出租车GPS轨迹集聚和精细化路网提取

针对利用GPS数据提取双向路网和交叉路口转向信息精度低的不足,本文提出一种顾及位置与行驶方向的轨迹集聚和精细化路网提取方法,实现了精细化路网提取。为提高交叉路口路网的提取精度,首先剔除原始轨迹中的离散和异常轨迹点,并按一定的步长对轨迹段进行加密;然后引入行驶方向角来表达车辆在轨迹点处的行驶方向,顾及位置和行驶方向获取每个轨迹点的相似轨迹点集合;接着依次计算每个轨迹点的偏移距离,通过对轨迹点的迭代偏移完成轨迹集聚;最后剔除未成功集聚的轨迹点,将完成集聚的轨迹点连成轨迹线并作缓冲区,运用栅格数据数字化方法提取得到能够反映道路精细转向关系的道路网。以福州市出租车GPS数据进行轨迹集聚和路网提取试验,结果表明:本文方法能有效地将GPS轨迹按车辆行驶方向分别进行集聚,提取的道路网为双向道路并且能反映交叉路口处道路的精细转向关系。     

顾及形态特征约束的大范围道路中心线提取算法

针对规则格网分块提取大范围路网(地级城市及以上)中心线算法在分块边界处极容易出现结构严重变形等问题，该文提出了一种顾及形态特征约束的大范围道路中心线分块提取算法。首先，基于道路面数据获取道路边线数据，计算其曲率，探测边线中的平直部分；然后，以边线中的平直部分作为分块基础，建立“转盘法”将大范围道路分割为多个小范围道路；最后，以分割的小范围道路作为处理单元，基于德洛内(Delaunay)三角网分区域进行中心线提取，并在分割边界处进行中心线拟合，完成大范围路网中心线提取，提高了中心线提取的准度和精度。以江苏省某市地理国情普查道路数据进行实验，结果表明，该文方法所提中心线形态均自然、光滑，且效率较规则分块方法提高2.5倍。     

基于正对投影距离的双线道路提取方法

大比例尺地图中双线道路的识别与提取是路网综合的重要组成部分。针对双线道路识别问题,根据双线道路的结构特点,结合国内外研究提出了一种可用于提取双线道路的距离度量方法——正对投影距离。首先通过缓冲区分析构建可能构成双线道路的候选线对集,然后利用正对投影距离构造约束参数从线对候选集中精确识别出双线道路线对。通过与其他距离度量方法的对比试验,表明正对投影距离能较准确表达双线道路线对的空间邻近性,可以准确识别出双线道路,符合人类空间认知特点。     

一种利用机载激光点云的河流横纵断面自动提取方法

传统的河流断面测量方法具有周期长、成本高、外业多等不足,为此提出一种基于机载激光点云的河流横纵断面自动提取方法.首先,使用渐进三角网滤波器从机载点云中分离出地面点,用以构建三角网模型,并将其转化成数字高程模型数据.接着,利用洼地填充、流向分析、流量分析、河流栅格提取、矢量化等水文分析模块,从数字高程模型数据中自动提取出河流中心线.然后,修正河流中心线并生成纵断面,沿着纵断面按固定间距自动提取横断面,并自动填充属性.最后,利用断面线进行缓冲区分析,根据缓冲区范围从正射影像中裁剪出河流影像,并将河流影像与数字高程模型、横纵断面数据打包成完整成果.项目应用证明,该方法具有数据精度高、更新周期短、生产成本低等优势,适用于大范围的河流断面数据生产.     

一种广度优先的等时缓冲区生成方法

在城市路网中,用户一般沿着道路运动,传统的欧式距离缓冲区在表达用户可达区域方面存在不足,因此,提出了等时缓冲区概念。这里阐述了等时缓冲区的数学模型,对等时缓冲区和欧式距离缓冲区在基于位置的服务和地理位置相关的研究中存在的优势与不足进行了对比分析。针对现有等时缓冲区生成算法存在额外计算的问题,提出了一种基于广度优先搜索的等时缓冲区生成算法。采用北京地区路网数据进行试验验证,结果表明,在试验区域内,算法具有应用于大规模Web服务的可行性。     

重庆两江新区道路空间格局变化特征及匹配性分析(2010-2018)

