刪除的要素ID，修改標識，修改的要素的完整信息。這樣增量數據完全包含在增量包中，在增量數據部分，可通過圖層數據結構可計算各層中每條記錄的長度，結合增加、修改、刪除的記錄數，通過各層總記錄數、客戶端圖層記錄數和增量更新的記錄數進行校驗，以驗證更新是否成功。通過以上解決方案，不但解決了增量更新中數據量大、數據項繁多的問題，實現了導航要素和導航拓撲關系的實時傳輸，保證了數據安全，通過自校驗的方法保證更新是否有效，使增量包更新更實用。
1.增量包制作和使用流程 (1)導航要素動態維護模塊
服務器端依據外部資料動態維護導航要素，首先在要素層面上編輯要素，并記錄要素更新的增加、刪除和修改標簽，在導航線動態更新時同步動態更新導航節點層和幾何拓撲關系，當導航節點發生變化時，記錄更新標簽；其它的交通規制、方向看板等維護時同樣記錄更新標簽。最后所有導航要素的屬性發生變化時也需記錄變化標簽，以此反應更新狀態， 保證所有數據更新狀態均有標簽來記錄。在導航要素增量更新模塊，首先設計增量更新包的結構，依據要素的更新標簽生成將導航要素、導航要素關系的變化以記錄形式記錄在增量包中，同時將數據地址和增量驗證信息記錄在內。客戶端增量包接收模塊負責從服務器獲取增量包?？蛻舳嗽隽堪馕龊透履K在獲取到增量包后負責讀取增量包并實現客戶端的更新，并校驗是否更新有效。導航數據動態維護方法在現有的專利[200910218030. 9]和其它文獻中比較完整和成熟的實現。但是除此之外，導航要素生命周期和編輯狀態是實現增量更新的另一個關鍵技術。在本專利中導航要素以通用型大型數據庫Oracle、DB2或SQL Server存儲，每個導航要素以對象關系模型存儲，便于數據的管理。除了業務數據項外，增加維護要素生命周期的起止時間(start_time，end_time)和編輯狀態的標簽(edit_status)要素編輯過后記錄其編輯狀態(增加A，刪除D，修改D)，另外，刪除記錄時在數據表中不實時刪除記錄而是加上刪除標簽D和填上截止時間(encLtime)，在一新的完整版發布后再刪除這些刪除的記錄。圖2顯示了完整包和增量包序列，可以看出增量包對完整包的依賴關系。Ftl為初始狀態，FpF2、…、Fi表示完整包序列。Tn、T12、…、Τ21、…、Tij表示增量包序列，Tij為第 i個完整包Fi后的第j個增量包。(2)導航要素增量包生成模塊
導航電子地圖的增量包分為塊增量、記錄增量和混合增量三種類型
1塊增量以塊為增量單位，即塊中所選圖層的全部信息都作為增量信息；
2記錄增量以圖層中的記錄為單位，即在圖層中選擇出變化記錄作為增量信息；
3混合增量在數據集中既有塊增量又有記錄增量，默認是記錄增量，但是可以選擇某些圖塊為塊增量。增量包的結構包括兩部分，即文件頭和數據部分。文件頭的結構為
數據集信息數據集范圍圖層數量圖層定義行數列數比例尺
數據塊1信息數據塊范圍
第1層地址//即圖幅塊地址
第1層記錄數第η層地址第η層記錄數
數據塊η信息數據塊范圍第1層地址第1層記錄數
第η層地址第η層記錄數
數據集部分 第1塊增量
0//增量模式標識
第1層數據第2層數據
第η層數據第2塊增量
1//增量模式標識1表示記錄增量
增加記錄數修改記錄數刪除記錄數增加的記錄數據修改的記錄數據刪除的記錄數據
上面的“增加的記錄數據”和“修改的記錄數據”和文件頭定義的一致，便于增量包的使用。刪除記錄的結構為
struct S—DelContent
{
unsigned long Record_ID; //記錄的ID號，對應業務數據的ID值 unsigned long Del_ID;// 統一編號
unsigned long Row_ID ；//網格行號
unsigned long Col_ID;//網格列號
}；
在生成增量包時首先設置增量模式，依據增量模式，先生成文件頭，然后依次為每塊生成增量信息。 (3)客戶端增量包接收模塊
