快速提取城市道路中心线

城市道路在空间分布上具有一定的规则。我国的城市道路布局主要有方格式、扇形式等。本文针对这种布局规则的道路网,提出一种快速提取道路中心线的方法。通过对图像进行扫描,将属于一条道路的所有像素点归并到一个容器中,提取中心点并输出成道路线。同时,介绍了几种典型道路的处理方法。实验研究表明该方法可以快速、精准地提取道路中心线,具有实际应用价值。     

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。     

改进全卷积网络方法的高分二号影像农村道路提取

针对目前利用高分遥感数据提取农村道路的研究与应用少,提取结果精准度不够的问题,提出了结合空洞卷积和ASPP（Atrous Spatial Pyramid Pooling）结构的改进全卷积农村道路提取网络模型DC-Net（Dilated Convolution Network）。该模型基于全卷积的编解码结构来提取道路深度特征信息,同时针对农村道路细长的特点,在解编码层之间加入了以空洞卷积为基础的ASPP（Atrous Spatial Pyramid Pooling）结构来提取道路的多尺度特征信息,在不牺牲特征空间分辨率的同时扩大了特征感受野FOV（Field-of-View）,从而提高细窄农村道路的识别率。以长株潭城市群郊区部分区域为试验对象,以高分二号国产卫星遥感影像为实验数据,将本文提出的方法与经典的几种全卷积网络方法进行实验结果对比分析。实验结果表明：（1）本文所提出的道路提取模型DC-Net在农村道路的提取上具有可行性,整体提取平均精度达到98.72%,具有较高的提取精度;（2）对比几种经典的全卷积网络模型在农村道路提取上的效果,DC-Net在农村道路提取的精度和连结性、以及树木和阴影的遮挡方面,均表现出了较好的提取结果;（3）本文提出的改进全卷积网络道路提取模型能够有效地提取高分辨率遥感影像中农村道路的特征信息,总体提取效果较好,为提高基于国产高分影像的农村道路提取精度提供了一种新的思路和方法。     

利用浮动车GPS轨迹识别与提取城市道路交叉口

道路交叉口作为道路交汇的枢纽,是路网的重要组成部分,也是最重要的基础地理信息数据之一。浮动车GPS数据具有易获取、低成本和数据量大等优点,但工作同时伴随不少噪点。为了降低噪点对交叉口提取过程的影响,提高计算效率,本文运用KNN算法建立空间索引;计算向量夹角,判定道路出入口,粗筛取交叉口附近点;分别采用K-means算法、DBSCAN算法和层次算法进行聚类分析,进一步确定交叉口位置。最后以成都某区域浮动车GPS数据为例,提取道路交叉口并进行了对比分析,进一步表明本文方法可以服务于智能交通研究与应用。     

道路地图示意性表达的可用性评估

当前示意性地图表达主要针对公共交通网络,缺乏对道路地图示意性表达可用性评估研究。本文选取景区和街道两个典型道路场景,采用最新的自动示意化方法生成示意地图,以主观问卷调查结合客观眼动试验的方式,评估道路地图示意性表达的可用性。试验结果表明:①示意性表达能够提升道路地图的简化度、清晰度及用户满意度,尤其对于原始道路形状较为复杂的情况;②示意地图中路径形状简化会造成不同路径感知长度差异的改变,从而影响到人们路径抉择行为;③对于路径示意性结果增加了道路网密集程度的情况,会降低示意地图认知效率。本文研究成果有助于道路地图自动示意性表达规则完善和方法优化,能够进一步提升地图示意性表达的实用性。     

