賀丹，唐新莊

（1.西安四維圖新信息技術有限公司，陜西 西安 710075；2.中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司，陜西 西安 710032）

導航電子地圖是一種特殊的地理信息系統(tǒng)，“好”的導航電子地圖應具備以下特點：①支持導航區(qū)域的相對無限性，覆蓋范圍足夠廣；②高精度、多尺度；③以路網為主，合理準確地表達空間關系；④支持實時、動態(tài)地快速顯示；⑤現(xiàn)勢性好，更新周期短[1]。隨著信息產業(yè)技術水平的進步和國家政策的大力支持，數(shù)字導航領域的發(fā)展突飛猛進，2001年至今，我國具有甲級導航資質的公司已從最初的一兩家增加到現(xiàn)在的14家。通過各地圖廠家的大力投入，導航電子地圖在數(shù)據覆蓋度方面已取得了很大成就；在數(shù)據廣度上，很多地圖廠家已完成我國大陸和港澳地區(qū)的全覆蓋，并逐步向海外圖幅拓展；在數(shù)據詳細度上，已從地市級、縣級到村鎮(zhèn)級，甚至小區(qū)精細化、室內地圖、停車場導航等方面。在信息量發(fā)生成倍增長的同時，各地圖廠家在數(shù)據精度、現(xiàn)勢性等方面開始出現(xiàn)差距。

近年來，我國城鎮(zhèn)化建設迅速，道路和建筑物在不停地發(fā)生變化。導航電子地圖如何快速更新，實時、準確、完整地反映現(xiàn)實世界中的地理信息，為人們出行活動提供更有價值的服務，成為當今導航市場密切關注的話題，直接影響導航地圖提供商的市場接受度。高精度導航電子地圖數(shù)據生產流程繁瑣、數(shù)據處理工序復雜、數(shù)據流轉不暢通、生產數(shù)據質量控制方法落后，從一定程度上影響了導航電子地圖數(shù)據生產效率和保障服務能力[2]。隨著測繪事業(yè)的快速發(fā)展，信息化測繪體系對于測繪生產管理的要求不斷提高[3-5]。

本文從導航電子地圖的更新角度出發(fā)，基于地圖生產的內業(yè)更新流程，重點探討了適用于當今快速更新要求的內業(yè)作業(yè)模式，并以成都市城區(qū)范圍的導航電子地圖更新為例，分析了不同內業(yè)作業(yè)模式下的更新工期。結果表明，工單作業(yè)模式能滿足快速更新、快速出品的需要，還有利于路網連通性的制作和降低出錯率。

1 導航電子地圖生產更新流程

導航電子地圖側重于道路交通網，主要由道路和POI形狀數(shù)據、背景數(shù)據、拓撲數(shù)據和屬性數(shù)據構成[6]。導航電子地圖更新流程可分為5個步驟，如圖1所示。

圖1 導航電子地圖更新流程

2 導航電子地圖內業(yè)作業(yè)模式

導航電子地圖的內業(yè)制作，按照最小作業(yè)范圍，可分為圖幅作業(yè)模式和工單作業(yè)模式。

2.1 圖幅作業(yè)模式

圖幅作業(yè)是將通過外業(yè)現(xiàn)場或影像識別等多種手段采集的參考數(shù)據（POI、道路軌跡、交通信息、背景等），按照1∶2.5萬接圖表進行劃分；再根據每個圖幅的作業(yè)量、相鄰圖幅的接邊難度以及工期要求等構建內業(yè)生產任務，由作業(yè)人員進行內業(yè)制作。作業(yè)結束后，多個生產任務之間再進行圖幅接邊。

