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众源轨迹数据支持下的人车混合路网提取与更新方法研究

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众源轨迹数据支持下的人车混合路网提取与更新方法研究

作者：张椿蕾中南大学

学位级别：硕士

城市路网数据是智能驾驶、物流配送等领域的核心地理信息数据。随着传感器技术、移动通讯技术和大数据技术日益成熟,轨迹数据为城市路网生成与更新带来了新机遇。然而,由于众源轨迹数据位置精度低、噪声多和空间分布不均匀,基于众源轨... 详细信息

城市路网数据是智能驾驶、物流配送等领域的核心地理信息数据。随着传感器技术、移动通讯技术和大数据技术日益成熟,轨迹数据为城市路网生成与更新带来了新机遇。然而,由于众源轨迹数据位置精度低、噪声多和空间分布不均匀,基于众源轨迹数据的路网生成与更新仍面临着诸多挑战。现有研究大多基于车辆轨迹数据进行城市主干路网的提取与更新,而融合步行轨迹数据进行人车混合路网生成与更新的研究还相对缺乏,尤其是在轨迹数据稀疏的情况下,道路网提取还相对困难。针对这些问题,本论文开展众源轨迹数据支持下的人车混合路网提取与更新方法研究,主要包括:(1)针对众源轨迹数据的高噪声和位置精度低等问题,提出了顾及空间分布与方向特征的轨迹数据聚合方法。该方法根据轨迹数据空间分布特征、方向角度特征、空间邻近性特征对分布在同一道路上的轨迹点进行聚合,提高轨迹数据质量。通过实验分析表明,本文所提出的方法能够有效提升轨迹数据质量。(2)针对众源轨迹数据空间分布不均匀以及在轨迹稀疏场景下路网提取难的问题,提出一种基于稳定性认知的密度分层道路网提取方法,提取城市人车混合路网。首先,通过基于多尺度网格的道路缺失区域检测方法定位包含轨迹数据但未生成道路的区域;然后,通过稳定性认知下的道路几何结构密度分层提取方法提取道路几何结构;在此基础上,采用道路拓扑关系优化与转向语义识别方法为路网几何结构提供拓扑关系与转向语义信息。通过实验分析表明,所提出的方法能够实现数据分布不均场景下的路网生成,有效保证稀疏场景道路召回率的同时减少虚警率。(3)针对新增路网与原始路网融合过程中的拓扑不一致问题,提出一种基于轨迹连续性的新增道路融合与更新方法。考虑轨迹数据蕴含的道路网连续性、距离度量相似性和移动方向特征,将新增道路与已有道路网进行融合,增加道路间的拓扑连接关系以更新原有道路网。通过实验验证,表明该方法能够实现道路网的局部更新,将新增道路与已有道路网进行有效融合,提升了道路网拓扑一致性和整体性。图60幅,表9个,参考文献83篇

关键词：路网生成核密度估计轨迹数据高斯混合分布路网更新

基于自适应轨迹聚类的城市路网提取与更新方法

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时空信息学报 2023年第2期30卷 209-217页

作者：彭程唐建波彭举梅小明陈雪莹姚志鹏中南大学地球科学与信息物理学院长沙410083 湖南省地理空间信息工程技术研究中心长沙410083

由于城市路网更新频繁及传统地图更新方法的局限性,很多城市路网地图数据无法及时更新。基于移动轨迹数据的路网地图更新是实现城市路网地图快速、高效更新的有效途径。虽然目前基于移动轨迹数据发展了一些基于栅格化的方法、基于聚类... 详细信息

