面向指路标志系统的非平面交通路网模型

通过对道路要素进行分类的方法,以非平面路网数据模型为基础,提出交通路网概念模型及数据模型,对立体交叉口中各个跨线桥与匝道等非平面道路要素进行描述,正确表达道路之间的拓扑关系.通过建立结点-可达结点关系,并加载交通规则,建立面向城市道路指路标志系统的非平面交通路网数据模型.把该模型应用于广州市立交指路标志系统中,实现了立...     

一种面向对象的4层空间数据模型

针对“空间数据是否要建立拓扑关系并在数据库中显式地存储记录”一直是G IS领域争论的问题,给出了解决方案:融合拓扑关系数据模型和面向实体数据模型,进而在分析和总结现有数据模型的基础上提出了一种面向对象的4层空间数据模型。对模型作了4个层次划分:几何对象、基本和复杂要素、分层与分区以及多尺度表达。模型具有3个特点,即多尺度描述地理空间;能描述不同要素层、不同区之间的关系;用户可根据实际情况自定义要素层拓扑关系。最后给出了模型在自主开发的地理数据库管理平台Geoinfo中的应用情况。     

一种面向对象的4层空间数据模型

针对"空间数据是否要建立拓扑关系并在数据库中显式地存储记录"一直是GIS领域争论的问题,给出了解决方案:融合拓扑关系数据模型和面向实体数据模型,进而在分析和总结现有数据模型的基础上提出了一种面向对象的4层空间数据模型.对模型作了4个层次划分:几何对象、基本和复杂要素、分层与分区以及多尺度表达.模型具有3个特点,即多尺度描述地理空间;能描述不同要素层、不同区之间的关系;用户可根据实际情况自定义要素层拓扑关系.最后给出了模型在自主开发的地理数据库管理平台Geoinfo中的应用情况.     

面向导航的动态多尺度路网数据模型

导航应用需要动态多尺度路网数据的支持.描述交通特征的时空多尺度语义,利用象形符号扩展的UML表示法,设计适用于导航的动态多尺度路网数据模型.模型以车行道为拓扑数据建模的基本单元,以完整道路为几何数据建模的基本单元,实现路网拓扑/几何的分离与多尺度表达,以及交通状态、交通事件,统计行程时间等动态信息与路网的集成表达.试验表明,本文提出的模型为相应的数据结构设计与数据库实现奠定了良好的基础,能有效支持导航应用.     

嵌入式导航终端互补分级路网拓扑模型的研究及实现

路径分析是嵌入式导航终端的基本功能。在层次空间数据模型的基础上,本文提出了互补分级数据模型,将整个路网拓扑分为概括拓扑和辅助拓扑两级,并给出两级路网拓扑数据快速合并机制形成详细路网拓扑,使得嵌入式硬件平台上远距离路径分析效率更高。     

基于拓扑强度的城市道路网络层次表达

复杂网络理论是进行网络拓扑分析的一个重要工具。现有的研究大多是利用复杂网络理论研究城市道路网络的整体拓扑结构,从而难以衡量每条道路在维持整个路网拓扑连通性方面的能力。本文提出了一种道路网络拓扑强度层次表达模型。首先,研究城市道路网络中每条道路在维持路网拓扑连通性方面的重要程度,提出了一种定量描述指标,即拓扑强度;然后根据拓扑强度对道路网络进行层次表达;最后采用层次表达模型对长沙市道路网络进行实验分析,验证了该模型的合理性和有效性。     

三维地籍空间拓扑数据模型研究与实现

本文提出了一种适于表达三维地籍的空间拓扑数据模型,并分别在概念层次和实现层次给出了概念模型和逻辑模型。概念模型分为3层:要素层、几何层和拓扑层。要素层用于表述地籍管理对象,几何层用于描述实体的几何形态,拓扑层用于表达实体间的拓扑关系。在概念模型基础上,给出了对应的逻辑模型。实验结果表明:所提出的模型有效、可行。     

高精地图道路矢量化模型表达规则探讨

随着高精地图伴随自动驾驶技术出现，近些年来其生产技术日趋成熟。外业生产依托于三维激光扫描技术的广泛应用，高精度的基础数据的快速获取已实现。在高精地图内业生产端，其表现形式及表达规则由行业特定需求决定。高精地图的生产原理及应用大同小异，但无统一规则，使得高精地图的使用范围过小，不能一测多用。本文以道路要素的通用化表达为目的，分解出道路要素的道路模型、车道模型、地物模型，讨论各类模型的表达规则，以道路向量及车道向量及其拓扑关系建立表达粒度为车道级的路网关系。通过上述表达讨论使得高精地图的表达层次更加清晰，生产过程中依据性更强，统一规则表达的高精地图应用范围更广。     

