本节首先介绍GPS（全球卫星定位系统）、GIS（地理信息系统）的基本概念以及当前国 内外发展的现状和它们在ITS( 智能交通系统)领域的应用，并由此指出研究城市交通GIS 系 统的重大意义。由此构成本论文选题的时代背景与技术背景。
1.1 GPS、GIS系统简介
1.1.1 GPS（全球定位系统）简介
GPS是英文Navigation Satellite Timing and Ranging/Global Position System的字头缩写NAVSTAR/GPS的简称。它的含义是，利用导航卫星进行测时和测距，构成全球定位系统。[1]人们将这一全球卫星定位系统简称为GPS。GPS全球卫星定位系统从提出到建成，经历了20年，1994年24颗工作卫星进入预定轨道，系统全面投入运行。GPS系统因其应用价值极高，所以得美国政府和军队的重视，不惜投资300亿美元来建立这一工程，成为继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的第三大空间计划。
GPS系统的空间部分由24颗卫星组成，均匀分布在6个仰角为55度的轨道面上。GPS系统利用者接收卫星发送的扩频信号，测量电波传播时间求出卫星到接收机天线的距离，利用空间三球相交一点的原理，解算以接收机位置为未知数的方程，从而确切知道接收机的位置，也就是说，只需接收到3颗卫星的信号，就能确定用户的二维（经度、纬度）位置。GPS系统从根本上解人类在地球上的导航和定位问题，它可以为全球用户提供连续、实时、高精度的三维位置、速度和时间信息，可以满足各种不同用户的需要。在海洋上，它可用于舰船海上协同作战，在海洋交通管制、海洋测量、石油探测、海轮进出港管理等领域提供定位服务；在陆地上，可用于车辆、坦克和陆军等的定位；它还可以广泛应用于人们的日常生活和科学研究中，如汽车驾驶、旅游、探险、测绘、勘探考古等方面。GPS定位系统的建立，给导航和定位技术带来了巨大的变革。
美国政府在进行GPS系统设计时，计划提供两种服务。一种为标准定位服务—SPS，利用 粗测/捕获码（C/A码）定位，预计精度约为400m，提供民间用户使用。另一种为精密定位服务——PPS，利用精密码（P码）定位，精度达到10m，提供给军方和得到特许的用户使用。但在GPS实验卫星应用阶段，多次实验表明，实际定位精度远高于此值，利用C/A码定位精度可达到15~40m，利用P码定位精度可达3m。为了维护美国自身利益，美国国防部在GPS系统中加入了SA（Selective Availability）政策——选择可用性政策，人为地将误差引入卫星时钟和卫星数据中，降低GPS的定位精度，以防止未经许可的用户把GPS用于军事目的。采用SA政策后的GPS系统C/A码定位，水平定位精度为100米，垂直测量精度为157米。美国国防部常年对SA政策进行测量，并根据形势和要求对部分和全部卫星取消SA政策。SA政策的引入，在一定程度上限制了GPS的应用，为了提高定位精度，人们研究和发展出差分GPS技术——DGPS（DifferentialGPS）。但是，DGPS系统需要建立相应的差分基准站和监测站，造价昂贵。随着GPS应用的不断发展，GPS广大用户要求取消SA政策的呼声越来越高，考虑到庞大的GPS应用市场，美国政府最终于2000年5月1日取消了SA政策，这必将促进GPS定位和导航的应用的进一步发展。
2000 年以后，以波音公司为首，休斯空间和通信公司、计算机科学公司(CSC)、洛克西德 马丁管理与数据系统(M&DS)和雷声公司开始研究开发新一代的全球定位系统——GPS III。 GPS III 的结构将基于现有的卫星导航系统，并将开发出具有创新结构的新的GPS 系统。
