[发明专利]一种基于Delaunay三角剖分的多层级矢量道路网匹配方法

说明书

本发明公开了一种基于Delaunay三角剖分的多层级矢量道路网匹配方法，包括利用Stroke原理对道路网进行分层处理，设定阈值得到首层道路网；计算首层道路网中所有结点的凸包，并对凸包进行处理；进行三角剖分；得到每个结点的最小匹配单元；利用缓冲区方法得到每个结点的待匹配结点；得到对应结点最小匹配单元的相似性；迭代优化最小匹配单元的相似性；选取待匹配结点中最小匹配单元相似度最高的作为匹配结点；利用不同层级道路之间的约束计算下一层道路结点的匹配关系，进而得到最终的匹配集。本发明能得到较好的矢量道路要素匹配关系。

技术领域

本发明涉及多源矢量道路数据集成与融合技术，尤其涉及一种基于Delaunay三角剖分的多层级矢量道路网匹配方法。

背景技术

矢量道路网匹配在地图融合、集成与更新领域具有重要作用，要得到不同坐标系下矢量道路之间的匹配关系，必须要解决道路网存在旋转偏移和缩放的问题。利用缓冲区增长法或迭代最近点法来在预定的距离中找到同名匹配要素，并通过相似性度量函数确定匹配的点，只能在同一几何系统(即同一坐标系统或相近坐标系统)处理矢量数据的匹配，很少处理不同甚至未知坐标系统的矢量道路数据，同时，现有的相似性度量函数还存在不同度量方法权值分配的问题。

为了解决不同坐标系下道路网同名要素匹配问题。Saalfeld(1988)提出了一种人工定义两个数据集中相同点，然后使用triangle-based rubber-sheeting方法匹配特征。Chen(2006)提出了一种自动坐标转换方法，该方法的基本思想是提取两个道路网的特征点，通过空间道路数据的特征点的关系找到转换t，然后将道路数据进行坐标转换进而实现空间道路数据的匹配。但2个控制点相对于复杂的城市道路网实在太少。Luan(2012)利用层次路划提取城市道路骨架，然后利用最大公共图算法建立最可能的结点对应图，基于相应的连接点建立两个位置坐标系的放射变换。这种方法受到地图的限制，复杂的空间道路数据必须是在同样的比例尺下。Siriba(2012)提出了一种自动定位的方法，通过Hausdorff距离排名的反复迭代，这一策略对处理非空间道路网路数据集是有效的，不过结果十分依赖于初始的旋转与缩放参数，因为该方法依赖两个点的几何距离。上述的方法中都存在一定的问题，更好的方法是用形状或者结构来寻找道路相似的道路结点。

发明内容

有鉴于此，本发明的实施例提供了一种将道路网数据转化为三角网结构，将道路网匹配问题转化为三角网的匹配问题，解决不同坐标系下道路网存在的旋转偏移的问题，实现在不同坐标系下矢量道路网的匹配的基于Delaunay三角剖分的多层级矢量道路网匹配方法。

本发明的实施例提供一种基于Delaunay三角剖分的多层级矢量道路网匹配方法，包括以下步骤：

步骤1)利用Stroke原理对道路网进行分层处理，设定阈值得到首层道路网；

步骤2)计算首层道路网中所有结点的凸包，并对凸包进行处理；

步骤3)对处理后的凸包的点和首层道路网所有的结点进行三角剖分；

步骤4)分析三角剖分结构得到每个结点的最小匹配单元；

步骤5)利用缓冲区方法得到每个结点的待匹配结点；

步骤6)利用三角形的相似性度量得到对应结点最小匹配单元的相似性；

步骤7)根据最小匹配单元中三角形的对应关系，迭代优化最小匹配单元的相似性；

步骤8)选取待匹配结点中最小匹配单元相似度最高的作为匹配结点；

步骤9)利用不同层级道路之间的约束计算下一层道路结点的匹配关系，进而得到最终的匹配集。