对电子地图路段进行定向拓宽的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供对电子地图路段进行定向拓宽的方法及装置，方法包括：获取目标路网的所有路段集，每个路段集ψ包括拓扑相连的多个路段；提取每个ψ的内点序集P

Method and device for directional extension of electronic map sections

The invention provides a method and device for widening the directional map section method includes all sections of target network sets, each set comprises a plurality of sections of PSI sections connected topology; extraction in each order set by P

【技术实现步骤摘要】
对电子地图路段进行定向拓宽的方法及装置
本专利技术涉及智能交通
，尤其涉及一种对电子地图路段进行定向拓宽的方法及装置。
技术介绍
在智能交通领域，实时动态交通信息服务能为公众出行、交通运输等提供高效可行的交通诱导和出行规划信息，达到节省时间、降低成本和低碳环保等目的。通过互联网网站和智能终端在电子地图上叠加显示交通路况信息，是大众获取交通信息的最基本方式。但该方式面临如下问题：由于交通流是存在方向的，所以在路况信息的表达过程中，必须将实体道路按照一定的宽度进行双向拓宽，进而区分出上下行方向，并叠加到地图上进行路况展示。对于不同的地图比例尺，拓展的宽度是不同的。对于一些等级比较高的道路(例如高速公路和城市快速路)，其实体道路已经区分了上下行，则只需要对实体道路进行单向拓宽。在几何抽象上，对道路实体进行单向或双向拓宽，等价于对线对象(因为道路在电子地图中以线对象表达)进行设定宽度的单向或双向缓冲区Buffer操作。但该Buffer操作与地理信息系统GIS的Buffer操作目的不同，并非为了建立道路一定宽度的多边形区域，而是利用Buffer操作产生的多边形的边作为路况上下行表达的几何依据，如图1所示。Buffer操作是GIS的基本空间操作功能之一。在几何意义上，Buffer操作是指以点、线、面实体为基础，自动建立其周围一定宽度范围内的缓冲区多边形图层，然后建立该图层与目标图层的叠加，进行分析而得到所需结果。它是用来解决邻近度问题的空间分析工具之一。邻近度描述了地理空间中两个地物距离相近的程度。图2(a)-图2(c)是对点线面实体进行缓冲区分析的示意图。在现有的传统Buffer操作中，建立线缓冲区就是生成缓冲区多边形。只需在线的两边按一定的距离(缓冲距)绘平行线，并在线的端点处绘半圆，就可连成缓冲区多边形。对一条线所建的缓冲区有可能重叠，如图3(a)-图3(c)所示。这时需把重叠的部分去除。基本思路是对缓冲区边界求交，并判断每个交点是出点还是入点，以决定交点之间的线段保留或删除，这样就可得到岛状的缓冲区。但是，将上述传统Buffer操作直接应用于电子地图道路拓宽存在如下问题：一、传统Buffer操作目的在于形成缓冲区；而道路拓宽的目标是提取缓冲区外围的曲线，并且要形成外围曲线与电子地图道路曲线的分段对应关系，以方便表达路况信息；但传统Buffer操作在形成缓冲区结果时已经难以提取这种对应关系；二、当出现缓冲区重叠时，传统Buffer方法允许如图3(c)中矩形框所示部分存在，但在道路拓宽操作中，矩形框所示的区域外围边缘曲线已经不能作为路段，因为其与其他边缘曲线不连通，需要被放弃；三、传统Buffer操作在缓冲区重叠区域存在大量的线段交点计算操作，计算复杂度高，效率低下，不能使用于城市和城际范围内十万、百万级路段规模的计算场景。鉴于此，如何解决现有对电子地图路段进行拓宽的过程中缺失分段对应关系、不满足对自相交区域的检测及处理的实际需要、计算复杂度高和计算效率低的问题成为目前需要解决的技术问题。
技术实现思路
为解决上述的技术问题，本专利技术提供一种对电子地图路段进行定向拓宽的方法及装置，可以解决现有对电子地图路段进行拓宽的过程中缺失分段对应关系、不满足对自相交区域的检测及处理的实际需要、计算复杂度高和计算效率低的问题。第一方面，本专利技术提供一种对电子地图路段进行定向拓宽的方法，包括：获取目标路网的所有路段集，其中每个路段集包括：拓扑相连的多个路段，每个路段集的形态为一条路段曲线；提取每个路段集的内点序集；根据每个路段集的内点序集，对每个路段集的路段曲线进行上行方向定向拓宽，获得每个路段曲线的平行曲线的内点序集；根据每个路段曲线的平行曲线的内点序集，判断每个路段曲线的平行曲线是否存在自相交情况，若存在，则检测该平行曲线的自相交区域，并删除该平行曲线的内点序集中位于所述自相交区域内的所有内点；根据平行曲线与其对应的路段曲线的分段对应关系，对删除自相交区域内的所有内点后产生的缺失的路段进行还原。