[发明专利]快速提取OSM数据中自定义多边形区域内路网的方法

说明书

本发明公开了一种快速提取OSM数据中用户自定义多边形区域内路网的方法，该方法能够快速地将用户自定义的需要研究的范围外的节点和路段删除，最终得到用户自定义多边形区域内的OSM路网数据。目前从OSM数据导出的路网区域只能是矩形，本发明可以让用户自定义多边形研究区域，并快速地自动删除自定义多边形区域外的节点和路网，节省了用户先解析矩形范围的OSM数据再手工删除区域外的节点和路段产生的额外的时间和工作量，同时也避免该过程中人工操作可能产生的错误。

技术领域

本发明涉及道路交通网络计算机抽象表达技术领域，特别是涉及一种快速提取OSM数据中自定义多边形区域内路网的方法。

背景技术

交通系统除了涉及多个学科、跨领域、规模巨大等复杂特性之外,还具有实验试行成本极高甚至无法进行的特征。随着计算机和网络技术的不断发展，其在交通中的应用也愈加广泛,智能交通系统的概念和方法不断成熟,交通系统也向着信息化、网络化、自动化和智能化不断发展。智能交通系统中一个重要的技术就是交通仿真技术，即运用现代计算机技术建立能够替代现实交通系统的计算机模型的技术方法。其中，宏观交通仿真能够将预测或调查得到的流量分配到道路交通网中，是交通规划、交通建设和交通管理非常重要的参考依据。而进行宏观交通仿真的前提就是建立计算机表达的道路交通网络。

Openstreetmap，简称为OSM，是一款由网络大众共同打造的免费开源、可编辑的地图服务。经过多年的发展，OSM地图数据库已经成为全球范围内最精确和完善的矢量地理数据库之一。用户可以直接在OSM上下载选定范围的路网数据，并利用一些软件将OSM文件中的节点和路网进行可视化展示或二次开发，极大的节省了使用者手工绘制图形化拓扑交通网络的时间。

但目前从Openstreetmap网站导出的路网区域只能是矩形，对于使用者，特别是城市规划者而言，他们更多时候需要自己自定义研究范围。如果先解析矩形范围的OSM数据并生成对应的交通网络，再逐条删除用户自定义区域外的线路和节点将增加用户许多的工作量。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种快速提取OSM数据中自定义多边形区域内路网的方法，由用户自定义确定需要研究的路网范围，并将这个区域外的节点和路段进行删除，为达此目的，本发明提供一种快速提取OSM数据中自定义多边形区域内路网的方法，包括如下步骤：

步骤(1)设OSM矩形地图区域内的最小纬度值为minlat，最大纬度值maxlat，最小经度值minlon，最大经度值maxlon，A点经纬度坐标(minlon，minlat)，B点经纬度坐标(minlon，maxlat)，C点经纬度坐标(maxlon，minlat)，D点经纬度坐标(maxlon，maxlat)，将OSM数据中节点的经纬度坐标和A点、B点、C点和D点的经纬度坐标转换为UTM坐标系坐标；

步骤(2)设UTM坐标系下，A点坐标(x_a，y_a)，B点坐标(x_b，y_b)，C点坐标(x_c，y_c)，D点坐标(x_d，y_d)；以A点为原点，向量AB为y轴，向量AD为x轴建立平面直角坐标系R，在该坐标系下A点坐标变为(0,0)，B点坐标变为(0,y_b-y_a)，C点坐标变为(x_c-x_a,0)，D点坐标变为(x_d-x_a,y_d-y_a)；

步骤(3)设用户自定义多边形区域的顶点集合为S，S中的顶点个数为i，初始状态下S为空集，i为1；截取OSM矩形地图区域图片作为底图，图片中经度最小、纬度最小的点置于坐标系R中的A点，图片中经度最小、纬度最大的点置于坐标系R中的B点，图片中经度最大、纬度最小的点置于坐标系R中的C点；