[发明专利]一种OpenStreetMap城市建筑数据的完整区域提取方法及系统

说明书

本发明提供了一种OpenStreetMap(OSM)城市建筑数据的完整区域提取方法及系统，包括：根据城市建成区范围，提取落入城市建成区范围内的OSM城市建筑数据；对于提取的每个OSM城市建筑数据，以大小相同的半径R建立缓冲区；将相互重叠的缓冲区进行合并，直到合并后的缓冲区不再重叠为止，并计算合并后每个缓冲区的面积；删除面积小于预设阈值A的合并后的缓冲区；将保留的合并后的缓冲区且落入城市建成区范围内的部分，视为OSM城市建筑数据的完整区域。与现有技术相比，本发明能提取OSM城市建筑数据的完整区域且面积更大，从而帮助用户免费获取更多的OSM城市建筑数据。

技术领域

本发明属于地理信息科学领域，涉及一种OpenStreetMap(OSM)城市建筑数据的完整区域提取方法及系统，具体涉及一种基于缓冲区分析提取OSM城市建筑数据的完整区域。

背景技术

开放地图数据OSM是一个由全球志愿者提供与编辑的在线地图。它具有免费获取、全球覆盖和现势性高等优点；同时，由于志愿者的不同背景(如年龄、专业和学历等)，OSM数据的质量具有明显的异质性特点，即不同地区的OSM数据质量可能不同。完整性，即衡量一个地区地理空间数据质量的完备程度，是评价OSM数据质量的重要指标。如何从OSM数据中提取出完整区域是本发明拟解决的技术问题。

现有方法主要通过引入参考数据(如源自权威部门或商业地图公司)评价OSM数据质量。例如，Goetz和Zipf(2012)、Hecht等(2013)对比了德国地区OSM与测绘机构的建筑数据来评价OSM建筑数据的质量，该方法还被应用于评价英国(Fram et al.2015)、法国(Girres and Touya2010)、美国(Zielstra et al.2013)等地区的OSM数据质量；由于参考数据因收费或保密限制的原因可能无法获取，也有学者提出参考数据未知时评价OSM数据质量的方法。例如，et al.(2014)分析了各个国家或地区OSM历史数据的增长率，且当该值小于3％时，反映相应地区的OSM数据接近完整；然而，该方法仅适用于宏观分析大范围区域内的OSM数据质量。Zhou(2018)则提出通过计算OSM建筑密度定量估计OSM建筑数据完整性的方法。虽然该方法适用于微观分析城市区域(如1×1公里格网)内OSM建筑数据的完整性，但是由于格网大小的限制，该方法能提取的完整区域的面积较小，导致用户能免费获取的OSM建筑数据较少。

因此，本发明提出一种OSM城市建筑数据的完整区域提取方法，该方法应不依赖于参考数据，即当参考数据未知时，亦能提取OSM建筑数据的完整区域(且面积更大)，从而帮助用户免费获取更多的OSM建筑数据。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对上述目前的提取方法能够提取的完整区域的面积较小、用户能免费获取的OSM建筑数据较少的技术问题，提供一种OpenStreetMap城市建筑数据的完整区域提取方法及系统解决上述技术缺陷。

一种OpenStreetMap城市建筑数据的完整区域提取方法，包括：

步骤S1、根据城市建成区范围，提取落入城市建成区范围内的OSM城市建筑数据；

步骤S2、对于步骤S1中提取的每个OSM城市建筑数据，以大小相同的半径R建立缓冲区；

步骤S3、将相互重叠的缓冲区进行合并，直到合并后的缓冲区不再重叠为止，并计算合并后每个缓冲区的面积；

步骤S4、删除步骤S3中面积小于预设阈值A的合并后的缓冲区；

步骤S5、提取步骤S4中保留的合并后的缓冲区且落入城市建成区范围内的部分，视为OSM城市建筑数据的完整区域。

进一步的，所述步骤S2中缓冲区半径R设置区间为20-30米。

进一步的，所述步骤S4中的预设阈值A设置为0.2平方公里。

一种OpenStreetMap城市建筑数据的完整区域提取系统，包括：