[发明专利]一种生成道路网stroke的迭代方法

说明书

技术领域

本发明涉及地图学与地理信息系统，更具体地，涉及一种生成道路网stroke的迭代方法。 

背景技术

道路网中的stroke是根据Gestalt原则中“好的连续律”将路段连接而形成的道路链（Thomson&Richarderson1999）。术语stroke从能一笔画出的曲线的思想中产生，中文称为“路划”（徐柱等,2012）。图1-A为道路网示意图，包含16条路段，图1-B是图1-A所示道路网的一种stroke结果，包含7条stroke。生成stroke是一种重要的矢量数据结构化组织技术，通常作为道路网综合与拓扑分析、示意性路网图生成、路网模式识别的首要步骤（Thomson&Richarderson1999;Porta et al2006;Jiang2007;Li&Dong2010;Heinzle et al2007）。stroke的作用主要表现为：（1）作为道路网综合的对象，如基于stroke重要度排序的道路网综合（Zhang,2004）；（2）作为确定路段重要程度的依据，如Chen等（2009）和Touya（2010）在基于面合并的道路网综合方法中，通过stroke的重要性来确定构成网眼的路段的重要性；（3）作为分析的基本统计单元，如Jiang（2007）对道路网进行分析时，先生成stroke集，然后通过计算stroke的拓扑参量从而确定道路网的特性；（4）作为进行下一步变换的预处理结果，如Li和Dong（2010）在生成示意性路网图时，先生成stroke，然后在此基础上生成示意性路网图。再如Heinzle等（2007）在识别辐射模式与环模式时，将stroke作为初步识别单元。 

生成stroke关键在于路段连接规则和生成策略。路段连接规则主要有 几何规则，专题规则以及混合规则（Zhou&Li,2012）。几何规则由Gestalt原则中的“好的延续性”原则导出，指两条路段的转折角小于阈值；专题规则主要是指路段同名或路段等级相同；混合规则是指同时考虑几何规则和专题规则。生成策略主要指每对最大适合策略、自身最大适合策略、自身适合策略（Jiang et al,2008）。每对最大适合策略是满足连接规则，互为最适合的路段相连。自身最大适合策略是满足连接规则，某条路段每次都与其最适应的路段相连，不需要考虑被连路段是否有更好的选择。自身适合策略是某一路段随机地从与其满足连接规则的路段中相连的策略。 

现有stroke生成方法存在的技术缺陷表现在三个方面：第一，对同一道路网，哪一种stroke生成结果更好存在争议。不同的生成策略会生成不同的stroke集，图1-B，图1-C和图1-D分别是对图1-A所示道路网在仅考虑几何规则时，每对最大适合策略、自身最大适合策略与自身适合策略生成的stroke结果。从视觉上观察，难以判断哪一种结果更好，而且随着路段数的增加，会产生组合爆炸。目前，均是通过实际的应用来逆向检验。针对道路网综合，Zhou和Li（2012）根据各种策略生成的stroke结果在道路交叉点处是否与地图综合结果一致来进行评价，认为几何连接规则和每对最大适合策略的组合生成的stroke能得到好地图综合结果，连接规则中加入了专题规则虽然在结果准确度上有所改进，但改进在统计意义上不显著。特别地，对于自身最大适合策略以及自身适合策略这样的不确定的策略，该文并没有提及重复多次生成不同的结果。针对道路网分析，Jiang等人（2008）通过生成的stroke是否能很好地反映交通流量与对应的描述参量之间的关联关系来进行评价，认为自身最大适合策略是最好的策略，能够更好地凸现自组织自然道路。对于自身最大适合策略与自身适合策略，由于它们生成的stroke结果是不确定的，通过一次生成的结果无法确定其优劣，该文通过20次平均值来确定。上述两种评价方法都是针对特定应用， 需要特殊数据（同一地区多比例尺路网，交通流量数据）的支持。第二，现有stroke生成方法均是判断路段间是否连接的搜索方法，仅关注路段间的连接是否符合连接规则，并没有顾及全局方面的网络功能。第三，在stroke生成过程中，很多的路段连接是确定的，现有技术方法并没有对这些确定的路段预先处理，从而影响生成stroke的效率。 

因此，现有技术中迫切需要一种合理可靠，兼顾局部连接规则和全局网络功能，并能产生确定结果的stroke生成方法。 

发明内容