[发明专利]一种基于Voronoi图的交通道路网络自动划分交通小区的方法

权利要求书

1.一种基于Voronoi图的交通道路网络自动划分交通小区的方法，其特征在于：包括如下的步骤：

S1：从交通网络中提取所有的道路要素，建立道路要素的地理缓冲区B；

S2：提取所有的道路节点，记为点集P，删除位置重复的道路节点，根据这些道路节点建立Delaunay三角网，然后建立对偶图Voronoi多边形；

S3：经过步骤S2，对于任意一个道路节点P_i都有一个完全包含它的Voronoi多边形，道路节点与Voronoi多边形形成了一对一的映射关系，对于处在边界上的Voronoi多边形，将它们对应的n个道路节点计入点集合D，计算点集合D的几何中心(X_p,Y_p)

之后，对于这n个道路节点，按下列式子计算新道路节点(X_i’,Y_i’)

X'_i＝(X_p-X_i)*1.5+X_i，Y′_i＝(Y_p-Y_i)*1.5+Y_i

将这n个新道路节点计入点集合D’，将点集P与点集D’取并生成点集P’，用点集P’生成新的Delaunay三角网，然后建立对偶图Voronoi多边形，此时每一个Voronoi多边形都表示一个初始的交通小区；

S4：对于点集P’中的每个道路节点P_i’，都有一个完全包含的Voronoi多边形V_i，记所有Voronoi多边形合并后的大多边形为T，将水系绿地抽象为多边形，取与T相交的多边形，记为Z_i，Z_i构成了集合Z，记录每一个V_i与Z中元素的相交关系，每一个V_i都有一个标志码PV_i，PV_i的值表示着包含V_i程度最高的多边形Z_i的ID，若PV_i不被任意一个Z_i包含，则记为空值，将所有具有同样PV_i值，除去空值的V_i合并为一个ZV_i；

S5：开始合并小区，给定一个面积阈值S_l，将未合并的V_i与合并后的ZV_i按面积升序排序，将面积小于阈值S_l的多边形按面积从小到大依次放入数组List中，数组List始终保持面积从小到大升序排列；

S6：取数组List中面积最大的元素S，寻找所有与元素S相邻的多边形，记为集合K，其中所有面积小于阈值S_l的多边形记为集合L；定义一个多边形指标pft，pft＝周长*周长/面积；若集合L为空集，那么从集合K中找一个多边形K_t，使得K_t与元素S合并后的多边形其pft最小；若集合L不为空集，那么从集合L中找一个多边形L_t，使得L_t与元素S合并后的多边形其pft最小；

合并之后，参与合并的两个多边形都会从数组List中剔除，并成为一个新的多边形，若新的多边形的面积小于阈值S_l，那么将它继续放入数组List里；若面积不小于阈值S_l，则不作操作；

S7：重复步骤S6直到数组List中没有元素，经过小区合并后，让所有新小区多边形V′_i与行政区多边形集合D进行相交操作，V′_i与D_i的关系有三种：完全被包含；不相交；相交；

设定阈值k_l，在相交关系中，V′_i与D_i相交部分面积记为s₁，V′_i面积记为s₀，若s₁/s₀k_l,那么用D_i对V′_i进行相交分割操作，把V′_i划分为相交部分和不相交部分的新的小区多边形，每一个被分割后的小区多边形都是一个简单多边形；

S8：用地理缓冲区B对所有小区多边形执行裁剪操作，将没有被地理缓冲区B完全包含的小区裁剪为与地理缓冲区B相交和不相交部分，只保留和地理缓冲区B相交的部分，这一部分成为新的小区多边形；

S9：将现在所有的小区多边形按面积从小到大排序，面积小于阈值S_l的多边形放入数组List中，重复步骤S6，直到数组List中没有元素；

S10：至此，所有的小区多边形已经生成，检查所有小区多边形是否包含点集P中的道路节点，如果某一个小区多边形不包含点集P中的道路节点，那么将它与相邻的一个面积最小的小区多边形合并，重复检查直到所有小区多边形都至少包含一个点集P中的道路节点。