1建立自主導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的必要性

　　1.1導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的現(xiàn)狀

　　導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)是面向?qū)Ш綌?shù)據(jù)生產(chǎn)的軟件平臺(tái)，為導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)提供導(dǎo)航數(shù)據(jù)采集、 輸入、轉(zhuǎn)換、質(zhì)量檢查與管理工具，滿足高效、規(guī)模化地生產(chǎn)符合標(biāo)準(zhǔn)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)的需求。從導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀看，可以把現(xiàn)有的導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)歸納為三大類：

　　第一類：直接使用GIS類軟件：ARC/INFO、MapInfo。

　　第二類：基于GIS平臺(tái)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的軟件：基于MapX、MapObject等組件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的軟件為主。

　　第三類：自主研發(fā)的專用導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)軟件：TeleAtlas公司的TA Mapper、美國(guó)NAVTECH公司的GWS和日本Denso的MapCreate等。

　　第一類和第二類導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)是建立在GIS平臺(tái)軟件基礎(chǔ)之上，其優(yōu)點(diǎn)是可以使用GIS平臺(tái)軟件中現(xiàn)有的各種功能，快速搭建出導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)。然而由于GIS平臺(tái)軟件的中心目的不是導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)，可以提供的功能比較有限，不能夠提供導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)需要的專用工具，這個(gè)缺點(diǎn)在二次開(kāi)發(fā)中可以得到一定的彌補(bǔ)，但是其核心仍是GIS平臺(tái)軟件，所以深層次的開(kāi)發(fā)比較困難，而且在這些軟件基礎(chǔ)上的二次開(kāi)發(fā)，系統(tǒng)執(zhí)行效率難以使人滿意。此外，GIS平臺(tái)軟件部署成本也比較高，每臺(tái)機(jī)器都需要支付License費(fèi)用。

　　第三類軟件是專用的導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)軟件。這類軟件是不同的導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)公司開(kāi)發(fā)的，被他們視為其商業(yè)利益的核心技術(shù)，是他們極力保護(hù)的知識(shí)產(chǎn)權(quán)和商業(yè)秘密。

　　1.2建立自主的導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

　　基于以上對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)現(xiàn)狀的分析，第一類和第二類軟件不能夠滿足導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)的要求，第三類軟件又受到了軟件研制方的保護(hù)，所以必須建立自主的導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)，其優(yōu)勢(shì)有：

　　1）能夠以國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《導(dǎo)航地理數(shù)據(jù)模型與交換格式》為依據(jù)，以形成最優(yōu)數(shù)據(jù)生產(chǎn)工藝為原則，完成需求分析和系統(tǒng)設(shè)計(jì)；

　　2）能夠以市場(chǎng)需求為導(dǎo)向，聯(lián)合目前國(guó)內(nèi)主要生產(chǎn)導(dǎo)航數(shù)據(jù)的企業(yè)，共同建立符合我國(guó)國(guó)情的導(dǎo)航數(shù)字地圖生產(chǎn)系統(tǒng)，為導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)提供穩(wěn)定、強(qiáng)大的技術(shù)支持；

　　3）為了避免受制于人，長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，無(wú)論是從國(guó)家安全的角度，還是從經(jīng)濟(jì)角度，開(kāi)發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)是十分必要的。

　　2導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的功能

　　2.1系統(tǒng)界面主控

　　系統(tǒng)界面主控提供導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的主框架（包括主框架窗口、菜單、工具條等）。系統(tǒng)界面主控負(fù)責(zé)統(tǒng)一接收用戶輸入的功能命令、鼠標(biāo)事件、鍵盤事件，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的接口統(tǒng)一分發(fā)到各個(gè)功能，維護(hù)由各個(gè)功能所共享的各種控制信息，并對(duì)功能處理層中各個(gè)功能返回的消息進(jìn)行統(tǒng)一的處理，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的總體控制以及各個(gè)功能之間的協(xié)調(diào)。

　　2.2地理信息訪問(wèn)引擎

　　地理信息訪問(wèn)引擎主要功能是負(fù)責(zé)訪問(wèn)各種來(lái)源和形式的地理信息數(shù)據(jù)。它是整個(gè)系統(tǒng)的底層核心，向上提供標(biāo)準(zhǔn)的地理信息訪問(wèn)接口，各個(gè)功能處理模塊通過(guò)它對(duì)地理信息數(shù)據(jù)進(jìn)行共享和訪問(wèn)。

　　2.3數(shù)據(jù)采集

　　數(shù)據(jù)采集模塊主要功能是采集道路的各種信息，具體通過(guò)使用定位系統(tǒng)采集道路的幾何形狀，通過(guò)多媒體采集完成道路屬性信息的收集。

