JP2004177959A - 地図データの編成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 物理的記憶媒体上に地図データを編成する方法を提供することである。
【解決手段】 地図データは、地理領域内に位置する少なくとも１つの地理的特色を表す。本方法は、地理領域内の少なくとも１つの稠密エリアを識別する。稠密エリア内の地理的特色を表す地図データは、その領域のある所定サイズのエリアのある所定の最大サイズを超えるようなデータサイズを有している。本方法は、１つのパーセル内に含まれる地図データの部分をある所定のパーセルサイズに近づけるように、稠密エリア内の地理的特色を表す地図データを複数のパーセルに細分する。また、１つのパーセル内に含まれる地図データの部分を前記所定のパーセルサイズに近づけるように、稠密エリアを表す地図データより小さい地図データを複数のパーセルに細分する。更に、各パーセル内の地図データを一緒に物理的記憶媒体上に配置する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、ナビゲーションシステムにおけるようなナビゲーションアプリケーションプログラムによる地図データの使用を容易ならしめるように地図データを編成し、記憶する方法及びシステムに関する。また本発明は、上述した編成方法により記憶された地図データを有する物理的記憶媒体に関する。

多くのナビゲーションシステムが、読出し専用ディスク（例えば、ＣＤ−ＲＯＭディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭディスク等）、またはハードディスクに記憶されている地図データを使用している。地図表示のような幾つかのナビゲーションシステムの機能の性能に影響を与える重要なファクタは、地図データをディスクから取り出すのに要する時間である。地図データを取り出すのに要する時間の大部分は、デバイスの探索時間、即ち、ナビゲーションシステムの読出しヘッドが現トラックから、データが位置しているトラックへ運動するのに要する時間によるものである。このファクタは、ＣＤ−ＲＯＭ及びＤＶＤ−ＲＯＭディスクの場合には重要であるが、ハードディスクにもある程度適用される。

探索時間がディスクからデータを取り出すのに要する時間の大部分を占めるので、ナビゲーションシステムの性能を改善することを目的として、所与の要求に対して探索の数（従って、合計探索時間）を減少させるようにした地図データ編成技術が開発されている。あるナビゲーションシステム機能のために地図データにアクセスする時の探索数を減少させる一方法は、地図データを空間的に編成することである。一般的に、地図データを空間的に編成する場合、ある地理領域（geographic region）内で物理的に互いに接近している地理的特色（geographic features）は、地図データベース内で互いに物理的に（または、論理的に）接近しているデータレコードによって表される（そして多分、地図データを記憶している媒体上でも互いに接近している）。

地理的特色を表すデータを空間的に編成できるようにする種々の方法が存在している。地理的特色を表すデータを空間的に編成できる１つの方法は、先ず互いに接近して位置している地理的特色を表すデータエンティティのグループを識別し、次いでこれらのグループを空間的に配列することである。データのグループを“パーセル”、“バケット”、または“地図領域”と称することができるが、他の命名法を使用しても差し支えない。各グループ内のデータエンティティを空間的に編成することも、または１つのグループ内のデータエンティティを別の配列に従って編成することもできる。地図データを空間的に編成する方法が、米国特許第5,968,109号及び第5,974,419号、及び2000年７月28日付米国特許出願第09/629,224号“地図データの編成方法”に開示されているので参照されたい。

地図データをパーセル化する技術は、データサイズが均一であるパーセル（例えば、パーセル当たり32または64キロバイト）、または地理的サイズが固定されているパーセル（例えば、0.02°緯度増分×0.03°経度増分、または他のある緯度／経度“矩形”）を達成することを試みている。データサイズが固定されているパーセルの欠点は、地図表示矩形がディスク上で隣接していない幾つかのパーセルにわたっている場合、要求されたデータを取り出すために数回の探索が必要になり、それによって多分ナビゲーションシステムの性能が悪影響を受けることである。一方、地理的サイズが固定されているパーセルの欠点は、その地理エリア（geographic area）内に地理的特色が密に存在している（即ち、稠密地理エリアの）場合から、疎にしか存在しない（即ち、疎地理エリアの）場合まで、パーセルのデータサイズが広範に変化することである。もし、地理的サイズを固定した各パーセルに対応するエリアが小さ過ぎれば、各パーセルについての情報を記憶するのに必要なオーバヘッドが過大になる。しかしながら、もし地理的サイズが固定されているパーセルに対応するエリアが大き過ぎれば、稠密エリア内に含まれるデータの量が１つのパーセルのデータサイズの限度を超える恐れがある。例えば、もしパーセルのバイト位置を探知するために２バイトのオフセットが使用されれば、64キロバイトという固有の限界のためにパーセル内に記憶することができるデータの量が制約されることになる。

従って、あるエリアを表すのに必要なデータを入手するために必要な取り出しの数を減少させる一方で、ある地理領域にまたがるデータ密度の広範な変化を受入れるように地図データを編成する改善された方法に対する要望が存在している。

