[发明专利]基于城市地下构筑物的连通路径建立方法

权利要求书

1.一种基于城市地下构筑物的连通路径建立方法，该方法在网络和道路系统路径的计算基础上，进行最短和最有效的路径分析，其特征在于：该方法利用地理信息系统技术、三维地理空间位置，将路径抽象为几何图形的点和线段，形成三维空间矢量图，针对矢量图形要素加入属性特征，最终形成路径网络数据；该方法通过基于应用特征对内部空间进行分类划分，先在分类的局部空间内建立路径网络，再将局部空间路径网络集成为整体路径网络；该方法在图的概念中，网络是无向完全图，数据特征具有顶点偶对且带有权的边，记录每个顶点关联的边数，地下构筑物连通路径网络为建立顶点、边、顶点和边的关系、权值的工作；该方法将路径分析引伸至地下构筑物的连通性分析，通过内体类型、路径设计、路径集成、参数设计、路径扩展、路径绘制和路径分析，实现路径段和路径节点通道设计，并由各个地下构筑物的内部路径合成连通路径网络；该地下构筑物路径网络建立的具体工作步骤是：

步骤1.内部分类划分(1)

每个地下构筑物内部按结构和用途划分为三个类型的内体：

a.终端型内体(60)：指地下构筑物的目标使用空间，平面形态以矩形或近似矩形为主，有门与外界隔离，并处在一个水平层；

b.走廊型内体(70)：指地下构筑物内起到走廊作用的空间，平面形态复杂，同时会与连通型内体和多个终端性内体连接，并处在一个水平层；

c.连通型内体(80)：在地下构筑物内起到连通上下层空间的作用，主要指电梯间、楼梯间以及地下车库的车道；

步骤2.出入口编号(2)

执行完内部分类划分(1)模块后，则进入出入口编号(2)模块，对内体与内体之间、内体与外部之间的出入口进行唯一编号；

步骤3.内体路径建立(3)的步骤为：

执行完出入口编号(2)模块后，则进入内体路径建立(3)模块，该模块主要包括绘制路径和生成路径节点两部分；

A.绘制路径

内部路径存在于内体与外部的连通出口之间，规定路径的起始和终止点绘制在门的平面投影的中点，路径的平面空间位置与实际一致，垂直位置与人脚底高度一致，楼梯简化为台阶突出边沿的连线，矢量路径分为直线和弧线两种；

不同类型内体采用不同方式绘制路径：

a.终端型内体(60)路径绘制：终端型内体有一个以上与外部连通的门，规定路径是内体内部门与门之间的直接连接，路径是门与门之间的连线，采用直线方式绘制路径；当门与门之间的夹角大于等于165°时，采用弧线方式绘制路径，弧的弦高规定为0.75m；

b.走廊型内体(70)路径建立：走廊型内体是连接各个终端型内体的通道，有2个以上的门，并且其中必然有一个与连通型内体(80)连接的门，其余都是与终端型内体连通的门；

如果是走廊，先沿走廊绘制主路径，如果门与走廊路径段互相垂直，从门绘制支路径至主路径；当走廊两边有门或宽度小于等于1.5米时，主路径段绘制在中间，当走廊仅一边有门并宽度大于1.5米时，主路径绘制在有门一侧距离门0.75米处；

如果是车库，沿车库车行道中心线绘制主路径，再绘制连接门与主路径的支路径；

走廊型内体的内部路径是路径段的不同组合；

c.连通型内体(80)路径建立：连通型内体起到地下构筑物不同水平层之间内体的连接作用，其路径会跨越多个水平层；

如果是连通型内体中的楼梯或车道，按其坡度沿楼梯或车道的中心线绘制主路径，在每个楼层的门或出入口绘制连接门中点的支路径；

如果是连通型内体中的垂直型电梯，沿电梯中心垂向绘制主路径，在每个楼层绘制与电梯门中点连接的支路径；

B.生成路径节点

a.在所有内体路径的端点和分支处建立路径节点：路径节点依据路径的端点和分段分支处坐标值生成，路径节点分为内门节点、外门节点和普通节点三种：位于连通地下建筑物内部的门的相交节点规定为内门节点，与连通地下建筑物外部的门的相交节点规定为外门节点，其余为普通节点；

b.对每个节点进行编号：内门节点、外门节点采用门编号，普通节点自行进行唯一编号；

步骤4.特征属性组织(4)

执行完内体路径建立(3)模块后，则进入特征属性组织(4)模块，路径特征属性有两部分，一部分是网络特征属性，一部分是应用辅助属性，两者一一对应和关联；

路径段和路径节点是路径数据的基本组成单元，网络属性特征和应用辅助属性分别按路径段和路径节点关联；

a.网络特征属性

网络特征属性从路径图中获取，主要包括：路径段的代码、路径段的长度、每个路径段的两端路径节点、路径节点的代码和每个路径节点相关的路径段；

b.应用辅助属性

应用辅助属性根据实际情况给出，主要包括：路径段所属内体、路径段连通类型、路径节点的类型、路径节点的通行状况和路径的通行能力；

步骤5.路径合成(5)的步骤为：

执行完特征属性组织(4)模块后，则进入路径合成(5)模块，路径段、路径节点的图形和属性数据共同记录在制定的数据库中，路径合成是将每一个独立制作内体路径合成为一个地下构筑物的内部路径集，路径合成实质是门节点的合并，在路径建立过程中，每个门节点都可能会被相邻的内体记录两次，门间相邻的两个内体都有路径集中在门上，此时，将两个门节点合并为一个节点；通过这个节点的合并，就将各个内体里的路径集成为一个整体，从而形成整个地下构筑物的内部路径；

A.单个地下构筑物的路径合成工作步骤是：

a.将单个地下构筑物所有路径段数据合并在一个数据集中；

b.将单个地下构筑物所有节点数据合并在一个数据集中，此时，所有内门节点中，同一个编号的会有两个，表明两个所属内体之间的连接关系，它们实际指向的应是同一个节点；

将两个相同编号的节点数据合并为一个：选择一个节点，在节点属性中将另一个记录的相关路段信息，增加到本节点上；

B.多个地下构筑物的路径合成工作步骤是：

a.将多个地下构筑物路径段数据合并在一个数据集中；

b.将多个地下构筑物所有节点数据合并在一个数据集中，此时，所有外门节点中，会出现部分节点两个共一个编号，表明两个所属地下构筑物之间的连接关系，它们实际指向的应是同一个节点；

将两个相同编号的节点数据合并为一个，在节点属性中将另一个记录的相关路段信息，增加到本节点上，直到路径数据完成。