道路特征提取研究进展

道路信息不仅是一种重要的基础地理信息,而且可以作为提取其他地物目标的线索和参考系,从影像中提取道路是一个研究热点,具有很强的现实意义。首先阐述了道路提取的基本思想以及与道路提取有关的背景知识,然后介绍了国内外比较成熟的理论与技术,最后总结并展望了道路提取的发展趋势。     

采用道路骨架线stroke的复杂道路匹配方法

同名道路要素匹配是道路网数据增量更新的核心问题。大比例尺下道路网不再是简单的单线节点结构,存在大量的多层车道和复杂立交,难以直接利用现有的道路匹配算法。针对这一情况,提出一种采用道路骨架线stroke的复杂道路匹配方法。在匹配前,首先对大比例尺复杂道路数据进行结构特征识别,利用Delaunay三角网生成复杂道路骨架线stroke,并存储骨架线stroke与原始数据结构特征的映射关系;最后利用骨架线stroke与小比例尺道路数据进行层次匹配和类型匹配,并将这种匹配关系转换为实际匹配结果。实验结果表明,该方法能够较好地解决不同比例尺下的复杂道路网匹配。     

结合道路层次结构的道路网络重叠街区划分方法

重叠街区结构是道路网络重要的拓扑特征之一,有助于分析及理解道路之间的相互作用和交通功能的差异。提出一种结合道路网络层次结构,以路网非重叠街区结构为起点,划分路网重叠街区的方法。把路划作为道路基本单元,把对偶图作为路网的网络模型,先采用蚁群游走和局部优化算法挖掘道路网中的非重叠街区结构;再结合道路网络的层次结构进一步对道路网络的重叠街区进行划分。通过4种典型模式的道路网络实验,并根据目视、扩展模块度指标、连通效率指标对实验结果进行分析评价,本方法适用于挖掘不同模式下道路网络的重叠街区结构。     

道路信息提取方法综述

道路信息提取旨在使用相关数据和方法提取一条道路上的信息，如车道数量、中心线和边界线等。道路信息提取在交通规划和车辆导航等方面具有重要的应用价值。随着各种传感器设备的广泛应用，交通数据爆炸式增长，道路信息提取的方法也日新月异。本文结合近年来道路信息提取的研究进展，将道路信息提取方法按照数据来源分为基于影像视频数据、基于高密度点云数据和基于浮动车轨迹数据3类，并分别深入论述了这3类方法的主要实现算法，对这些算法模型进行了对比分析，最后探讨了现有道路信息提取方法在未来的研究趋势和面临的挑战。     

基于道路绿地特征的遥感影像道路信息提取方法研究

针对高空间分辨率卫星遥感图像上道路绿地的特点,提出一种基于道路绿地形状和空间分布特征识别道路边线和中心线的方法。在基于NDVI提取绿地信息的基础上,根据道路绿地的形状特征(细长),采用面积、主轴方向、紧致度、矩形度和长宽比等形状指数,区分道路绿地与其他绿地;根据道路绿地之间以及道路绿地和道路之间的空间关系特征,同时通过生成已知道路绿地区域的缓冲区,分隔那些与非道路绿地连成一片的道路绿地;最后,根据道路绿地的方向和距离特征提取出道路边线和中心线。     

智能道路检测系统

阐述了一种智能道路检测系统,该系统以中型客车为载体,集成多种高精度传感器,实现自动检测路面破损、车辙、平整度等各项道路指标的功能.     

排水管线点和道路曲率协同下的道路表面模型获取

由于数据保密管理及共享机制不完善,城市水务部门用于降雨径流模拟的道路地形数据精度低,模拟精准度不高,进而降低了对城市内涝空间分布准确性的预判和防御。而城市水务部门因业务需要获取的排水管线及管线点数据,不仅反映了排水管线与城市道路的关系,而且管线点数据中的高程信息也反映了道路的起伏态势。据此本文首先基于排水管线点的高程信息,以及协同管线点所在道路的边线曲率所反映的道路横断面特征,通过模型内插获取道路表面特征点;然后根据管线点和内插特征点获取道路表面模型;最后利用武汉市实际道路上的排水管线点和道路边线数据验证该方法的可行性。     

道路定线技术在北京市规划道路数据管理系统建设中的应用

为缩短规划道路数据的更新周期,提高数据质量,实现数据共享,设计开发了北京市规划道路数据管理系统.研究了规划道路中线条件编号表的设计以及规划道路中线点属性表中曲线标识、曲线位置、非正常曲线标识设置情况;实现了曲线元素计算、派生红线图形编辑和规划道路中线图形输出.系统通过了专家鉴定,并被北京市测绘设计研究院等多家单位使用,实际应用证明,本系统设计合理,达到了预期目的,产生了良好的社会经济效益.     

基于移动道路测量系统的数字道路采集外业生产研究

叙述了2005年哈尔滨测区数字道路采集外业生产,对移动道路测量系统的外业生产进行了系统的分析,从中获得对该技术的有益经验.     

