针对复杂道路网络的车辆轨迹地图匹配算法

针对高度城市化地区存在的复杂道路网络环境下,如何高效地进行车辆轨迹数据的地图匹配问题,该文提出了一种针对复杂道路网络的车辆轨迹数据地图匹配算法。该算法以车辆轨迹序列为匹配对象,通过环形轨迹的识别把车辆轨迹序列划分为无环路轨迹段,并用道路拓扑关系来计算轨迹序列的最优匹配路线,实现在复杂道路网络中的车辆轨迹数据地图匹配。为了验证本算法的性能,以上海市道路网络为实验区,以约1.3万辆出租车在2015年4月的轨迹数据为数据源,进行实证研究。实验结果显示,该文提出的地图匹配算法在复杂的道路网络中有较高的匹配成功率和匹配效率。     

一种采用不变矩的矢量面目标匹配方法

不变矩作为理想的形状描述子,具有平移、旋转、缩放变换不变的特点。以M.K.HU矩方法为基础,提出一种采用不变矩的矢量面目标匹配方法。该方法以7个矩不变量组成矢量面目标的特征向量,通过度量矢量面目标与候选面目标特征向量之间的欧式距离判定同名实体。对两种不同数据源中水域面目标进行匹配实验,验证该方法的有效性。     

利用地标空间关系约束的点实体匹配方法

针对传统的点实体匹配方法的不足,提出了利用地标空间关系约束的点实体匹配方法。该方法以参考点实体、候选匹配点实体与其邻域内的同名地标之间的空间关系为基础构造距离特征向量和方向特征向量,基于距离特征向量和方向特征向量计算点实体的相似度,进而确定点同名实体。实验结果表明,该方法在点同名实体空间位置偏差较大的情况下依然能够取得很好的效果,验证了该方法的有效性。     

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。     

一种基于自由形状线特征的影像匹配方法

与点特征相比,高级别的特征,特别是自由形状线特征包含了更丰富的信息,这对于其后的影像解译和表面重建等处理是更为有利的.深入研究自由形状线特征描述、匹配实体选取、相似性测度的确定等自由形状线特征匹配的关键问题,提出一种基于自由形状线特征的影像匹配方法.实验证明该方法对于自由形状线特征的匹配是可行的.     

基于多种相似度特征的道路实体融合方法

随着城市建设步伐的加快和基础地理信息应用领域的扩展,国家经济建设和人民群众生活对基础地理信息的需求越来越大,对基础地理信息的现势性和更新频率也提出了更高的要求.因此,对不同精度、不同来源的地理信息数据融合技术进行研究具有十分重要的意义.道路实体是重要的基础地理信息,尤其是铁路、高速、国省道、城市主干道.本文重点围绕道路...     

一种改进的道路匹配算法

针对遗传算法在道路匹配时出现的平行路段匹配跳跃问题,利用距离角度拟合法进行改进.将矢量地图与影像地图叠加作为底图进行辅助判断,避免了导航中单一使用矢量数据信息量不足的情况.实验表明,改进后的算法解决了地图矢量数据不完整时产生的误匹配问题;同时在弯道、U形转弯处、交叉路口、平行路段等处都具有较好的匹配准确度.     

一种基于Fréchet距离的复杂线状要素匹配方法

在不同空间数据集中,同名实体往往有不同的空间表现形式,识别多源异构数据集中的同名实体是空间数据集成和应用的关键。集成不同来源的空间数据是提高GIS数据质量的重要方法,识别同名实体是数据集成和分析的先决条件。根据线要素的形状将其分为简单线要素和复杂线要素,针对现有复杂线要素匹配方法中的不足,提出了Fréchet距离的复杂线状要素匹配方法。该方法首先通过曲线要素的几何和拓扑特性获取候选匹配集,然后结合基于Fréchet距离和要素简化方法实现要素的简化。最后提出基于Fréchet距离的要素匹配改进方法,通过引入简化要素的三元组信息来存储简化后的复杂线要素的属性信息,再根据三元组信息选取要素间的匹配对,完成对不同类型匹配对的检测,实现复杂线状要素匹配。试验结果表明,该匹配方法能有效解决复杂线要素的匹配问题,并能够识别1:0、1:N和M:N匹配。     

