一、高精度地圖行業(yè)監(jiān)管體制分析
1.行業(yè)主管部門及自律性組織
高精度地圖行業(yè)的主管部門為國(guó)家測(cè)繪局。國(guó)家測(cè)繪局是國(guó)土資源部管理的主管全國(guó)測(cè)繪事業(yè)的行政機(jī)構(gòu)，其主要職責(zé)包括：擬定測(cè)繪行政法規(guī)、規(guī)章，制訂測(cè)繪事業(yè)發(fā)展規(guī)劃、測(cè)繪行業(yè)管理政策、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并依法監(jiān)督實(shí)施；組織并管理基礎(chǔ)測(cè)繪、國(guó)界線測(cè)繪、行政區(qū)域界線測(cè)繪、地籍測(cè)繪和其他全國(guó)性或重大測(cè)繪項(xiàng)目、重大測(cè)繪科技項(xiàng)目；管理國(guó)家基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)，組織指導(dǎo)基礎(chǔ)地理信息社會(huì)化服務(wù)；管理國(guó)家測(cè)繪基準(zhǔn)和測(cè)量控制系統(tǒng)；制訂地籍測(cè)繪的規(guī)劃和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，管理審定地籍測(cè)繪資格，確認(rèn)地籍測(cè)繪成果；擬定測(cè)繪單位資格審查認(rèn)證管理辦法；依法管理地圖編制工作，審查向社會(huì)出版、展示的地圖等。
行業(yè)自律性組織主要包括中國(guó)測(cè)繪學(xué)會(huì)、中國(guó)全球定位系統(tǒng)技術(shù)應(yīng)用協(xié)會(huì)、中國(guó)地理信息系統(tǒng)協(xié)會(huì)等。
2.政府部門的監(jiān)管體制
根據(jù)《中華人民共和國(guó)測(cè)繪法》規(guī)定，國(guó)家對(duì)從事測(cè)繪活動(dòng)的單位實(shí)行測(cè)繪資質(zhì)管理制度。國(guó)家測(cè)繪主管部門對(duì)導(dǎo)航電子地圖的監(jiān)管貫穿于地圖的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)以及出版的全過(guò)程。
首先，國(guó)家測(cè)繪主管部門對(duì)從事導(dǎo)航電子地圖開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)采取設(shè)立行業(yè)準(zhǔn)入資質(zhì)的方式進(jìn)行管理，即相關(guān)從業(yè)單位應(yīng)依法取得由國(guó)家測(cè)繪局頒發(fā)的包括導(dǎo)航電子地圖制作業(yè)務(wù)范圍在內(nèi)的甲級(jí)測(cè)繪資質(zhì)，并嚴(yán)格遵守《中華人民共和國(guó)測(cè)繪法》、《地圖編制出版管理?xiàng)l例》、《導(dǎo)航電子地圖制作資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)》等相關(guān)法律法規(guī)，方可從事測(cè)繪活動(dòng)。
其次，從事測(cè)繪活動(dòng)的專業(yè)技術(shù)人員應(yīng)具備相應(yīng)的職業(yè)資格條件，測(cè)繪人員進(jìn)行測(cè)繪時(shí)，應(yīng)當(dāng)持有測(cè)繪作業(yè)證件上崗。
再次，導(dǎo)航電子地圖、高精度地圖在公開(kāi)出版前須經(jīng)過(guò)加密和審查環(huán)節(jié)。導(dǎo)航電子地圖和高精度地圖的加密工作由國(guó)家測(cè)繪局授權(quán)中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院受理，受理單位對(duì)加密后的地圖數(shù)據(jù)出具“地圖數(shù)據(jù)保密技術(shù)處理證明”；導(dǎo)航電子地圖和高精度地圖的審查工作由國(guó)家測(cè)繪局、地圖審查中心負(fù)責(zé)，對(duì)導(dǎo)航地圖和高精度地圖的數(shù)據(jù)合法性、保密、技術(shù)等專業(yè)方面進(jìn)行審查，經(jīng)審查認(rèn)定合格后由國(guó)家測(cè)繪局頒發(fā)審圖號(hào)；此外，導(dǎo)航電子地圖和高精度地圖的出版需經(jīng)新聞出版署批準(zhǔn)的有相關(guān)資質(zhì)的出版社從地圖出版物的角度進(jìn)行審查，審查通過(guò)后頒發(fā)出版號(hào)，產(chǎn)品方可成為印刷公開(kāi)出版物。