これらの、及び他の目的を達成するために、本発明は物理的記憶媒体上に地図データを編成する方法を提供する。地図データは、ある地理領域内に位置している地理的特色を表す。本方法は、地理領域内の少なくとも１つの稠密エリアを識別する。稠密エリア内の地理的特色を表す地図データは、その領域の所定サイズの地理エリアのための所定の最大サイズを超えるようなデータサイズを有している。本方法は、１つのパーセル内に含まれる地図データの部分を所定のパーセルサイズに近づけるように、稠密エリア内の地理的特色を表す地図データを複数のパーセルに細分する。本方法は、１つのパーセル内に含まれる地図データの部分を所定のパーセルサイズに近づけるように、稠密エリアを表す地図データより少ない地図データを複数のパーセルに細分する。更に、本方法は、各パーセル内の地図データを一緒に物理的記憶媒体内に配置する。

パーセル化とは、ある地理領域の地図データベースを空間的パーセルに分割するプロセスである。一般に、道路のような地理的特色を表すデータは、それらが表している地理的特色の物理的な近さに基づいて空間的に記憶させることが望ましい。地図データベース内で物理的に（または、論理的に）互いに接近している（そして、多分地図データを記憶している記憶媒体上でも互いに接近している）データレコードは、地理領域内で互いに物理的に接近している地理的特色を表す。地理的特色を表すデータを空間的に編成するために、地理的特色を表すデータを複数のパーセルに編成する。データの各パーセルは、地理領域内で互いに物理的に近接して位置する特色を表すデータを含む。後述するように、各パーセルはパーセル化方法によって決定されるサイズ、形状、及び位置を有する地理エリア内に含まれる物理的特色を表すデータを含む。計算プラットフォームがパーセル化方法を遂行する。計算プラットフォームは、その計算プラットフォームに関連付けられた記憶媒体から、一般データ形式で記憶されている地図データにアクセスしてパーセル化プロセスを遂行し、地図データがパーセルに編成されているような導出されたデータベースを形成する。導出されたデータベースは、ナビゲーション関連機能を遂行するために使用することができる。

図１は、パーセル化方法の一実施例を示している。要約すれば、パーセル化方法は２レベルパーセル化スキームである。本方法は、先ず、大都市エリアのような地理領域内の稠密地理エリアを識別する。稠密地理エリア内の地理的特色を表すためにはデータベースはかなりの量のデータを含むので、便宜上、稠密地理エリアは地図データベースの稠密部分によって表されるものと考える。稠密エリアを識別した後に、パーセル化方法は、各稠密エリアを表すデータを複数の小面積パーセルに編成し、またパーセル化方法は、稠密エリアを表すデータより小さい地図データベースを複数の大面積パーセルに編成する。大面積パーセル及び小面積パーセルという用語は、便宜上使用したに過ぎない。大面積パーセルとは、比較的大きいサイズの地理エリア内に含まれる物理的特色を表すデータを含むパーセルのことである。小面積パーセルとは、比較的小さいサイズの地理エリア内に含まれる物理的特色を表すデータを含むパーセルのことである。大面積パーセルは、小面積パーセルより大きいサイズを有する地理エリアに含まれる物理的特色を表すデータを含む。

図１を参照する。パーセル化方法は、ステップ１０における地理領域を表す地図データベースをタイルの格子に編成することから開始される。タイルは、地理データを編成し、細分し、そして記憶する空間的単位である。図２に、地図データベースによって表される地理領域をカバーするタイル２４の規則的な格子２２の一実施例を示す。図２に示されている格子２２は、地図データベースによって表される地理領域を、固定されたサイズの矩形エリアに分割している。各タイル２４は、格子２２によって得られるタイル境界２６によって限定される地理エリア内に含まれる物理的特色を表すデータを含んでいる。格子の原点２８は格子２２の最南西点であり、全てのタイル２４は原点２８からのそれらの位置によって識別することができる。

一実施例においては、格子２２は、地球を複数のタイルに分割する地球規模のタイルの格子である。地球格子は、緯度及び経度（単位：度）格子を用いた固定サイズのタイルを有している。タイルは、0.32768°（即ち、32ｋナビゲーション技術単位（以下、“ＮＴＵ”という））の南北寸法と、0.49152°（即ち、48ｋ ＮＴＵ）の東西寸法を有している。タイルは、赤道において36.4ｋｍ×54.6ｋｍの実際のタイル寸法を有しており、東西寸法は緯度が高くなるにつれて緯度の余弦として減少し、60°Ｎでは27.3ｋｍになる。一方南北寸法は一定である。本実施例の場合、タイル格子の原点は、80°Ｓ、30°Ｗである。格子の座標は常に正であり、北及び東に向かって増加する。地球タイルは、北へ488タイル、東へ732タイルであり、合計357,216タイルである。この例では、格子の北方限界は緯度80.236°Ｎであり、東方限界は経度30.207°Ｗである。一実施例においては、地球格子はタイル境界を限定するだけに使用される。ある地理領域を表す実際の地図データベースは、その特定の地理領域をカバーするタイルを含む。

