[发明专利]基于GPS时空轨迹的路网拓扑变化自动检测方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于GPS时空轨迹的路网拓扑变化自动检测方法及系统，包括步骤：步骤1，基于GPS时空轨迹构建局部时空轨迹向量；步骤2，基于路网数据和GPS时空轨迹构建局部道路拓扑向量；步骤3，局部时空轨迹向量和局部道路拓扑向量的相似性度量；步骤4，提取变化轨迹点，并构建变化轨迹点局部范围的道路拓扑关系；步骤5，将变化轨迹点局部范围的道路拓扑关系和原始路网对比，获得路网拓扑变化。本发明可自动检测城市路网的拓扑和图形变化，在提高路网变化检测精度的同时，还可实现路网拓扑和路网图形的变化检测；另外，本发明还具有成本低廉和高效的优点。

主权项

基于GPS时空轨迹的路网拓扑变化自动检测方法，其特征是，包括步骤：步骤1，基于GPS时空轨迹构建局部时空轨迹向量：以当前轨迹点的上一时刻轨迹点为起点、当前轨迹点为终点，构建第一向量；以当前轨迹点为起点、当前轨迹点的下一时刻轨迹点为终点，构建第二向量；将第一向量与第二向量的合向量平移至以当前轨迹点为起点，即当前轨迹点的局部时空轨迹向量；步骤2，基于路网数据和GPS时空轨迹构建局部道路拓扑向量：获得当前轨迹点及其上一时刻轨迹点、下一时刻轨迹点的最小包围矩形，构建最小包围矩形的面状缓冲区；将面状缓冲区中属于同一拓扑路段且连续的图形路段作为一条局部拓扑路段，其他图形路段本身分别作为局部拓扑路段，局部拓扑路段方向同其来源的拓扑路段；从局部拓扑路段的起点指向终点的向量即当前轨迹点的局部道路拓扑向量；步骤3，局部时空轨迹向量和局部道路拓扑向量的相似性度量：获得当前轨迹点的局部时空轨迹向量和局部道路拓扑向量的综合相似性S，S＝λS_Dis+(1‑λ)S_Ang，以综合相似性最大值为有效综合相似性；S_Dis、S_Ang分别表示局部时空轨迹向量和局部道路拓扑向量的距离相似性、方向相似性，λ、(1‑λ)为权值，根据实验验证确定；步骤4，提取变化轨迹点，并构建变化轨迹点局部范围的道路拓扑关系：根据当前轨迹点的有效综合相似性提取变化轨迹点；获得包括变化轨迹点的轨迹拓扑边界点，轨迹拓扑边界点即(1)匹配到不同拓扑路段的相邻轨迹点，或(2)一个匹配到拓扑路段、另一个未匹配到拓扑路段的相邻轨迹点；根据包含变化轨迹点的轨迹拓扑边界点反映的路网拓扑连通关系，构建变化轨迹点局部范围的道路拓扑关系；步骤5，将变化轨迹点局部范围的道路拓扑关系和原始路网对比，获得路网拓扑变化。