10m级分辨率卫星影像道路语义模型研究

道路模型是遥感影像自动/半自动道路提取中重点研究的内容。本文首先介绍了传统的影像道路模型并指出其中不足,从语义的角度阐述了建立道路语义模型的必要性,概述了10m级分辨率卫星遥感影像道路的表现特征,分析了遥感影像道路提取涉及的各层次语义信息,建立了面向10m级分辨率卫星遥感影像的道路语义模型,详细阐述了语义模型的实现过程。将语义模型应用于笔者开发的遥感影像道路提取系统,通过新疆阿图什Spot5多光谱遥感影像道路提取试验,验证了道路语义模型的有效合理性。     

基于邻近图的道路网络特征分析

基于邻近图理论针对北京道路网络数据并结合道路网络特征参数进行了试验分析,进而研究了北京道路网络特征。结果表明,相关邻近图能较好地反映北京道路网络特征,基于邻近图分析道路网络特征为道路网络分析提供了理论支撑。     

道路要素表达空间数据模型和可视化

文章将道路要素按点状、线状和面状道路要素进行分类,建立了基于线性参照的道路要素表达数据模型;设计了基于制图表达的道路要素可视化流程,对道路要素采用道路网络的线性参照系统进行动态分段,并创建制图表达规则,实现道路要素的可视化表达;最后通过基于高分辨率影像提取道路要素数据进行可视化表达的应用示例展示可视化效果.     

POI辅助下的道路选取

针对已有的道路选取方法主要考虑道路的几何和拓扑信息,而未考虑道路邻接的设施点对道路的重要性影响,该文利用POI数据,提出一种顾及道路的几何、拓扑和邻接设施点信息的道路选取方法.该方法借助德尔菲法为不同类型POI打分构建道路上下文特征指标,将其与描述道路结构特征的指标整合求得道路重要性值,进而按照方根模型选取排名在前的道路组成选取后的路网.实验结果表明本文方法选取的路网在保持了原始路网的整体结构、密度分布及连通性的同时,较好地顾及了道路上下文设施对道路重要性的影响.     

用道路实景增强门户网站中地理信息的可视性

为了满足不会或者不能熟练使用地图的用户需求,本文提出用道路实景来增强地理信息的可视性。设计并实现了道路实景获取系统,用于道路实景数据的自动采集。通过建立道路实景数据的索引和道路实景数据与地理信息的级联查询方法,解决了道路实景数据发布的两项关键技术。最后本文对用道路实景在门户网站中增强地理信息的可视性应用前景进行了展望。     

城市道路重要性评价方法的综合分析

针对城市道路重要性评价这一基础性问题,以复杂网络理论为基础,从道路重要性评价中道路的基本形式、道路网络的表达、道路重要性评价的指标体系及道路重要性的评价模型几个方面,对目前道路重要性评价的主要方法进行了综合研究,并对其中存在的问题进行了分析。最后,结合现有方法存在的问题,以及当前的科技进步带来的发展变化,对道路重要性评价方法研究需要深入的方向进行了探讨。     

基于链码优化的SAR影像城市道路网络提取

针对传统的基于局部比率的道路提取算子存在道路展宽与定位精确性差的缺点,通过加入一个修剪窗口进行改进,有助于去除河流、树木等的影响,且得到了细化和定位更加准确的道路图谱.首次将链码用于道路连接表示,定义了链码能量网络,并将道路的先验知识引入,然后在对模拟道路图像线段连接概率分析的基础上得到了链码优化算法.由于该方法采用了分线运算,每次迭代不需要搜索整个道路片段,提高了运算效率.最后将该算法应用于真实SAR影像巾道路网络的提取,证明了它的有效性.     

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。     

顾及双线道路特征的变化信息提取方法

在城市双线道路数据更新的需求下,通过分析已有要素匹配方法,提出了一种顾及双线道路特征的单、双线道路匹配方法,用于提取城市双线道路增量更新中的变化信息。为保证双线道路的整体性,将双线道路多边形作为匹配对象,通过分析旧单线道路与多边形的方向、长度以及位置关系设计了单、双线道路匹配综合指标计算模型;然后,根据匹配综合指标确定单、双线道路匹配关系并提取变化信息。实验结果表明,该方法能够较好地满足双线道路更新中变化信息提取的要求,具有一定的实用性。     

面向道路积水动态可视化的多源数据集成方法

随着城市化进程的不断加快及暴雨等极端天气的时有发生,道路积水问题愈发严重,影响了市民的出行和城市正常运行,因此有必要对道路积水信息进行动态可视化,而数据的集成与管理是从多源数据到道路积水信息的关键一环。为了更加直接有效地表达道路积水信息,提出了面向城市内涝动态预警可视化的多源时空数据集成与管理方法,构建了道路积水时空数据模型,探讨了积水数据与道路数据的匹配方法,并设计了面向道路积水动态预警的原型系统,实现了道路积水深度的提取与发布。以南京市主城区某区域对该方法进行了实验案例分析,实验结果表明,提出的数据集成与管理方法在进行道路积水可视化时具有一定的可行性。     