1.高精度地圖的數(shù)據(jù)構(gòu)成
道路地圖是對(duì)實(shí)際道路進(jìn)行反映，通過(guò)特定圖層來(lái)描繪特定類別，然后將圖層疊加進(jìn)行路面表達(dá)。終端上顯示的導(dǎo)航地圖往往由10多層甚至20多層不同分辨率的圖片組成，當(dāng)用戶進(jìn)行縮放時(shí)，程序根據(jù)縮放級(jí)數(shù)，選擇不同分辨率的瓦片圖（用方格來(lái)模擬實(shí)體），拼接成一幅完整的地圖。高精度道路導(dǎo)航地圖也是如此，只是它在普通電子地圖的基礎(chǔ)上包含了更多的圖層數(shù)量，且每一圖層的描繪更加精細(xì)。
高精度道路導(dǎo)航地圖由四個(gè)部分的數(shù)據(jù)構(gòu)成，分別是道路網(wǎng)數(shù)據(jù)、車道網(wǎng)數(shù)據(jù)、安全輔助數(shù)據(jù)和道路交通設(shè)施數(shù)據(jù)。這四類數(shù)據(jù)構(gòu)成的地圖結(jié)構(gòu)內(nèi)容根據(jù)地圖精度不同顯示的內(nèi)容也就不同。
圖表：地圖結(jié)構(gòu)內(nèi)容劃分示意圖
數(shù)據(jù)來(lái)源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院整理
道路網(wǎng)主要是由道路基準(zhǔn)線網(wǎng)絡(luò)構(gòu)成，用于描述道路的幾何形態(tài)、表達(dá)與道路設(shè)施間的關(guān)系。高精度道路導(dǎo)航地圖道路網(wǎng)示意圖，如圖5所示，它包括道路基準(zhǔn)線、道路基準(zhǔn)線連接點(diǎn)和路口等圖層。車道網(wǎng)記錄路網(wǎng)中每個(gè)獨(dú)立車道的相關(guān)屬性，用于車道級(jí)的道路顯示、定位、路徑規(guī)劃和駕駛策略輔助。它包括車道級(jí)道路、車道級(jí)道路連接點(diǎn)、車道級(jí)道路形狀點(diǎn)等圖層。
圖表：高精度道路導(dǎo)航地圖車道網(wǎng)示意圖
數(shù)據(jù)來(lái)源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院
安全輔助數(shù)據(jù)和道路交通設(shè)施數(shù)據(jù)是對(duì)車道安全數(shù)據(jù)和車道上的其他交通設(shè)施進(jìn)行描述，用于輔助車道級(jí)定位和顯示，例如曲率、航向、縱橫坡度等。
道路交通設(shè)施數(shù)據(jù)則包括交通標(biāo)識(shí)、路側(cè)設(shè)施和固定地物等信息。
2.高精度地圖的制作流程
通常我們使用的地圖是采用衛(wèi)星圖片和GPS聯(lián)合標(biāo)定出來(lái)的，這種方法一般能達(dá)到米級(jí)的定位精度。高精度地圖要求的是厘米級(jí)精度，因此僅僅采用衛(wèi)星是不夠的，通常會(huì)選擇使用采集車在道路上進(jìn)行移動(dòng)采集，然后通過(guò)線下處理把各種數(shù)據(jù)融合產(chǎn)生高精度地圖，其制作過(guò)程主要包括數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、對(duì)象檢測(cè)、手動(dòng)驗(yàn)證及地圖發(fā)布五個(gè)基本步驟。
數(shù)據(jù)采集：高精度地圖的數(shù)據(jù)采集是個(gè)多傳感器融合的過(guò)程。采集車輛具有如GPS、慣性測(cè)量單元(IMU)、激光雷達(dá)和攝像機(jī)等，通過(guò)將這些數(shù)據(jù)的融合，最終生成高精度地圖。
數(shù)據(jù)處理：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理、分類以及清洗從而獲得沒(méi)有任何語(yǔ)義信息或注釋的初始地圖模板。
