一种道路网三维建模方法

针对道路网三维建模中成本高、周期长等问题,该文介绍了一种基于规则的道路网三维建模方法。在规则文件驱动下,该方法充分考虑道路网的结构化特征和地理环境,利用抽象化的道路网实体数据和属性信息,实现批量化道路网建模,并在云平台上发布,进而实现道路网三维景观的浏览、查询和分析。采用上述方法实现了一段包含立体交叉在内的道路网的三维模型的快速搭建。结果表明,该方法的规则复用性强、建模效率高、模型调整速度快,为在三维GIS环境下构建道路网模型提供了高效的技术手段。     

基于动态分段的道路网示意性地图模型综合

针对传统弧段-结点模型不能完整有效地表达道路网的几何与属性特征,提出了基于动态分段的道路网示意性地图综合模型。即按照道路网属性一致性、图形延续性等原则组织道路网路径实体,以完整路径线状实体为单元,采用基于路径的道路网图形简化、移位一体化处理方法,实现道路网地图快速示意化。实验对比分析结果表明,基于动态分段的道路网示意性地图表达更加清晰、有效。     

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。     

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。     

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。     

Oracle Spatial NDM 路网模型构建及应用

地理国情普查提出构建"道路网专题数据库",但目前还没有针对国情普查道路网络模型相关研究。本文根据地理国情普查道路数据采集技术规范,基于前期汇交的试点数据,提出了地理国情普查道路网的概念模型和逻辑模型;并利用Oracle Spatial NDM网络数据模型,对地理国情普查道路网进行了物理设计;初步分析了道路网构建的方法和步骤,分别利用NDM函数和ArcGIS网络分析工具对道路网数据进行应用分析验证。研究表明,利用Oracle Spatial NDM能满足地理国情普查道路网的存储与应用需求;同时,NDM的开放性也能满足其他GIS平台的应用扩展。     

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.     

城市道路网评价体系探讨

目前我国城市道路网的评价没有一套较为系统的城市道路网评价体系,对于不同规划方案需要选择相应的评价方法并建立评价指标体系进行分析。以徐州为例,通过道路网技术评价方法建立指标体系,利用模糊评价模型,对徐州市道路网进行评价,得出结论：徐州市道路网处于好的水平,但在道路网规模等方面应进一步改善。     

利用多元Logistic回归进行道路网匹配

识别同名道路在多源异构道路网匹配过程中十分关键。提出了一种多元Logistic模型的道路网匹配算法。首先选取并设计了能有效综合空间与非空间信息进行道路不相似性描述与区分的三种特征,即最小方向变化角、综合中值Hausdorff距离和语义差异三种不相似性特征,然后利用此三项特征结合多元Logistic回归模型构建准确的道路网匹配模型。利用该模型对道路网中待匹配道路进行匹配概率预测,从而获取道路的匹配结果,实现路网匹配。实验结果表明,本文方法避免了组合特征精确权值与阈值的设定,并能有效解决匹配结果对单元变量过于依赖的问题,具有良好的适应性、较高的准确率和召回率。     

结合高斯马尔可夫随机场纹理模型与支撑向量机在高分辨率遥感图像上提取道路网

在高分辨率遥感图像上,道路网的同物异谱现象更为突出,因此其提取难度更大。提出了一种马尔可夫随机场纹理模型与支撑向量机分类相结合的道路网提取方法。其基本过程是:利用高斯马尔科夫随机场模型6个归一化特征值进行支撑向量机的分类得到道路斑块,利用形态学算子对其进行初步连接并提取轴线,然后通过斑块轴线的启发式连接得到最终道路网。试验证明方法是有效的。     

利用路段连接图识别道路网中的格网模式

提出一种基于路段连接图的格网模式识别方法.该方法以路段连接对作为研究的基本单元,以节点路段为点,路段的连接为边用路段连接图表达道路网.将在道路网中识别格网转化为在路段连接图中搜索格网回路.提出了描述路段连接对几何与连接关系的5个参量,用于筛选图中符合格网特点的节点和边.设计了图搜索的约束条件,使用广度优先遍历搜索连接关...     