居民地与道路之间拓扑关系一致性的模糊评价

在地图制图综合中必须保持不同尺度同一区域地图要素之间拓扑关系的一致性,但目前有关的一致性评价方面的研究较少,本文讨论了不同比例尺地图中居民地与道路之间拓扑关系一致性的模糊评价问题。从制图规则和视觉限制的角度,分析了多尺度地图表达中居民地与道路之间的应该保持拓扑关系的一致性的几项规则;基于模糊数学理论提出了制图综合中拓扑关系的一致性评价模型,并通过一个简单实例证明了该方法的可行性。     

基于路段重要度评价的道路网自动制图综合研究

道路网自动综合是GIS研究的重要基础理论问题。顾及道路重要性对路网制图综合的影响,采用基于对偶拓扑的复杂网络理论构建城市路网对偶拓扑模型,并基于该路网模型建立路段重要度评价方法,进而提出一种基于路段重要度评价的路网自动制图综合方法。实验表明,该方法能够有效地完成不同比例尺下路网的自动综合。     

运用Delaunay三角网提取OpenStreetMap主干道多边形

众源开放街道地图(OpenStreetMap,OSM)作为志愿者地理信息的典型代表,其数据质量制约了城市主干道提取。为此,引入约束Delaunay三角网,运用类似Voronoi图的空间等剖分几何构造表达道路线密度,通过线密度变化与三角形边长表征主干道形态特征,并集成两个指标构建主干道识别模型;类比林火蔓延扩展过程,提出了基于Delaunay三角网的OSM主干道多边形提取方法。运用5个城市的OSM数据进行实验,结果表明,该方法能有效提取主干道多边形,并且与OSM路网中的道路等级属性趋于一致。     

Road condition assessment by OBIA and feature selection techniques using very high-resolution WorldView-2 imagery

Accurate information on the conditions of road asphalt is necessary for economic development and transportation management. In this study, object-based image analysis (OBIA) rule-sets are proposed based on feature selection technique to extract road asphalt conditions (good and poor) using WorldView-2 (WV-2) satellite data. Different feature selection techniques, including support vector machine (SVM), random forest (RF) and chi-square (CHI) are evaluated to indicate the most effective algorithm to identify the best set of OBIA attributes (spatial, spectral, textural and colour). The chi-square algorithm outperformed SVM and RF techniques. The classification result based on CHI algorithm achieved an overall accuracy of 83.19% for the training image (first site). Furthermore, the proposed model was used to examine its performance in different areas; and it achieved accuracy levels of 83.44, 87.80 and 80.26% for the different selected areas. Therefore, the selected method can be potentially useful for detecting road conditions based on WV-2 images.     

城市道路网匹配的层次化面域剖分模型

针对道路网“节点-弧段”数据模型在道路网结构化表达方面存在的不足,本文基于stroke的基本原理,设计了基于道路等级划分的道路网层次化面域剖分模型,使道路网空间结构特征表达具备了层次化特征。基于道路重要性等级和与面域边界的连通关系,对面域内的道路进行了层次性划分。建立了由“整体-局部-对象本身”的道路网层次化表达模型。最后,基于该模型本文提出城市道路网匹配模型,从高等级道路到低等级道路,利用特征一致性评价模型选取匹配对象。通过试验结果分析,证明了本文方法适用于解决具有典型城市特征的道路匹配问题。     

车载激光点云道路边界提取的Snake方法

针对车载激光点云中道路边界提取困难,自动化程度低的问题,提出一种基于离散点Snake的车载激光点云道路边界提取方法。不同于传统基于图像建立Snake,本文直接基于离散点建立Snake模型。先利用伪轨迹点数据,确定初始轮廓位置,参数化不同类型的道路边界初始轮廓;然后基于离散点构建适合多类型道路边界的Snake模型,定义模型内部、外部和约束能量,通过能量函数最小化推动轮廓曲线移动到显著道路边界特征点处,实现不同道路边界的精细提取。本文试验采用3份不同城市场景的车载激光点云数据验证本文方法的有效性,道路边界提取结果的准确率达到97.62%,召回率达到98.04%,F1-Measure值达到97.83%以上,且提取的道路边界结果与软件交互提取的结果有较好的吻合度。试验结果表明,本文方法能够修正噪声、断裂等数据质量对道路边界提取的影响,能够实现各类复杂城市环境中不同形状道路边界的提取,具有较强的稳健性和适用性。     