タイル２４の格子２２を確立した後に、パーセル化方法は、タイル２４を使用してパーセルを形成する。パーセルは、１つのタイル２４、タイル２４の矩形グループ、またはタイル２４の矩形サブセットとして定義することができる。より大きい面積のパーセルは少なくとも１つのタイルからなり、小面積パーセルは１タイルのサブセットからなる。タイル２４からどのようにしてパーセルを形成するかを決定するために、そのパーセルのための所望データサイズを決定する。例えば、パーセルは、約100キロバイトの最大データサイズを有することができるが、例えば32キロバイト、64キロバイト、128キロバイト等のような他の如何なる適当なデータサイズを使用しても差し支えない（データサイズを決定する場合、あるパーセンテージをパーセルオーバヘッドのために保留することができる）。ほぼ所望のデータサイズを有するパーセルを得るために、タイルはグループ化、または分割される。一実施例においてはは、パーセル化方法は、１つのパーセルのための最大データサイズに近いがそれを超えないデータサイズを有するパーセルを得るために、タイルをグループ化、または分割する。

タイル境界内のデータのデータサイズを直接決定することを試みるのではなく、メトリック(metric)がタイル内に含まれるいろいろな型の最終的なデータサイズを推定する。メトリックは、タイル内に含まれるいろいろな型のデータ要素の数の関数である。一実施例においては、メトリックはタイル内のノードの数であり、このメトリックは最終的なパーセルデータサイズと十分適切に相関する。メトリックは、データベース属性の数、またはノード、道路セグメント、交差点、地理的エンティティ（例えば、森林及び湖沼）を表す多角形、地理的エンティティ（例えば、河川）を表す多重線を含む属性の組合わせ、または他の何等かの地図データベース属性の関数であることもできる。

図１に戻って、パーセル化方法はステップ１２において、これらのパーセルのための最小及び最大メトリック値を決定する。一実施例では、所望のパーセルデータサイズはほぼ100ｋバイトであるが、目標サイズは他の値であっても差し支えない。最大及び最小メトリック値は、ほぼ所望のパーセルデータサイズを有するパーセルが得られるように選択される。一実施例においては、最小メトリック値は最大メトリック値の半分以上である。一実施例における目標は、データベース内の各パーセルに対して係数が２以内になるようにほぼ同一のメトリック値を与えることである。パーセルの最大及び最小メトリック値を決定することに加えて、パーセル化方法はパーセルの最大アスペクト比を限定する。アスペクト比とは、パーセルを構成している矩形の最大寸法と最小寸法との比のことである。方形のアスペクト比は１である。パーセルのアスペクト比を小さくすると、地図データベースのアプリケーションにとっては有利である。例えば、パーセルのアスペクト比を小さくするとルートに沿ってアクセスしなければならないパーセルの数が最小になるので、ルート計算がより効率的になる。一実施例においては、パーセルの最大アスペクト比はほぼ４である。

図１のステップ１４においてパーセル化方法は、データベース内の各タイルのメトリック値を決定する。全てのタイルのメトリック値を決定した後に、各メトリック値がパーセルの最大メトリック値と比較される。もしそのタイルのメトリック値があるパーセルのための最大メトリック値よりも大きければ、本方法はステップ１６において、そのタイルを稠密タイルとして識別する。稠密タイルは、ある単一のパーセルのための適切量よりも大量のデータを含む。更に、稠密タイルは、大都市エリアのような地理領域の稠密な地理エリアを表すデータを含む。

稠密タイルを識別した後に、本方法はステップ１８において、タイルを矩形グループ化して大面積パーセルを形成し、またステップ２０において、稠密タイルを細分することによって小面積パーセルを形成する。ステップ１８の詳細に関しては図３及び４に基づいて、またステップ１８の詳細に関しては図５及び６に基づいて後述する。

図３は、図２のタイル２４の格子２２内の大面積パーセル及び稠密タイルの例を示している。図３においては、小面積パーセルに細分される稠密タイル３０は、それらを見分け易くするために網掛けして示してある。図３には、幾つかの大面積パーセル３２、３４、及び３６も示されている。大面積パーセル３２はタイル２４の矩形グループからなり、大面積パーセル３６は単一のタイル２４からなり、そして大面積パーセル３４は稠密タイル３０を含むタイル２４の矩形グループからなっている。稠密タイル３０は、大面積パーセル３４によって取り囲まれた地理領域内に位置することができるが、稠密タイル３０のデータは大面積パーセル３４のデータには含まれない。大面積パーセル３４の実効メトリック値は、大面積パーセル３４によって取り囲まれた矩形内のタイルの全てのメトリック値の総和から、その矩形内に含まれる稠密タイル３０のメトリック値を差し引いた値である。稠密タイル３０を含む大面積パーセル３４は、大面積パーセル３４内に穴を有していると考えることができる。

図３に示すように、大面積パーセル３２、３４、及び３６は、格子線２６に沿う境界を有している。従って、大面積パーセル３２、３４、及び３６、及び稠密タイル３０は、その地理領域を表す全データベースを、重なり合うことなくカバーする。更に、大面積パーセルは格子線２６に沿った境界を有しているので、大面積パーセルはタイルの東西方向寸法の倍数である東西方向寸法と、タイルの南北方向寸法の倍数である南北方向寸法を有している。

