[发明专利]一种城市道路要素提取方法

权利要求书

1.一种城市道路要素提取方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：基于开源路网数据，利用栅格化方法提取城市道路中心线；

步骤2：对道路中心线进行分段等距采样，获取采样点以及采样点对应的街景图像；

步骤3：基于步骤2的街景图像，利用射影几何原理对城市道路要素几何宽度信息进行量测；

步骤4：对城市道路边界线和城市道路面进行拟合和表达；

步骤5：结合城市道路面及遥感影像获取隔离带及交叉口采样点；

步骤6：获得步骤5中采样点对应的街景图像，利用步骤3和步骤4中的方法，对城市道路、城市机动车道、非机动车道和隔离带分别进行几何信息量测和线要素拟合；

步骤7：将步骤6获得的线要素转换成面要素，同时提取各要素的中心线，最终获取城市道路要素。

2.根据权利要求1所述的一种城市道路要素提取方法，其特征在于，所述步骤1中，提取道路中心线包括原始路网数据过滤、数据栅格化、空洞填充、自动矢量化四个过程。

3.根据权利要求1所述的一种城市道路要素提取方法，其特征在于，所述步骤2中，首先，依据道路要素形态特征及要素分类特点，对全局道路网沿中心线进行等距采样；继而利用中心线上的采样点，依据中心线上的相邻三个采样点构成的夹角对道路进行分段，包括将道路分为平直路段、弯度路段以及将弯曲路段分成多个子路段；最后利用分段等距加密方法对弯曲路段进行采样点加密。

4.根据权利要求3所述的一种城市道路要素提取方法，其特征在于，对弯曲路段进行采样点加密的方法为：

(1)判断当前采样点与前后采样点构成的两线段之间的夹角值，若小于150°则执行下一步，反之说明弯度过缓，不做特殊处理；

(2)在当前采样点与前一采样点和后一采样点之间的中间位置分别加密一个采样点，此时，当前采样点与前后采样点构成的两个采样路段被分割成四个采样路段；

(3)将新加密的采样点作为当前采样点，重新判断其与前后采样点构成的夹角，若小于150°则反复执行步骤(2)，否则执行步骤(4)；

(4)所有当前采样点与前后采样点之间组成的夹角均大于150°，则弯曲路段采样点分段加密结束。

5.根据权利要求1所述的一种城市道路要素提取方法，其特征在于，所述步骤3中，在几何量测的过程中将城市道路标识线作为参考线，利用参考线宽度，通过射影几何的原理测出道路面的真实宽度。

6.根据权利要求1所述的一种城市道路要素提取方法，其特征在于，所述步骤4中，利用顾及道路双向约束的边界拟合方法生成城市道路边界线，具体为：利用道路纵向和横向获取的信息数据约束道路边界范围，获取道路边界上的点信息，进而对道路边界上的信息点进行线性折线连接或者三次样条曲线拟合，从而实现道路边界线生成；其中，道路纵向几何形态采用道路中心线控制，道路横向宽度则利用道路横断线进行辅助。

7.根据权利要求1所述的一种城市道路要素提取方法，其特征在于，所述步骤5中，隔离带采样点的获取方法为：

(1)获得高分辨率实验区遥感影像，利用监督分类方法提取隔离带区域的植被并利用形态滤波方法优化提取结果，去除噪声点并对由于路面车辆引起的空洞区域进行填充；

(2)将优化的提取结果转成矢量数据，利用栅格化方法得到隔离带中心线；

(3)取隔离带中心线的首尾点，利用最短距离原理将首尾点映射到道路中心线上，并删除重复点和近距离点，以得到隔离带采样点。

8.根据权利要求1所述的一种城市道路要素提取方法，其特征在于，所述步骤5中，交叉口采样点的获取方法为：

(1)根据道路中心线的交点，随机认定当前交点处的其中一条中心线代表平直路段，另一条为含有交叉口弯曲部分的道路；

(2)将代表含有弯曲部分的道路中心线以交点为中心，分别向中心线起止方向，以当条城市路宽为偏离距离，利用缓冲技术执行等距采样；由于交叉口等距采样距离小于所述步骤2中的最初等距采样的距离，所以等同于对初始采样点进行了加密。