1.1.2 GIS（地理信息系统）简介
GIS 地理信息系统（Geographical Information System）是集计算机科学、地理地质学、测 绘科学、环境科学、空间科学、信息科学和管理科学等为一体的多学科结合的新兴边缘科学。[2]它是在计算机硬件、软件系统的支持下，采集、存储、管理、分析和描述整个或部分地球表面（包括大气层在内）与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统。它是融合计算机图形和数据库与一体，用来存储和处理空间信息的高新技术，它把地理位置和相关属性有关地结合起来，根据用户地需要将空间信息及其属性信息准确真实、图文并茂地输出给用户，满足城市建设、企业管理、居民生活对空间信息的变化，借助其独有的空间分析功能和可视化表达功能，进行各种辅助决策。
地理信息系统具有一下三个方面的特征：
1)具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力，具有空间性和动态性；
2)以地理研究和地理决策为目的，以地理模型方法为手段，具有区域空间分析、多要素综合分析和动态预测能力，产生高层次的地理信息；
3)由计算机系统支持进行空间地理数据管理，并由计算机程序模拟常规的或专门的地理分析方法，作用于空间数据，产生有用信息，完成人类难以完成的任务。
地理信息系统是从20世纪60年代开始逐渐发展起来的新技术。由于地球是人们赖以生存和发展的基础，所以GIS是与人类的生存、发展和进步密切关联的一门信息科学技术，受到人们愈来愈多的重视，其应用已涉及到各行各业。特别是近几年来，由于全球信息化的飞速发展、信息高速公路、“数字地球”、[3]“数字城市”、“虚拟社区”理论的提出，GIS产业受到了空前的关注，越来越多的人投身到GIS的学习浪潮中。
20 世纪80 年代是GIS 普及和推广应用的阶段。由于计算机的发展，推出了图形工作站和PC 微机等 性价比大为提高的新一代计算机，计算机和空间信息系统在许多部门广泛应用。计算机网络技术的应用，使地理信息数据的长距离传输时效得到极大的提高。GIS 系统软件和应用软件的发展，使得GIS 的应用从解决基础设施的规划（如道路、输电线）转向更复杂的区域开发和规划，例如土地的农业利用、城市化发展、人口规划与布局等，地理因素成为投资决策中不可缺少的依据。许多国家把GIS 作为有关部门的必备工具投入日常运转。与卫星遥感技术想结合，GIS 开始用于全球性问题研究，例如全球沙漠化、全球可居住区的评价、厄尔尼诺现象及酸雨、核扩散及核废料以及全球变化与全球监测。美国军方制作了全球1:100 万空间数据库DCW，原苏联制作了全球数字调和模型和数字正摄影像。20 世纪80 年代，GIS 软件的研制和开发也取得了很大的成绩，仅1989 年市场上有报价的软件就达70 多个，并且涌现出了一些具有代表性的GIS 商用软件，如Arc/Info, MicroStation, MGE Intergraph, Auto CAD/ArcCAD 等。
我国GIS 的发展虽然较晚，但发展势头迅猛，大体上经历了4 个阶段，即起步（1970－1980 年）、准备（1980－1985 年）、发展（1985－1995 年）、产业化（1996 年以后）阶段。GIS已在很多部门和领域得到应用，并引起了政府部门的高度重视。从应用方面看，地理信息系统已在资源开发、环境保护、城市规划建设、土地管理、农作物调查、交通、能源、地图测量、林业、房地产开发、自然灾害的监测和评估、金融、保险、石油与天然气、军事、犯罪分析运输与导航、110 报警系统、公共汽车调度等方面得到了具体应用。国内已有城市测绘地理信息系统或测绘数据库正在运行或建设中。一批地理信息系统软件已研制开发成功（如GeoSTAR,CityStar, MapGis 等），一批高等院校已设立了一些与GIS 有关的专业或学科，一批专门从事GIS 产业活动的高新技术企业相继成立。此外，还成立了“中国GIS 协会”和“中国GPS 技术应用协会”等组织。