由于城市路网更新频繁及传统地图更新方法的局限性,很多城市路网地图数据无法及时更新。基于移动轨迹数据的路网地图更新是实现城市路网地图快速、高效更新的有效途径。虽然目前基于移动轨迹数据发展了一些基于栅格化的方法、基于聚类的方法和增量化的方法来提取与更新城市路网,但这些方法对于参数依赖性较强,且难以准确提取较为复杂的道路形状。因此,本文结合移动轨迹数据的特点及道路网的结构特征,提出了一种基于移动轨迹匹配的城市路网地图动态更新方法。首先,通过轨迹点的位置和方向属性进行轨迹点–路段匹配;然后,对未匹配的轨迹点采用顾及方向约束的空间自适应聚类算法进行聚类,并对每个聚类进行最优曲线拟合,获得新增道路;最后,以城市浮动车轨迹数据为例进行实验与对比分析。实验结果表明,与现有方法相比,本文方法需要的参数较少,且能够处理复杂形状道路的提取,具有较高的运行效率。

关键词：轨迹数据地图匹配自适应聚类城市路网路网更新

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谈重庆市中心城区路网更新

交通企业管理 2022年第5期37卷 83-85页

作者：廖姜周进均重庆市市政设计研究院有限公司

2022年2月重庆市人民政府办公厅印发了《关于推进中心城区路网更新的意见》,要求持续推进重庆市中心城区交通缓堵促畅,大力实施既有路网更新改造,盘活老马路、老街巷等道路资源,提升城市路网运行效率和交通出行品质,促进中心城区高质量... 详细信息

2022年2月重庆市人民政府办公厅印发了《关于推进中心城区路网更新的意见》,要求持续推进重庆市中心城区交通缓堵促畅,大力实施既有路网更新改造,盘活老马路、老街巷等道路资源,提升城市路网运行效率和交通出行品质,促进中心城区高质量发展、创造高品质生活。该项工作处于起步阶段,需要弄清楚相关的概念,明确工作重点,对此,笔者通过对路网更新工作的解读,参考国内外的案例经验,对该项工作提出意见和建议,希望有所裨益。

关键词：路网更新中心城区城市更新停车公共交通引领智能化管理重庆市

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基于多监督对抗神经网络的路网更新

基于多监督对抗神经网络的路网更新

作者：王小芳厦门大学

学位级别：硕士

道路网络作为地理信息系统的重要组成部分,被广泛应用于人们的生活当中。因此,如何快速有效的获得完整的道路网络信息成为一个热门研究问题。同时,高分辨率遥感影像技术的发展也给道路研究提供了新渠道。在需求驱动和技术保障情况下,本... 详细信息

道路网络作为地理信息系统的重要组成部分,被广泛应用于人们的生活当中。因此,如何快速有效的获得完整的道路网络信息成为一个热门研究问题。同时,高分辨率遥感影像技术的发展也给道路研究提供了新渠道。在需求驱动和技术保障情况下,本文对道路网络更新进行了研究,主要的研究工作如下:首先,实现了基于非周期定向结构度量的道路提取算法。该算法是根据人类认知心理学上对显著结构的辨识过程,提取出潜在的道路区域概率模型。其次,在潜在道路区域概率模型指导下,采用LSD线段检测方法在遥感影像上提取出道路线段基元,对基元片段进行融合连接操作,形成路网掩模。然后,结合一些形态学的滤波操作获得最终的二值路网图。我们在湖南韶山数据集上验证算法有效性,并取得0.714的检测准确率。其次,针对由于阴影、遮挡等引起的道路网络拓扑中断现象,结合业务部门已有的历史路网矢量数据,我们首先提出了基于迭代拓展线段的路网匹配算法。通过简单的缓冲区生长法,确定每个参考目标的候选匹配目标。然后,通过将参考目标和候选目标都向外迭代拓展的方式,选取出最终的匹配对。该方法以拓扑网络的匹配代替线段的匹配,匹配中考虑到了道路的上下文连接信息,最终实现了87.24%的匹配准确率。最后,为了获得完整的路网结构,实现路网更新,提出了一个端到端的多条件生成对抗网络。该网络结构包含两个判别器、一个生成器和一个预训练的VGG网络。其中一个判别器是用于捕捉道路光谱信息,辅助路网生成;另一个判别器是用来指导道路拓扑的重建。而预训练的VGG网络则是用来获取道路的精细特征。生成器是由两个判别器和预训练的VGG网络来联合训练的。网络的输入包含三类样本:原始遥感影像图、初始路网图和地面真实路网图。该网络同时考虑了道路的光谱特征和拓扑特征,因此获得的最终道路网络相较普通方法更具完整性。我们在美国马萨诸塞州数据集和韶山数据集上分别进行了实验,依次取得0.841和0.862的准确率,证明了该方法的有效性。

