[发明专利]一种生成道路网stroke的迭代方法

权利要求书

1.一种生成道路网stroke的迭代方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，针对道路网的路段数组Seg[0]，Seg[1]..Seg[i]..Seg[n]，设置路段连接规则，该路段连接规则是下一步骤中两条路段是否能够连接的判断条件；路段连接规则具体为：

规则1：两条路段仅在端点处相接；

规则2：两条路段间的转折角小于阈值；

上述规则1和规则2需同时满足；

步骤2，确定连接的路段的预先连接：随机选择道路网的路段数组Seg[0]，Seg[1]..Seg[i]..Seg[n]中的Seg[i]为起始路段，判断Seg[i]的一个端点Ep[0]处，是否仅与另一条路段Seg[j]满足路段连接规则，同时在同一端点Ep[0]处，路段Seg[j]仅与路段Seg[i]满足路段连接规则，将这样的两条路段标识预连接；同样，判断Seg[i]的另一个端点Ep[1]处，是否仅与另一条路段Seg[l]满足路段连接规则，同时在同一端点Ep[1]处，路段Seg[l]仅与路段Seg[i]满足路段连接规则，然后同样将这样的两条路段标识预连接；

步骤3，遍历道路网的路段数组Seg[0]，Seg[1]..Seg[i]..Seg[n]中的每一个路段作为起始路段重复步骤2后对道路网路段数组中有预连接标识的两条路段进行连接，并更新道路网的路段数组为Seg[0]，Seg[1]..Seg[i]..Seg[m]；

步骤4，基于全局效率的路段迭代连接，以网络的全局效率作为目标函数，每次连接使得网络全局效率最大的两条路段，迭代生成stroke，直到道路网中的任意两个路段均不满足路段连接规则。

2.根据权利要求1所述的一种生成道路网stroke的迭代方法，其特征在于，所述的步骤2包括以下子步骤：

步骤2.1，在道路网的路段数组（Seg[0]，Seg[1]..Seg[i]..Seg[n]）中指定一条路段Seg[i]为起始路段；

步骤2.2，对起始路段Seg[i]的两个端点Ep[0]和Ep[1]进行判断并预连接，步骤如下：

步骤2.21，对起始路段Seg[i]的一个端点Ep[0]进行下述判断：

判断条件2.211.对起始路段Seg[i]，在它的一个端点Ep[0]处，判断与起始路段Seg[i]满足步骤1设置的路段连接规则的路段数量，如果有且仅有一条，定义该条路段为Seg[j]；

判断条件2.212.在相同的端点Ep[0]，判断与路段Seg[j]满足步骤1设置的路段连接规则的路段是否仅有起始路段Seg[i]；

判断结果：若判断条件2.211和判断条件2.212同时满足，则对Seg[i]和Seg[j]设置预连接标识；否则，若判断条件2.211和判断条件2.212中任意一条不满足，则放弃对Seg[i]的端点Ep[0]的判断；

步骤2.22，对起始路段Seg[i]的另一个端点Ep[1]进行下述判断：

判断条件2.221.对起始路段Seg[i]，在它的另一个端点Ep[1]，判断与起始路段Seg[i]满足步骤1设置的路段连接规则的路段数量，如果有且仅有一条，定义该条路段为Seg[l]；

判断条件2.222.在相同的端点Ep[1]，判断与路段Seg[l]满足步骤1设置的路段连接规则的路段是否仅有Seg[i]；

判断结果：若判断条件2.221和判断条件2.222同时满足，则对Seg[i]和Seg[l]设置预连接标识；否则，若判断条件2.221和判断条件2.222中任意一条不满足，则放弃对Seg[i]的另一个端点Ep[1]的判断；

步骤2.3，遍历道路网的路段数组Seg[0]，Seg[1]..Seg[i]..Seg[n]中的每一个路段作为起始路段执行步骤2.1-2.3；

步骤2.4，对道路网路段数组中有预连接标识的两条路段进行连接，更新道路网的路段数组为Seg[0]，Seg[1]..Seg[i]..Seg[m]。

3.根据权利要求1所述的一种生成道路网stroke的迭代方法，其特征在于，所述步骤4具体包括如下步骤：

步骤4.1，对道路网路段数组（Seg[0]，Seg[1]..Seg[i]..Seg[m]），根据步骤1的路段连接规则，得到所有满足路段连接规则的路段配对数组（Mat[0]，Mat[1]..Mat[k]..Mat[z]）；其中，每一个路段在其每一个端点处可能与多个与其满足路段连接规则的路段配对；

步骤4.2，对每一个路段配对Mat[k]，连接该配对对应的路段，计算由此形成的道路网的全局效率Eglob[k]，打断该配对对应的路段；

其中，在步骤4.2中，所述的道路网的全局效率由Latora和Marchiori（2001）提出，该指标描述网络中的节点如何交互，反映了网络中信息传播的顺畅程度，是网络功能方面的全局指标，对于网络G，节点i与节点j间的效率ε_ij反比于其最短路径d_ij，即ε_ij=1/d_ij，网络G的平均效率定义如下：

E=1N(N-1)Σi,j∈G,i≠jϵij=1N(N-1)Σi,j∈G,i≠j1dij]]>  式一；

令G_id为网络G的完全图形式，则网络G的全局效率Eglob定义为：

Eglob=E/E(G_id)  式二；

将道路网转换成对偶图形式，即路段对应于网络的节点，路段是否相交对应于网络的边，该网络中的节点i到节点j的最短路径长度定义为连接节点i到节点j的最少的边数，由于这样形成的网络的完全图形式，其平均效率为1，所以该网络的平均效率即为其全局效率，如式一所示，其中N为路段总数，d_ij为连接路段i到路段j的最少的步数，即路径长度；网络的全局效率的取值范围为[0,1]；

步骤4.3，通过循环对路段配对数组中的每一个路段配对执行步骤4.2；

步骤4.4，选择全局效率最大值对应的路段配对作为本次路段连接的结果，连接对应的路段，如果全局效率值存在多个最大值，则在这些全局效率值对应的配对中选择路段间转折角最小的配对作为本次路段连接的结果，连接对应的路段；

步骤4.5，更新道路网路段数组，重复执行步骤4.1-4.5，直到道路网路段数组中的任意两个路段均不满足路段连接规则。