进入21 世纪，随着地理信息产业的建立和数字化产品的普及，GIS 技术已深入到各行各业，成为政府部门进行科学管理、快速决策及人们生活、生产、学习和工作中不可缺少的工具。朱鎔基总理在中共十五届二中全会报告中明却指出地理信息将作为一个产业来加以发展，我国的GIS 正迎来一个阳光明媚的春天。
1.2 ITS（智能交通系统）简介
智能交通系统(Intelligent Transport System,简称ITS)作为一种崭新的技术手段和管理思维已成为世界各国目前普遍关注并大力开发的热点领域[4-8] 。智能交通系统代表了世界科技发展的最高水平,是全面治理、解决交通运输问题的顶端技术,它第一次真正实现了人、车、路的有机结合和协调发展,从而充分体现了经济、社会、生态效益的最大化和交通发展的可持续性。目前,世界上对智能交通系统尚没有统一的定义，其大体的含义是将先进的计算机处理技术、信息技术、数据通讯传输技术及电子自动控制技术等有效地综合运用于整个交通管理体系，将人、路、车有机结合起来,以达到最佳的和谐统一，从而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的实时、准确、高效的交通运输综合管理系统。ITS 是为解决机动化引致的交通问题及其经济、社会、生态系统外部效益直接下降而产生的,因而智能交通系统的目标应体现社会、经济、生态系统三个层次的效益提高。
1) 智能交通系统提高了整个交通系统的管理水平 ITS 可以为交通管理部门和人员及时、准确地提供交通信息,从而使交通管理控制系统有效地适应各种交通状况,运用多种控制系统,在相对宏观的高度合理疏导或调配运力,从而最大效能地发挥交通管理系统在交通监视、交通控 制、出入控制、救援管理等方面的准确性和调控性。
2) 智能交通系统提高了整个交通网络的通行能力 ITS 可以为管理者和出行者随时提供各种交通信息,帮助道路使用者合理选择行车路线,避开交通拥挤,减少交通事故,从而极大增强了 路网系统的有效使用潜力和通行能力,提高了整个交通系统的机动性、便利性、安全性和舒适性,整个交通系统的运输效率和经济效益随之增加。
3) 智能交通系统降低了交通系统对环境的负面影响 由交通量增长引致的空气、噪声污染已越来越被人们广泛重视,ITS 通过道路使用者与交通管理部门之间、交通管理部门相互之间、道路使用者相互之间及时地交换信息,增强了道路使用者的道路选择能力,使路网交通流畅,既 节约了燃料,也降低了对环境的负面影响。
世界上目前正在发展的ITS 技术多种多样,但其核心技术大体包括如下五个方面:
1)先进的交通管理系统。是一种主动控制的综合交通管理系统,由6 个子系统组成:智能交通管理系统、交信息系统、路径诱导系统、车辆运行管理系统、公共交通运行系统、交通公害减轻系统。
2)先进的交通信息系统。包括无线数据/交通信息通道、车载移动电话接收信息系统、路由引导系统及选择最佳路由的电子地图。
3)先进的车辆控制系统。该系统是对车辆本身而言的,主要包括行车安全警报系统与行车自控和自动驾驶系统两部分组成。
4)先进的公共交通系统。该系统包括公共交通车辆定位系统、客运量自动检测系统、行驶信息诱导系统、自动调度系统、公交计费系统、视野支持系统和旅客服务系统等。