关键词：路网提取道路匹配路网更新多条件生成对抗网络

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一种易于更新的室内导航路网构建方法

计算机仿真 2015年第12期32卷 267-271,275页

作者：徐战亚钟赛尚王媛湲中国地质大学(武汉)信息工程学院湖北武汉430074 北京控制与电子技术研究所北京100038

在导航路径优化的研究中,室内和室外导航都需要完全依赖导航路网信息。但由于室内设施和格局变化频繁,依附于这些设施的路网结构变化频繁,常规的导航路网构建方法并不适用。提出一种能快速更新的室内导航网络构建方法,其中包含三个关键... 详细信息

在导航路径优化的研究中,室内和室外导航都需要完全依赖导航路网信息。但由于室内设施和格局变化频繁,依附于这些设施的路网结构变化频繁,常规的导航路网构建方法并不适用。提出一种能快速更新的室内导航网络构建方法,其中包含三个关键过程:利用建筑要素的全局室内空间模型构建、层次式导航路网生成和路网更新策略设计。上述方法的有效性最终通过实验得到验证,为室内环境中长时间提供有效的室内导航服务奠定了基础。

关键词：层次式导航路网结构路网更新全局室内空间模型室内导航服务

浮动车轨迹与道路网的快速匹配及其在道路更新中的应用

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浮动车轨迹与道路网的快速匹配及其在道路更新中的应用

作者：徐杏琳武汉大学

学位级别：硕士

近年来,随着定位技术与导航技术的不断发展,人们对路网数据的现势性和准确性的要求逐渐增高,且由于路网数据更新频繁,需要选取准确高效的手段对其进行更新。浮动车轨迹数据蕴含着丰富的路网信息,适用于路网数据的实时性更新,如何利用海... 详细信息

近年来,随着定位技术与导航技术的不断发展,人们对路网数据的现势性和准确性的要求逐渐增高,且由于路网数据更新频繁,需要选取准确高效的手段对其进行更新。浮动车轨迹数据蕴含着丰富的路网信息,适用于路网数据的实时性更新,如何利用海量轨迹数据进行路网信息的提取与更新显得至关重要。本文在分析国内外相关研究的现状和进展的基础上,针对已有研究的不足提出了一种浮动车轨迹与道路网的快速匹配以及路网数据更新算法。主要研究内容和创新点如下:(1)研究了轨迹数据的预处理方法。原始轨迹数据质量参差不齐,存在较多噪声,首先对其进行降噪、轨迹分割等处理,并对路网数据进行交叉点分割与拓扑关系重建,以及空间索引的建立。(2)提出了考虑道路交叉口的轨迹数据抽稀算法并优化了Dijkstra算法。在进行轨迹与路网数据的HMM匹配过程中,首先需要对每个轨迹点获取候选路段与候选匹配点,然后进行观测概率、转移概率、联合概率的计算并通过Viterbi算法求解以获得最优匹配路径。为提高算法效率,同时考虑路网的拓扑特征,避免携带重要路网信息的轨迹点数据被去除,提出了考虑道路交叉口的轨迹数据抽稀算法。在转移概率计算过程中涉及到大量的最短路径距离的计算,是造成算法效率不高的主要原因,引入了堆优化的思想,基于矩形限制搜索区域,对Dijkstra算法进行了优化,以提高匹配整体效率。(3)研究了相似轨迹数据识别与融合算法。对于没有成功匹配的轨迹点,需将其连为轨迹线并逐条进行相似轨迹的识别,对路网匹配中的部分匹配算法进行改进并用于相似轨迹数据的识别,对识别出的相似轨迹数据构建基于线约束的Delaunay三角网,基于三角网对其进行融合从而提取出新增道路,实现对已有路网数据的增量更新,新增道路的可信度可从其顶点的权重中体现。(4)使用C#编程语言实现本文算法并进行实验,实验结果表明算法能较好地进行轨迹与路网数据的快速匹配以及新增路网数据的提取。