図４に、大面積パーセル３２、３４、及び３６を形成するためのパーセル化方法の一実施例を示す。要約すれば、本方法は、タイル境界に沿って地図データベースを分割することによって大面積パーセルを形成する。本方法は、地図データベースによって単一矩形３８（図３）として表される地理領域全体から開始される。ステップ４０において、本方法は矩形３８のメトリック値を計算する。矩形３８のメトリック値は、矩形３８内の各タイルのメトリック値の和から、矩形３８内の稠密タイル３０のメトリック値を差し引いた値に等しい。ステップ４２は、矩形３８のメトリック値が、あるパーセルのための最大メトリック値より小さいか否かを決定する。もし矩形３８のメトリック値が、あるパーセルのための最大メトリック値より小さければ、ステップ４４においてその矩形３８から大面積パーセルが形成される。

もし矩形３８のメトリック値が、あるパーセルのための最大メトリック値より大きければ、本方法はステップ４６において、矩形３８をタイル境界２６に沿って２つのより小さい矩形に分割する。どの格子線に沿って矩形３８を分割するのかを決定するために、本方法は、その矩形のメトリック値がパーセルの最大メトリック値の３倍より大きいのか、またはパーセルの最小メトリック値の３倍より小さいのかを決定する。もし諾であれば、本方法は分割線の両側にその矩形のメトリック値のほぼ半分の値が得られるように矩形を分割する。もし否であれば、本方法は分割線の一方の側にその矩形のメトリック値のほぼ1/3の値が得られ、他方の側にその矩形のメトリック値の2/3の値が得られるように、その矩形を分割する。分割線は、矩形の短い方の辺に平行であるように選択される。

分割ステップ４６において、本方法は企図する分割によって得られる２つの矩形のアスペクト比を試験する。もし分割によって得られる新しい矩形のアスペクト比が、あるパーセルのための最大アスペクト比より大きくなれば、異なる分割線が選択される。一実施例では、本方法は、企図した分割によって得られる各矩形のアスペクト比を試験（ＡＲ_test）し、その値が最大アスペクト比（ＡＲ_max）とその矩形のメトリック値との積をパーセルの最小メトリック値（Ｍ_min）で除した値より大きいか否かを決定する。これを式で表せば（ＡＲ_test＞ＡＲ_max×メトリック_test／Ｍ_min）か否かになる。もし分割によって一方の側にほぼ1/3が、そして他方の側に2/3が得られれば、分割線を移動させて分割線の両側に計算されたメトリック値の半分が得られるようにする。もし分割によって計算されたメトリック値のほぼ半分が各側に得られれば、受入れ得るアスペクト比が得られるまで分割線を中心に向かって移動させる。

図４のステップ４６において矩形３８を分割した後に、本方法はステップ４０に戻る。本方法は、分割された各矩形毎にステップ４０−４６を繰り返す。ステップ４８において本方法は、先行分割後に大面積パーセルに形成されなかった矩形が残存するか否かを決定する。もし諾ならば、その矩形のためにステップ４０−４６が繰り返される。もし否ならば、大面積パーセルを形成するプロセスは完了する。

図１に戻って、ステップ２０においてパーセル化方法は、稠密タイル３０を小面積パーセルに細分する。図５は、小面積パーセル５２の「行」に細分された稠密タイル３０を示している。稠密タイル３０は、サブタイル５６の格子５４の境界に沿って形成された小面積パーセル５２からなる。格子５４は、稠密タイル３０内に複数の固定サイズの矩形サブタイル５６を形成する。上述したように、稠密タイル３０は、0.32768°（即ち、32ｋ ＮＴＵ）の南北寸法と、0.49152°（即ち、48ｋ ＮＴＵ）の東西寸法とを有している。各サブタイル５６は、タイルの南北寸法の1/16の南北寸法（即ち、２ｋ ＮＴＵ）と、タイルの東西寸法の1/16の東西寸法（即ち、３ｋ ＮＴＵ）とを有している。緯度45°Ｎにおけるサブタイルは、ほぼ2.27ｋｍ×1.6ｋｍである。

図５を参照する。サブタイル５６の格子の原点５８は格子５４の最南西点にあり、全てのサブタイル５６は原点５８からのそれらの位置によって識別することができる。図５に示すように、小面積パーセル５２は、南北寸法が等しい（同数のサブタイル５６の高さを有する）同一行内に、小面積パーセル５２の東西行としてラスタ状に配列されている。異なる行は、１サブタイル高の倍数である異なる南北寸法を有することができる。小面積パーセル５２はサブタイル格子線５４に沿う境界を有しているから、小面積パーセル５２はサブタイル５６の東西方向寸法の倍数である東西方向寸法を有している。小面積パーセル５２は、サブタイル５６の南北方向寸法の倍数である南北方向寸法を有している。

