การจัดการฐานข้อมูลแผนที่ ระบบจัดเก็บข้อมูลเชิงพื้นที่เพื่อการนำทาง

ระบบจัดการฐานข้อมูลแผนที่เป็นซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาเพื่อจัดเก็บและเรียกใช้ข้อมูลเชิงพื้นที่ (Spatial Information) สำหรับแอปพลิเคชันการนำทาง ซึ่งถือเป็นรูปแบบหนึ่งของ ระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์ (Geographic Information System หรือ GIS) โดยมีการใช้งานอย่างแพร่หลายในการระบุตำแหน่งและการนำทาง โดยเฉพาะในอุตสาหกรรมยานยนต์ นอกจากนี้ยังมีบทบาทสำคัญในบริการที่อิงตามตำแหน่ง (Location-based services), ฟังก์ชันความปลอดภัยเชิงรุก และระบบช่วยเหลือผู้ขับขี่ขั้นสูง (Advanced Driver-assistance Systems)

เนื้อหาของฐานข้อมูลแผนที่

แผนที่ถูกจัดเก็บในรูปแบบของ กราฟ (Graphs) หรืออาเรย์สองมิติของวัตถุที่มีคุณลักษณะด้านตำแหน่งและหมวดหมู่ เช่น สวนสาธารณะ ถนน และเมือง

ฐานข้อมูลแผนที่แสดงเครือข่ายถนนพร้อมคุณลักษณะที่เกี่ยวข้อง โดยประกอบด้วยองค์ประกอบพื้นฐานดังนี้:

• โหนด (Nodes): แทนจุดตำแหน่งบนพื้นผิวโลก โดยใช้พิกัดลองจิจูด (Longitude) และละติจูด (Latitude)
• ลิงก์ (Links): แทนช่วงของถนนระหว่างสองโหนด อาจเป็นเส้นตรงหรือเส้นโค้งที่กำหนดโดยจุดรูปร่าง (Shape points)
• พื้นที่ (Areas): รูปทรงสองมิติที่แทนสถานที่ เช่น สวนสาธารณะ หรือเมือง โดยกำหนดด้วยขอบเขตที่เป็นรูปหลายเหลี่ยมปิด (Closed Polygon)

นอกจากนี้ ยังมีการเก็บข้อมูลอื่นๆ เช่น จุดที่น่าสนใจ (Points of Interest - POI), รูปร่างของอาคาร และเขตแดนทางการเมือง ซึ่งมาตรฐาน Geographic Data Files (GDF) เป็นคำอธิบายมาตรฐานสำหรับโมเดลลักษณะนี้

รูปแบบการแลกเปลี่ยนข้อมูล (Interchange Format)

ผู้ให้บริการแผนที่มักรวบรวมและส่งมอบข้อมูลในรูปแบบไฟล์ที่กำหนดไว้ชัดเจนเพื่อการแลกเปลี่ยนข้อมูล เช่น Standard Interchange Format (SIF) และ GDF โดยทั่วไปจะอยู่ในรูปแบบข้อความธรรมดา (ASCII) ซึ่งทำให้ง่ายต่อการแก้ไข เพิ่มเติม หรือลบข้อมูลด้วยโปรแกรมแก้ไขข้อความทั่วไป

อย่างไรก็ตาม รูปแบบการแลกเปลี่ยนข้อมูลนี้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานในขณะรันไทม์ (Runtime) ของหน่วยนำทาง เนื่องจากข้อมูลไม่ได้ถูกจัดระเบียบเพื่อการค้นหาที่รวดเร็ว และมีการทำซ้ำของข้อมูล เช่น ชื่อถนนและค่าพิกัด ดังนั้น ข้อมูลจึงต้องถูกแปลงเป็นรูปแบบไบนารี (Binary form) เพื่อประสิทธิภาพในการทำงาน

รูปแบบการทำงานขณะรันไทม์ (Run-time Format)

รูปแบบรันไทม์มักเป็นกรรมสิทธิ์เฉพาะของแต่ละบริษัท ทำให้แผนที่ไม่สามารถใช้งานข้ามระบบได้ จึงเกิดความริเริ่มที่เรียกว่า Navigation Data Standard (NDS) ซึ่งเป็นการรวมกลุ่มของผู้ผลิตรถยนต์และผู้จัดหาข้อมูลแผนที่ (เช่น TomTom, BMW, Volkswagen, Bosch) เพื่อสร้างมาตรฐานรูปแบบข้อมูลสำหรับระบบนำทางในรถยนต์

กระบวนการรวบรวมข้อมูล (Compilation process) เพื่อเปลี่ยนเป็นรูปแบบรันไทม์ประกอบด้วยขั้นตอนสำคัญ เช่น:

1. การตรวจสอบความสอดคล้องของเครือข่าย (Network Consistency)
2. การกำหนดรหัสระบุตัวตน (IDs) ให้กับทุกเอนทิตีอย่างเป็นระบบ
3. การสร้างดัชนี (Indices) หลายชุดเพื่อช่วยให้การค้นหาข้อมูลทำได้อย่างรวดเร็ว