[发明专利]基于多级网络划分的匹配道路初筛方法及地图匹配系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于多级网络划分的匹配道路初筛方法及地图匹配系统，属于电子信息技术领域中数据定位的方法及GPS移动车辆数据的地图匹配技术，具体说特别涉及一种基于海量GPS数据的基于多级网络划分的匹配道路初筛方法及地图匹配系统。

背景技术

地图匹配，即根据原始GPS定位数据，通过地图匹配算法从路网中找出其最可能行驶的路段、以及在该路段上最可能的定位点的过程。

现有地图匹配技术中较为常见的地图匹配方法，往往从匹配道路选取的角度来进行方法的研发，如：基于相关度计算的地图匹配、基于拓扑/自适应模糊决策的地图匹配、基于曲线拟合的地图匹配、基于权重的地图匹配算法等。但在进行匹配道路选取前如何从路网中快速定位待匹配点可能的待选路段，从而进行匹配路段选取并定位是决定地图匹配算法速度的重要一环，这一处理即是匹配道路初筛。匹配道路初筛方法已有多种解决策略，如直接计算法、移动窗口技术和交错式移动窗口技术等。这些方法一般具有较高的处理速度与准确性，但在海量GPS数据处理的应用中，这些方法由于无法准确定位，对地图匹配过程中的准确性和处理速度仍然有极其重要的影响。

发明内容

本发明提供了一种基于多级网络划分的匹配道路初筛方法，以实现改善现有技术中的匹配道路初筛过程中不够精确，匹配速度慢等问题的目的。

为达到所述目的，本发明的匹配道路初筛方法的步骤是：

一种基于多级网络划分的匹配道路初筛方法，包括下列步骤：

(1)第一级划分与存储：确定误差半径R与格段边长，并对整个地图区域进行以格段边长为L＝K×R的格段划分，其中的K为≥2的整数；将地图均匀地等分为M*N个格段；将全部原始路网数据根据已完成的格段划分，划至对应格段，并将格段编号与对应的道路编号信息存储；

(2)第一级格段定位：基于待匹配点定位坐标，结合第一级格段划分结果，通过坐标对比与计算，进行待匹配点格段定位，先初步确定待匹配点所在的第一级划分格段编号；结合误差半径R，以及第一级划分后的定位结果，将待匹配点所在的待选区域锁定在以待匹配点当前坐标点所在一级格段为中心的9个一级划分格段中；

(3)第二级格段划分：对第一级划分后的格段以R为边长，将其沿二维方向均匀划分为大小形状相同的K个格段，即进行K×K的第二级格段均等划分。

(4)第二级格段定位：通过坐标对比，确定定位点在第二级划分后的格段中的位置；结合误差半径R，以及第二级划分后的定位结果，将待匹配点在第一级划分格段中所在的待选区域进一步锁定；通过第一级划分后格段与对应路段的存储，直接获取锁定的一级子格段中的路段信息，即为第二级划分与定位后的待选路段筛选结果。

(5)第三级筛选：要判断路段是否落在格段内，即判断路段是否与格段相交，通过对二级划分后所有待选路段与2R*2R范围内目标待选区域的相交判断，最终锁定目标区域内的路段作为初筛结果。

(6)匹配筛选：基于初筛结果，通过方向角、道路连通性以及距离等指标的组合筛选判断，进行匹配计算，选择初筛结果中满足最终目标的一条路段作为匹配路段，即行驶路段。

所述步骤(1)第一级划分与存储中格段边长L的范围为100米-800米。

所述步骤(1)第一级划分与存储在对整个地图区域进行第一级划分之前，还包括从数据库中读取原始地图上路段编号、路段上所有节点坐标、路段方向属性等所有路段的属性信息的步骤。

同一级划分后的各正方形格段面积相同。

所述步骤(3)第二级格段划分与所述步骤(2)第一级格段定位两个步骤的顺序不分先后，可以先进行第二级格段划分，也可以先进行第一级的格段定位。

所述步骤(1)格段划分的划分原则是：

基于地图中所有路段坐标，先确定获取路网所在地图的最小经度、最小纬度及其所在地图上的交汇点A；其次确定获取最大经度、最大纬度以及其在地图上的交汇点B；以A、B两点连线作为对角线的矩形地图区域即要进行区域划分前的原始地图区域；

要计算划分后格段数，首先取原始矩形地图区域中A、B两点的水平方向距离，即为两点的x坐标差值，设为L1，以该距离除以L，即为M1＝L1/L；对M1取整，若M1只要小数点后的值非0，将返回M1的整数部分+1，设取整后的M1转换为M，则M即为x方向可分割的格段数；

以同样的原理进行竖直方向格段数计算，则可取A、B两点的竖直方向距离，即为A、B的y坐标差值，设为L2，以该距离除以L，即为N1＝L2/L；同样对N1取整，设取整后的N1转换为N，则N即为y方向可分割的格段数；则原始矩形地图区域可划分格段数为M×N。