図６は、稠密タイル３０から小面積パーセル５２を形成するパーセル化方法の一実施例を示している。要約すれば、本方法は、稠密タイル３０をサブタイル境界５４に沿って東西行に分割し、次いでその行を南北サブタイル境界５４に沿って分割することによって小面積パーセル５２を形成する。図６のステップ６０において本方法は、稠密タイル３０を行に分割する。これらの行の南北寸法は、これらの行を受入れ可能なアスペクト比を有する小面積パーセル５２に分割できるように選択される。稠密データ分布を有する稠密タイル３０のエリアは、それ程稠密ではないデータ分布を有する稠密タイル３０のエリアよりも高さが低い行にされる。稠密タイル３０を行に分割するための一実施例によれば、本方法は先ず稠密タイル３０を１サブタイル幅の南北スライスに分割する。次に、本方法は各南北スライス毎のメトリック値を計算する。もし何れかの南北スライスのメトリック値があるパーセルのための最大メトリック値より大きければ、分割線の各側にメトリック値のほぼ半分が得られるようなサブタイル境界に沿う東西線を見出すことによって、その稠密タイル３０を２つの行に分割する。得られた２つの行は、それぞれ上述した手法と同じようにして処理される。本方法は、得られた行の南北スライスの何れもがあるパーセルのための最大メトリック値より大きいメトリック値を有さなくなるまで、各行を分割する。

稠密タイル３０を行に分割した後に、各行は小面積パーセル５２に編成される。本方法は行の１つを選択し、その行全体を単一の矩形として処理する。本方法はステップ６２において、その矩形のメトリック値を計算する。ステップ６４は、その矩形のメトリック値があるパーセルのための最大メトリック値より小さいか否かを決定する。もしその矩形のメトリック値があるパーセルのための最大メトリック値より小さければ、ステップ６６において、その矩形は小面積パーセル５２にされる。もしその矩形のメトリック値があるパーセルのための最大メトリック値より大きければ、ステップ６８において、その矩形は南北サブタイル境界５４に沿って２つの矩形に分割される。どの格子線５４に沿って矩形を分割するのかを決定するために、本方法は、その矩形のメトリック値があるパーセルのための最大メトリック値の３倍よりも大きいか、またはあるパーセルのための最小メトリック値の３倍よりも小さいかを決定する。もし諾ならば、南北分割線の両側にメトリック値のほぼ半分が得られるように、その矩形を分割する。もし否ならば、南北分割線の一方の側にメトリック値のほぼ1/3が得られるように、また他方の側にメトリック値のほぼ2/3が得られるようにその矩形を分割する。

分割ステップ６８において、本方法は企図した分割によって得られる２つの矩形のアスペクト比を試験する。もし分割によって得られた新しい矩形のアスペクト比があるパーセルのための最大アスペクト比よりも大きければ、異なる分割線を選択する。別の実施例においては、本方法は、企図した分割によって得られる各矩形のアスペクト比を試験し（ＡＲ_test）、その値が最大アスペクト比（ＡＲ_max）と矩形のメトリック値との積をパーセルの最小メトリック値（Ｍ_min）で除した値より大きいか否かを決定する。この試験を式で表せば、（ＡＲ_test＞ＡＲ_max×メトリック_test／Ｍ_min）か否かになる。もし企図した分割によって得られる矩形のアスペクト比が大き過ぎれば、その分割線は変更される。もし分割によって一方の側にほぼ1/3が、そして他方の側に2/3が得られれば、分割線を移動させて何れの側にも半分が得られるようにする。もし分割によってほぼ半分が各側に得られれば、受入れ得るアスペクト比が得られるまで分割線を矩形の中心に向かって移動させる。

図６のステップ６８において矩形を分割した後に、本方法はステップ７０において、得られた各矩形のメトリック値を計算し、ステップ６４において各矩形のメトリック値と、あるパーセルのための最大メトリック値とを比較する。各矩形は、行が小面積パーセル５２に編成されてしまうまで、上述したように処理される。ステップ７２において、全ての矩形が小面積パーセル５２に編成されてしまったことが決定されれば、ステップ７４において本方法は、稠密タイル３０の全ての行が小面積パーセル５２に編成されたか否かを決定する。もし幾つかの行が未だに小面積パーセル５２に編成されていなければ、本方法はステップ６２へ戻って次の行を使用してプロセスを繰り返し、ステップ６２−７２について上述したようにその行を小面積パーセル５２に編成する。全ての行を小面積パーセル５２に編成してしまうと、本方法は稠密タイル３０から小面積パーセル５２の形成を終了する。図６の諸ステップを経て、全ての稠密タイル３０は小面積パーセル５２に編成されたことになる。

大面積パーセル３２、３４、３６及び小面積パーセル５２の全てが限定された後に、それらは例えばＣＤ−ＲＯＭディスク、ＤＶＤ−ＲＯＭディスク、ハードディスク、その他の媒体のような物理的記憶媒体上に編成される（もしＣＤ−ＲＯＭディスク、またはＤＶＤ−ＲＯＭディスクを使用するのであれば、それは再書込み可能であっても、または再書込み不能であっても差し支えない）。一実施例においては、大面積パーセル及び小面積パーセルは、地図データベースによって表される地理領域の１つの隅（例えば、南西の隅）の矩形エリア内に含まれるデータを表すパーセルから開始して編成されて行く。大面積パーセル及び小面積パーセルは、空間的に隣接するパーセルが互いに近接して記憶されるように順序付けられるので、探索時間が最短になる。パーセルは、ペアノ・Ｎキー、モートン(Peano-N key, Morton)順序、または他の何等かの順序付けスキームを使用して順序付けすることができる。一実施例においては、もし稠密タイルが細分されたのであれば、細分されたタイルの全ての小面積パーセルは、次に隣接するパーセルの前に記憶される。