5)先进的电子收费系统。该系统包括电子自动收费设备、不停车自动收费系统、停车引导和收费系统。即通过电子卡、电子标签由计算机自动完成行驶或进出停车场车辆的收费,实现地面交通费用收缴的自动化,从而减少停车延误,提高交通动态、静态化能力和运营效率。
全球定位技术GPS 和地理信息系统技术GIS 为智能交通系统的建设提供了可靠技术保障。无论是交通行为的具体实施者（驾驶员）还是整个交通体系的组织、管理和监视者；无论是交通行为发生前（例如出行前路线的选择）还是交通行为实施过程中（例如车辆导航!安全辅助信息）或者交通行为结束之后（例如收费结算、违章处罚），都需多种时空信息支持。GPS/GIS 技术是提供这些支持的重要平台。
地理信息系统所特有的空间数据描述与组织的数据模型，空间数据分析算法，多尺度时态多种信息源的集成显示与存储管理，以及支网络信息发布功能，为智能交通提供了技术支持。全球定位技术是一种最直接、最经济、最可靠和最成熟的技术，借助于GIS 技术，可得到车辆在三维空间中的运动轨迹，即所谓四维航迹，不但可准确获得车辆的准确位置，还可得到车辆的速度、运动方向等数据，为交通运输管理提供了动态检测和导航的工具，是智能交通系统的重要组成部分。
GPS 为用户提供点的时空信息是几何的三维坐标和时间。若将它和用户点周围基础的GIS或专业的GIS 相结合，将使GPS 提供的用户点动态实时的时空信息和用户点周围的地理信息有机地结合起来。这种结合将超越二者原有的功能和应用范围,产生1+1>2 的效果，特别是GPS 和GIS 结合用于交通领域，利用GIS 中的电子地图和GPS 接收机的实时定位技术，可以组成GPS+GIS 的各种电子导航系统，用于交通、公安侦破、车船自动驾驶等，这里存在几种复杂程度不同,价格也不同的结合模式：
1）GPS 单机定位+栅格式电子地图。该系统可实时显示移动物体(如车、船、飞机)所在位置,从而进行辅助导航,优点是价格便宜,不需要实时通讯,缺点是精度和自动化程度不高。
2）GPS 单机定位+矢量电子地图。该系统可根据目标位置(工作时输入)和车船现位置(由GPS 测定)自动计算和显示最佳路径,引导司机最快地到达目的地,并可用多媒体方式向驾驶员提示。制作矢量地图数据库需要花费较大成本。
3）GPS 差分定位+矢量/栅格电子地图。该系统通过固定站与移动车船之间的两台GPS伪距差分技术,可使定位精度达到1～3m,当采用双向通讯方式时,则可构成车船的自动导航系统,又可将移动车船上的GPS 定位结果准确实时地传送到控制中心,并在电子地图上显示出来,构成交通网络监控指挥系统。
车辆监控和个人导航是智能交通系统的主要应用方式。关于车辆监控和导航的研究工作开始于本世纪70 年代。近年来，许多汽车生产公司为了提高本公司产品在市场的竞争能力，投资 研究和开发车辆导航设备，极大地推进了GPS 在车辆导航领域的应用和发展。丰田、东芝索 尼等很多大公司与导航系统供应商作，使得日本在轿车导航系统方面的研究处于世界领先地位。1991 年，东芝公司轿车导航系统，采用一种可操作的电视GPS 接收机，可显示沿途饭店、旅馆和商店等信息。1994 年，索尼公司推出一种带电子地图的汽车导航系统，将一个8 通道的GPS 接收机与CD-ROM 格式的地图及信息数据库结合在一起，并能接收调频无线电广播发送的交通流量信息。另外，许多大公司，如奔驰日本公司、丰田、本田等，都在积极开发自己的导航信息系统，拓展导航信息服务市场。在美国，有多个公司已研制或正在研制轿车导航系统。克莱斯勒公司研制了一种基于GPS 的车辆导航系统，该系统在失去卫星信号后，可用计程器工作，保持车辆继续导航。威斯汀豪斯公司研制了自动车辆定位系统，安装在城市公共汽车和轻轨火车上。在欧洲，1995 年，法国巴黎的公共汽车率先使用车辆调度和导航系统。
