[發明專利]基于GPS時空軌跡的路網拓撲變化自動檢測方法及系統

有效

• 申請號: 201510272250.5
• 申請日: 2015-05-25
• 公開（公告）號: CN104866670A
• 公開（公告）日: 2015-08-26
• 發明（設計）人: 唐爐亮;靳晨;李清泉;劉章
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 胡艷

1.基于GPS時空軌跡的路網拓撲變化自動檢測方法，其特征是，包括步驟：

步驟1，基于GPS時空軌跡構建局部時空軌跡向量：

以當前軌跡點的上一時刻軌跡點為起點、當前軌跡點為終點，構建第一向量；

以當前軌跡點為起點、當前軌跡點的下一時刻軌跡點為終點，構建第二向量；

將第一向量與第二向量的合向量平移至以當前軌跡點為起點，即當前軌跡點的局部時空軌跡向量；

步驟2，基于路網數據和GPS時空軌跡構建局部道路拓撲向量：

獲得當前軌跡點及其上一時刻軌跡點、下一時刻軌跡點的最小包圍矩形，構建最小包圍矩形的面狀緩沖區；

將面狀緩沖區中屬于同一拓撲路段且連續的圖形路段作為一條局部拓撲路段，其他圖形路段本身分別作為局部拓撲路段，局部拓撲路段方向同其來源的拓撲路段；

從局部拓撲路段的起點指向終點的向量即當前軌跡點的局部道路拓撲向量；

步驟3，局部時空軌跡向量和局部道路拓撲向量的相似性度量：

獲得當前軌跡點的局部時空軌跡向量和局部道路拓撲向量的綜合相似性S，S＝λS_Dis+(1-λ)S_Ang，以綜合相似性最大值為有效綜合相似性；S_Dis、S_Ang分別表示局部時空軌跡向量和局部道路拓撲向量的距離相似性、方向相似性，λ、(1-λ)為權值，根據實驗驗證確定；

步驟4，提取變化軌跡點，并構建變化軌跡點局部范圍的道路拓撲關系：

根據當前軌跡點的有效綜合相似性提取變化軌跡點；

獲得包括變化軌跡點的軌跡拓撲邊界點，軌跡拓撲邊界點即(1)匹配到不同拓撲路段的相鄰軌跡點，或(2)一個匹配到拓撲路段、另一個未匹配到拓撲路段的相鄰軌跡點；

根據包含變化軌跡點的軌跡拓撲邊界點反映的路網拓撲連通關系，構建變化軌跡點局部范圍的道路拓撲關系；

步驟5，將變化軌跡點局部范圍的道路拓撲關系和原始路網對比，獲得路網拓撲變化。

2.如權利要求1所述的基于GPS時空軌跡的路網拓撲變化自動檢測方法，其特征是：

步驟2中，所述的面狀緩沖區大小為城市街區平均寬度。

3.如權利要求1所述的基于GPS時空軌跡的路網拓撲變化自動檢測方法，其特征是：

步驟3中，當前軌跡點的局部時空軌跡向量和局部道路拓撲向量的距離相似性SDis=DTH-min{D1,D2...Dn}DTH,]]>其中：

局部時空軌跡向量起點到面狀緩沖區四個頂點距離的最大值即距離閾值D_TH；

i表示候選圖形路段編號，n表示候選圖形路段數量；

當局部時空軌跡向量起點到候選圖形路段i的垂足在候選圖形路段上時，D_i為局部時空軌跡向量起點到候選圖形路段i的距離；當局部時空軌跡向量起點到候選圖形路段i的垂足不在候選圖形路段上時，局部時空軌跡向量起點到候選圖形路段i兩端點的距離較小值即D_i；

所述的候選圖形路段即進行相似性度量的局部道路拓撲向量對應的圖形路段。

4.如權利要求1所述的基于GPS時空軌跡的路網拓撲變化自動檢測方法，其特征是：

步驟3中，當前軌跡點的局部時空軌跡向量和局部道路拓撲向量的方向相似性S_Ang為：

S_Ang＝|cos(θ_i,j)|

其中，θ_i,j為局部時空軌跡向量與局部道路拓撲向量的夾角。