　　2.4數(shù)據(jù)輸入與輸出

　　數(shù)據(jù)輸入與輸出模塊能夠輸入/輸出多種類型、多種來(lái)源的數(shù)字地圖，其中主要包括符合國(guó)家或商業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的各比例尺矢量地圖數(shù)據(jù)、各種正射影像數(shù)據(jù)和像素地圖數(shù)據(jù)、以及多種類型的多媒體數(shù)據(jù)（如圖片、視音頻、文檔等）。

　　2.5數(shù)據(jù)編輯

　　數(shù)據(jù)編輯提供地理目標(biāo)的創(chuàng)建、刪除、移動(dòng)、合并、拆分、整形、平差、弧段延長(zhǎng)、相交打斷、多級(jí)Undo/Redo操作等數(shù)據(jù)編輯功能，以及屬性數(shù)據(jù)編輯處理功能。

　　2.6數(shù)據(jù)拼接與裁剪

　　數(shù)據(jù)拼接與裁剪提供地圖物理拼接功能，并能夠進(jìn)行自動(dòng)接邊和網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系的自動(dòng)維護(hù)；提供指定區(qū)域的地圖裁剪功能。

　　2.7影像處理

　　影像處理提供針對(duì)影像數(shù)據(jù)的一般圖像處理與顯示功能。影像處理能夠接收BMP、TIFF、JPG等格式的影像數(shù)據(jù)，提供影像數(shù)據(jù)與矢量地圖的配準(zhǔn)功能，能以圖像數(shù)據(jù)作為底圖進(jìn)行空間數(shù)據(jù)更新。

　　2.8拓?fù)潢P(guān)系處理

　　拓?fù)潢P(guān)系處理提供拓?fù)潢P(guān)系處理功能，能夠生成網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浜兔嫱負(fù)洌勺詣?dòng)打斷相交弧段。拓?fù)潢P(guān)系處理用于生成點(diǎn)、線、面目標(biāo)之間的包含、鄰接與關(guān)聯(lián)的拓?fù)淇臻g關(guān)系，向網(wǎng)絡(luò)分析、疊置分析與空間查詢等功能提供基礎(chǔ)關(guān)系。

　　2.9地圖顯示與控制

　　地圖顯示與控制用于完成各種地圖數(shù)據(jù)的顯示和控制功能，其中主要包括地圖數(shù)據(jù)顯示、屬性數(shù)據(jù)顯示，以及地圖的打開(kāi)、圖層控制、放縮/漫游、窗口控制、顯示風(fēng)格和樣式等顯示控制。

　　2.10地理信息查詢

　　地理信息查詢的主要功能是通過(guò)多種靈活、方便的地理數(shù)據(jù)查詢手段，對(duì)地理信息進(jìn)行空間條件查詢、屬性條件查詢等查詢分析，并按照不同的要求對(duì)查詢結(jié)果進(jìn)行處理。

　　2.11網(wǎng)絡(luò)分析

　　網(wǎng)絡(luò)分析基于網(wǎng)絡(luò)拓?fù)潢P(guān)系實(shí)現(xiàn)對(duì)道路網(wǎng)絡(luò)的空間分析，提供最優(yōu)路徑分析和網(wǎng)絡(luò)連通性分析功能。

　　2.12疊置分析

　　疊置分析提供疊置分析功能，能夠?qū)Σ煌瑘D層的地理目標(biāo)進(jìn)行點(diǎn)、線和面疊置，產(chǎn)生具有新特征的專題矢量圖層。

　　2.13地圖符號(hào)與注記

　　地圖符號(hào)與注記提供地圖符號(hào)制作工具；提供地圖符號(hào)配置方法；提供地圖注記配置和編輯功能。

　　2.14質(zhì)量檢驗(yàn)

　　導(dǎo)航數(shù)據(jù)質(zhì)量檢驗(yàn)分為幾何圖形質(zhì)量、幾何位置精度、屬性精度、邏輯一致性、完整性與正確性和圖幅接邊等方面進(jìn)行。質(zhì)量檢驗(yàn)自動(dòng)進(jìn)行，完成后以警告列表和錯(cuò)誤列表的形式提交給用戶。

　　2.15地圖投影

　　地圖投影提供高斯投影、墨卡托投影、等角圓錐投影、通用橫墨卡托投影等常用投影，并提供北京54、西安80、WGS84等各種坐標(biāo)系之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換功能。

　　2.16地圖整飾與打印

　　地圖整飾與打印的主要功能是對(duì)地圖增加整飾單元，修飾地圖, 可以對(duì)基本工作區(qū)的全圖或局部地圖進(jìn)行整飾，并提供完整地圖和指定區(qū)域地圖的打印，以及打印預(yù)覽和脫機(jī)打印功能。

