一种基于核距离的车辆轨迹点聚类方法

基于聚类算法进行车辆轨迹点信息提取与挖掘,在高精度车道信息提取与更新、道路拥堵时空分析与治理、用户出行线路规划与推荐等应用中具有重要意义。针对现有聚类算法的不足,提出基于核距离的车辆轨迹点聚类方法。首先给出车辆轨迹点的定义,分析车辆轨迹的几何特征和轨迹聚类的要求,然后基于核函数的概念,推导核距离的计算过程,提出核距离密度聚类算法,重定义密度聚类算法中核邻域、核心对象等概念,最后以郑州市出租车轨迹数据进行验证。实验表明,聚类算法在减少参数数量、结果沿道路中心线对称分布、降低计算时间、提取长类簇等方面具有显著优势,可以有效地实现有向轨迹点的聚类。     

一种基于约束的最短路径低频浮动车数据地图匹配算法

针对精度差、频率低的浮动车数据特点,给出了空间和拓扑约束下的最短路径浮动车数据地图匹配算法,基于不同采样频率的匹配结果证明算法准确度高。基于武汉市浮动车数据的匹配结果表明,算法具有高可靠性,可以用于浮动车数据的交通信息提取与特征挖掘。     

改进型算法的高分辨率遥感影像道路灾害信息提取

对灾后道路受灾信息获取,分析其交通通行能力,是救灾关键之一。本文针对传统高分辨率遥感影像道路信息提取方法效率低的问题,在面向对象算法基础上,提出了一种改进型的矢量与影像叠加的算法,对灾害道路进行信息提取。试验结果表明,该算法提高了灾害道路信息提取的效率与精度。     

道路连通性信息自动提取算法研究

道路连通性信息是指与道路相交的其他路段的信息,是专题道路交通信息的重要组成部分,良好的连通性信息能够为经济建设、城市规划、环境保护提供有效的数据服务。文章提出了基于基础地理信息数据的道路连通性信息自动提取算法,并将其应用在专题交通信息道路连通性信息提取之中,取得了较好的效果。     

OSM辅助车载LiDAR点云三维道路边界精细提取

道路边界精确提取建模是城市道路管理、智能交通规划和高精度地图制作等领域的重要课题之一。本文提出了一种基于车载激光雷达点云数据和开源街道地图(OSM)的三维道路边界精确提取方法。首先,针对原始车载LiDAR点云数据应用布料模拟滤波分离地面点,再结合相对高程分析获取道路边界点候选数据集。然后,应用OSM矢量道路网数据的节点辅助道路边界点候选点集进行分段。最后,在各分段点云数据集中基于随机抽样一致性算法获得三维道路边界点集。通过直道、弯道及高密度复杂场景3种不同类型的城区道路边界路段分类提取试验。结果表明,利用该方法进行道路边界提取的准确率和召回率分别达96.12%和95.17%,F1值达92.11%,本文方法可用于高精度道路边界的三维精细提取与矢量化,进而为智能交通与无人驾驶导航提供支撑。     

Sentinel-2影像多特征优选的黄河三角洲湿地信息提取

以北方典型河口湿地—黄河三角洲湿地为研究区,采用在特征选择和分类提取等方面具有明显优势的随机森林算法,对研究区内的湿地信息进行提取。首先基于多时相、光谱信息丰富的Sentinel-2数据生成4类不同的特征变量,包括光谱特征、植被指数和水体指数、红边指数、纹理特征;再根据以上特征构建6种不同的提取方案,对黄河三角洲湿地信息进行提取并验证不同方案的提取精度,旨在选择最佳方案改善湿地信息提取的效果。结果表明:(1)有效地使用多种特征变量是提高湿地信息提取的关键,就不同特征对湿地信息提取的贡献率而言,红边指数植被指数和水体指数光谱特征纹理特征;(2)基于随机森林算法优选的特征变量提取效果最佳,总体精度高达90.93%,Kappa系数为0.90,表明随机森林算法可以有效地进行特征选择,在特征变量数据挖掘的同时,仍能保证湿地信息提取的精度,提高运行效率。本研究为湿地信息提取在数据源选择、特征选择和方法选择方面提供了一种新思路、方法和技术手段。     