基于拓扑及空间相似性的面实体匹配方法研究

在拓扑匹配和几何匹配的基础上,采用拓扑和空间相似性相结合的方法进行面实体匹配。考虑到实体间存在着一对一、一对多和多对多等对应关系,先根据拓扑关系进行初步匹配和筛选,再进行基于空间相似性的匹配;同时,由于可能存在非一对一匹配,进行反方向的匹配;最后根据一定的准则,判断匹配的对应类型。选取了3组面数据作为实验对象进行实验,结果表明,匹配方法对不同的数据均取得较好的匹配效果,匹配准确率较高,还能解决非一对一的匹配情况。     

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。     

多尺度道路网的距离匹配算法研究

根据道路网折线的匹配特点,提出基于格网索引的折线——结点距离匹配算法,将复杂的折线与折线之间的几何相似度计算转换为求结点到折线距离的匹配方法,降低了计算复杂度,并通过建立格网索引来提高计算效率。在应用实例中,采用曲线拟合的最小二乘法确定算法的匹配容差和匹配成功率之间的关系,并通过与现有统计匹配算法比较,可知该算法效率高且匹配成功率较理想,能够满足多尺度道路网数据匹配的应用需求。     

路网增量更新中基于OSTU的目标几何匹配阈值计算

目的 电子地图数据增量更新过程中的几何匹配是道路网目标匹配最常用的方法之一,其中,阈值的选取是几何匹配能否准确完成的先决条件。针对目前常用的经验阈值方法存在的适应性差、误差大、精度低等不足,利用匹配叠置数据具有多峰分布这一特性,本文提出了一种基于最大类间方差法(OSTU)的匹配阈值动态计算方法。实验结果表明,该方法得到的匹配阈值相对于经验阈值具有更好的自适应性和准确性,并且算法简单、易于实现。     

道路网信息投影匹配方法研究

针对道路网线要素特点,提出了基于投影的道路网信息几何匹配方法。根据线段斜率,对线段进行投影、分割,提取线要素特征点,将复杂的道路网匹配转化为特征点匹配,可解决复杂的多对多匹配。通过渐进式的匹配策略,逐步、快速缩小匹配范围,提高了匹配效率。通过实验合理地调整匹配阈值,减少漏匹配与误匹配,提高整体匹配准确率。结果表明,本算法效率高,可靠性好,符合应用需求。     

顾及邻域居民地群组相似性的道路网匹配方法

现有多源同比例尺道路网匹配方法中,大多只利用道路自身特征进行匹配,而较少顾及道路周边要素对匹配过程的影响和约束,从而影响了道路网匹配效果的进一步提高,特别是对系统误差改正后仍存在一定位置或旋转偏差的道路数据进行匹配时,这种影响尤为明显。本文借鉴人类对陌生环境的空间认知特点,提出了一种顾及邻域居民地群组相似性的道路网匹配方法。该方法通过构建城市骨架线网确定与道路相邻的居民地群组,进而计算居民地群组空间关系和几何特征相似度来获得对应道路的匹配结果。其特点在于:对存在位置或旋转偏差的道路数据匹配,以其邻域空间内居民地群组的整体相似性指标来带动道路自身匹配,实际上是增加了周边居民地群组对道路匹配过程的约束,更具鲁棒性。试验及对比分析表明,本方法能够较好地解决系统误差改正后仍存在较大位置和旋转偏差的道路数据间的匹配问题,提高匹配的正确率。     

