[發明專利]一種集成線、面模式的道路網選取方法

在審

• 申請號: 201910079989.2
• 申請日: 2019-01-28
• 公開（公告）號: CN109740289A
• 公開（公告）日: 2019-05-10
• 發明（設計）人: 王艷慧;趙文吉;張建辰
• 申請（專利權）人: 首都師范大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京東方匯眾知識產權代理事務所(普通合伙) 11296
• 代理人: 張淑賢;王慶彬

一種集成線、面模式的道路網選取方法，包括步驟：對原始路網數據進行拓撲預處理；Stroke生成，對其重要度進行評價，計算四度；加權vomoni圖生成，確定道路密度閾值；確定選取長度；按照Stroke重要度大小進行排序；選取重要度最大的Stroke；判斷道路密度是否小于閾值，若否，進入隊列Q，若是，進行道路選取；判斷Stroke集合是否為空：若是，判斷Stroke總長度是否小于L_S，若否，進行道路連通性處理；若Stroke總長度小于L_S，從隊列Q中按照重要度大小選擇Stroke，直到滿足確定選取長度，之后，進行道路連通性處理；選取結束后對結果進行評價。

技術領域

本發明涉及路網的制圖綜合技術領域，尤其涉及一種集成線、面模式的道路網選取方法。

背景技術

道路網是地圖概括重點關注的地理要素之一。對道路網路段進行選取是道路網綜合中最重要的步驟之一，也是影響道路網綜合效果的先決條件。

路網選取是路網綜合的前提，如何提升路網選取的準確率是目前研究的關鍵技術之一。

按照路網的表達模式，路網綜合選取的方法可以分為基于線模式的方法和基于面模式的方法。前者把道路看作“街道”，直接選取線狀道路要素，后者把道路作為“街區”，對道路合圍形成的面狀要素進行合并，間接對路網進行選取。基于線表達的方法雖易于與圖論相關的信息結合，但很難整合全局的統計信息，這將會造成不同地區選取的結果出現較大的偏差。而基于面表達的方法雖能較好的整合路網的全局統計信息，但其對道路網選取時，容易導致選取后路網不連通，且選取結果的準確度依賴于道路屬性信息的完整度以及路網劃分方法的合理性。

從具體方法來看，基于線模式的道路選取方法可分為圖論方法和Stroke方法。Stroke方法在保持道路幾何連續性和縱向層次特性上要優于圖論方法。

目前改進的Stroke生成方法如下：

Stroke是依據感知分組原理中的良好連續性原則，其定義為，一條自然延伸的不被割斷的道路。基于Stroke方法進行路網選取的方法主要包括Stroke的生成與Stroke排序。Stroke的生成是基于Stroke方法進行路網選擇的前提。但現有的隨機選取路段且僅考慮局部偏轉角的生成算法，在一定程度上降低了道路選取的精度，進而阻礙了基于Stroke道路選取方法的應用。

顧及整體的Stroke連接規則如下：

Stroke的生成計算方法包括Stroke連接規則和連接策略。連接規則是連接策略的前提，連接規則判斷路段能否連接，而連接策略規定路段如何連接。Stroke連接規則可分為幾何規則，專題規則以及混合規則。由于實際工作中，很難搜集完整的道路等級、道路名稱等專題屬性，因此大多數研究都利用幾何規則對生成Stroke進行約束。幾何規則主要考慮了Gestalt提出的“好的延續性”原則。該原則主要從人的視覺層面出發，具體很難量化。現有的幾何連接規則主要考慮連接處路段的偏轉角，偏轉角在閾值范圍內的路段可以進行連接。路段的偏轉角是指待連接路段偏離初始路段的角度，其范圍為0°到180°。如圖1，路段S_i和S_i+1的偏向角為α。但偏轉角只能表達連接路段的局部信息，并未顧及連接路段之間整體的關聯關系。實際上，在進行路段連接時，不僅要考慮路段臨近的偏轉角，還要兼顧后續連接路段與初始路段的關系，即從整體上對后續連接路段進行約束，使得后續連接路段與初始路段在整體上的“偏差”盡可能最小。

但基于Stroke的方法存在以下問題：

(1)Stroke生成時，連接規則為兩條待連接路段的轉折角需要小于閾值。但轉折角僅從路段局部考慮了連接規則，未能顧及路段在整體上的連接規則，即缺乏約束后續連接路段與初始路段關系的規則。這在一定程度上無法滿足生成的Stroke要具有整體連續性的要求。