关键词：地图匹配浮动车轨迹数据路网更新

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城市交通路网模型的更新方案与实现

交通信息与安全 2010年第4期28卷 39-42,48页

作者：陈燕刘春辛飞飞林航飞同济大学测量与国土信息工程系上海200092 现代工程测量国家测绘局重点实验室上海200092 同济大学交通工程系上海200092

根据T-GIS空间数据的要求,采用非平面数据模型来表达交通路网模型。为保证路网空间数据的现势性,根据路网的组成要素以及要素之间的逻辑关系,确立了路网数据的更新方案及流程,分别对空间数据和非空间数据提出了不同的更新方式。并设计... 详细信息

根据T-GIS空间数据的要求,采用非平面数据模型来表达交通路网模型。为保证路网空间数据的现势性,根据路网的组成要素以及要素之间的逻辑关系,确立了路网数据的更新方案及流程,分别对空间数据和非空间数据提出了不同的更新方式。并设计了数据库更新软件,该软件以某城市路网为例,验证了路网更新方案的可靠性和高效性。

关键词： T-GIS 路网模型路网更新

基于arcpy实现地理国情监测路网更新自动化检查

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经纬天地 2020年第1期 58-62页

作者：任雷鹏山西省测绘地理信息院测绘地理信息数据中心山西太原030001

地理国情监测入库前数据预处理过程中,全省道路数据达20多万条记录,更新工作量大,更新类型多,在数据质量要求高、时间紧的情况下,路网质检便需要快速、高效的检查方法。本文基于Python语言和arcpy站点包实现地理国情路网更新自动化检查... 详细信息

地理国情监测入库前数据预处理过程中,全省道路数据达20多万条记录,更新工作量大,更新类型多,在数据质量要求高、时间紧的情况下,路网质检便需要快速、高效的检查方法。本文基于Python语言和arcpy站点包实现地理国情路网更新自动化检查,提高了全省数据汇总和质检工作的效率。

关键词： arcpy 地理国情路网更新质检

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基于GPS时空轨迹的路网拓扑自动变化检测

武汉大学学报（信息科学版） 2017年第10期42卷 1381-1386页

作者：唐炉亮靳晨杨雪阚子涵任畅武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室湖北武汉430079

充分利用出租车GPS时空轨迹数据分布广和时效性强的特点,提出一种基于车载GPS轨迹数据的路网拓扑自动变化检测新方法。该方法首先利用向量相似性度量模型,度量GPS轨迹向量与路网局部拓扑向量之间的相似性,检测疑似道路拓扑变化点,然后... 详细信息

充分利用出租车GPS时空轨迹数据分布广和时效性强的特点,提出一种基于车载GPS轨迹数据的路网拓扑自动变化检测新方法。该方法首先利用向量相似性度量模型,度量GPS轨迹向量与路网局部拓扑向量之间的相似性,检测疑似道路拓扑变化点,然后通过比较疑似道路拓扑变化点与路网拓扑关系,完成新增、废弃、改建等道路变化,实现基于车载GPS轨迹的路网拓扑自动变化检测。实验结果表明,该方法不仅有效地检测出道路新增、道路废弃与道路改扩建等变化,而且能利用出租车实时和大范围分布特点来实现城市路网大范围实时变化检测。

关键词： GPS轨迹数据向量相似度拓扑变化检测路网更新