以多期遥感影像和地理国情普查及监测成果为基础,基于遥感和GIS平台,提取道路网络矢量数据。利用ArcGIS密度分析工具生成道路网络密度图,分析两江新区2010年设立以来路网空间格局变化特征。基于可达性计算方法以及分级统计分析方法,分析道路网络与机场、港口、医院、学校等基础公共服务设施的匹配程度,探求新区路网空间格局变化趋势及其存在问题,为新区规划提供建议。     

基于autoCAD的拓扑算法及其应用——由交通网图自动生成双线道路的LISP程序

本文介绍一种基于autoCAD图形数据的拓扑算法和LISP程序思路，可以快速地用单线数字化道路中心线．程序通过搜寻交通网络中每个独立的最小多边形．自动生成双线符号的道路图。     

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。     

适应不同轨迹数据场景的道路线形组合优化提取方法

车辆轨迹数据是当前城市导航路网地图动态更新的一种重要数据源,从杂乱无序的轨迹点或轨迹线中提取并拟合道路几何形态,进而生成结构化的道路矢量地图是基于轨迹数据进行道路网地图构建与更新的关键步骤。现有的道路中心线提取方法主要采用单一的线形拟合算法进行轨迹数据拟合,然而真实道路的几何形态复杂多样和车辆轨迹数据质量参差不齐,导致单一的道路线形拟合算法只能在某些特定的数据场景下适用,无法针对不同的数据场景自适应的拟合出理想的道路中心线。此外,相比于专业测量方式采集的高频轨迹数据,出租车等采集的低频轨迹数据存在轨迹点稀疏、噪声多、定位误差大等问题,这使得从低频轨迹数据中提取理想的道路中心线仍具有挑战,尤其是针对复杂的交叉口区域。为此,本文基于分治策略的思想,提出了一种适应不同轨迹数据场景的道路线形组合优化提取方法。该方法在轨迹数据预处理的基础上,根据轨迹数据的分布特点对数据进行场景分类;进而,针对不同的数据场景匹配最优的线形拟合算法,通过组合优化策略生成理想的道路中心线。本文方法融合不同拟合算法的互补优势,可以有效解决数据分布稀疏、道路结构复杂(如自相交立交桥)等不同数据场景下的道路线形拟合问题。采...     

利用地图栅格化的海量浮动车数据道路匹配快速算法

提出了在大城市路网环境下快速确定海量浮动车数据匹配路段的方法。首先构建路网道路缓冲区,再对道路缓冲区地图进行栅格化处理,并构建空间位置与道路ID的索引,然后基于每个浮动车数据中的地理位置信息依据索引找出浮动车数据可能的匹配道路,最后对这些道路进行匹配度计算,确定浮动车数据的匹配道路。实验表明,该方法能显著减少每个浮动车数据需要计算匹配度道路的数量,成倍地提高海量浮动车数据道路匹配算法的效率。     

顾及形态特征和语义信息的双线道路识别方法

双线道路识别与提取是城市路网综合的关键。提出了一种城市双线道路提取的方法。在构建好的道路网眼的基础上,综合考虑双线道路网眼形态特征以及构成网眼路段之间的语义相似度,设计了识别双线道路网眼的综合指标。通过判断网眼综合指标确定最终的双线道路网眼,最后根据识别出的双线道路网眼提取出双线道路。实验表明,该方法能有效提取出城市道路数据中的双线道路。     

一种顾及道路复杂度的增量路网构建方法

针对传统路网采集和更新需要昂贵的实地测量以及大量的后续内业处理问题,提出了一种从大规模粗糙轨迹数据中自动生成路网的方法。该方法包含轨迹滤选和路网增量构建两步:第1步通过构建空间、时间、逻辑约束的规则模型,在消除数据中的噪音和冗余的同时,将原始轨迹进行合理分割,滤选形成规范轨迹集合;第2步基于信息熵计算轨迹点周围道路的复杂度,据此自动调节道路分割参数,不断将新产生的路段加入到路网,同时计算道路平均交通流量和速度等路况信息,遍历各规范轨迹的定位点重复以上处理过程,最终得到完整路网。通过昆明市200辆出租车采集的约6851万条轨迹数据进行路网构建试验,并与OpenStreetMap数据比较,证明了本文方法的有效性。与已有典型方法比较,本文方法能用更少节点提取更高质量的路网。     