和很多发达国家相比，我国对GPS 应用的研究还处于初级阶段，还没有与GIS 地理信息系统等其他系统有效结合，形成一个强大的系统。为了整个社会高效便利地运行，值得我们投入更多力量研究GPS、GIS 等技术的应用以及ITS 系统的构建。实现“数字地球”的理想还有很 长的路要走。
1.3 城市交通GIS研究的意义和现状
1.3.1 城市交通GIS研究和消除交通矢量地图误差的意义
交通是国民经济发展的两大支柱之一。交通问题具有明显的地域特征，是地理信息科学的 一个主要研究内容。此外，交通技术的发展与电子技术、通讯技术、计算机技术等高新技术的发展息息相关，而这些高新技术同时也是实施“数字地球”战略必须着重发展的技术。可以毫不夸张的说，交通将是“数字地球”战略发展的最大受益者之一，同时也是实施“数字地球”战略的一个重要组成部分。
城市交通网络在城市发展中占有至关重要的地位。它不仅是城市的一个重要组成部分，同时也决定了城市居民的生活方式。长期以来，交通问题严重影响了城市各项建设的发展，如交通拥挤、车辆行驶缓慢、交通事故频繁及其由于交通堵塞造成的大量空气污染等问题。很多发达国家逐渐认识到，为了有效解决这些问题，仅仅依靠道路建设，扩大路网规模是远远不够的，交通问题的解决必须依赖现代信息技术与管理技术的有机结合，寻求新的解决方案。
20世纪90年代初，美国、日本和西欧等竞相投入大量资金和人力，开始大规模地进行道路交通运输智能化的研究和实验，开始时称之为“智能车辆道路系统”（Intelligent Vehicle andHighway Systems,IVHS）,进行道路功能和车辆智能化的研究。随着研究的不断深入，系统功能扩展到道路交通运输全过程及其有关服务部门，发展成为带动整个公路交通运输现代化的“智能交通系统”（Intelligent Transportation Systems，ITS）。目前，ITS的发展已经使高科技研究人员与产品成为现代交通工业的重要的新生力量与组成部分。
ITS 是将先进的信息技术、数据通讯传输技术、电子传感技术、电子控制技术以及计算机 处理技术等有效地集成，运用于整个地面运输管理体系，而建立起的一种在大范围内、全方位发挥作用的，实时、准确、高效的综合运输和管理系统。[9]具体在公路运输及城市交通领域，该系统将汽车、司机、道路及相关的服务部门相互联接起来，并使汽车在道路的运行功能智能化。ITS 主要由6 个高级交通系统构成，分别为：高级交通管理系统、高级出行信息系统、高级车辆控制系统、商业车辆运行系统、车辆自动定位系统及车辆自动识别系统。ITS 通过公共服务系统完成公路与街道的交通监控，为出行者提供交通信息，对可能出现的险情及延误预先提出警告，帮助交通管理部门对车辆进行有效的实时疏导、控制和事故处理，减少交通堵塞和延误，辅助车辆的自动导航，进行公共交通的实时调度和行驶路线的调整，帮助运输部门增加运客率，降低运营成本，提高商业运输效率等。ITS 这些辅助功能使路网上的交通流运行处于最佳状态，改善交通拥挤状况、减少交通阻塞，最大限度的提高路网的通行能力，提高整个公路运输系统的机动性、安全性和生产效率、使公众能够高效的使用公路交通设施和能源。
GPS技术的广泛应用， 既依赖于地理信息系统GIS，又促进了地理信息系统GIS的蓬勃发展。必须看到，所有涉及GPS应用的智能交通系统应用（包括交通管理或监控导航系统）都离 不开道路定位，或者说，离不开准确的矢量地图
交通矢量地图是为道路交通管理、车辆安全监控等目的而使用的建立在准确地理位置坐标数据模型的地理信息系统。交通矢量地图是完善GPS应用技术的基石，这在我国目前更显得重要。矢量地图的准确性直接关系到系统提供的资料的准确度以及由此做出决策的效能。