可选地，所述提取每个路段集的内点序集，包括：对于每个路段集ψ，按照路段集中路段的拓扑顺序，将各路段的所有内点按照预设顺序添加到该路段集的内点序集中，并删除所述内点序集中重复的内点，得到每个路段集的内点序集Pψ；Pψ＝{pk|pk＝<k,l,(pk.cx，pk.cy)>,l∈ψ,}，其中，(pk.cx,pk.cy)为内点序集Pψ中内点pk的经纬度坐标，pk.cx为内点pk的经度坐标，pk.cy为内点pk的纬度坐标，k为内点pk在内点序集Pψ中的序号，k＝1,…,n，n为内点序集Pψ中内点的数量，l为内点pk所属路段。可选地，所述根据每个路段集的内点序集，对每个路段集的路段曲线进行上行方向定向拓宽，获得每个路段曲线的平行曲线的内点序集，包括：对于每个路段集的内点序集Pψ中的任意一个内点pk，通过第一公式计算得到该内点pk与该内点对应的扩展点pk'的经纬度坐标；根据每个路段集的内点序集中所有内点对应的扩展点的经纬度坐标，获取每个路段集所有扩展点相对于其对应的内点随路段方向变化而累计的顺时针角度和逆时针角度；根据每个路段集所有扩展点的经纬度坐标、每个路段集所有扩展点相对于其对应的内点随路段方向变化而累计的顺时针角度和逆时针角度，获取每个路段曲线的平行曲线的内点序集EPψ,d；EPψ,d＝{pk'|pk'＝<k,l,(pk'.cx，pk'.cy),pk'.θx，pk'.θy>,p∈Pψ}其中，k为扩展点pk'继承内点pk的序号，l为扩展点pk'继承内点pk的所属路段，(pk'.cx，pk'.cy)为扩展点pk'的经纬度坐标，pk'.cx为扩展点pk'的经度坐标，pk'.cy为扩展点pk'的纬度坐标，pk'.θx为扩展点pk'相对于内点pk随路段方向变化而累计的顺时针角度，pk'.θy为扩展点pk'相对于内点pk随路段方向变化而累计的逆时针角度，d为预设的扩展点pk'到向量和的距离；其中，所述第一公式为：其中，为内点pk与扩展点pk'的向量角，该向量角是内点pk到扩展点pk'的向量与正北方向的顺时针夹角，是通过第二公式计算得到，len(pk，pk')是通过第三公式计算得到，所述第二公式为：其中，为内点pk到其相邻内点pk+1的向量与正北方向的顺时针夹角，φ为向量和之间的夹角；在k＝0或n时，φ＝180度；所述第三公式为：len(pk,pk')＝d/sin(φ/2)。可选地，所述检测该平行曲线的自相交区域，并删除该平行曲线的内点序集中位于所述自相交区域内的所有内点，包括：对于每个路段曲线的平行曲线的内点序集EPψ,d中的任意两个内点pr'和ps'，0≤r＜n,0≤s＜n,r≠s，r为pr'在EPψ,d中的序号，s为ps'在EPψ,d中的序号，如果||pr'.θx-ps'.θx||＞360或者||pr'.θy-ps'.θy||＞360，则通过相交运算判断向量和是否相交；如果相交，则将EPψ,d中的序号从r+1到s的所有内点删除，得到内点序集其中，pr'.θx为pr'相对于Pψ中的内点pr随路段方向变化而累计的顺时针角度，pr'.θy为pr'相对于Pψ中的内点pr随路段方向变化而累计的逆时针角度，ps'.θx为ps'本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种对电子地图路段进行定向拓宽的方法，其特征在于，包括：获取目标路网的所有路段集，其中每个路段集包括：拓扑相连的多个路段，每个路段集的形态为一条路段曲线；提取每个路段集的内点序集；根据每个路段集的内点序集，对每个路段集的路段曲线进行上行方向定向拓宽，获得每个路段曲线的平行曲线的内点序集；根据每个路段曲线的平行曲线的内点序集，判断每个路段曲线的平行曲线是否存在自相交情况，若存在，则检测该平行曲线的自相交区域，并删除该平行曲线的内点序集中位于所述自相交区域内的所有内点；根据平行曲线与其对应的路段曲线的分段对应关系，对删除自相交区域内的所有内点后产生的缺失的路段进行还原。

【技术特征摘要】
1.一种对电子地图路段进行定向拓宽的方法，其特征在于，包括：获取目标路网的所有路段集，其中每个路段集包括：拓扑相连的多个路段，每个路段集的形态为一条路段曲线；提取每个路段集的内点序集；根据每个路段集的内点序集，对每个路段集的路段曲线进行上行方向定向拓宽，获得每个路段曲线的平行曲线的内点序集；根据每个路段曲线的平行曲线的内点序集，判断每个路段曲线的平行曲线是否存在自相交情况，若存在，则检测该平行曲线的自相交区域，并删除该平行曲线的内点序集中位于所述自相交区域内的所有内点；根据平行曲线与其对应的路段曲线的分段对应关系，对删除自相交区域内的所有内点后产生的缺失的路段进行还原。