[发明专利]真三维导航地图上路桥相对高度的表现方法和装置

说明书

技术领域

本发明属于导航技术领域，尤其涉及一种真三维导航地图上路桥相对高度的表现方法，以及基于该方法的装置。

背景技术

随着城市汽车保有量的不断攀升，原有的平面立交型道路会造成车辆的拥挤和堵塞，尤其是在城市路网的交通繁忙地段，为了改善车辆通行状况修建了空间立体交叉型陆地桥，这种路桥的特点是空间上具有一定的层次结构，各层级都有高度，支持多方向行驶且各层间的通行互不相扰。

在二维导航电子地图中，由于所有的地理信息数据都被抽象化表达，街面被抽象表达为线条加属性，屋廓图面被抽象表达为点加属性，对于有坡度的道路以及有高度的和层次感的现代化立体陆桥，多采用在垂直方向高处俯视观察到的层次跨压关系，以线条压盖的方式和属性来表达，对于二维数据无法完整表达的地方，用实景图和放大图进行补充表达，由于受到二维电子地图静态而抽象表达方式的制约，二维导航电子地图无法为使用者展现有坡度的道路和立体路桥的形态。再看现有的所谓三维导航电子地图，其多采用正射影像图叠加具有立体视觉效果的三维标志性建筑物模型的方式制作而成，其对于此类有坡度的道路以及有高度和层次感的现代化路桥的表达多采用叠加三维路桥模型的方式，在实际导航过程中，其本质还是通过二维导航数据的基本属性导航。

由于城市路网中的道路路况高低起伏、路形千变万化，为了更好地表现城市路桥的地貌，需要建立城市道路数字高程模型。数字高程模型（Digital Elevation Mode，简称DEM）是用一组有序数值阵列形式表示地面高程的一种实体地面模型，它是零阶单纯的单项数字地貌模型，其他如高度、坡度、坡向及坡度变化率等地貌特性可在DEM的基础上派生，因为DEM是离散的数据，所以其二维坐标系中的（X，Y）坐标其实都是一个个的小方格，在每个小方格上标识出其高程后可建立三维数字高程模型。但是由于现有的卫星定位系统只能测量二维坐标，高度数据因误差太大所以基本上都被忽略。

在实际驾车行驶中，驾乘者更加关注的是道路路况对驾驶的影响，这些对街景、路况形态和细部的表达比建筑体表达的导航作用更加明显，而建筑体在导航中主要起参照作用。所以真正的三维导航电子地图在数据制作的时候，就需要制作与二维导航数据不同坐标维度的三维导航数据，需要在二维XY坐标系中增加相对高度Z坐标，相对高度尤其可以表达出导航道路真实的上下坡起伏状态，用三个维度的数据来再现大于等于1：1000米大比例尺下的现实道路场景，导航数据的制作标准只允许导航误差在1米之内；真正的三维（真三维）导航电子地图在应用的时候还应该有独立于二维导航电子地图数据库的三维导航电子地图数据库；真正的三维导航电子地图在实景重现的时候应该更加重视对导航起实质作用的路况形态和道路场景进行渲染，注重对导航道路路况关键要素的表达，如路面标线、方向箭头、隔离栏、路面材质、斑马线、分道线、右转专用道、左转专用道、限速信息、路沿、车道数、道路坡度、红绿灯、交通标牌、过街天桥、公交站牌等。

为了解决这些问题，现有技术中采用在导航设备的定位装置上加装气压传感器，通过硬件测量立体道路路面层次间气压的微小差异来估算两层之间的高度差，再将此高度差与地图供应商提供的道路属性值来进行对比，以判断使用者所处的层次位置。现有技术中还有采用比较相交道路相交处的高程值的方法，若相同则绘制道路相交处，使道路交叉处的路边线全部不贯通，若不相同绘制道路相交处，使高程最高的道路的路边线贯通，而其他的高程较低的道路的路边线不贯通，通过在道路交叉处的描绘表达高程效果。如附图1所示，虽然较二维平面地图而言，这些技术会因为在导航过程中导航引擎的描绘让使用者感觉到层次的概念而产生三维导航的错觉，但是这些仅仅是导航片段处的表达，并没有直观地表达出某一范围内所有道路的高度和坡度，以及保证导航道路路网的连通性，而且这些对层次的表达并没有按照路桥真实的立体结构进行路况重现；另一方面这些技术由于需要依靠额外的硬件测量以及硬件运算而增加硬件的配置，增加了导航设备生产商和使用者的成本。

发明内容

现有三维导航技术中没有公开地、完整地真实再现路桥相对高度的方法。为了解决现有三维导航中对路桥相对高度表达方法的不足，本发明提供了真三维导航地图上表现路桥相对高度的方法和使用该方法的装置。

本发明的一个目的是提供真三维导航地图上路桥相对高度的表现方法，所述方法包括：

1.将航片（航空拍摄图片）或者卫片（卫星拍摄图片）制成大比例尺的市街图。

所述大比例尺为大于等于1：1000米级别的比例尺。