[發明專利]一種道路中心線提取方法

有效

• 申請號: 201810596769.2
• 申請日: 2018-06-11
• 公開（公告）號: CN108830897B
• 公開（公告）日: 2021-03-09
• 發明（設計）人: 蔡先華;胡卓良
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06T7/60
• 分類號: G06T7/60
• 代理公司: 南京眾聯專利代理有限公司 32206
• 代理人: 蔣昱

一種道路中心線提取方法，通過構造道路面圍成的街區，從而建立道路幾何網絡中點線面對象的空間拓撲關系，為路段中心線的提取提供了起止參照條件。本發明根據道路面獲取街區；獲取每個街區的相鄰街區；對所述相鄰街區按逆時針方向排序；篩選出所述相鄰街區中與原街區間存在共享道路的街區；根據街區間是否存在共享道路構建路網多邊形弧段拓撲，并生成初始中心線；根據所述初始中心線對多邊形弧段拓撲進行修正；根據所述修正后的多邊形弧段拓撲構建點線面之間的完整拓撲并重新生成中心線；在交叉口處對中心線進行修整。本發明解決了從道路面矢量數據提取道路中心線的問題，能夠得到路網拓撲關系，提取中心線結果具有位置精確，形狀平滑的優點。

技術領域

本發明涉及地理信息系統領域，尤其涉及地理信息數據處理技術領域，特別是涉及一種道路中心線提取方法。

背景技術

道路中心線在地理信息系統中具有重要作用，其相關功能包括：一是通過道路中心線矢量數據表達道路的幾何形狀和空間位置，是傳統道路網絡地圖綜合的基礎，也是小尺度道路可視化的基本數據；二是通過道路中心線的連通關系獲取道路網絡拓撲，從而為路徑規劃等交通網絡分析提供基礎；三是通過線性參照方法可將道路沿線相關要素與道路中心線建立聯系，從而為交通設施、交通事件提供定位基礎。

道路中心線提取方法的數據來源包括道路面矢量數據、柵格遙感影像數據、GPS軌跡數據等。其中，基于道路面矢量數據提取方法包括垂線族法、柵格形態變換法、基于Delaunay三角網的方法等，上述方法存在運算效率低，中心線不平滑等不足。

發明內容

為了解決以上問題，本發明公開了一種道路中心線提取方法，通過構造道路面圍成的街區，從而建立道路幾何網絡中點線面對象的空間拓撲關系，為路段中心線的提取提供了起止參照條件。本發明能夠自動生成道路網絡拓撲關系，運算效率較高，且道路中心線結果具有位置精確，形狀平滑的特征，為達此目的，本發明提供一種道路中心線提取方法，具體步驟如下：

(1)根據道路面獲取街區，街區指被道路所包圍的區域；

(2)獲取每個街區的相鄰街區；

(3)對所述相鄰街區按逆時針方向排序；

(4)篩選出所述相鄰街區中與原街區間存在共享道路即通過線面拓撲關聯的街區；

(5)根據街區間是否存在共享道路構建路網多邊形弧段拓撲，并生成初始中心線；

(6)根據所述初始中心線對多邊形弧段拓撲進行修正；

(7)根據所述修正后的多邊形弧段拓撲構建點線面之間的完整拓撲并重新生成中心線；

(8)在交叉口處對中心線進行修整。

本發明的進一步改進，所述步驟(1)中，根據道路面獲取街區的具體步驟如下：

(1-1)對道路面進行求反操作獲取街區；

(1-2)獲取道路面的外圍邊界。

本發明的進一步改進，所述步驟(2)中，獲取每個街區的相鄰街區的具體步驟如下：

(2-1)獲取各個街區一定范圍內的近鄰街區及街區輪廓上與近鄰街區輪廓距離最近的最近鄰點，并從近鄰街區中排除不相鄰的街區從而得到相鄰街區；

(2-2)同理，獲取外圍邊界的相鄰街區及最近鄰點。

本發明的進一步改進，所述步驟(3)中，對所述相鄰街區按逆時針方向排序的具體步驟如下：

(3-1)對街區上的對應相鄰街區的最近鄰點，按對應街區輪廓上位置及其輪廓的矢量化方向進行排序；