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取每个路段集的内点序集，包括：对于每个路段集ψ，按照路段集中路段的拓扑顺序，将各路段的所有内点按照预设顺序添加到该路段集的内点序集中，并删除所述内点序集中重复的内点，得到每个路段集的内点序集Pψ；Pψ＝{pk|pk＝<k,l,(pk·cx,pk·cy)>,l∈ψ,}，其中，(pk·cx,pk·cy)为内点序集Pψ中内点pk的经纬度坐标，pk·cx为内点pk的经度坐标，pk·cy为内点pk的纬度坐标，k为内点pk在内点序集Pψ中的序号，k＝1,…,n，n为内点序集Pψ中内点的数量，l为内点pk所属路段。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据每个路段集的内点序集，对每个路段集的路段曲线进行上行方向定向拓宽，获得每个路段曲线的平行曲线的内点序集，包括：对于每个路段集的内点序集Pψ中的任意一个内点pk，通过第一公式计算得到该内点pk与该内点对应的扩展点pk'的经纬度坐标；根据每个路段集的内点序集中所有内点对应的扩展点的经纬度坐标，获取每个路段集所有扩展点相对于其对应的内点随路段方向变化而累计的顺时针角度和逆时针角度；根据每个路段集所有扩展点的经纬度坐标、每个路段集所有扩展点相对于其对应的内点随路段方向变化而累计的顺时针角度和逆时针角度，获取每个路段曲线的平行曲线的内点序集EPψ,d；EPψ,d＝{pk'|pk'＝<k,l,(pk'·cx,pk'·cy),pk'·θx,pk'·θy>,p∈Pψ}其中，k为扩展点pk'继承内点pk的序号，l为扩展点pk'继承内点pk的所属路段，(pk'·cx,pk'·cy)为扩展点pk'的经纬度坐标，pk'·cx为扩展点pk'的经度坐标，pk'·cy为扩展点pk'的纬度坐标，pk'·θx为扩展点pk'相对于内点pk随路段方向变化而累计的顺时针角度，pk'·θy为扩展点pk'相对于内点pk随路段方向变化而累计的逆时针角度，d为预设的扩展点pk'到向量和的距离；其中，所述第一公式为：其中，为内点pk与扩展点pk'的向量角，该向量角是内点pk到扩展点pk'的向量与正北方向的顺时针夹角，是通过第二公式计算得到，len(pk,pk')是通过第三公式计算得到，所述第二公式为：其中，为内点pk到其相邻内点pk+1的向量与正北方向的顺时针夹角，φ为向量和之间的夹角；在k＝0或n时，φ＝180度；所述第三公式为：len(pk,pk')＝d/sin(φ/2)。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述检测该平行曲线的自相交区域，并删除该平行曲线的内点序集中位于所述自相交区域内的所有内点，包括：对于每个路段曲线的平行曲线的内点序集EPψ,d中的任意两个内点pr'和ps'，0≤r＜n,0≤s＜n,r≠s，r为pr'在EPψ,d中的序号，s为ps'在EPψ,d中的序号，如果||pr'·θx-ps'·θx||＞360或者||pr'·θy-ps'·θy||＞360，则通过相交运算判断向量和是否相交；如果相交，则将EPψ,d中的序号从r+1到s的所有内点删除，得到内点序集其中，pr'·θx为pr'相对于Pψ中的内点pr随路段方向变化而累计的顺时针角度，pr'·θy为pr'相对于Pψ中的内点pr随路段方向变化而累计的逆时针角度，ps'·θx为ps'相对于Pψ中的内点ps随路段方向变化而累计的顺时针角度，ps'·θy为ps'相对于Pψ中的内点ps随路段方向变化而累计的逆时针角度；或者，对于每个路段曲线的平行曲线的内点序集EPψ,d中的任意两个内点pr'和ps'，0≤r＜n,0≤s＜n,r≠s，如果||pr'·θx-ps'·θx||＞360或者||pr'·θy-ps'·θy||＞360，则按照预设距离间隔分别在向量和中插入多个虚拟内点；对于在向量中插入的任意一个虚拟内点pri”和在向量中插入任意一个虚拟内点psj”，i＝1,…,a，j＝1,…,b，a为在向量中插入的虚拟内点的数量，b为在向量中插入的虚拟内点的数量，如果||pri”·θx-psj”·θx||＞360或者||pri”·θy-psj”·θy||＞360，则将EPψ,d中的序号从r+1到s的所有内点删除，得到内点序集其中，pri”·θx＝pr'·θx，pri”·θy＝pr'·θy，psj”·θx＝ps'·θx，psj”·θy＝ps'·θy。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据平行曲线与其对应的路段曲线的分段对应关系，对删除自相交区域内的所有内点后产生的缺失的路段进行还原，包括：将中的内点基于其所属路段进行划分，建立平行曲线与其对应的路段曲线的分段对应关系，其中，中的内点继承其在Pψ中对应的内点的所属路段；对中的内点pr'到ps+1'的向量进行内插值，按照平行曲线与其对应的路段曲线的分段对应关系...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭胜敏，李平，韩兴广，孙亚夫，夏曙东，
申请(专利权)人：北京掌行通信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11