　　2.17導(dǎo)航數(shù)據(jù)管理

　　導(dǎo)航數(shù)據(jù)管理完成對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)中各種類型數(shù)據(jù)的管理，其中既包括對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)的管理功能，也包括對(duì)元數(shù)據(jù)的管理功能。此外，數(shù)據(jù)管理功能還負(fù)責(zé)提供用戶管理、權(quán)限管理以及審計(jì)信息管理功能。

　　3導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

　　在數(shù)據(jù)模型、數(shù)據(jù)交換格式等標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范下，專用的導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)是提高生產(chǎn)力、實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)的必備手段。導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)是導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)的核心，它決定了導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)的自動(dòng)化程度，軟件結(jié)構(gòu)優(yōu)劣、功能是否全面、界面是否友好、容錯(cuò)能力的強(qiáng)弱都會(huì)影響到導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)的質(zhì)量。

　　3.1導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)

　　導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)采取層次化、組件化的體系結(jié)構(gòu)，包括三個(gè)層次，每個(gè)層次由一系列相互協(xié)作的組件構(gòu)成。通過(guò)對(duì)系統(tǒng)在組件級(jí)上的不同裁剪，以及在層次級(jí)上的不同配置，既可以保證不同版本的導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)在核心的功能與實(shí)現(xiàn)上保持一致，又可以根據(jù)用戶不同規(guī)模、不同層次、不同使用方式的應(yīng)用需求，提供不同的服務(wù)。導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)如圖 1所示。

　　1 層次化體系結(jié)構(gòu)

　　導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部采取層次化的體系結(jié)構(gòu)，保證不同版本的導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)在核心的功能與實(shí)現(xiàn)上保持一致，其中包括界面控制層、功能處理層和地理信息訪問(wèn)層三個(gè)層次：

　　界面控制層負(fù)責(zé)統(tǒng)一接收和調(diào)度系統(tǒng)的功能命令、鼠標(biāo)事件、鍵盤事件和繪圖事件，能夠通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的接口統(tǒng)一分發(fā)給功能處理層，并對(duì)返回的消息進(jìn)行統(tǒng)一的處理。界面控制層為整個(gè)系統(tǒng)提供一個(gè)統(tǒng)一的入口點(diǎn)，為各項(xiàng)功能提供一個(gè)集成框架，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的總體控制以及各個(gè)功能處理模塊之間的緊密集成與協(xié)調(diào)工作；功能處理層主要完成導(dǎo)航數(shù)據(jù)的各項(xiàng)處理功能，包括數(shù)據(jù)的采集、輸入、輸出、編輯、處理、查詢、分析、制圖、管理等。功能處理層中的各個(gè)處理模塊接收由界面控制層統(tǒng)一分發(fā)的各項(xiàng)系統(tǒng)功能命令、鼠標(biāo)事件、鍵盤事件和繪圖事件，完成相應(yīng)的功能處理，并通過(guò)下層的地理信息訪問(wèn)引擎實(shí)現(xiàn)對(duì)地理信息數(shù)據(jù)的讀寫訪問(wèn)。功能層涵蓋系統(tǒng)對(duì)外提供的所有功能，利用組件化技術(shù)，使用戶可以根據(jù)自身的實(shí)際需要對(duì)系統(tǒng)功能進(jìn)行裁剪和配置，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的定制。按照各項(xiàng)處理功能在導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)各個(gè)流程中的應(yīng)用范圍，可將處理功能劃分為通用功能與專用功能。通用功能是指各個(gè)生產(chǎn)流程中均要使用的處理功能，如地圖顯示、地理信息查詢等。專用功能是指只有在某個(gè)生產(chǎn)流程才可使用的處理功能，如數(shù)據(jù)采集只在外業(yè)采集中使用。

　　地理信息訪問(wèn)層維護(hù)一套為各個(gè)功能處理模塊所共享的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并提供一套標(biāo)準(zhǔn)的地理信息訪問(wèn)接口，用于訪問(wèn)導(dǎo)航數(shù)據(jù)庫(kù)中各種類型的地理數(shù)據(jù)。功能處理層的各個(gè)處理模塊通過(guò)地理信息訪問(wèn)層對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行訪問(wèn)，完成對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)的調(diào)度等處理。該層是整個(gè)系統(tǒng)的底層核心，向上提供數(shù)據(jù)訪問(wèn)和基礎(chǔ)處理、數(shù)據(jù)緩存等應(yīng)用服務(wù)。

　　2 組件化體系結(jié)構(gòu)

