基于openstreetmap的地图匹配算法研究与实现

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1、中文图书分类号：TP391密级：公开UDC：004学校代码：10005硕士专业学位论文PROFESSIONALMASTERDISSERTATION论文题目：基于OpenStreetMap的地图匹配算法设计与实现论文作者：李娟专业类别/领域：计算机技术指导教师：蒋宗礼教授论文提交日期:2017年5月UDC：004学校代码：10005中文图书分类号：TP391学号：S201407138密级：公开北京工业大学硕士专业学位论文（全日制）题目：基于OpenStreetMap的地图匹配算法研究与实现RESEARCHONOPENSTREETMAP

2、BASEDMAP英文题目：MATCHINGALGORITHMANDITSIMPLEMENTATION论文作者：李娟学科专业：计算机技术研究方向：计算机软件与理论申请学位：工程硕士专业学位指导教师：蒋宗礼教授所在单位：信息学部答辩日期：2017年5月授予学位单位：北京工业大学独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得北京工业大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本

3、研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：李娟日期：2017年5月20日关于论文使用授权的说明本人完全了解北京工业大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵守此规定）签名：李娟日期：2017年5月20日导师签名：蒋宗礼日期：2017年5月20日摘要摘要基于地图服务的应用不断地在发展，周边搜索，导航应用都是地图服务的具体表现。然而由于地图服务只存在于少数大型公司，不能

4、够得到更好的发展。因此我们使用导航中，经常要忍受一些匹配不准确带来的麻烦。百度和高德导航过程中也会存在着明显的差异，无论对研究者还是用户，基于地图匹配服务的研究都存在着数据源的获取和研究系统匮乏的问题。为了有效解决传统的地图匹配算法由于对匹配中计算因子考虑的不够全面，权重分配不当，使得地图匹配计算结果片面的问题，本文研究了一些基本地图匹配算法，提出了一个能够在GNSS信号较弱的情况下依然取得较好匹配结果的基于权重的地图匹配算法，同时设计实现了一个地图匹配系统。该系统利用现有的一些开源技术，不仅提供了计算需要的路网数据，还提供了地图匹

5、配研究实现的平台。旨在推进地图匹配算法的优化。具体的工作内容如下：第一，提出基于权重的复合地图匹配算法。首先对于候选范围的确定，除了网格划分外，采用以R为半径的圆形置信区域进行再次划分。其次，除了考虑车辆距离信息和方向信息外，融合了定位点到路段的平均距离参数、段属性参数和垂直度参数，充分考虑了车辆行驶方向和道路的拓扑数据因子。最后，对于段属性参数对初始总权重的较高影响可能导致的误匹配，进行再次验证，确定最佳匹配道路。该算法不仅继承了原始算法的高效，也大大提高了匹配精确度。第二，针对当前的地图匹配系统匮乏情况，设计实现了一个地图匹配系

6、统。首先获取OSM的开源地图数据，并用OSMAPI进行解析，为缩小地图匹配过程中的计算量，通过geohash对解析后的路网数据进行网格划分，将得到路网信息存储在POSTGRESQL数据库中，便于计算利用。对于地图展示模块，采用mapbox渲染和maperitive瓦片技术，更好的向用户展示地图匹配的结果。第三，地图匹配算法实验分析与总结。根据本文提出的匹配算法和系统设计，采用了数据堂提供的北京市浮动车GPS数据和香港科技大学官方网站提供的基于智慧城市的GPS行驶轨迹数据进行地图匹配算法的实现。实验结果表明，算法在满足实时性需求的情况

7、下，无论高采样频率还是低采样频率，无论是正常路段还是交叉路口，算法都能够得到较好的匹配结果，有效地提高了匹配精确度。关键词：地图匹配算法；开源地图数据；OpenStreetMap；地图匹配系统IAbstractAbstractApplication-basedmappingservicesarebeingdevelopedcontinuously,suchasperipheralsearch,navigationapplications,etc.whicharethespecificperformanceofthemapservic

8、e.However,themapservicecannotbebetterdevelopedforthemapservicebeingmonopolizedbyasmallnumberoflargecompanies.Therefor