基于3DMax与CityEngine的城市道路路灯快速批量自动建模方法

针对三维城市建模过程中采用手工建模方法对道路附属设施路灯等进行建模与摆放,效率低,位置不精确等缺点,提出基于3DMax与CityEngine的城市道路路灯批量建模与摆放方法。首先,在3DMax中建立不同的路灯模型;其次,分析路灯坐标点与道路中心线的空间关系计算邻近角,再导入到CityEngine中,通过规则程序调整路灯的大小与方向,实现在路灯坐标点上的批量自动建模。所建模型可转换为obj、3ds等通用的三维数据交换格式,可方便地实现数据共享和重复利用。最后对该建模方法进行验证,并将生成的路灯模型与道路模型进行整合,结果表明该方法实用、可靠,可节约三维城市道路附属设施数据建设的时间和成本。     

基于路网拓扑结构的指路标志标识系统数据模型的研究与应用

针对指路标志的标识功能,分析了指路标志的特征,提出了指路标志项的概念。基于路网拓扑结构,构建了以指路标志项为基本单元的指路标志标识系统的数据模型,使得在计算机中建立指路标志的信息管理及自动设计分析应用系统成为可能。最后,在此数据模型的基础上,开发了一个基于GIS平台的指路标志标识计算机应用系统。该系统能对指路标志进行自动设计、根据交通规则的修改对指路标志执行自动更新,说明本文提出的数据模型是有效可行的。     

顾及上下级空间关系相似性的道路网联动匹配方法

现有道路网匹配方法中,大多利用道路自身结点和弧段特征进行匹配,而较少注意道路邻域要素在道路网匹配中的重要定位参考作用,从而影响匹配效率和正确率的进一步提高。针对上述问题,本文提出了一种顾及上下级空间关系相似性的道路网联动匹配方法,即模仿人在读图时通过特征地物和空间关联寻找目标地物的思维过程,将匹配看作是一种特征目标寻找、信息关联传递的推理过程。首先,运用Stroke技术将复杂道路网进行等级划分。其次,通过道路骨架关联关系树构建道路网联动匹配模型。最后,选取高等级骨干道路作为起始特征对象,计算道路间的上下级空间关系相似性,逐级迭代使匹配信息在道路网联动匹配模型中传递,从而得到匹配结果。试验表明,本文算法缩小了待匹配数据的搜索范围,能够有效提高匹配正确率和效率,尤其在数据位移较大、存在非系统性几何位置偏差的情况下优势明显。     

基于道路标线布设方案的交通路网数据库构建研究

道路标线是交通规则的载体,它们布设在物理道路网络上为交通参与者分配路权,并规范其行为。通常,称这种加载了交通规则的物理道路网络为交通路网。本文首先提出了物理道路网络的表示模型;然后结合线性参考技术,以物理道路网络为基础,构建了基于的GIS道路标线布设方案数据模型;最后,本文选取示范路网,运用道路标线布设方案数据库,进行路网交通规则的推导,构建了基于车道级路网数据模型的交通路网数据库,为交通路网数据库的构建提供了一种参考。     

一种基于里程参数的道路平面几何解析模型

随着主动安全技术、自动驾驶技术的发展,高精度导航地图得到越来越多的运用。本文提出了一种面向高精度导航地图的、基于里程参数的道路平面几何解析模型。通过动态地构造点集上的正交多项式系和约束最小二乘法,根据拟合最大误差动态地计算道路的几何描述参数。使用该模型进行了120 km高速道路高精度地图数据生产,以三段典型道路为实例进行试验,表明该方法能对道路几何进行准确的描述,保证道路几何的连续与光滑,同时最大限度地减少数据冗余。该模型对高精度地图道路几何描述具有一定优势。     

一种改进的融合不同尺度特征的遥感影像道路提取新方法

针对高分辨率遥感影像中细小道路纹理特征不明显、信息提取困难的问题,本文提出并实现了一种融合不同尺度特征的深度学习道路提取新方法。首先引入CoT模块构建残差网络,以充分利用局部与全局上下文信息提取不同尺度道路特征;然后构建特征金字塔注意力模块,融合不同层级道路特征信息;最后使用全局注意力上采样模块结合全局背景对道路细节进行恢复。试验结果表明,该方法的召回率、交并比均优于已有方法,能够较完整准确地提取遥感影像中的道路信息,提升道路提取效率。