[发明专利]一种运用开源街道地图提取主干道的方法

权利要求书

1.一种运用开源街道地图提取主干道的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1、获取开源街道地图中的原始道路线数据，并进行预处理，将原始道路线数据组织为道路节点、道路弧段的数据结构，并将预处理后的道路线插值加密；

步骤2、对加密道路线构建约束Delaunay三角网，利用Delaunay三角形边长与骨架剖分Voronoi图单元面积差异的特征计算主干道识别指标，并构建主干道多边形识别模型；

步骤3、运用主干道识别模型对Delaunay三角形分类，运用Delaunay三角网与种子点区域增长算法提取开源街道地图主干道多边形。

2.根据权利要求1所述的运用开源街道地图提取主干道的方法，其特征在于，步骤1的具体方法为：

步骤1.1、利用ArcGIS拓扑检查工具对原始道路线数据进行预处理，包括悬挂线、伪节点的错误消除，将道路线组织为节点-道路弧段的数据结构；

步骤1.2、对预处理得到的道路线进行等长插值加密。

3.根据权利要求2所述的运用开源街道地图提取主干道的方法，其特征在于，步骤1.2中进行等长插值加密的加密步长为10m。

4.根据权利要求1所述的运用开源街道地图提取主干道的方法，其特征在于，步骤2的具体方法为：

步骤2.1、加密后的道路线构建约束Delaunay三角网，利用Delaunay三角网生成路网骨架剖分Voronoi图；对于任意道路弧段R_i，运用骨架剖分Voronoi图单元面积计算该道路弧段的线密度变化率LDCR，计算公式如下：

其中，A(Voro_left)、A(Voro_right)分别表示R_i道路弧段Voronoi图单元左右部分的面积；

步骤2.2、根据Delaunay三角网边长统计特征，计算边长距离指标识别主干道，边长距离指标LenValue计算公式如下：

LenValue＝Mean(DT)+a×LenVariation(DT)

其中，Mean(DT)表示三角网DT平均边长，LenVariation(DT)表示三角网边长变异，α表示调节系数，默认为1；

步骤2.3、运用线密度变化率、边长距离两个指标构建主干道多边形边界识别模型；该模型描述为：

设置线密度变化率参数LDCR_Value，对于Delaunay三角网中的任意一条三角形边E_i，如果其线密度变化率LDCR(E_i)≥LDCR_Value或者其边长度Length(E_i)≥LenValue，则三角形边E_i为主干道边界，称该边为边界边BE；反之，该三角形边为普通边PE。

5.根据权利要求4所述的运用开源街道地图提取主干道的方法，其特征在于，步骤3的具体方法为：

步骤3.1、运用主干道多边形边界识别模型对由加密道路线构建的Delaunay三角网中的所有三角形分类，根据三角形中边界边的数量，将Delaunay三角形分为4类：只有1条边界边的为Ⅰ类三角形；有两条边界边的为Ⅱ类三角形；有三条边界边的为Ⅲ类三角形；没有边界边的为Ⅳ类三角形；

步骤3.2、将任意Ⅳ类三角形作为“种子点”，以“种子点”为源头根据Delaunay三角网邻接关系扩展搜索主干道多边形范围；在保持拓扑连通性的前提下，由与种子点相连的任意三角形出发，向三方向扩展，对于一个三角形来说，搜索路径为一边进入、两边输出，因此采用二叉树广度优先遍历三角网，一旦输出边为边界边，则停止该边方向上的搜索；Ⅱ类三角形看作叶子节点，只有一边进入，没有输出；Ⅰ类三角形是拥有一个孩子节点的非叶子节点；Ⅳ类三角形是拥有两个孩子节点的非叶子节点；Ⅲ类三角形为非主干道区域，不进行搜索；

步骤3.3、根据三角形边与三角形的邻接关系，按照步骤3.2中方法持续扩展直到扩展边均为边界边，且所有Ⅳ类三角形都被搜索，则所有搜索扩展区域构成的封闭多边形为道路主干道多边形提取结果。