电子地图应用原理地图背后的技术原理，你知道吗？|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

地图背后的技术原理，你知道吗？

地图软件背后的技术原理你知道吗？从卫星拍摄到实时路况更新，这里有你想要知道的一切。

·首先地图软件里面的地图是通过卫星拍摄地球表面的情况从而获取到的。卫星在太空拍摄下来地图的影像，再将这些信息传送回来，这些地图信息就可以更新到后台了。然后进行数字化，就变成了在地图软件上可见的道路网了。而且如果道路有了什么变化，卫星也可以随时观测到。

这些地图软件一般也有自己的测绘力量，它们会派出装有高清摄像头的车辆巡逻在一些比较冷门卫星照顾不到的道路上，对地图信息进行补充搜集，然后再把这些细致的信息补充上传到地图上，这样就可以有效的补充卫星照顾不到的一些地方。

·手机导航的原理就是手机地图导航通过GPS模块、导航软件、GSM通信模块相互分工配合完成。具体是：

→1、GPS模块完成对GPS卫星的搜索跟踪和定位速度等数据采集工作。

→2、导航软件地图功能将GPS模块得到的位置信息不停地刷新电子地图，从而使我们在地图上的位置不停地运动变化。

→3、导航软件路径引导计算功能，根据我们的需要规划出一条到达目的地的行走路线，然后引导我们向目的地行走。

→4、GSM通信模块完成手机的通讯功能，并可根据手机功能对采集来的GPS数据进行处理并上传指定网站。

·另外地图导航的距离是怎么算的？地图导航上使用的距离信息都是已经验证过的测绘信息，部分公路的距离信息是地图公司使用测绘车亲测出来的信息。

·地图导航的时间怎么算出来的？设置好地图导航路线后，地图导航软件可以获得路线的距离，通过行经路段的路况数据和实时速度信息可以计算出预计行驶时间。

·导航软件的实时路况是怎么实现的？导航软件通过传感器、路口摄像头、GPS等实现路况信息监测，然后通过网络把路况信息发送给手机基站，经由专业的数据公司对信息进行分析和整理，最后发送给用户。

·手机导航软件是怎么知道车速的？手机导航显示的速度是根据卫星定位导航算出来的车速，它会截取一个时间段的路程来除以时间，这样就得到了车速。手机导航是与卫星实时连接的，车子移动到哪里定位就到哪里，根据时间和移动速度不是很容易就能计算出速度。

导航软件怎么知道堵车的？

·1、在运行的手机导航都有两个无线连接端，一个连接移动基站一个连接导航卫星，前者负责生成数据后者用来确定位置信息。拥堵信息的形成其实就是很多个联网联星，手机共同形成的数据反应在手机终端上。

·2、例如在路上有很多辆车都装载了手机端地图导航或者可联网的车机，如果前方路段有很多个车辆的车速变慢或者集体停止，很明显前方路段就出现了拥堵，该地图导航软件的后台就能在非常短的时间内形成数据，通过移动网络下发到各个车辆和手机的终端上，显示预估拥堵时间的同时给出可行的避让路线。

·3、而如果前方的很多终端上传的信息显示这些车辆都是以比较快而稳定的速度行驶，则表示这一段路程畅通。其实在这个过程中持有终端的司机朋友们都充当了信息的采集者和受益者。从这一点上来讲，手机导航系统是一个真正意义上的共享机制。

·4、导航软件与当地的交管部门进行合作，从交管部门那里获取相关的交通数据，包括堵车、红绿灯的读秒、封路等信息。

原来导航软件背后有这么多高科技支撑，为我们出行提供了便捷，在日常生活中已成为必不可少的软件。但是导航软件不可能做到数据一直精确，因为有时候导航卫星、交管部门与手机之间信息传输会存在一定的时间误差，现实与导航界面显示的信息稍微偏差是很正常的，依照导航软件作为参考就可以了。

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掌握电子地图的最关键因素，数据和坐标

当我们在一个陌生的地方的时候，我们如果要到达自己想去的地方，那一定想到的是电子地图导航。我们只要在地图上输入自己想去的目的地，就可以很轻松的找到我们想去的地方，甚至于地图帮我们规划好要走的路径，快速到达终点。可是你有想过他们背后是怎么实现的么？这边博文旨在帮助大家了解电子地图实现的原理。