各大面積パーセル及び小面積パーセルは、独自のパーセルＩＤを用いて識別される。一実施例においては、パーセルＩＤはそのパーセルの地理的位置を表している。大面積パーセルの場合のパーセルＩＤは、地理領域の南西の隅、即ち原点から北及び東へタイル単位の増分として表されるタイルアドレスからなる。稠密タイルを細分したことによって形成された小面積パーセルの場合のパーセルＩＤは、その稠密タイルの南西の隅から北及び東へサブタイル単位の増分として表されるタイルアドレス及びラスタアドレスからなる。ＩＤの１ビットは、そのパーセルがタイルアドレス及びラスタアドレスの両方を有する小面積パーセルであるか否かを表す。

上述したパーセル化方法は、地理領域を表す地図データベースをタイルの格子に編成することから開始されている（図１のステップ１０、及び図２参照）。その一実施例においては、パーセル化方法は、地図データベースによって表された地理領域をタイルの格子に分割する。前記パーセル化方法の代替では、所定のサイズ及び形状を有するタイルの所定の格子を、その地理領域上に配置する。図２について説明した格子は、固定サイズの矩形タイルからなっている。実施例２においては、格子は他の形状及び他のサイズを有するタイルからなることができる。一般的にタイルの好ましい形状は、方形または矩形のような矩形形状であるが、他の形状を使用しても差し支えない。代替として、タイルは不規則形状を有することができる。例えばタイルは、国または自治体境界によって限定することができる。タイルのサイズは、地図データベースによって表される地理領域のサイズ、地図データベース内のデータの量、望ましいタイルの数、大都市エリアのデータの密度、その他のファクタを含む幾つかのファクタに依存して決定することができる。一実施例においては、タイルサイズは、典型的な大都市エリアのほぼ平均サイズに選択される。別の実施例においては、タイルサイズは、計算プラットフォームを用いて容易に処理することができるように、測定の単位の２の累乗として選択される。図２に示すような固定サイズの矩形タイルによって得られる利点は、原点の経緯度及びタイルのサイズを使用することによって経緯度座標上の位置と、その位置を含むタイルとの間を容易に変換できることである。

実施例１のパーセル化方法は、あるパーセルのためのメトリック値より大きいメトリック値を有する稠密タイルを識別することによって、その地理領域の稠密エリアを識別している（図１のステップ１０−１６参照）。実施例３の別の実施例においては、図１のステップ１０−１６を辿らずに、単に自治体境界を辿って大都市エリアを稠密エリアとして識別することができる。次いでこの代替方法は、稠密タイルについて上述した手法と類似の手法で、大都市エリアを小面積パーセルに細分することができる。

実施例１の別の実施例においては、ステップ１６において稠密タイルを識別することに加えて、パーセル化方法は、単一タイル大面積パーセルを識別し、形成する。実施例４においては、もしそのタイルのメトリック値があるパーセルのための最小メトリック値と最大メトリック値の範囲内にあれば、そのタイルを単一タイル大面積パーセルに形成する。

実施例１のパーセル化方法は、図４に関連して説明したように地図データベースをタイル境界に沿って分割することによって大面積パーセルを形成している。上述した方法に加えて、大面積パーセルを形成するための他の代替方法も可能である。実施例５においては、タイル境界に一致しない分割線に沿って地図データベースを分割することによって大面積パーセルを形成する。別の実施例においては、タイルのグループのメトリック値の和があるパーセルのための最小メトリック値と最大メトリック値の範囲内にあるように隣接するタイルを集めることによって、大面積パーセルを形成する。別の実施例においては、大面積パーセルは矩形以外の形状を有することができる。更に別の実施例においては、大面積パーセルは稠密タイルの地理領域だけではなく単一タイル大面積パーセルの地理領域をも含むが、単一タイル大面積パーセルデータは含まない。この実施例では、大面積パーセルの矩形のメトリック値は、矩形全体のメトリック値から、稠密タイルのメトリック値及びその矩形内に含まれる単一タイル大面積パーセルのメトリック値を差し引いた値である。さらなる代替実施例においては、大面積パーセルは稠密タイルの地理領域を含まない。