　　導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)內(nèi)部采取組件化體系結(jié)構(gòu)，將系統(tǒng)的各項(xiàng)功能劃分為多個(gè)功能組件。系統(tǒng)中的各個(gè)組件之間既相對(duì)獨(dú)立，能夠根據(jù)用戶的實(shí)際需求，通過(guò)對(duì)組件的裁剪與組合，實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的定制；又能夠緊密地集成在統(tǒng)一的框架中，有效地協(xié)同工作，共同完成復(fù)雜任務(wù)。

　　通過(guò)這種可定制的組件化體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)將具有更好的可擴(kuò)充性和可維護(hù)性。例如，如果要增加一項(xiàng)全新的功能，只要按照固定的標(biāo)準(zhǔn)接口開(kāi)發(fā)一個(gè)功能組件（可能是以一個(gè)動(dòng)態(tài)鏈接庫(kù)的形式），然后就可以將該組件掛接到系統(tǒng)的集成框架中提供給用戶使用，而不用對(duì)系統(tǒng)的集成框架本身和其它模塊進(jìn)行修改或重新編譯。如果要對(duì)某個(gè)模塊進(jìn)行修改，只要修改并替換指定模塊即可，不用替換整個(gè)系統(tǒng)。

　　通過(guò)這種可定制的組件化體系結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可以按照導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)不同流程對(duì)系統(tǒng)分別組合，形成專用的子系統(tǒng)。子系統(tǒng)是導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的一個(gè)子集，生產(chǎn)人員只能使用工作所必須的功能，限制了生產(chǎn)人員對(duì)其他功能的使用，這樣既簡(jiǎn)化了對(duì)生產(chǎn)人員的培訓(xùn)，也從軟件層次上明確了處于各個(gè)流程的生產(chǎn)人員的職責(zé)。

　　3.2導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的控制模式

　　控制模式描述的是導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)從生產(chǎn)計(jì)劃、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)輸入編輯、質(zhì)量檢查到數(shù)據(jù)輸出的控制過(guò)程。導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，它包含生產(chǎn)計(jì)劃、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)輸入編輯、質(zhì)量檢查等多個(gè)工序。本系統(tǒng)主要關(guān)注導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)的軟件環(huán)境的改善，即建立一套面向?qū)I(yè)導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)的人機(jī)交互式作業(yè)環(huán)境，區(qū)分出創(chuàng)造性智能行為與重復(fù)性勞動(dòng)行為，求得人機(jī)協(xié)同，為作業(yè)人員提供一個(gè)輕松、高效的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)輸入編輯、質(zhì)量檢查的軟件環(huán)境，解決導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)中勞動(dòng)量大、周期長(zhǎng)、質(zhì)量低等問(wèn)題。

　　我們可將整個(gè)導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)過(guò)程分解為六個(gè)階段，其中與導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)最為緊密的是外業(yè)采集、內(nèi)業(yè)輸入編輯和質(zhì)量檢查三個(gè)階段。導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)過(guò)程中在生產(chǎn)線上流動(dòng)的是導(dǎo)航數(shù)據(jù)，從用戶對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)的需求開(kāi)始，制作導(dǎo)航數(shù)據(jù)的生產(chǎn)計(jì)劃，外業(yè)采集導(dǎo)航數(shù)據(jù)，內(nèi)業(yè)輸入編輯導(dǎo)航數(shù)據(jù)，生產(chǎn)過(guò)程中伴隨著各個(gè)環(huán)節(jié)的導(dǎo)航數(shù)據(jù)質(zhì)量檢查。

　　導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)必須對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確的控制，同一份導(dǎo)航數(shù)據(jù)不能同時(shí)處在兩個(gè)生產(chǎn)流程中，否則就會(huì)產(chǎn)生重復(fù)勞動(dòng)，降低生產(chǎn)效率。

　　導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)通過(guò)導(dǎo)航數(shù)據(jù)管理功能完成對(duì)導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)過(guò)程的控制。在導(dǎo)航數(shù)據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，本系統(tǒng)給每一份導(dǎo)航數(shù)據(jù)分配了一個(gè)全局唯一的數(shù)據(jù)鎖，生產(chǎn)過(guò)程同時(shí)也是數(shù)據(jù)鎖的傳接過(guò)程，生產(chǎn)過(guò)程中只有一個(gè)生產(chǎn)流程可以擁有對(duì)數(shù)據(jù)鎖的控制。導(dǎo)航數(shù)據(jù)管理功能主要是對(duì)數(shù)據(jù)鎖進(jìn)行管理，只有擁有數(shù)據(jù)鎖的流程才可以調(diào)用地理數(shù)據(jù)訪問(wèn)引擎，否則地理數(shù)據(jù)訪問(wèn)引擎將對(duì)該流程關(guān)閉。