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。     

顾及尺度变化和数据更新的道路网匹配算法

道路网数据匹配是地理空间数据库进行变化探测和数据更新的重要前提,不同比例尺下的道路网之间的匹配是一个非常重要的部分。本文总结和分析了道路网匹配的已有算法,针对不同比例尺道路网之间的匹配可能存在的问题和难点,设计了一个融合多种匹配技术的算法。在考虑不同比例尺下道路网数据的特点基础上,改进了空间场景结构的评价方法;分析了stroke匹配算法在不同比例尺道路网数据下的局限性,提出了一种可针对不同比例尺下道路数据存在变化与更新的stroke部分匹配算法。试验表明,文中所提出的方法能够适应不同比例尺下道路网的匹配,匹配效果较好,运行效率较高。     

On the degree correlation of urban road networks

Recent advances in network science and the development of volunteered geographic information (VGI) have created new research opportunities in the topological analysis of road networks. The degree correlation of road networks is rarely studied. This study applied four measures, including the average degree of nearest neighbor, correlation profile, Newman's assortativity coefficient, and Litvak–Hofstad's assortativity coefficient, to measure the degree correlations of road networks represented as dual graphs of strokes, axial lines, and named roads. After investigating 100 road networks worldwide obtained from OpenStreetMap, it has been found that road networks are mostly disassortative or uncorrelated in stroke and named road representations, but assortative when represented as axial lines. Inconsistency in different measures persists regardless of method of representation; therefore, qualitative dichotomy or trichotomy is insufficient to describe the actual connection pattern in road networks. A taxonomy of road network assortativity is proposed. Two of the proposed disassortative types are associated with the absence of a grid pattern and are less robust than the typical disassortative type.     

基于复杂网络的城市道路重要度评价及路网自动综合方法

利用复杂网络理论,构建城市复杂路网模型,基于该模型从道路的结构和功能特征角度,以连接度、介中心和接近度为度量指标定义道路重要度评价模型,并顾及路网的整体形态及路网的拓扑连通性,提出基于复杂网络理论的路网综合算法。为检验方法有效性,针对成都市道路网络进行实验分析。实验结果表明,该道路重要度评价模型较好地反映道路在整个路网结构和功能上的重要程度,复杂路网综合算法能较好地保持原始路网的整体形态结构特征。     

基于复杂网络理论的城市道路网络自动综合方法

道路网络自动综合是地图综合的主要研究课题。本文通过引入对偶拓扑理论建立了城市道路网络的对偶拓扑结构,并将道路的重要性表达为路网中所有道路的重要度贡献的总和,进而提出了一种道路网络自动综合方法。实验表明,本文方法可以较为合理地选取路网中相对重要的道路,所选路网保持了原始路网的整体形态及拓扑连通。     

图卷积网络在道路网选取中的应用

针对现有制图综合中的道路网自动选取方法不能有效地利用道路网的空间特征问题,该文把道路网抽象为图结构,提出了使用图卷积网络来进行道路网的自动选取,并比较分析了不同的图卷积网络在道路网选取中的适用性。结果表明,图卷积网络可以通过多层卷积来自动提取不同局部范围的空间特征,从而减少空间特征的人工构建,相比传统的多层感知机(MLP)等人工智能选取方法,具有更高的选取精度。对于不同的图卷积网络模型,使用最大池化聚合的GraphSAGE获得了最优的性能。     

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。     

A Pattern‐Based Approach for Matching Nodes in Heterogeneous Urban Road Networks

This article presents an approach to hierarchical matching of nodes in heterogeneous road networks in the same urban area. Heterogeneous road networks not only exist at different levels of detail (LoD), but also have different coordinate systems, leading to difficulties in matching and integrating them. To overcome these difficulties, a pattern‐based method was implemented. Based on the authors' previous work on detecting patterns of divided highways, complex road junctions, and strokes to eliminate the LoD effect of road networks, the proposed method extracts the local networks around each node in a road network and uses them as the matching units for the nodes. Second, the degree of shape similarity between the matching units is measured using a Minimum Road Edit Distance based on a transformation. Finally, the proposed method hierarchically matches the nodes in a road network using the Minimum Road Edit Distance and eliminates false matching nodes using M‐estimators. An experiment involving matching heterogeneous road networks with different LoDs and coordinate systems was carried out to verify the validity of the proposed method. The method achieves good and effective matching regardless of differences in LoDs and road‐network coordinate systems.     

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。