実施例１のパーセル化方法は、図５及び６に関連して説明したように、稠密タイルをサブタイル境界に沿って小面積パーセルに分割することによって小面積パーセルを形成している。上述した方法の他に、小面積パーセルを形成するには他の代替方法が可能である。実施例６においては、稠密タイルは何等かの適切な方法に従って行に分割することができる。別の実施例においては、パーセルは、パーセルの東西行としてラスタ状に配列されることはない。代替実施例においては、小面積パーセルは、サブタイル境界に一致しない分割線に沿って稠密タイルを分割することによって形成される。代替実施例によれば、小面積パーセルは、サブタイルのメトリック値の和があるパーセルのための最小メトリック値及び最大メトリック値の範囲内にあるように、隣接するサブタイルを集めて形成される。更に別の実施例では、小面積パーセルは矩形以外の形状を有することができる。

実施例１の小面積パーセルを形成するパーセル化方法は、稠密タイルをサブタイルの格子に編成する（図５参照）。一実施例における方法は、稠密タイルをサブタイルの格子に分割する。代替方法として、所定のサイズ及び形状を有するサブタイルの所定の格子を稠密タイル上に配置する。図５に関連して説明した格子は、固定サイズの矩形サブタイルからなっている。実施例７においては、格子は他の形状及び他のサイズを有するサブタイルからなることができる。一般的にサブタイルの好ましい形状は、方形及び矩形のような矩形形状であるが、他の形状を使用することもできる。代替として、サブタイルは不規則形状を有することができる。例えば、サブタイルは、自治体境界または主要道路セグメントに沿って限定することができる。サブタイルのサイズは、稠密タイルによって表される地理領域のサイズ、稠密タイル内のデータの量、望ましいパーセルのデータサイズ、その他のファクタを含む幾つかのファクタに依存して決定することができる。一実施例においては、サブタイルサイズは、サブタイルのメトリック値があるパーセルのための最大メトリック値を超えることがないように、十分に小さく選択される。別の実施例においては、サブタイルサイズは、計算プラットフォームを用いて容易に処理することができるように、単位系の２の累乗として選択される。図５に示すような固定サイズの矩形タイルの利点は、原点の経緯度座標及びタイル及びサブタイルのサイズを使用することによって経緯度座標上の位置と、その位置を含むサブタイルとの間を容易に変換できることである。

実施例８においては、サブタイルのサイズは、地図データベースから地図を表示するための所与の地図ズームレベルで表示される緯度の最大変化にほぼ等しくなるように選択される。例えば、ナビゲーションシステムが12ｃｍ（横幅）×９ｃｍ（高さ）のディスプレイを有しているものとする。所与のズームレベルにおいて、ディスプレイ上で12ｃｍに対応する緯度の変化が決定される（ディスプレイ上での方向の再配向を与えるために、大きめの水平及び垂直尺度が使用される）。緯度のこの変化は、ほぼサブタイルの高さであり得る。

一実施例によるパーセル化方法のフローチャートである。 地図データベースによって表される地理領域をカバーするタイルの格子を示す図である。 大面積パーセル、単一タイル大面積パーセル、及び稠密タイルを含む図２のタイルの格子を示す図である。 一実施例による大面積パーセルを形成する方法のフローチャートである。 パーセルに細分された稠密タイルを示す図である。 一実施例による稠密タイルから小面積パーセルを形成する方法のフローチャートである。

符号の説明

２２ 格子
２４ タイル
２６ 境界（格子線）
２８ 原点
３０ 稠密タイル
３２、３４、３６ 大面積パーセル
３８ １つの地理領域
５２ 小面積パーセル
５４ サブタイルの格子
５６ サブタイル
５８ サブタイル格子の原点

Claims (28)