实际上在目前的数字化时代，提出数字地球、数字城市、数字交通，只要涉及到地理位置，就需要矢量地图。矢量地图的生成过程，目前主要使用数字化仪，如果要求直接获得精确的矢量化地图，不仅需要小比例尺的精确的测绘地图，整个矢量化过程也变成一件极为繁琐的过程。反过来，如果使用大比例尺的甚至只是市面上可以买到的交通地图，矢量地图的生成过程，就会变成极为简单快捷，而且大大降低制作成本。但是制作过程的简便，不可避免地保留了很多处理过程中的误差。为了提高矢量地图的精度，就必须尽可能地消除这些误差。本文采用的是对数据文件进行修正来消除误差的方法，它有别于其他消除误差的方法。
1.3.2 城市交通GIS系统的研究现状
地理信息系统（GIS）是处理空间数据的输入、输出、管理、查询、分析和辅助决策的计算机系统。对地学数据能够进行空间分析功能，是GIS广泛应用的重要原因之一，建立地理信息系统的基础是地学数据的采集，它包括空间数据的采集和属性数据的采集。其中空间数据的采 集方法包括有地图数字化、遥感数据获取以及基于GIS的数据采集，而地图数字化又是最基本的数据采集方法。地图数字化可以分为栅格数字化和矢量数字化，由于矢量数据具有很多相比于栅格数据的优点，目前地理信息系统中大多数应用的都是矢量数据。矢量地图生成方法大致包括数字化仪矢量化方法以及自动矢量化方法。
当要对大量的诸如等高线之类的复杂线型进行矢量化时，使用数字化仪进行地图矢量化是常用的方法[10]。数字化仪最常用的操作模式为点模式、流模式、开关流模式。目前大多数数字化仪都采用流模式，因为该模式下不需要操作员按游标，即可由计算机不断地读取来自数字化仪的坐标数据，并在屏幕上显示出来，对该坐标数据的处理可以根据操作员按下的游标键值不同作不同的处理。使用数字化仪进行矢量化输入时，操作复杂，速度慢，操作员的工作量也很大，而且由于输入过程较长，图纸容易变形和易位，从而导致输入到计算机中的图纸与实际纸有些偏差，产生较大的误差。
在过去，从地图中获取地理信息是非常昂贵并且高时耗的一项工作，因为整幅地图的信息输入借助于数字化仪来人工手动操作，虽然它具有很高的数字压缩比以及较低的硬件损耗而且 操作比较简单，但是在当今这个信息爆炸对更新要求较快的时代，它的制图周期太长，更新太慢，信息更换不及时的缺点暴露无疑，一个中等规模的城市用数字化仪生成矢量地图，大约需要一个月的时间。所以极为需要一个矢量地图自动输入系统来对地图进行自动矢量化。
自动矢量化就是用一个命令在短时间内高质量地矢量化栅格图像，主要原理[11]是从点位图 中利用模式识别的有关理论进行识别和提取，生成矢量地图的方式。我们将从纸制地图扫描得到的点位图进行识别，提取出其中的道路信息，然后对提取之后的黑白点位图进行预处理、矢量化操作，得到一副只包含道路信息的矢量文件，在这个基础上进行编辑、校正，并输入各种地图上的有关数据，生成电子地图的数据库，最终生成一个完整而准确的矢量地图。专业矢量化软件的处理效率高，精度也较高。
规范化的城市公路交通地图是用来自动生成交通矢量地图的图源，其基本特点是：可能出 现局部或大面积变形，但是地图上面的有限数目的关键点（道路的交叉点、道路在边界上的终端点）之间的相对方位（不是绝对距离）是正确的。形象地说：城市公路交通图不可能将交叉路口A的东南处的交叉路口B错印到交叉路口A的西北，也不能将上面（左边）的一条路错印成下面（右边）的一条路。这样，对矢量地图的第一个要求就可以得到保证，即：道路之间的相对位置是准确的。