對(duì)象檢測(cè)：利用機(jī)器學(xué)習(xí)的方式，來(lái)檢測(cè)大部分常見(jiàn)的靜態(tài)對(duì)象并對(duì)其進(jìn)行分類，包括車道線、交通標(biāo)志甚至電線桿。利用人工的方式，標(biāo)注少量復(fù)雜的對(duì)象。
手動(dòng)驗(yàn)證：這一步就是人工糾錯(cuò)排查，從而確保地圖自動(dòng)創(chuàng)建過(guò)程正確并及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。
地圖發(fā)布：經(jīng)過(guò)了上述過(guò)程的處理，就可以發(fā)布高精度地圖了。
目前高精度地圖的制作是需要有測(cè)繪資質(zhì)的，所以一般把握在圖商手中和一些自動(dòng)駕駛公司，分為甲級(jí)資質(zhì)和乙級(jí)測(cè)繪資質(zhì)，甲級(jí)資質(zhì)非常少，需要掛靠到測(cè)繪單位。對(duì)于園區(qū)這種非公共區(qū)域，制圖資格上是沒(méi)問(wèn)題的，但在公共道路上的測(cè)繪則需要相應(yīng)資質(zhì)。目前有包括華為、京東、高德、四維圖新等在內(nèi)近二十家單位通過(guò)甲級(jí)測(cè)繪資質(zhì)復(fù)審換證。
三、
高精度地圖應(yīng)用技術(shù)發(fā)展分析
高精度道路導(dǎo)航地圖描繪的道路信息更加豐富，包含的細(xì)節(jié)更多，因此它的數(shù)據(jù)量也更加龐大。傳統(tǒng)導(dǎo)航電子地圖每千米的數(shù)據(jù)量約是1kB，而高精度道路導(dǎo)航地圖每千米的數(shù)據(jù)量大約是100MB，是傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖的105倍。而且高精度道路導(dǎo)航地圖中的數(shù)據(jù)類型復(fù)雜多樣，數(shù)據(jù)量急劇增加，并且數(shù)據(jù)處理的實(shí)時(shí)性要求較高。所以目前以云計(jì)算模型為核心的集中式大數(shù)據(jù)處理方式已經(jīng)不能滿足高精度道路導(dǎo)航地圖的數(shù)據(jù)計(jì)算要求，需要建立新的計(jì)算模型。提出“眾包+邊緣計(jì)算”模型作為高精度道路導(dǎo)航地圖計(jì)算模式。
高精度道路導(dǎo)航地圖的數(shù)據(jù)采集任務(wù)很艱巨，需要采集車跑過(guò)每一條道路，然后上傳數(shù)據(jù)繪圖。首先，這需要花費(fèi)大量的時(shí)間；其次，道路上的一些信息會(huì)發(fā)生變化，高精度道路導(dǎo)航地圖需要保持周期性數(shù)據(jù)更新，再次采集很多信息又是重復(fù)的，且耗費(fèi)更多的資源?？梢圆捎帽姲姆绞浇鉀Q這些問(wèn)題，高精度道路導(dǎo)航地圖的用圖者同時(shí)也可以是繪圖者。通過(guò)眾包的方式，將數(shù)據(jù)采集設(shè)備裝在使用高精度道路導(dǎo)航地圖的車輛上，其在行駛時(shí)邊用圖邊采集數(shù)據(jù)，并且將獲取到的數(shù)據(jù)上傳。這種方式可以很好地滿足城市街道需要一周更新一次來(lái)反映其構(gòu)造和新的交通模式的需求。美國(guó)的Mapper公司已經(jīng)采用這種方式來(lái)獲取地圖數(shù)據(jù)。
隨著物聯(lián)網(wǎng)和5G通信技術(shù)的快速發(fā)展，有別于傳統(tǒng)云計(jì)算的全新計(jì)算模式--邊緣計(jì)算被研究者們提出。邊緣計(jì)算是指在網(wǎng)絡(luò)邊緣執(zhí)行計(jì)算的一種計(jì)算模型，邊緣計(jì)算中邊緣的下行數(shù)據(jù)表示云服務(wù)，上行數(shù)據(jù)表示高精度道路導(dǎo)航地圖服務(wù)，而邊緣計(jì)算的邊緣是指從數(shù)據(jù)源到云計(jì)算中心路徑之間的任意計(jì)算和網(wǎng)絡(luò)資源。