美国的道路图

美国的道路图不同于一般地图,它是专门为驾车出游者设计的。大部分美国道路图涵盖了美国本土50个州和邻国加拿大、墨西哥。尽管与欧洲相比,仅英国就有20家道路图出版公司,美国才有6家,但其质量绝对是一流的。     

顾及路网结构保持的城镇居民地自动综合

以往居民地自动综合的研究多集中于建筑物的多边形化简,较少考虑到其与街区、道路网的联系。提出了顾及路网结构保持的城镇居民地自动综合模型,此模型包含道路选取和街区内部结构概括两方面。前者基于网眼密度并结合路划功能选取道路数据,用于街区合并;后者则主要涉及建筑物多边形化简,通过改进矩形差分组合方法,在原有面积阈值的基础上添加距离阈值,并提供新的分层化简思路。以1:1万地图数据到1:5万比例尺的自动综合实验验证了本文算法的可行性和有效性。     

河网汇水区域的层次化剖分与地图综合

对于具有网络状结构的河系数据的综合化简,判断河流分支在河网中的重要性需要考虑三个层次的结构信息:全局范围内的空间分布模式;局域环境下的分布密度;单条河流的几何特征。为提取这些结构化信息,本文基于网络分析运用Delaunay三角网模型建立了各级河流分支汇水区域的层次化剖分模型,其基本思想是将汇水区域划定当作“空间竞争”问题来求解,运用类似于Voronoi图的空间等剖分几何构造表达“袭水”过程,在各支流子系统内部及其环境之间通过Delaunay三角网骨架线确定汇水区域的分水岭。基于该层次剖分模型可计算河流分布密度、相邻河流间距、汇水范围及层次关系,进而推算出河系网中每一条河流的重要性系数,实现不同尺度下河流的综合选取。     

顾及结构和几何特征的道路自动选取方法

提出了一种顾及结构和几何特征的道路网自动选取方法。综合考虑道路的度中心性、集聚系数和路划的几何长度等道路选取影响因素,提出一种道路重要性评价方法。实验结果表明,本文方法能够很好地保持选取道路网的整体与局部结构、拓扑结构以及路网连通性。基于该方法,由大比例尺地图选取出的小比例尺地图与相应标准比例尺地图保持较高的一致性,表明该方法是稳定可靠的。     

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。     

支持地图综合的面状目标约束Delaunay三角网剖分

针对多边形面状目标的综合问题,建立了二维空间中约束Ｄｅｌａｕｎａｙ三角网剖分结构,融入多边形的环、岛屿、边界、顶点的描述,通过形式化条件检索,在该结构上提取二维空间中各种感兴趣的由剖分三角形组成的区域,用于支持地图综合中邻近多边形的搜索、多边形弯曲部位的识别、冲突关系探测、多边形合并等操作。并对基于骨架线的图结构建立、分枝宽度计算等几何问题进行了详细讨论,指出了其在诸如双线河中轴化、街道中轴线网络模型建立、多边形合并中的邻近关系分析、面状目标注记自动定位领域的支持作用。     

基于拓扑相似性的道路网综合模型

针对道路网综合时须保持道路网眼空间分布特征这一基本要求,在讨论道路网眼拓扑形式化描述的基础上提出了一种基于拓扑相似性的道路网综合模型。该模型通过制定道路网拓扑相似性评价指标来进行道路网综合方案选择,同时针对拓扑相似性相同的不同道路删除方案,进一步提出了利用道路形状加以评价的方法。结果表明,该模型原理正确,无论对于保持道路网眼空间分布还是形状特征都具有很好的效果。     

利用骨架线端点匹配进行面状要素渐变变换

面向空间数据连续地图综合问题,提出了一种基于骨架线端点匹配的面状要素渐变方法,通过在两个关键表达之间进行尺度内插,实时、动态地派生任意中间比例尺地图数据。首先,对面状要素在大小比例尺下的两重表达分别进行约束Delaunay三角网剖分并提取各自的骨架线特征;然后,使用最优子序双射优化技术对骨架端点进行匹配获得多边形边界上相对应的特征点序列;最后,在剖分边界的基础上进行分段常规线性内插,获得面状要素介于始末尺度之间的多尺度表达。实验结果表明,该算法充分顾及了空间数据弯曲结构特征,对于光滑边界面状要素的渐变变换具有良好的渐变效果,可用于空间数据的连续地图综合和多尺度表达。     

基于遗传算法的道路网综合模型

提出了一种基于遗传算法的道路网综合模型。实验表明，该模型在保持道路网的空间分布性和实用性方面具有庭好的效果。     

结合尺度空间的面向对象高分辨率影像城市道路提取

基于遥感影像的城市道路提取对于城市建设、规划和地图更新等有重要意义。针对高分辨率遥感影像城市道路网的复杂性,结合尺度空间思想提出一种面向对象的城市道路自动提取算法。在此基础上,使用Canny算子获取像元簇梯度图,并进行标记分水岭分割得到区域对象;建立城市道路与几何、光谱特征相关的道路规则,从分割结果中筛选出道路区域对象;使用形态学方法提取道路区域的骨架,并对骨架进行连接、光滑等后处理,最后输出道路网提取结果。实验结果表明,该方法用于复杂城市道路的高精度自动提取,对城市道路网更新有一定参考意义。     

基于城市形态学原理的面状地物层次索引方法

城市形态取决于城市规模、地形、城市用地功能组织和道路网结构等因素,其基础骨架是交通轴线和水系轴线。本文基于城市形态学基本原理,依据道路、水系等自然要素将地图空间划分为Enclave、Block、Superblock和Neighbourhood四个层次,在此基础之上,提出了一种新的GIS空间层次索引方法,并扩展了现有空间索引分类框架。不难发现,基于自然网格的空间划分方式不仅符合人的认知,同时有效地避免了地物跨网格分布的情况,通过实验证明索引记录的冗余对查询速度具有直接而显著的影响。