在我们熟悉的地图中，有百度地图，腾讯地图，高德地图等等。在我们使用地图时，通过浏览器或者其他终端设备打开地图时，会加载很多图片然后将图片按照顺序拼接在一起就构成了一完整的地图。那这些图片是怎么来的，哪这些图片在这些互联网的公司怎么保存的，在我们打开浏览器时又是如何快速定位到这些地图数据，并迅速将图片传到前台展示的？要解答这些问题，我们归纳起来是要掌握一下两点：

1. 地图数据构成（栅格，矢量，平面坐标，高度），他的存储格式；

2. 地图坐标和数据的关系（经纬度，GWS84大地坐标）。

第一点：地图的数据结构（参考图一）：

图一：地图数据目录结构

数据结构说明如下：

cluster：存储的是地图栅格数据，我们可以把一张地图看着图片，那一个个栅格就是地图上的像素点。但是为了节省数据存储，我们的每个像素存储的不是RGB一类的颜色值，而是保存的地表特征，比如山，平原，森林，海，湖等等。cluster的大小很大一部分取决于我们地图的精度，比如50m, 20m, 10m， 5m等等精度，精度越小，数据量越大（精度解释一下： 50：表示我们地表50*50m平方米面积，代表一个像素点，地图精度越高，则描述的地貌越准确）。

heights：存储的是地图的每个栅格的高度，和cluster中的数据是对应的。

Text：则表示的地图上的点信息，比如：地址信息。

Vector：存储的则是线性的数据，比如：桥，公路，高速路，铁路等等信息。

还不比如Building等其他更多信息，这里就不一一列举，存储形式不过是通过二进制，点，线等方式描述的信息。因此，我们只要掌握了地图的二进制结构，点和线（也就是矢量）存储方式，那就掌握了地图数据存储的形式。

二进制数据：在图上看到clutter，Heights中的clutter.bil、DEM.bil是二进制数据。而要解读二进制数据，我们必须解读.hdr和index.txt两个文件信息。

图二：hdr文件内容

图三：Menu文件内容

参考给定的hdr和menu和index内容，我们可以将clutter的地图二进制数据展开为下图数据内容（参考图三）：

图四：展开的二进制数据

每个地图数据对应有个MapInfo，可以对Menu文件的不同元素赋予不同的颜色，最终我们看到的地图会如百度电子地图的地貌：

图五：地貌

heights代表的是高度，其结构和栅格数据的结构是完全一致的。这里就不在展开介绍了。

第二点：地图坐标

介绍完地图数据的存储，我们在来解释一下地图坐标。我们现在通过GPS都可以知道我们在地球上的任何一个点都可以通过经纬度来定位，所以大家对经纬度都很熟悉，我就不在多讲了。用经纬度标识球面的地球是很方便的，可是我们在打开所有的电子地图时，我们看到的地图都是平面展开呈现给我们的（图六）。

图六：电子地图

在平面上，如果用经纬度来存储数据，会有很多不便。为了能够更好的在平面上显示地理位置，美国提供了大地测量方式来度量地图（WGS84）。在讲解栅格数据，我们有提到坐标表：ulxmap：2497587.26，ulymap：830189.65，显示的数据就是大地坐标。那这里就涉及到坐标转换：经纬度<-->大地坐标（WGS84）。

关于WGS84是如何将地图映射到平面上，需要了解“高斯克吕格投影”。网上资料可以参考（百度百科，上可以搜索到）。需要有比较好的数学功底来做支撑啦。

我这边有收集到一份地图转换公式，在转换中，需要用到地图数据的projection.txt, 其中记录了地图坐标的转换参数。

图八：地图坐标转换参数

WGS 84地图坐标系， 49：所在地图橄榄球切片编号， UTM： UTM投影方法， 0.0 111.0 500000 0：切片的中心位置坐标（111.0经度， 500000坐标纵轴西移位置）

具体的坐标转化算法，如果有需要，可以留言邮件传送，这里不贴出代码啦。

电子地图应用原理地图背后的技术原理，你知道吗？

地图背后的技术原理，你知道吗？

掌握电子地图的最关键因素，数据和坐标