圖幅作業(yè)模式是地圖內業(yè)生產中應用較普遍的作業(yè)模式。其優(yōu)點為所有作業(yè)任務均以圖幅為單元，結構清晰，一個任務可包含一個或多個圖幅，便于生產管理。其缺點為：①任務之間接邊工作量大，且均為圖廓線位置的接邊，對于空間數(shù)據拓撲完整性和屬性數(shù)據一致性要求較高，作業(yè)難度較大，數(shù)據發(fā)生質量問題的風險較高；②數(shù)據出品受圖幅的制約，對于數(shù)據更新量大的單個圖幅，內業(yè)作業(yè)工期較長，無法滿足快速出品的需要。

2.2 工單作業(yè)模式

工單作業(yè)模式不參考圖幅范圍，根據底圖數(shù)據、外業(yè)現(xiàn)場采集數(shù)據或多源參考數(shù)據的空間分布特點，結合數(shù)據更新量、數(shù)據重要性、工期要求等因素，靈活劃分為帶狀或面狀作業(yè)區(qū)域，供內業(yè)作業(yè)人員使用。

工單作業(yè)模式的優(yōu)點為：①數(shù)據接邊簡單，由于在劃分作業(yè)區(qū)域時充分考慮了數(shù)據的空間分布特點，大多按照道路走向、街區(qū)范圍劃分，可最大程度地減少接邊工作量，降低數(shù)據接邊難度，同時可保證空間拓撲完整性和屬性一致性；②數(shù)據出品靈活，不受圖幅作業(yè)的限制，可滿足隨時作業(yè)隨時出品的需要，對于小段道路施工、改建等城市重要干道的更新，按工單作業(yè)模式完成后，可進行快速出品。其缺點為生產管理工作較復雜，在劃分作業(yè)區(qū)域生成工單時，可采用程序自動劃分與人工干預相結合的方式，程序自動劃分可確保將所有區(qū)域包括在內，無遺漏、無重復，且每個工單的作業(yè)量均在可接受范圍內，人工干預則需考慮數(shù)據空間分布特點和更新難度，減少接邊，確保在一定工期內完成內業(yè)作業(yè)。

3 實例演示

成都市作為我國西南地區(qū)重要的省會城市，歷史悠久、經濟發(fā)達，近年來道路交通事業(yè)發(fā)展迅速，其都市區(qū)已呈現(xiàn)“多條環(huán)線+多條射線”的路網格局。2020年8月—2020年9月通過外業(yè)現(xiàn)場采集得到的成都市城區(qū)范圍的道路交通變更信息如圖2所示，其中紅圈為成都市城區(qū)范圍線、深藍色點狀為道路交通變更信息（以下簡稱TIPS）、路網顯示為縣級以上道路，TIPS數(shù)量為7 282個。根據某公司生產經驗，在導航電子地圖的內業(yè)制作中，每人每天約可完成500個TIPS，因此完成成都市城區(qū)范圍的內業(yè)更新，需投入的生產成本為7 282/500≈14.6人天。

圖2 成都市城區(qū)道路交通變更信息分布圖

本文將介紹在MapInfo軟件下，利用圖幅作業(yè)模式和工單作業(yè)模式進行內業(yè)生產任務規(guī)劃的不同。

3.1 圖幅作業(yè)模式工期

基于圖幅作業(yè)模式，導航電子地圖內業(yè)更新時，可將其構建為6個生產任務，如圖3所示。根據每個生產任務的TIPS數(shù)量計算所需工期，結果如表1所示。

表1 基于圖幅作業(yè)模式的作業(yè)量與工期表

圖3 圖幅作業(yè)模式劃分圖解

3.2 工單作業(yè)模式工期

基于工單作業(yè)模式，導航電子地圖內業(yè)更新時，充分考慮了成都市“多條環(huán)線+多條射線”的路網空間布局，將成都市繞城高速范圍以內劃分為一個中心工單（工單05），圍繞工單05，以第二繞城高速和幾條主要的射線狀干道為界限，參考TIPS數(shù)量的分布密度，再劃分其他工單，共構建8個工單，如圖4所示。具體每個工單的TIPS數(shù)量和所需工期，如表2所示。