1. ある地理領域内に位置する複数の地理的特色を表す地図データを、物理的記憶媒体上に編成する方法であって、
   前記地理領域のある所定サイズの地理エリアのためのある所定の最大サイズを超えるようなデータサイズを有する前記地理領域内の少なくとも１つの稠密エリアを識別するステップと、
   各パーセルに含まれる地図データの部分をある所定のパーセルサイズに近づけるように、前記稠密エリア内の地理的特色を表す地図データを複数のパーセルに細分するステップと、
   各パーセル内に含まれる地図データの部分をある所定のパーセルサイズに近づけるように、前記稠密エリアを表す地図データより小さい地図データを複数のパーセルに細分するステップと、
   前記各パーセル内の地図データを一緒に前記物理的記憶媒体上に配置するステップと、
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記稠密エリアは、大都市エリアであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. 前記パーセル内に含まれる地図データの部分は、ある所定の最小パーセルサイズを超え、且つある所定の最大パーセルサイズより小さいことを特徴とする請求項１に記載の方法。
4. 前記パーセルは、矩形形状を有していることを特徴とする請求項１に記載の方法。
5. 前記各パーセルは、ある所定の最大値より小さいアスペクト比を有していることを特徴とする請求項４に記載の方法。
6. 前記稠密エリアは複数のパーセルの１つによって取り囲まれた地理領域内に位置し、前記稠密エリア内の地理的特色を表す地図データは前記パーセル内に含まれる地図データの部分から除外されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
7. 前記領域を表す地図データをタイルの格子に編成するステップを更に含み、各タイルは格子境界線によって限定される地理エリアを取り囲んでいることを特徴とする請求項１に記載の方法。
8. 前記稠密エリアより小さい地図データを細分するステップは、前記格子境界線に沿って遂行されることを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記タイルは、固定されたサイズを有していることを特徴とする請求項７に記載の方法。
10. 前記稠密エリアを識別するステップは、
    前記地図データをタイルの格子に編成するステップと、
    前記各タイル毎に、前記タイル内の地図データの量を推定するメトリック値を計算するステップと、
    ある最大メトリック値より大きいメトリック値を有する各タイルを、前記稠密エリアとして識別するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
11. 前記稠密エリアを複数のパーセルに細分するステップは、前記稠密エリア内の地理的特色を表す地図データをサブタイルの格子に編成するステップを含み、前記各サブタイルは格子境界線によって限定される地理エリアを取り囲み、前記稠密エリアをパーセルに細分するステップは前記格子境界線に沿って遂行されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
12. 前記稠密エリアをパーセルに細分するステップは、
    各行が第１の座標方向には第１の寸法の倍数に対応するサイズを有し、直角の座標方向には前記稠密エリアの領域を横切って延びるように、前記稠密エリア内の地理的特色を表す地図データを複数の分離した行に編成するステップと、
    前記各行内に含まれる地図データを、分離したパーセルに分離するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
13. 前記第１の寸法は、ナビゲーションシステムの表示画面上に表示することができる座標方向の最大変化に対応することを特徴とする請求項１２に記載の方法。
14. 前記物理的記憶媒体はＣＤ−ＲＯＭディスクであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
15. 前記物理的記憶媒体はＤＶＤ−ＲＯＭディスクであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
16. 前記物理的記憶媒体はハードディスクであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
17. 請求項１に記載の方法に従って形成された地図データベース製品。
18. 請求項１に記載の方法に従って編成された地図データを有するナビゲーションシステム。
19. ある領域内に位置する地理的特色を表す地図データを、物理的記憶媒体上に記憶させる方法であって、
    前記地図データをタイルの格子に編成するステップと、
    前記各タイル毎に、前記タイル内に含まれるデータの量を推定するメトリック値を計算するステップと、
    ある所定の最大メトリック値を超えるメトリック値を有する少なくとも１つの稠密タイルを識別するステップと、
    小面積パーセル内に含まれる地図データの部分をある所定のパーセルサイズにほぼ等しくするように、前記稠密タイル内に含まれる地図データから複数の小面積パーセルを形成するステップと、
    大面積パーセル内に含まれる地図データの部分を前記所定のパーセルサイズにほぼ等しくするように、前記稠密タイル内に含まれる地図データより小さい地図データから複数の大面積パーセルを形成るステップと、
    を含むことを特徴とする方法。
20. 前記タイルは、矩形形状を有していることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
21. 前記タイルは、固定されたサイズを有していることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
22. 前記大面積パーセルは、少なくとも１つのタイルからなることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
23. 前記大面積パーセルは、前記タイルの矩形グルーピングからなることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
24. 前記稠密タイルは前記大面積パーセルの１つによって取り囲まれた地理エリア内に位置し、前記稠密タイル内に含まれる地図データは前記大面積パーセル内に含まれる地図データの部分から除外されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
25. 前記小面積パーセルを形成するステップは、前記稠密タイルの地図マップをサブタイルの格子に編成するステップを含み、前記各サブタイルはサブタイル格子境界線によって限定される地理エリアを取り囲み、前記稠密タイルをパーセルに細分するステップは前記サブタイル格子境界線に沿って遂行されることを特徴とする請求項１９に記載の方法。
26. 前記小面積パーセルは、前記サブタイルの矩形グルーピングからなることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
27. 前記小面積パーセルを形成するステップは、
    各行が第１の座標方向には第１の寸法の倍数に対応するサイズを有し、直角の座標方向には前記稠密タイルの領域を横切って延びるように、前記稠密タイル内の地図データを複数の分離した行に編成するステップと、
    前記各行内に含まれる地図データを、分離した小面積パーセルに分離するステップと、
    を含むことを特徴とする請求項１９に記載の方法。
28. 地図データベースであって、
    ある領域内に位置する地理的特色を表す地図データを含み、
    前記地図データは、複数の大面積パーセル及び複数の小面積パーセルに空間的に編成され、前記大面積パーセル内に含まれる地図データの部分は、前記小面積パーセル内に含まれる地図データの部分にほぼ等しく、
    前記各大面積パーセルは矩形形状を有し、前記各大面積パーセルは第１の座標方向には均一な第１の大きい寸法の倍数に対応する地理的サイズを有し、直角な座標方向には均一な第２の大きい寸法の倍数に対応する地理的サイズを有し、
    前記各小面積パーセルは矩形形状を有し、前記各小面積パーセルは第１の座標方向には均一な第１の小さい寸法の倍数に対応する地理的サイズを有し、直角な座標方向には均一な第２の小さい寸法の倍数に対応する地理的サイズを有し、前記均一な第１の小さい寸法は前記均一な第１の大きい寸法の分数であり、前記第２の小さい寸法は前記均一な第２の大きい寸法の分数である、
    ことを特徴とする地図データベース。

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