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三维场景中车载导航技术的研究与应用

道日敖  
【摘要】:在城市交通状况以及道路网日益复杂的今天,智能交通系统(ITS-Intelligent Transport Systems)是一种有效改善城市道路交通的解决方案。其中车载路径导航是ITS中最重要的功能,也是ITS的基础。 随着地理信息系统技术向三维GIS的发展,作为其应用领域之的车载导航系统也得到契机,向更加注重可视化效果的三维方向发展。到目前相应的三维车载导航产品相继推出,虽然存在着或多或少的不足,但已有了长足的进步。 在这种背景下本文探索性地研究和设计了基于ArcGIS Engine的三维车辆导航系统,验证了在三维场景中车辆导航的可行性。 本文主要从作车辆导航系统的流程角度出发,把所要用到的概念、相关技术、开发组件等一一讲解论述之后,在每个技术下了实现过程,在最后统一集成到一起,实现了车辆导航的基本功能。论文中做的主要工作如下: (1)GPS数据的解析与读取 GPS接受的数据格式是NMEA-0183协议定义的语句格式,从中以$GPRMC数据为例解析出定位和导航所需的信息,用于系统调用。 (2)地图匹配技术 由于导航地图的误差以及GPS接收机本身的误差导致所定位到的到的点,不一定在道路线上,而是在道路某侧出现。因此需要利用地图匹配技术将其强制性地投影到道路线上来。 (3)导航电子地图的制作-—基于网路数据集 导航电子地图是车载导航系统的基础,其中路网数据是交通行为的主要参与者。为了增加导航的效率及便于最短路径分析本文采用了ArcGIS提供的网络数据集作为了路网的数据模式。 (4)三维模型的建立 系统中三维场景是利用Google SketchUp来建立的。利用二维矢量底图作为参考在SketchUp软件里建立三维模型,而后又导入到ArcGIS提供的MultiPatch要素集中,供系统调用。 (5)系统功能模块的开发 综上一些技术及方法在论文的最后实现了最短路径搜索和属性查询等主要功能,也设计了二三维联动、空间查询、沿线飞行等辅助功能


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