出租车载客热点精细提取的改进DBSCAN算法

随着城市化水平的提高和居民公共交通出行的需求增长,要求有更精细化的聚类方法提取出租车载客的热点区域。针对基于密度聚类在出租车数据聚类中存在的问题,设计一种基于路网约束的改进DBSCAN算法。该算法通过将行程距离引入DBSCAN算法中,改进原有DBSCAN算法在出租车数据聚类中存在的精细尺度聚类参数选择和设置困难问题,弥补现有聚类算法在出租车载客热点区域提取方面的不足。利用武汉市出租车GPS轨迹数据进行的实验结果表明,在加入道路约束后,算法在出租车载客热点区域的精确提取方面具有较好的效果。     

低频轨迹数据的多时相增量式道路提取方法

针对目前利用低频时空轨迹数据进行道路提取与更新,难以同时满足提取精度和算法效率要求的问题,该文提出一种基于低频轨迹数据的多时相增量式道路提取方法。首先,将原始轨迹数据分割为多个时相轨迹序列,并利用栅格化法得到多个时相的初始道路中心线;接着,采用吸引力模型纠正初始道路中心线的位置偏差,再通过k-segment主曲线算法拟合得到最终道路中心线,构建道路骨架地图;最后,统计与道路中心线关联的轨迹位置与方向信息,进一步挖掘道路宽度与单双向通行规则等交通语义信息,丰富道路骨架地图。实验结果表明,基于多时相轨迹分别提取与增量融合的方式,可有效发现道路网的时空变化规律,获得较高的道路检测概率与信息提取准确率,同时避免对全时段轨迹直接处理的复杂运算量。     

出租车轨迹数据的频繁轨迹识别

为识别城市交通中的频繁路径,本文提出了一种出租车轨迹数据的频繁轨迹识别方法。该方法首先对轨迹数据进行轨迹压缩,以降低计算复杂度;然后基于最长公共子序列和动态时间规整算法进行轨迹相似性度量计算,利用计算得到的轨迹间相似度生成距离矩阵;最后将生成的距离矩阵结合HDBSCAN算法进行聚类得到频繁轨迹。选取厦门岛内两个区域进行试验分析,结果表明,该方法能够识别出轨迹数据集中的频繁轨迹,进而得到城市区域之间通行的频繁路径,对道路规划、路径优化与推荐、交通治理等应用提供帮助。     

基于车载激光扫描的城市道路提取方法

针对利用车载激光扫描数据进行道路信息提取的问题,通过分析城市环境中道路与邻近区域点云的高程差异,结合区域生长等图像处理算法,提出了一种城市道路提取方法。该方法算法简单,无需其他辅助数据,利用立得公司提供的两份点云数据进行试验,道路提取结果的正确性、完整性、提取质量都超过97%,对于无固定宽度道路、曲线道路等的适应情况也较好。     

光学遥感影像道路提取的方法综述

道路信息在多个应用领域中发挥着基础性的作用。光学遥感影像能够以较高的空间分辨率对目标地物进行精细化解译，可大幅增强地物目标的提取能力。充分利用光学遥感影像丰富的几何纹理信息，进行道路的精确提取，已成为当前遥感学界研究的热点与前沿问题。鉴于此，本文依据近年来大量相关文献，对现有的理论与方法进行了归类与总结，通过分析不同方法采用的道路特征组合，将道路提取方法划分为模板匹配、知识驱动、面向对象和深度学习4类方法，简要介绍了道路提取普适性的评价指标并对部分方法进行了分析与评价；最后对现有光学遥感影像道路提取的发展提出了建议和展望。     