導航電子地圖增量包的客戶端包客戶端，比如手機、導航儀、PDA等設備，這些設備一般通過無線傳輸獲取增量包，這樣記錄增量是最好的選擇，因為記錄增量包的數據量較少，無線網絡傳輸的成功率較高，不容易出錯。對于使用有線網絡的客戶，可依據具體情況選擇適合自己的增量包形式。(4)客戶端增量包解析和更新模塊
讀取過程如圖3所示，首先讀取文件頭，獲取數據集信息、塊信息和圖層頭信息。首先讀取增量標志，如果標志為0，為塊增量，則用通用讀取方法即可。如果為1，則為記錄增量， 接著讀取三個整數增加，修改，刪除，按數量讀取相應的記錄，每個記錄前有一個int型標識，1 增加，2 修改，刪除部分按結構S_DelC0ntent讀取。數據更新指的是增量包的使用，這需要依據客戶端的環境設計具體的算法來使用增量包數據。校驗方法，在完整包中可以獲取每個圖幅中每層的記錄數，設為On;在增量包的文件頭中也存放了每個圖幅中每層的記錄數，設為Dn;增量包中增加記錄數為Anumdf 改記錄數為Mnum，刪除記錄數為Dnum，那么如果更新過后，更新包的記錄數應該為Dn，且 Dr^On+Anum-Dnum，如果該等式成立，那么說明更新成功，反之則更新失敗。
權利要求
1.一種導航電子地圖的增量包，其特征在于該增量包以2進制方式存儲增量信息，分為2部分，第一部分是增量包包頭，包含了增量包的整體描述坐標范圍、增量包塊范圍、層數、數據層定義，各層總記錄數，每塊數據的地址和每層的數據地址；第二部分是增量數據部分，包括具體的增量更新數據，增加標識、增加的要素的完整記錄，刪除標識、刪除的要素 ID,修改標識，修改的要素的完整信息。
2.權利要求1所述的導航電子地圖增量包的自校驗方法，其特征在于該方法包括如下步驟服務器端依據外部資料動態維護導航要素制作電子地圖增量包首先在要素層面上編輯要素，并記錄要素更新的增加、刪除和修改標簽，在導航線動態更新時同步動態更新導航節點層和幾何拓撲關系，當導航節點發生變化時，記錄更新標簽；其它的交通規制、方向看板、邏輯連通拓撲關系等維護時同樣記錄更新標簽；最后所有導航要素的屬性發生變化時也需記錄變化標簽，以此反應更新狀態，保證所有數據更新狀態均有標簽來記錄；導航電子地圖的客戶端下載電子地圖增量包；導航電子地圖的客戶端讀取和解析電子地圖增量包首先讀取文件頭，獲取數據集信息、塊信息和圖層頭信息；首先讀取增量標志，如果標志為0，為塊增量，則用通用讀取方法即可；如果為1，則為記錄增量，接著讀取三個整數增加，修改，刪除，按數量讀取相應的記錄，每個記錄前有一個int型標識，1 增加，2 修改，刪除部分按結構S_DelC0ntent讀??；導航電子地圖的客戶端對電子地圖的更新進行自校驗在原始的電子地圖完整包中獲取每個圖幅中每層的記錄數，設為On ；在增量包的文件頭中也存放了每個圖幅中每層的記錄數，設為Dn ；增量包中增加記錄數為Anum，修改記錄數為Mnum，刪除記錄數為Dnum，更新后，更新包的記錄數應該為Dn，且Dr^On+Anum-Dnum，如果該等式成立，說明更新成功，反之則更新失敗。
全文摘要
本發明公開了一種導航電子地圖的增量包及自校驗方法，包括如下步驟服務器端依據外部資料動態維護導航要素制作電子地圖增量包導航電子地圖的客戶端下載電子地圖增量包；導航電子地圖的客戶端讀取和解析電子地圖增量包導航電子地圖的客戶端對電子地圖的更新進行自校驗。本發明的優點和有益效果是本發明的導航電子地圖的更新及自校驗方法，實現了以導航要素、導航要素邏輯連通拓撲關系為數據實體的增量包及其自校驗方法。將導航要素、導航拓撲關系以自校驗的增量包的形式傳輸到客戶端，實現了導航電子地圖導航要素和導航拓撲關系的動態更新且通過自校驗方法驗證數據增量更新是否成功。
文檔編號G01C21/32GK102564435SQ20121000251
公開日2012年7月11日 申請日期2012年1月6日 優先權日2012年1月6日
發明者崔鐵軍, 郭繼發 申請人:天津師范大學