深度探讨电子地图在车辆调度管理中的应用现状与问题

1 电子地图概述

1.1 电子地图的概念

电子地图就是在电子介质上使用的地图(Taylor,1991);电子地图就是以地图数据库为基础,在计算机屏幕上显示的地图(吴忠性,1995);电子地图是基于电子技术的屏幕地图(郭仁忠,1996):电子地图是数字地图在屏幕上的实时显示(廖克,2000).综上所述,可以这样理解电子地图的概念:从狭义上讲,电子地图就是一种以数字地图为数据基础、以计算机系统为处理平台、在屏幕上实时显示的一种地图形式。而从广义上讲,电子地图应该是屏幕地图与支持其显示的地图软件的总称.前者强调了电子地图的地图特性,后者则反映了电子地图的综合特性。

1.2 专题电子地图的概念

专题地图是突出而较完备地显示一种或几种自然或社会经济现象,而使地图内容专门化的地图。专题电子地图是电子制图理论在专题地图制作方面的应用,是利用计算机技术、空间处理技术等在屏幕上着重表示一种或几种要素的电子地图。

随着地理信息系统的广泛运用,专题电子地图已经成为表示地理信息的重要载体,而且应用面越来越广,也带动了整个地图学的兴旺发达。

1.3 电子地图的优势

电子地图将传统的地图与当代技术方法结合起来,产生了新的地图产品品种,表现在制图工艺流程、表现形式、地图介质、应用方法等诸多方面。和传统纸质地图相比,电子地图拥有着众多的优势。

(1)电子地图数据库可包括图形、图像、文档、统计数据等多种形式,也可与视频、音频信号相连,数据类型与数据量的可扩展性比较强。

(2)电子地图的检索十分方便,多种数据类型、多个窗口可以在同一屏幕上分层、实时地进行动态显示,具有广泛的可操纵性,用户界面十分友好。

(3)信息的存贮、更新以及通讯方式较为简便。

2 电子地图国内外研究现状

2.1 国外研究现状

计算机技术的出现和广泛应用,使地图学家认识到地图学与计算机科学结合的巨大发展潜力,对电子地图的研究受到越来越多的学者和专家的关注。随着可视化技术及数字地图制图技术的发展,电子地图从传统的模拟地图中脱离出来。并进一步发展成为基于屏幕表达的模拟地图,在地图可视化表达的理论、技术和方法上都有了显著的变化。

20世纪80年代中期,随着计算机技术和计算机制图技术的发展,加拿大的计算机制图专家在计算机制图与地图数据库墓础上,集合地理信息系统技术,提出了电子地图的概念。

1998年8月加拿大握太华举办的ICA第19届学术讨论会上,Elzakker指出,现在已有越来越多的用户自己使用计算机制作地图,为了向这些用户提供他们需要的地图可视化工具,地图学者需要了解用户脑中发生的认知过程中更深层的信息。

Fuhrmann和Kuhn论述了电子地图空间认知研究的重要性及其研究内容如今,世界上许多综合国力强大的国家,电子地图的开发和研究都达到了相当离的水平,电子地图在西方国家一方面为政府部门提供服务,另一方面也迅速普及,在社会的各个领域得到了广泛的应用。

2.2 国内研究现状

国内,对电子地图的理论研究最初也是从地图可视化开始,并已取得了一系列进展。地图可视化是地图学与可视化技术结合的结果,将地图形式从传统的纸质地图拓展到屏幕显示的电子地图,这是个巨大的技术飞跃。成为现代地图学发展的支柱。

2001年,陈毓芬探讨了电子地图空间认知研究的特点及主要内容,提出电子地图空间认知的核心内容是从不同的电子地图上建立心象地图的过程及不同空间认知能力的用户在使用电子地图时的思维过程、认知策略的研究。

2005年,刘岳对我国电子地图的研制作了概述,分析了电子地图今后的研究方向,提出开展现代地图学理论研究,指导电子地图的创作,开展网络地图学研究,实现地图信息共享,以及进一步进行电子地图数据模型和设计研究,提高电子地图的创作质量。

国内外学者对电子地图的理论研究不断深入,在地图可视化、地图视觉感受、空间认知等方面的研究促进了电子地图的发展。

3 电子地图与GPS结合在在车辆调度系统中的应用状况

电子地图技术在车辆调度系统中的应用状况综合了数据库、计算机图形学、地理学、几何学等技术,以地理空间数据为基础,采用地理模型和分析方法,实实提供多种空间和动态的地理信息,从而为存放和管理定位导航信息提供服务。因此在车辆导航定位监控调度管理中,电子地图充当着信息提供者和管理者的角色。他集城市地理信息系统和被管理目标主体信息于一体,不但能够借助电子地图迅速准确地为车辆驾驶员和系统管理员提供各种信息的查询,灵活方便地为车辆在道路网的任意两节点间选择最佳行驶路线,并且能够通过监控中心与管理车辆之间的双向通信,对车辆实行跟踪和调度管理。辅助以GPS,即通过卫星系统来进行授时、定位和测速。电子地图与GPS配合,能够实时为车辆驾驶员提供导航信息,为调度管理人员提供交通路况信息,从而有效地实现车辆的定位导航和调度管理。具体地说,电子地图与GPS技术相结合,能够实现的功能包括以下几点。

3.1 电子地图显示功能

包括电子地图的全屏显示、放大缩小、漫游、旋转、动态标记和分层显示等。

3.2 标注当前车位

通过车载设备实时接收GPS定位数据,并将地理坐标转化为屏幕坐标,通过软件对误差进行修正,或通过传感器和地图数据计算车辆位置,对车辆所在位置进行修正后在地图上标出当前车位,从而实现对车辆位置的实时跟踪。

3.3 地理信息分类索引

通过输入属性信息,利用图层操作和分类信息提示,实现用户的信息查询;另外借助地图数据库内的各类索引,如设施索引、地址索引、电话号码索引等,为设定目的地实现索引查询地图功能。

3.4 最佳路径选择

用户根据自己的需求,可在电子地图上设定行车路线,还可以同时设定多条行车路线,借助辅助路线决策、最短距离、最短路径、单行线和禁左等功能由导航软件来确定其最佳路径,并建立路线库,供驾驶员选择。

3.5 行车路线导航

在电子地图上显示所设计和选择的路线,同时显示车辆运行方向与运行路线。汽车运行线路可以记录保存,以便事后回放。在运行路线导航中,同时显示车辆所在位置的经度和纬度,以及到达目的地的剩余距离等。

4 电子地图智能交通管理中成功范例与存在的问题

在我国电子地图在智能交通系统中的应用己有成功的范例,特别是电子导航地图。如李曙光等人设计制作的西安市大雁塔地区交通电子地图。已成功地应用上课题“GPS技术在车辆导航系统中的应用研究”;北京市公共交通总公司GPS车辆监控系统中的电子地图;杨兆升等人设计制作的城市交通诱导系统中的电子交通地图。这些都说明了交通电子地图的日趋成熟,但也存在这很多需要努力的地方。现在的交通电子地图功能相对简单,只能达到导航的功能,还有很多问题需要解决,例如最佳路线和最短路线的选择算法已实现,但运用起来还不尽如人意等等。

摘要：本文基于笔者多年从事交通电子地图相关问题的研究,深度探讨了电子地图在车辆调度管理中的应用内容与现状,文章首先详细介绍了电子地图的概念及发展现状,而后分析了电子地图在车辆调度管理中与GPS所能应用的方向,最后探讨了国内的应用现状,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,高屋建瓴地给出了电子地图应用于交通管理的思路和方向,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词：电子地图,车辆调度,管理,GPS,GIS