該計(jì)算方法是一種在靠近物或數(shù)據(jù)源頭的網(wǎng)絡(luò)邊緣側(cè)，融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力的開(kāi)放平臺(tái)，就近提供邊緣智能服務(wù)，滿足行業(yè)數(shù)字化在敏捷聯(lián)接、實(shí)時(shí)業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)優(yōu)化、應(yīng)用智能、安全與隱私保護(hù)等方面的關(guān)鍵需求。針對(duì)高精度道路導(dǎo)航地圖的情況，在邊緣式計(jì)算中，由于數(shù)據(jù)量的增加以及對(duì)實(shí)時(shí)性的需求，需將原有云中心的計(jì)算任務(wù)部分遷移到網(wǎng)絡(luò)邊緣設(shè)備上，以提高數(shù)據(jù)傳輸性能，保證處理的實(shí)時(shí)性，同時(shí)降低云計(jì)算中心的計(jì)算負(fù)載。本文研制了高精度道路導(dǎo)航地圖邊緣計(jì)算模型參考框架。
圖表：高精度道路導(dǎo)航地圖邊緣計(jì)算模型參考框架
數(shù)據(jù)來(lái)源：中研普華產(chǎn)業(yè)研究院
四、技術(shù)環(huán)境對(duì)行業(yè)的影響
傳統(tǒng)導(dǎo)航地圖因其商業(yè)地圖公司及時(shí)、準(zhǔn)確地進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，從而保障導(dǎo)航服務(wù)的準(zhǔn)確性。而高精度道路導(dǎo)航地圖的更新過(guò)程除了道路/車道的幾何信息外，還包括交通要素在內(nèi)的大量數(shù)據(jù)更新。
而且，高精度道路導(dǎo)航地圖本身就包含龐大的數(shù)據(jù)量，如果每次都通過(guò)原始采集手段進(jìn)行數(shù)據(jù)更新，將會(huì)導(dǎo)致過(guò)多冗余數(shù)據(jù)和過(guò)高的成本。因此，在未來(lái)的高精度道路導(dǎo)航地圖發(fā)展中，采用眾包手段獲得用戶手上的大量及時(shí)數(shù)據(jù)，是一種更加便捷、低廉、可靠的數(shù)據(jù)更新手段。
總體來(lái)看，技術(shù)環(huán)境對(duì)高精度地圖行業(yè)的影響主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：
1.技術(shù)進(jìn)步
隨著科技的不斷發(fā)展，高精度地圖的精度和覆蓋范圍得到了顯著提升。例如，隨著自動(dòng)駕駛技術(shù)的不斷發(fā)展，高精度地圖的精度和實(shí)時(shí)性需求也在不斷提高。同時(shí)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、5G等新技術(shù)的普及，高精度地圖的應(yīng)用場(chǎng)景也在不斷拓展。
2.數(shù)據(jù)處理能力
高精度地圖需要處理大量的數(shù)據(jù)，包括衛(wèi)星影像、航空影像、道路情況、建筑物信息等。隨著數(shù)據(jù)處理技術(shù)的不斷發(fā)展，高精度地圖的數(shù)據(jù)處理能力和效率得到了顯著提升，從而提高了高精度地圖的質(zhì)量和速度。
3.AI技術(shù)
AI技術(shù)在高精度地圖領(lǐng)域的應(yīng)用也不斷加強(qiáng)。例如，AI技術(shù)可以幫助高精度地圖實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化和智能化，提高生產(chǎn)效率和質(zhì)量。同時(shí)，AI技術(shù)還可以幫助高精度地圖進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和優(yōu)化，提高其精度和可靠性。
總之，技術(shù)環(huán)境對(duì)高精度地圖行業(yè)的影響是顯著的，不僅帶來(lái)了發(fā)展的機(jī)遇，同時(shí)也帶來(lái)了一定的挑戰(zhàn)。例如，技術(shù)難度大、成本高等問(wèn)題也需要考慮。
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楊興杰
研究院服務(wù)號(hào)