车辆轨迹数据的道路学习提取法

车辆轨迹数据的道路信息提取是地理信息领域的热点也是难点之一,深度学习的快速发展为该问题的解决提供了一种思路与方法。本文针对车辆轨迹数据的车行道级道路提取问题,引入深度学习领域的生成式对抗网络,利用残差网络构建深层网络和多尺度感受野感知轨迹数据不同细节特征,构建了基于条件生成式对抗网络的轨迹方向约束下车行道级道路提取模型。首先提出了朝向-颜色映射栅格化转换方法,实现轨迹朝向信息向HSV颜色空间的转换;然后利用样本数据学习模型参数;最后将训练模型应用到郑州、成都、南京3个试验区域提取车行道级道路数据。试验结果表明,本文方法能够有效地提取完整的车行道级道路数据。     

基于地理国情普查高分辨率遥感影像的道路提取方法研究

在地理国情普查中,道路作为地表覆盖数据的重--素,其提取方法与技术流程成为众多作业单位研究的重点,本文结合作者在地理国情普查中地表覆盖道路提取的经验,对道路的提取方法进行了归纳及总结,并提出了适用于地理国情普查任务中道路提取的方法。希望本文对日后的地理国情普查任务有所帮助。     

基于几何规则的车载近景立体影像道路交通标线自动提取

道路交通标线信息是道路导航地图中必不可少的数据，对于制作精度更高、道路细节信息更加丰富清晰的高精度导航地图具有重要的作用。本文以车载近景立体影像中的道路交通标线信息自动提取为研究目标，针对道路交通标线快速、精确采集的应用需求，提出了基于几何规则的车载近景立体影像道路交通标线自动提取方法。该方法首先分析了道路交通标线的几何特征；其次，构建了基于几何特征的交通标线信息提取规则；最后，以标线种子点为基础，结合前述规则，实现了道路交通标线三维空间信息的自动采集。以南京师范大学的车载移动测量系统拍摄的实际近景立体影像为数据进行了试验，试验结果证明，本文方法相比传统人机交互采集方法，在交通标线特征点采集效率、标线几何相似度等方面有较大的优势，可为高精度导航地图的生产提供一种可借鉴的技术支撑。     

矢量数据辅助的高分辨率遥感影像道路自动提取

高分辨率遥感影像上细节信息繁杂、干扰物普遍存在,对其进行自动化道路识别与提取的相关研究仍处在探索阶段。在道路提取过程中引入矢量数据辅助,可解决初始信息获取的困难,得到可靠性较强的训练样本。为此,提出一种矢量数据辅助下的道路提取方法,能够筛选出矢量数据中包含的有效信息,引导实现对高分辨率遥感影像的道路自动提取。利用Mean-shift滤波对图像进行预处理后,首先从矢量数据获取候选种子点,并通过提炼同质区域的形状特征剔除错误候选点;然后,自动获取负样本点以进行朴素贝叶斯分类,并采用邻域质心投票算法从分类影像提取道路中心线;最后,结合像素跟踪与方向判断矢量化道路中心线,并提出一种基于矢量几何分析的断线连接与毛刺剔除方法,对提取结果进行信息修复与规整、优化。实验结果显示,该算法的提取质量达到80%以上,且具备较强的稳健性,能够适应具有不同道路辐射和分布特征的高分辨率遥感影像。     

结合轨迹数据的混合多特征道路网选取方法

道路网选取是制图综合的重要内容,针对现有方法仅考虑道路网静态特征等问题,提出了一种结合轨迹数据的混合多特征选取方法。首先以stroke为基本选取单元,构建对偶图来描述路网的结构关系,采用长度、连通度、接近度和中介度等指标对道路的静态特征进行评价;然后结合轨迹数据特点,采用车流量、车辆速度和道路交叉口附近的车辆密度等指标对道路的动态特征进行评价;最后利用基于相互关系准则的标准重要性方法计算得到各指标的权值及各道路的综合重要性值。同时引入线Voronoi图对道路进行划分,得到道路的密度特征值,并将其作为道路网选取的约束指标。实验结果表明,所提方法能够保持道路的整体结构,同时顾及道路的连通性和密度分布,而且结合了轨迹数据的动态交通特性,选取结果符合实际情况,具有一定的实用性。     

