嵌入式電子地圖數據分塊組織研究

摘要：文章研究了基于嵌入式地圖數據分塊組織。嵌入式設備相對于PC機，CPU運算速度較慢，內存較?。欢度胧皆O備處理大量的數據時，CPU和內存資源相對來說比較緊張。實現基于嵌入式電子地圖的功能，數據存取策略比較重要。本文提出了一種電子地圖數據分塊組織的方法，并且使用雙緩沖技術在QT／Embcdded平臺上實現了嵌入式地圖在設備上的漫游，放縮等功能。
關鍵詞：嵌入式地圖；數據分塊組織；QT／Embedded

0 引言
近年來，嵌入式Linux得到了快速發(fā)展，它被廣泛應用在移動電話、個人數字助理(PDA)、媒體播放器、消費性電子產品以及航空航天等領域中。車輛導航系統(tǒng)是空間信息產業(yè)中衛(wèi)星導航產業(yè)的一個重要的發(fā)展領域。導航電子地圖數據是導航系統(tǒng)的基礎，其存儲和組織策略是嵌入式導航系統(tǒng)中最基本和重要的一部分。導航是集GIS、GPS、通信、嵌入式軟硬件技術為一體的高度綜合性的高技術產品。在導航系統(tǒng)中電子地圖數據量比較大，而嵌入式設備資源比較有限，所以電子地圖數據組織的好壞，決定了導航系統(tǒng)本身的成敗。

1 數據的分塊的邊界問題
嵌入式設備的LCD一般都比較小，本文使用的LCD大小是480×272。嵌入式設備內存也較小，不能一次把所有電子地圖數據讀入內存，即使能夠把全部數據讀入到內存，在LCD屏幕上也不能完全顯示，這樣大大浪費了有限的內存資源。把嵌入式電子地圖數據分塊組織，節(jié)省了嵌入式設備的CPU和內存資源。數據地圖數據分塊后，原來數據的拓撲關系被破壞，數據塊的邊界可能出現問題。比如一條線從一數據塊中射出，因為數據塊的不同，跨越多個數據塊的線會出現線的斷點情況，此時需要重新求得數據塊邊界與線的交點，重建拓撲。再者，地圖中的線并不是規(guī)則的折線，可能從一個數據塊中射出，而后經過彎轉重新進入該數據塊，數據分塊的時候不考慮這個問題，就會出現拓撲錯誤。
本文提出了一種數據分塊組織方法。即把一幅地圖按照行列分成行×列個規(guī)則矩形網格(Grid)。為了便于數據的讀取，給格網的每個網格進行編碼。如圖1所示把幾條線路分割成4×5個網格。

地圖分割成一定數量的規(guī)則網格后，為便于讀取格網數據，需要對不同的網格編碼組織。規(guī)則格網是一種普遍應用的分塊方法，只需指定在行、列方向上的分塊數m、n，就可以按照相等的間隔把圖像區(qū)域分為m×n個子塊。假如地圖被分割成i×j個網格的格網，格網中的網格用“mn”、“m，n”或Grid(m,n)表示，其中m表示網格行號，n表示網格列號。簡單按照行列進行編碼，比較方便數據組織。如上圖：從左上角開始，第一行的網格編碼為00、01、02、03。這種簡單的網格編碼，可以很容易找到其相鄰的網格，如用m表示網格的行號，用n表示網
格的列號，則編碼為Grid(m,n)的網格，其左邊的網格編碼為Grid(m，n-1)，右邊相鄰的網格編碼為Grid(m,n+1)，如果找其上方下方的網格，只需行號保持不變列號加1或者減1即可。如果一節(jié)點x在網格mn中，則點x屬于網格mn，即x∈Grid(m，n)；如果一條線L在網格mn中，則線L屬于網格mn，即L∈Grid(m，n)。
規(guī)則的格網是按照一定的長寬劃分的，假如每個網格的長為272、寬為480，一個長為816寬為960的地圖，就被分成3×2個規(guī)則網格。
電子地圖數據包括很多元素，其中包括點、線、區(qū)域等。對于地圖上的點來說，可以很容易判斷其屬于哪個網格。比如點p(242,400)，網格的長如果為272，寬為480，則點p屬于第一個網格，其編碼為00。線或區(qū)域分布在很多網格里面，這樣就會與不同的網格邊界有交點，實際上這個交點不一定存在。比如一條線Line，由4個節(jié)點P1、P2、P3、P4組成。Line分布在三個網格中，如圖2所示。

讀取格網數據時，如果沒有讀取到網格10和11的數據，只顯示網格00的數據，那么Line會出現斷點，如圖3所示：