[發明專利]一種城市道路網中多行道的識別與合并方法

在審

• 申請號: 201910828510.0
• 申請日: 2019-09-03
• 公開（公告）號: CN110555409A
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 陳凱;張圓;張勇;張小波;李精忠;石吉寶;李驍;李展;趙麗麗;王前華;陳文典;范云松;尚金光
• 申請（專利權）人: 成都市勘察測繪研究院
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06N3/02
• 代理公司: 51228 成都君合集專利代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 尹新路

1.一種城市道路網中多行道的識別與合并方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：多行道網眼的識別，具體是指利用多行道網眼的形態特征和自組織映射網絡識別多行道網眼；

步驟2：多行道的提取，具體是指從多行道網眼中提取種子路段并建立緩沖區；

步驟3：多行道的合并，具體是指利用合并的緩沖區轉化為格柵矢量得到合并的多行道。

2.根據權利要求1所述的一種城市道路網中多行道的識別與合并方法，其特征在于，所述的步驟1具體包括以下步驟：

步驟1.1：從道路線要素所封閉區域生成的面要素類作為道路網眼；

步驟1.2：計算道路網眼要素的面積A和周長P；

步驟1.3：生成封閉道路網眼要素的按面積量算的最小外接矩形與凸包；

步驟1.4：計算周長mbr_P、長軸長度mbr_L、短軸長度mbr_W，并計算凸包的面積convex_A；

步驟1.5：計算道路網眼的緊實度、延展度、平行度、凸度并作為該道路網眼的參數向量；

步驟1.6：在道路網中選取部分區域的道路網眼作為網絡輸入；

步驟1.7：將步驟1.6中選取好的道路網眼的參數向量作為樣本向量輸入到自組織映射網絡中進行聚類，標記多行道道路網眼在自組織映射網絡輸出層神經元的位置，即為多行道道路網眼輸出的神經元位置；

步驟1.8：將步驟1.6中選取部分區域后剩余的其他區域的道路網眼作為網絡輸入；

步驟1.9：將步驟1.8中其他區域的道路網眼的參數向量輸入到步驟1.7聚類好的自組織映射網絡中，得到其他區域的道路網眼在自組織映射網絡輸出層神經元的位置，若該神經元位置和步驟1.7中標記的多行道道路網眼輸出的神經元位置相同，則為多行道網眼。

3.根據權利要求2所述的一種城市道路網中多行道的識別與合并方法，其特征在于，所述的步驟1.5中，通過4*PI*A/P^2計算道路網眼的緊實度；通過mbr_W/mbr_L計算道路網眼的延展度；通過P/mbr_P計算道路網眼的平行度；通過A/convex_A計算道路網眼的凸度。

4.根據權利要求2所述的一種城市道路網中多行道的識別與合并方法，其特征在于，所述的步驟1.7中自組織映射網絡的聚類具體包括以下步驟：

步驟A1：對所有樣本向量和所有待分類向量分別進行歸一化處理；

步驟A2：定義自組織映射網絡輸入層神經元數為4，輸出層神經元為4行4列共計16個，神經元權值向量維度為4，初始化為樣本向量的平均值加（-0.5，0.5）的隨機小數，進行自組織映射網絡的聚類；聚類后樣本網眼被分為16類，標記與多行道道路網眼對應的神經元；

步驟A3，將待分類向量輸入到聚類好的自組織映射網絡中，找出步驟A2中標記的神經元所輸出的道路網眼，這些道路網眼就是多行道網眼。

5.根據權利要求1所述的一種城市道路網中多行道的識別與合并方法，其特征在于，所述的步驟2具體包括以下步驟：

步驟2.1：從多行道網眼中提取其邊大于50米的路段，標記為多行道并保存為種子路段；步驟2.2：在道路網中搜索與種子路段端點相接并且兩路段夾角大于150度的路段，對搜索到的路段以20米的距離建立緩沖區，若緩沖區內有其他長度大于500米的路段存在且該路段有80%的部分落在緩沖區內，則將被搜索到的路段和原種子路段合并，標記為多行道并添加到新的種子路段中，刪除原種子路段；

步驟2.3：重復步驟2.1、步驟2.2直到沒有新的路段被搜索到為止。

6.根據權利要求1所述的一種城市道路網中多行道的識別與合并方法，其特征在于，所述的步驟3具體包括以下步驟：

步驟3.1：對步驟2中提取的多行道以20米的緩沖距建立矢量緩沖區，若矢量緩沖區有重疊則將其合并；

步驟3.2：將步驟3.1中生成的矢量緩沖區轉化為柵格，像元大小取默認值的十分之一；

步驟3.3：將柵格化的矢量緩沖區細化為1像素相連的柵格，以在后續處理中得到線狀道路；

步驟3.4：將步驟3.3中的柵格轉化為矢量，得到合并的多行道。