采用层次分析法的道路网整体匹配方法

道路网变化较快,对其匹配和更新受到广泛关注。目前道路网匹配算法多集中于离散弧段间的匹配,匹配整体性不强,匹配精度不高。本文在分析道路匹配关系的基础上,借鉴人类认知客观世界从整体到局部的思想,对离散道路弧段通过Stroke模型进行聚合处理,然后采用线、面相对位置关系探测候选匹配集,进行道路筛选及整体匹配。针对当前匹配方法中各相似权值确定较为随意的问题,本文在分析各相似指标关系的基础上,借鉴层次分析法中的决策思维方式,对道路网匹配中的各相似指标进行定性和定量分析,并自动分配权值,进而根据获得的整体相似度来自动匹配。实验结果表明,采用层次分析法进行道路网整体匹配,可有效提高匹配效率、正确率及自动化水平。     

小比例尺道路网眼约束下的多尺度道路网自动匹配

针对道路网多尺度匹配的问题,提出了一种在小比例尺数据道路网眼约束下的多尺度道路匹配方法。首先,构建两幅不同比例尺数据的道路网眼;其次,在小比例尺道路网眼的约束下,提取出大比例尺道路中由若干道路网眼构成的复合网眼,并完成与小比例尺道路网眼具有多对一和一对一关系的网眼匹配;然后,实现不同比例尺道路网眼的多对多匹配;最后,由复合网眼与小比例尺道路网眼的匹配关系转化为多比例尺道路网眼边界道路之间的匹配和内部道路之间的匹配,完成整个道路网的匹配。试验结果证明,本方法能较好地实现多尺度道路网的匹配。     

利用概率松弛法的城市路网自动匹配

多源空间数据匹配是空间数据集成与互操作,变化检测与数据更新的重要前提。路网数据匹配在导航、智能交通和基于位置服务等领域具有重要的研究意义和实用价值。本文提出一种基于概率松弛方法的城市路网自动匹配方法,该方法首先通过路段间几何差异性估算候选路段的初始概率,然后根据邻接候选匹配路段的兼容性不断更新原概率矩阵直到收敛于某一极小值。最后基于收敛的概率矩阵计算各候选路段的结构相似性,并通过设定相应的规则选取和提炼1: 1, 1: M和M: N匹配对。实验选取中国武汉,瑞士苏黎世地区的OpenStreetMap数据与导航数据进行匹配算法的验证。结果表明：本文算法对非刚性偏差较大的路网数据能达到较高精度,不存在匹配方向性问题,且能够识别1: 0, 1: M和M: N匹配。     

基于空间相似性的面实体匹配算法研究

同一地物在不同来源的地图上通常存在着差异,其识别或匹配对于不同数据源的地图编制来说很关键。面状地物要素在很多地图表示中都占有很大的比例。基于人眼综合已有信息来识别同名实体的思想,本文提出了基于空间相似性的面实体匹配算法。该算法将面实体作为一个整体看待,采用加权平均法来综合面实体的位置、形状、大小等特征的相似度,进而根据获得的总相似度大小确定匹配实体。算法在确定位置相似度时选择形状中心点对面实体进行惟一标识;采用形状描述函数来计算形状相似度,不容易受各种干扰而影响精度,避免了形状信息的丢失;面实体的大小通过其覆盖面积来度量。实验结果表明该方法具有良好的稳定性和可靠性。     

一种利用格网叠置分析的居民地形状匹配方法

形状是居民地要素最基本的几何特征之一,也是居民地匹配的重要依据。针对现有居民地形状度量方法无法度量非1∶1对应情况形状相似性的问题,首先对待度量居民地实体(群)组合进行方向、位置、大小一致化处理;然后借鉴规则格网索引的思想,对组合建立适合的规则格网并赋予网眼不同的重要性系数;再分析待度量实体(群)内部、边界之间在格网中叠置情况差异性,将其作为两实体(群)的形状差异性,最终获得形状相似性值。将形状相似性与空间位置、面积的相似性通过加权平均获得综合相似性值,作为居民地匹配的依据。利用该形状匹配方法对居民地实体进行匹配实验表明,文中所提方法能够有效进行居民地实体的匹配。