目前对矢量地图进行消除误差的方法大概有三种，即：人工逐节点修正，整体线性校正和离散非线性校正。人工逐节点修正实际上是极为繁琐的手工逐点定标，其工作量不亚于重新独 立测绘制图。整体线性校正是均匀地使用校正点信息获得一个线性变换规则并同时对全平面的所有节点进行校正，快速性方面有了显著提高。离散非线性校正则通过离散的处理，有效消除非线性误差。而本文主要是对数字化仪和自动矢量化所产生的道路拓扑数据文件进行修正，从而对矢量地图的误差进行消除。这种方法快速性方面有了显著地提高，并且兼顾了准确性，实验中也取得了良好的效果。
本论文着眼于城市交通管理、车辆导航对交通矢量地图的迫切需要，吸取国内外在矢量化改进过程中已经取得的研究成果，结合个人在交通矢量地图方面的研究进行学习总结和思考，继而给出了矢量地图消除误差的另一种有效的方法。
1.4 本文的内容及安排
1.4.1 研究方案
1） 采用的研究方法采用理论指导、算法选取与实验验证相结合的方法
2） 技术路线在Microsoft Visual C++ 6.0开发平台下，在实验室现有资源的基础上，根据国内外较成熟的矢量文件修正思想，结合城市道路设计规范和城市地图的实际情况，实现算法改进思想，修正数字化仪和自动矢量化产生的道路拓扑数据文件，最终实现输出优化之后的道路拓扑数据文件，作为一副数字地图的基础。
3） 实验方案的可行性分析：
①前期的准备和调研阶段，主要是根据应用的需要，客观分析了已有光盘地图过MapVectorTry 矢量化之后的图和原始彩色地图叠加得出目前存在的问题。
②根据城市道路设计规范和城市道路实际状况，总结出适用于点、弧文件分析的抽象道路规则和具体解决方案，这是整个研究工作的重点和难点所在。能够同时满足普遍适用性的实用规则并不容易获得，而且各类问题产生的原因是要追溯到道路识别提取和预处理、矢量化过程中的，需要对照原始彩色地图、提取的黑白位图和矢量化生成的图，所以这个是存在一 定难度的。地理道路数据文件的修正和优化算法的设计，需要保证矢量地图前后拓扑意义的一致和尽量的简约。可以借鉴目前相关的算法和思想，在此之上结合矢量地图的实际情况进行改进。
③技术方面，由于本研究工作是实验室系统中的一个组成部分，前人的工作是本文研究的基础，各方面技术都比较成熟，可以使研究成果经过转换结构方便的应用于实际问题中。
1.4.2 解决的问题
1） 分析得出目前的道路拓扑数据文件存在的各类问题，利用算法实现论文提出的解决思想，客观评价解决算法的有效性，撰写相关学术论文。
2） 生成修正之后的道路拓扑数据文件，并使之应用于车辆导航系统中来检验其优越性。
1.4.3 本文内容安排
本文内容安排如下：
第一章 介绍GPS、GIS、ITS的概念，城市交通地图矢量化过程改进的意义和现状本文研究对象的特点和研究方案。
第二章 从栅格地图和矢量地图的概念出发，介绍了矢量地图同栅格地图相比所具的一些优势，矢量地图的生成、编辑等。同时，对矢量地图中道路的拓扑结构和矢量地图库的组成给出了清晰的阐述。
第三章 首先分析交通矢量地图的误差来源，并介绍道路拓扑数据文件的基本结构，然后通过对大量道路拓扑数据文件所显示的矢量图和原始彩色地图的比较，对存在的一些主要问题进行分类并分析其产生原因，从而为之后的校正工作提供依据。
第四章 本章根据城市道路交通的规则知识，针对第三章提出的各种问题，提出相应的解决算法。在保证不引入新的误差的前提下，对原有矢量地图基本的位置和拓扑信息进行了有效
的校正。校正算法的算法复杂度较小，而且由于采用了相关参数的自适应选取，算法的适应性和自动化程度也较高。
第五章 简单介绍上面算法的程序实现，并对一些已有的城市道路矢量地图作处理，分析算法的效果；在此基础上介绍校正后的矢量地图信息在城市道路路径寻优及车辆导航中的应用。
第六章 总结与展望。