Using mobile laser scanning data for automated extraction of road markings

A mobile laser scanning (MLS) system allows direct collection of accurate 3D point information in unprecedented detail at highway speeds and at less than traditional survey costs, which serves the fast growing demands of transportation-related road surveying including road surface geometry and road environment. As one type of road feature in traffic management systems, road markings on paved roadways have important functions in providing guidance and information to drivers and pedestrians. This paper presents a stepwise procedure to recognize road markings from MLS point clouds. To improve computational efficiency, we first propose a curb-based method for road surface extraction. This method first partitions the raw MLS data into a set of profiles according to vehicle trajectory data, and then extracts small height jumps caused by curbs in the profiles via slope and elevation-difference thresholds. Next, points belonging to the extracted road surface are interpolated into a geo-referenced intensity image using an extended inverse-distance-weighted (IDW) approach. Finally, we dynamically segment the geo-referenced intensity image into road-marking candidates with multiple thresholds that correspond to different ranges determined by point-density appropriate normality. A morphological closing operation with a linear structuring element is finally used to refine the road-marking candidates by removing noise and improving completeness. This road-marking extraction algorithm is comprehensively discussed in the analysis of parameter sensitivity and overall performance. An experimental study performed on a set of road markings with ground-truth shows that the proposed algorithm provides a promising solution to the road-marking extraction from MLS data.     

车辆轨迹数据提取道路交叉口特征的决策树模型

众源车辆轨迹数据隐含最新的道路分布信息,研究利用轨迹数据提取道路特征有益于基础路网数据的快速建库与更新。道路网由交叉口和连接交叉口的道路线构成,其中交叉口特征识别是整个道路网生成的关键。由于缺乏精细的交叉口识别模型,轨迹数据生成的道路网容易出现路口遗漏、结构失真等现象。针对这一问题,本文提出一种利用轨迹数据提取道路交叉口的方法。首先,分析车辆在交叉口与非交叉口区域移动轨迹几何形态及隐含动力学特征的变化情形;然后,利用决策树方法构建轨迹片段分类模型,并结合移动开窗式的轨迹线剖分模型建立交叉口区域变道轨迹片段提取方法;最后,依据Hausdorff距离对交叉口区域轨迹片段进行聚类,并提取中心线获得完整的道路交叉口结构。采用真实的车辆轨迹线作为测试数据,验证了本文提出方法的有效性。     

多特征约束的高分辨率光学遥感影像道路提取

针对复杂场景中的遥感影像道路提取问题,论文提出了一种多特征约束的影像道路提取方法,并开展了论文方法可行性论证。该方法首先,根据道路宽度的先验知识以及道路的几何特征,提出一种改进的线段二次提取模型,利用线段长度和道路宽度确定候选道路种子点集;其次,输入道路结构信息,基于道路辐射特征对候选道路种子点进行整体匹配评价;再次,当候选道路种子无法符合辐射特征要求时,提出一种浅色机动车检测模型,以此将浅色机动车结果作为道路上下文特征,利用道路上下文特征对候选道路种子点进行分析;然后,构建道路拓扑分析模型,依据道路拓扑特征对候选道路种子点进行最终验证;最后,对提取道路种子点进行优化处理,并提出道路跟踪及拟合方法。通过不同复杂场景、不同分辨率高分辨率遥感影像下开展的不同方法实验结果对比分析表明,相对于其他商用软件ECognition和Erdas的方法,本方法自动化程度更高,运行效率高,适用于解决道路类型多样化、几何光谱噪声大的复杂场景道路提取问题。     

基于LM算法的机载LiDAR全波形数据分解研究

全波形机载激光雷达系统采集的波形数据蕴含着丰富的地物信息,因此,这些地物信息的提取方法具有很大的研究价值。本文通过对全波形数据的去噪平滑以及LM参数优化算法实现了波形分解,并利用其结果生成的点云数据与系统点云数据进行对比,结合部分点云剖面图分析其给实际生产应用所带来的帮助,实验表明,本文所用方法可以有效地提高数据中地物信息的质量。