国际ISO标准GDF的现状与发展PPT格式课件下载.pptx

1、在此基础上经过7年的推广实践，反复修改，于2004年推出GDF4.0，正式列为国际标准化组织标准，编号为ISO 14825。目前的最新版本是2011年发布的GDF 5.0。,GDF发展历程图,19941993199219911990,GDF 1.0,GDF 2.1GDF 2.0,GDF 1.0 测试,GDF3.0开始全球化（ISO TC204）CEN TC 278/GDF 2.2,1989198819871986,19851984,开始研发,CEN-GDF（CEN TC 278）199719961995,GDF4.0ISO14825中国GB/T19711-2005,大范围市场应用,200220

2、01200019991998,2003年12月9日,GDF 5.0ISO14825,2011年7月15日,GDF概述基本思想,针对以汽车导航应用为主的电子地图数据模型。突出道路和与之相关的交通数据，淡化背景数据从ITS和LBS的需要出发，建立道路与其它地理实 体的关系。地图产品全球化管理、全球标准化应用。在地图生产商和导航系统集成商之间就数字地图交 换达成关于数据模型和交换格式的一致认可的规则 便于不同应用之间共享地理信息、减少成本、降低 价格、适应不断发展的市场需求。,GDF概述适用范围,车辆导航（Vehicle Navigation,NAV）实时引导（Real-time guidance）

3、基于位置的服务（Location Based Services，LBS）距我最近的“服务”在哪里？交通与运输管理（Transport and Traffic Management,（TTM）协助交通管理中心进行交通情况监控与疏导先进驾驶者辅助系统（ADAS）（适应性巡航控制，弯道车速报 警与控制，车道偏离报警与控制,.）由汽车行业开展的安全系统无人驾驶汽车（ADV）由AI、汽车行业和政府机构开展的自动安全驾驶系统,ITS&LBS,GDF概述主要内容,构建了科学的导航地理数据概念模型；制定了科学的要素分类，划分为14个主题，219种要素，抽象为简单要素 和复杂要素；制定了科学的属性分类，共分近3

4、00种，属性分为简单属性和复合属性；制定了科学的要素间关系分类，共分63种，对每种关系分别从关系类型、基本定义、详细描述、关系成员等方面加以规范；制定了科学的要素表达规则，几何图元分结点、边、面、点、折线、多 边形6种，拓扑关系分为非显式拓扑、非平面拓扑和平面拓扑3类，抽象 层次分0、1、2三级，时空表达可以是2维、3维或含时间因子的4维形式。制定了科学的数据自我描述信息的元数据表达规则；制定了科学的以数据描述语言ESN给出的逻辑数据结构表达规则；制定了三种数据交换格式：介质记录规范、可扩展标记语言XML（eXtensible Markup Language）模式规范、SQL编码规范。用附录的

5、形式给出了要素、属性、关系、元数据、服务的分类编码；给 出了时间域句法、数据级划分规则、道路与车渡的图形抽象规则、行政 区划结构以及用于字符串的语音和标记属性规范。,GDF概述标准本身的层次结构,交换文件物理结构 逻辑结构 数据模型,GDF概述-与其他标准的关系,GDF（数据模型与交换格式）,物理存储格式（Physical Storage Format,PSF）日本的KIWI（Input for ISO Physical Storage Format,2004年被认定为日本工 业标准JIS-D0810）；美国和欧州NAVTEQ的 SDAL（Shared Data Access Library）

6、；世 界 产 业 联 盟 NDS（navigation data standard）,导航应用标准 ITC204：ISO 17267-2009 navigation systems-application programminginterface（API）,包括：定位、路径规划、路径引导、地图显示、位置寻找和生 活服务信息和兴趣点寻找。TC211：ISO 19132 地理信息基于位置的服务 参考模型；ISO 19133 地理信息基于位置的服务跟踪与导航；ISO 19134 地理信息基于位置的服务 多模式路径规划与导航。,地理数据文件-GDF、导航数据-NDS、导航地理数据库-KIWI、导航电子

7、地图-CHN,GDF概述在中国的实践,我国对GDF表达的供ITS和LBS使用的地理数据文件称之为“导航电子地图（navigation electronic map）”，在欧美、日本也称为导航数据、导航地理数据库等。这个术语在中 国官方文件中最早出现在国家标准GB 20263-2006导航电 子地图安全技术处理要求中，定义为“含有空间位置地 理坐标，能够与空间定位信息系统结合，准确引导人或交 通工具从出发地到目的地的电子地图或数据集”。国内企 业在生产导航电子地图时，普遍采用它的导航地理数据模 型，极少单位使用它的交换格式，在交换上大多采用商用 地理信息系统的格式，如SHP、MID/MIF、GD