圖4 工單作業(yè)模式劃分圖解

表2 基于工單作業(yè)模式的作業(yè)量與工期表

根據項目管理中的關鍵路徑法，項目中時間最長的活動是整個項目的關鍵路徑，決定著項目可能的最短工期[7]。在圖幅作業(yè)模式的6個生產任務中，任務01的TIPS數(shù)量最大，所需工期為3.8人天，即通過圖幅作業(yè)模式完成整個成都市城區(qū)的內業(yè)更新至少需要3.8人天；而在工單作業(yè)模式的8個工單中，任務03和工單08的TIPS數(shù)量較大，所需工期均為2.2人天，即通過工單作業(yè)模式完成整個成都市城區(qū)的內業(yè)更新至少需要2.2人天。顯而易見，圖幅作業(yè)模式的工期比工單作業(yè)模式長。

3.3 不同作業(yè)劃分對路網質量的影響

導航電子地圖必須具有極高的精確性，包括地理位置數(shù)據和實際地物信息。同時，各要素之間必須具有正確的拓撲關系和整體連通性，使得各地物在邏輯上和語義上均能正確映射現(xiàn)實世界；還必須提供完備的交通屬性信息，如說明哪些路口禁止左轉、禁止調頭、時段不禁行或限行，哪條道路限速多少等，均與導航應用密切關聯(lián)，直接影響數(shù)據顯示、運算和分析的效果[6]。在微觀層面上，圖幅作業(yè)模式會出現(xiàn)將一個路口劃分在不同任務的現(xiàn)象，如圖5所示，將清江東路的一段掉頭路口劃分在任務03和任務05兩個任務中，導致此路口的掉頭車信和交限的進入線在任務03中，而退出線在任務05中，這種跨任務制作易產生數(shù)據結構錯誤；工單作業(yè)模式則充分參考了路網布局，將該路口整體劃分在工單05中，無需跨任務制作，從而避免了該類問題。在宏觀層面上，導航電子地圖作為一種特殊的專題地圖，部分專題屬性是與路徑選擇密切相關的，如限制信息、功能等級、限速等，工單作業(yè)模式能從宏觀角度考慮整體路網連通性，如工單05在進行內業(yè)作業(yè)劃分時，將二環(huán)路、清江東路、一環(huán)路、人民中路、新華大道玉沙路、紅星路等6條主要縣級以上道路劃分在同一個工單內，從而省略了多處形狀和屬性接邊操作。這6條縣級以上道路在不同作業(yè)劃分模式下產生的與路徑選擇相關的接邊操作次數(shù)如表3所示，可以看出，工單作業(yè)模式能較大程度地減少接邊，避免因頻繁接邊造成的“斷頭”、“浮島”等問題，提高了數(shù)據質量，從而更好地為導航功能實現(xiàn)奠定基礎。

表3 不同作業(yè)劃分對路網質量的影響

圖5 圖幅作業(yè)模式中的跨任務制作

4 結語

導航電子地圖的內業(yè)生產中，對于整個區(qū)域的內業(yè)更新來說，在生產成本不變的前提下，工單作業(yè)模式能在很大程度上縮短工期，提高數(shù)據出品效率；且該模式相對靈活，不受整個圖幅工作量的制約，在當今互聯(lián)網思維的大局勢下，更適用于城市道路小范圍的快速出品。同時，針對與導航相關的專題屬性信息來說，工單作業(yè)模式更加便捷高效，有利于路網聯(lián)通性的制作，可較大程度地降低出錯率。然而，工單作業(yè)模式在初步規(guī)劃時需參考路網布局，其設計和規(guī)劃相對復雜，在實際應用中，建議利用道路、背景、行政區(qū)劃等已有城市基礎矢量數(shù)據直接進行圖形的切割、拼接、關聯(lián)等操作，從而實現(xiàn)工單的快速劃分。