多山地区输电通道内道路提取方法

准确提取输电通道内各地物类别是进行输电通道三维建模及交跨分析的基础。为解决目前贵州等多山地区输电通道内道路提取方法稳健性低、效率低的问题,本文通过结合道路特征显著性检测与形态约束的方法对影像中多山地区输电通道内道路的快速准确提取进行了研究。首先,对卫星影像中山区道路特征进行分析,对每个像素分别计算基于道路颜色一致性和结构一致性的像素级显著值;然后,结合显著目标空间先验知识融合显著性检测结果,形成最终道路显著图,初步提取影像中道路目标;最后,分析道路与建筑物等的差异性,基于道路形态一致性定义道路形态约束条件,通过制定约束规则最终实现道路的准确提取。结果表明,该方法对于不同弯曲程度、粘连程度及影像对比度的道路都能实现快速准确提取,提取完整度、正确率、质量及耗时平均分别为97.5%、97.0%、95.6%、0.515 s。该方法稳健性高,可以快速、准确提取各种情况下道路,在输电线路工程实际中有很好的应用前景。     

Internal catchment process simulation in a snow‐dominated basin: performance evaluation with spatiotemporally variable runoff generation and groundwater dynamics

Hydrologic models have increasingly been used in forest hydrology to overcome the limitations of paired watershed experiments, where vegetative recovery and natural variability obscure the inferences and conclusions that can be drawn from such studies. Models are also plagued by uncertainty, however, and parameter equifinality is a common concern. Physically‐based, spatially‐distributed hydrologic models must therefore be tested with high‐quality experimental data describing a multitude of concurrent internal catchment processes under a range of hydrologic regimes. This study takes a novel approach by not only examining the ability of a pre‐calibrated model to realistically simulate watershed outlet flows over a four year period, but a multitude of spatially‐extensive, internal catchment process observations not previously evaluated, including: continuous groundwater dynamics, instantaneous stream and road network flows, and accumulation and melt period spatial snow distributions. Many hydrologic model evaluations are only on the comparison of predicted and observed discharge at a catchment outlet and remain in the ‘infant stage’ in terms of model testing. This study, on the other hand, tests the internal spatial predictions of a distributed model with a range of field observations over a wide range of hydroclimatic conditions. Nash‐Sutcliffe model efficiency was improved over prior evaluations due to continuing efforts in improving the quality of meteorological data collection. Road and stream network flows were generally well simulated for a range of hydrologic conditions, and snowpack spatial distributions were well simulated for one of two years examined. The spatial variability of groundwater dynamics was effectively simulated, except at locations where strong stream–groundwater interactions exist. Model simulations overall were quite successful in realistically simulating the spatiotemporal variability of internal catchment processes in the watershed, but the premature onset of simulated snowmelt for one of the simulation years has prompted further work in model development. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

3D information extraction from laser point clouds covering complex road junctions

An automated method for 3D modelling of complex highway interchanges is presented. Laser data and 2D topographic map data have been combined in an innovative 3D reconstruction procedure. Complex situations as shown in this paper demand knowledge to guide the automatic reconstruction. This knowledge has been used in the fusion procedure to constrain the topological and geometrical properties of the reconstructed 3D model. These additions are needed to take care of the lack of data in occluded areas. Laser data has been segmented and filtered before it is fused with map data. In the surface-growing algorithm combining map and laser points, the laser data is assigned to the corresponding road element. Although results are shown using two specific data sources, the algorithm is designed to be capable of dealing with any polygon-based topographic map and any aerial laser scanner data-set.     

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。     

基于特征基元的高分辨率遥感影像道路网自动提取技术

高分辨率遥感道路网络的自动提取在城市信息更新等方面具有非常重要的意义。在综述国内外道路信息提取进展的基础上,本文提出一套基于特征基元的道路网提取方法体系。即采取自下而上的研究路线("影像像元—特征基元—道路单元—道路网络"):首先通过影像大尺度的区域划分获取道路区域,在此基础上进行小尺度分割,提取出特征基元;然后根据基元的形态、走向、亮度、纹理等特征对基元进行模式分类,识别出道路单元;最后根据道路网语义规则将道路单元进行形态学处理及拓扑连接,形成道路网络。