基于STL的A*路径规划算法设计与实验

以图论作为理论基础分析道路网络数据,采用C 标准模板库(STL),针对道路网络的特征,分析设计了A*路径规划算法并给出实例。     

基于蚁群算法在实际动态路网中搜索最佳路径的应用

最佳路径是实际动态路网中备受关注的话题之一,为了提高出行的效率、缓解交通拥堵的状况,本文对动态路网进行分析研究。通过分析实际动态路网的可通行性及影响因素,针对在理论研究中未结合实际路网中的影响因素而得出的最佳路线不符实际路线中的最优情况,在蚁群算法的基础上,结合实际路况,笔者对其进行改进,该算法可实现计算出一条从起始点到终点的最佳路径,并在Visual Studio 2010中用C#语言设计并验证了该算法,证明了它的正确性和有效性。     

嵌入式GIS中最优路径规划算法研究与实现

针对现有大区域范围路径规划算法存在的一些问题,提出一种多比例尺最优路径规划算法。该算法在进行路径规划时,在小区域范围内根据道路的属性信息对路网进行分层,在大区域范围内根据多比例尺信息对路网进行分级,在每级或每层内采用基于弧段的改进型A*算法。从实例分析可以看出,该算法能较好满足车载导航系统的需求。     

多级道路网的最优路径算法研究

针对大区域道路网的最优路径问题．分析了现有算法的不足．提出了采用金字塔似的多级道路网数据模型解决大数据量的网络分析问题．论述了多级道路网的数据模型构建以及多级道路网的最优路径算法。从实例分析可以看出，该模型及算法在处理大区域道路网最优路径分析上是可行的.     

车辆导航系统中最短路径计算的数据模型

在自主车辆导航系统中如何实现符合现实状况的大范围的最短路径查询，对道路等级、道路通行条件、转弯规制等限制进行抽象，建立了模拟现实道路网络的交通仿真模型：对于大数据量交通网(全国范围)的路径计算，提出按道路等级分层建立拓扑网和分区域建立区域小型拓扑网的解决方案。     

改进蚁群算法支持下的交通流量分配

灾后城市交通运输能力下降，原有的流量分配方案不再适用。为保障正常的经济社会活动，本文提出了一种基于改进蚁群算法的交通流量分配方法。首先评估路网通行能力影响因素并建立道路质量评价体系，利用路段质量改进蚁群算法中的启发式因子；然后为扩大蚁群搜索范围加入随机节点并改进信息素的更新机制；最后应用改进算法对城市交通总量进行分批分配并得到流量分配图。结果表明，改进算法综合考虑了出行距离和道路质量，较改进前更符合交通流量分配要求，具有较好的路径寻优性，可为灾后救援工作和灾后路网交通分配决策提供建议和支持。     

满足实时导航应用的路径规划算法研究

主要针对当前嵌入式导航应用中路径规划计算存在的问题,设计了一种满足实时导航应用基于转换路网的分层搜索A*算法。该算法对于大区域的路径规划采用分层搜索策略,路径计算时采用能够处理交叉口转向限制和结点权重,并且占用存储空间小,搜索速度快的基于转换路网的二次搜索A*算法。通过实际的应用表明,算法在计算速度、路径合理性等方面可以满足实时导航应用的技术需求。     

城市路网交通状态的改进Kriging估计方法

在非线性降维算法Isomap的基础上进行了改进,提出了一种基于度量多维标定法的空间变换方法。将原始网络空间中的路网距离转换为新欧氏空间中的近似路网距离,并在此距离度量基础上实现Kriging方法。通过对南昌市真实数据进行交通状态估计的实验发现,该方法比现有的基于欧氏距离度量的Kriging方法具有更高的估计精度,能够有效地解决交通领域中大规模路网交通运行状态监控的问题。     

基于A*算法的路网数据组织

路网的数据组织是路径规划算法设计的基础。采用C++标准模板库实现基于A*算法的路网数据组织,着重从路网的拓扑结构、空间索引、A*算法数据结构、分层和分网格组织几方面来讨论。最后给出实例证明其有效性。     

基于GIS的青岛市中心城区道路网络可达性研究

针对青岛市中心城区交通网络建设不完善的问题,研究了该区域路网的综合可达性,并提出了相应的解决方案。基于GIS平台,建立了青岛市中心城区路网模型;选取最小阻抗(时间和距离)、交叉口服务指数、路网密度和路网连通度作为关键评价指标,分别从路网距离关系、路网结构合理性、路网密度和路网发育程度4个方面分析了该区域的路网可达性;在此基础上,建立了青岛市中心城区路网综合评价模型。研究结果表明,该区域的路网以多中心多圈层形式分布,整体可达性良好;西南区域路网密度低,南部外围区域机动性差,南部地区可达性较差,应不断加强该地区的基础设施与路网建设。