8、B等。基于它的导航地理数据模型相继产生了一大批国家推荐标 准，和一大批应用软件产品。,按GDF数据模型开发的导航地图的导航产品都围绕着ISO 17267的6大基本 功能扩展服务边界，使导航电子地图产品成为了应用场景最多、服务受 众最广、服务时长最长的一种大众化应用。其主要特点是：服务对象从早期的汽车驾驶员扩展到所有出行的人群，也包括汽车控 制大脑。服务的地理范围从早期的室外环境扩展到所有的室内外空间。服务的出行方式从单一的汽车导航扩展到所有的出行方式，包括汽车、步行、骑行、公交、泛公交等。服务的内容不仅是静态的地图信息，还包括动态的交通信息和实时的 生活服务信息。因此现在的导航电子地图产品既是

9、工具型产品也是平台级产品，向广 义生活服务平台和极致导航工具两个方向同时进化。导航电子地图是智 慧城市的基础设施，服务于各行各业；导航电子地图是汽车产业新技术 革命的基础，随着人工智能AI技术、5G通讯技术和高精度卫星定位技术 的突破，将从隶属在汽车娱乐系统的选配件变为隶属于汽车安全控制系 统的必须件；导航电子地图应用前景无限广阔，导航电子地图生产商必 须向着国际标准努力。,17,GB/T 35766-2017,GDF总体概念模型,整体数据模型拓扑关系类型时空表达规则抽象层次（0、1、2）要素分类模型属性模型关系模型要素表达方法（7种）数据组织方法（分层、分块）,总体概念模型:整体数据模型,要

10、素：现实世 界中地理对象 在数据库中的 表达。,属性：要素所 具有的一个特 征，它独立于 其他要素。,关系：一个要素所 具有的涉及其他要 素的特性。,GDF数据由三种基本数据单元构成，即要素、要素属性及 要素关系。其中“要素”是现实世界中的地理实体或在某 个地理位置的活动在数据库中的表达；“属性”是某一要 素所具有的性质；“关系”是指一个要素所具有的涉及到 其它要素的特性。每个要素可以有零个、一个或多个属性，并可以与一个或多个要素建立关系。关系也可以有属性。,要素,属性,关系,道路与车渡要 素,土地利用与覆盖 要素,服务（POI）要素,道路属性：名称、等级、车道等,绿地属性：名称等,POI属性

11、：名称、类别、服 务状态等,道路路口的转 向限制关系,关系属性：出入口标识、限制的转向方 向、时间、车 种等。,现实世界的地理对象 要素 地理对象的特征 要素的属性,地理对象之间的联系 要素之间的关系,总体概念模型:拓扑关系类型,GDF按能力强弱定义了三种拓扑关系类型：平面拓扑（Planar topology），又称全拓扑（Full topology）明确的定义了拓扑关系。对象彼此间不能重合，相交或彼 此压盖。相交或压盖的对象分解成对象块，其中共同的部 分（例如，一条街道与一个界线重合）只能出现一次。非平面拓扑（Non-planar topology）,又称连通拓扑（connective to

12、pology）明确的定义了拓扑关系。对象可能完全或部分重合，相交 或彼此压盖。面由一条首尾点相同的弧段围成，结点和弧 段构成拓扑连通性。非显性拓扑（Non-explicit topology）没有显式定义对象之间的拓扑关系，即拓扑关系仅通过坐 标值来确定。基本构造块为点（0维）、折线（1维）和多 边形（2维）。,总体概念模型:时空表达规则,GDF支持2D（x,y）、3D（X,Y,Z）、4D（X,Y,Z,T）的时空表达 规则。在要素具有拓扑关系的条件下，地理实体只能采用2D模式表示，实体的高度，作为要素的属性表示。在要素处于非显性拓扑关系表达的条件下，要素的 实体位置和形状可以用3D模式表达。无

13、论是2D表达，还是3D表达，都支持地理实体在 生命周期内内随时间变化的表达。在某种意义上来说，任何一个几何图元（结点、边、面、点、折线和多边形）都可以被赋一个高度属性 来表示其相对地面的高度。,GDF支持地形的三维表示方法。包括不规则三角网络（Triangular Irregular Networks，简称TINs），等高线以及格网表面。,GDF没有规定使用3D建模方式生成单体建筑及成片三维 成型的场景应用。如下图。,SA（开始出现）、EA（结束出现）、SD（开始消失）和ED（结束消失）,总体概念模型:要素抽象层级,在概念上被分为三个不同的层次：0层、1层和2层。0）几何图（Geometry）元（点、折线、多边形）或拓扑 图元的构造块（结点，边和面）属于0层。1）由基础图元添加特定对象的属性构成简单要素（Simple Features），形成1层要素。2）多个简单要素聚合成复杂要素（Complex Feature），或简单要素与复杂要素再聚合构成复杂要素为2层。,GDF定义了复杂要素，但在生产上，有的复杂要素是在导航物理存储格式数据 编译时自动合并综合而成的。如道路要素，分作road element、road segment、road,road 是由road element抽象