[发明专利]一种路网模型自动生成的方法

说明书

技术领域

本发明涉及交通管理技术领域，是指一种路网模型自动生成的方法。

背景技术

目前，各种电子地图得到了广泛的应用。其中ESRI Shapefile(shp)，简称Shapefile，是由美国环境系统研究所公司(ESRI)开发的一种描述空间数据的几何和属性特征的非拓扑实体矢量数据结构的一种格式。目前，Shapefile文件格式用于描述几何体对象——点、折线与多边形，使用简单的非拓扑格式存储地理对象的位置信息和属性信息，已经成为了地理信息软件界的一个开放标准。

一个Shapefile文件最少包括三个文件：主文件(*.shp)，存储地理要素的几何图形的文件；索引文件(*.shx)，存储图形要素与属性信息索引的文件；dBASE表文件(*.dbf)，存储要素信息属性的dBase表文件。其中，主文件是一个直接存取，变长记录的文件，其中每个记录描述一个实体的数据，称为shape；在索引文件中，每个记录包含对应主文件记录离主文件头开始的偏移量；dBASE表文件包含各个实体的属性特征记录，几何和属性间的一一对应关系是基于一个不重复的记录顺序代码来实现的，在dBASE表文件中的属性记录和主文件中的记录是相同顺序的。Shapefile通常以X与Y的方式来处理地理坐标，一般X对应经度，Y对应纬度。

但是，地图文件，如Shapefile文件中，所有的折线与多边形都是用点来定义，点与点之间采用线性插值，也就是说点与点之间都是用线段相连，于是数据采集时点与点之间的距离决定了该文件所使用的比例。由于在同一Shapefile之中所有非空的几何体都必须是同一类型，Shapefile被限制为仅仅可以混合存储空几何体和另一单一几何体，例如一个Shapefile文件不可能同时包含折线与多边形数据。因此，以Shapefile文件为例的很多地图文件无法直接表达完整的路网信息，需要借助很多外部工具才能有效的用于地图显示、路径搜索、交通模拟，而其中的技术手段往往较为复杂和繁琐。

发明内容

为了解决地图文件无法直接表达完整的路网信息的问题，本发明提出了一种路网模型自动生成的方法，可以将Shapefile文件转换成矢量路网模型，并有效用于地图显示、路径搜索、交通模拟。

本发明所采用的技术方案是：一种路网模型自动生成的方法，包括如下步骤：

S1，读入Shapefile文件数据：读取Shapefile文件包含的位置信息，导出端点P_i和线段L_i的集合，端点、线段的数量分别为2n、n，其中i为0到n的整数，端点P_i有横坐标X_i和纵坐标Y_i，记为P_i(X_i,Y_i)；

S2，路口判定：在导出的线段L_i集合中，找到线段L_i的其中一个端点P_i，距离P_i最近的三个点依次为是P_i+1、P_i+2和P_i+3，根据四点的坐标拟合出多个椭圆，其中到点P_i+3的距离d最小的椭圆即为拟合椭圆，拟合椭圆的长轴为a_i、短轴为b_i，根据实地地路口测量距离设定拟合椭圆的长轴阈值短轴阈值若且则该路口为四岔路口，四岔路口的集合为{C_i}，若且则该处为非四岔路口，非四岔路口的集合为{D_i}；

S3，道路连接：对四岔路口的集合{C_i}，组成一个四岔路口C_i的端点P_i、P_i+1、P_i+2和P_i+3是在该四岔路口四条支路方向上的路口临界点，将每条支路上的线段与端点直接相连形成支路的中心线，再由支路的中心线扩展出道路，对于非四岔路口的集合{D_i}，直接将端点连接起来形成道路；道路的集合表示为{R_i}，道路中每个路段表示为r_i；