一种基于平行系数的双线主干道识别方法

城市主干道路的识别和提取是路网综合的关键步骤,而双线道路则是大比例尺地图数据中道路综合的难点。针对城市双线主干道识别问题,基于Gestalt视觉准则构建候选双线主干道线对的约束条件,提出了一种基于平行系数的双线主干道识别方法。首先对道路网数据进行拓扑处理,然后借助道路匹配思想,结合Hausdorff（HD）距离匹配方法识别出可能构成双线主干道的候选线对。再对候选线对进行平行系数计算,当平行系数满足阈值条件时,就判定该线对是构成双线主干道的弧段。最后根据构成双线主干道路段间的空间关系,将已识别的弧段连接成整条道路。实验证明,选取典型样本方法正确设置阈值后,该方法能有效地提取道路网中的双线主干道。     

轨迹分割与图层融合的车辆轨迹线构建道路地图方法

传统道路地图构建方法将轨迹点（线）同等对待提取道路数据,忽略车辆轨迹的空间差异性,制约其结果精度与应用范围。为此,本文根据轨迹速度将轨迹线集分割滤选为3个轨迹线子集,将轨迹方向与Delaunay三角网模型集成探测路网拓扑结构;顾及轨迹线子集的特征差异选取不同参数值和约束条件并分层提取道路几何、交通语义数据,分别构建3个道路图层;运用缓冲区方法并根据道路几何、语义特征将多个道路图层融合为单个完整道路地图。运用出租车轨迹数据进行试验分析,结果表明：该方法顾及轨迹分布差异性,能将道路几何、交通语义信息融合提取,更适于处理复杂道路结构下的轨迹线。     

基于高分辨率航空影像与GIS数据的城市路网提取及分析

摘要：建立正确的城市交通路网可以帮助用户查询道路、选择最优路径、辅助车辆通行。以城区高分辨率航空影像为参考依据,以已有的GIS数据为数据源,利用ArcGIS平台对GIS道路数据进行一系列的整合处理,提取满足路网结构要求的城市路网数据,构建城市道路最基本的路网模型,对常见的错误路网关系进行列举分析。     

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。     

基于众源轨迹数据的行人路网提取

目前,导航位置服务应用提供的路线大多基于机动车道路网数据,难以满足行人导航的需求,有无完备的行人道路网络成为制约行人导航应用的重要因素,因此,本文提出了一种基于莫尔斯理论的行人路网提取方法。首先对轨迹进行预处理,清除轨迹数据中的冗余和噪声,并对原始轨迹进行合理分割,形成清晰的轨迹集合;然后利用莫尔斯理论,对步行轨迹密度图中的“山脊线”进行提取,并重构步行道路网。试验分析时采用深圳大学校园步行GPS轨迹数据进行行人路网提取,通过将提取的行人路网结果与OpenStreetMap（OSM）数据进行定性和定量比较,验证本文方法的有效性;同时通过与当前典型的路网提取方法进行对比分析发现,本文方法能提取出高质量的行人路网。     

双线河向单线河转换的一种改进算法

针对地图自动综合中双线河向单线河转换的问题,提出了一种改进算法.首先使用非约束中点法提取双线河中轴线,并基于中轴线对双线河进行分段;然后用小河段中轴线缓冲区检测小河段的空间图形冲突;最后依据制图规则解决空间图形冲突,并修正综合结果.     

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。     

路网更新的轨迹-地图匹配方法

全面准确的路网信息作为智慧城市的重要基础之一,在城市规划、交通管理以及大众出行等方面具有重要意义和价值。然而,传统的基于测量的路网数据获取方式往往周期较长,不能及时反映最新的道路信息。近几年,随着定位技术在移动设备的广泛运用,国内外学者在研究路网信息获取时逐渐将视野转向移动对象的轨迹数据中所蕴含的道路信息。当前,基于移动位置信息的路网生成和更新方法多是直接面向全部轨迹数据施加道路提取算法,在处理大规模轨迹或者大范围道路时,计算量极大。为此,本文基于轨迹地图匹配技术,提出一种采用"检查→分析→提取→更新"过程的螺旋式路网数据更新策略。其主要思想是逐条输入轨迹,借助HMM地图匹配发现已有路网中的问题路段,进而从问题路段周边局部范围内的轨迹数据中提取并更新相关道路信息。该方法仅在局部范围内利用少量轨迹数据来修复路网,避免了对整个轨迹数据集进行计算,从而有效减少了计算量。基于OpenStreetMap的武汉市区路网数据以及武汉市出租车轨迹数据的试验表明,本文提出的路网更新方法不仅可行,而且灵活高效。