基于道路網(wǎng)的電子地圖興趣點(diǎn)的提取方法及顯示方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電子地圖興趣點(diǎn)的提取方法及顯示方法，特別是指一種基于道路網(wǎng)的電子地圖興趣點(diǎn)的提取方法及顯示方法。
【背景技術(shù)】
[0002]興趣點(diǎn)(Point of Interest，Ρ0Ι)是電子地圖中必不可少的元素，而電子地圖的多尺度特點(diǎn)決定著不同比例尺下顯示的POI數(shù)量和類型是有所區(qū)別的。如何有效地提取海量的Ρ0Ι，是滿足電子地圖在不同尺度下優(yōu)化顯示(表達(dá))的重要技術(shù)手段。
[0003]POI的提取在一定程度上從屬于點(diǎn)群數(shù)據(jù)的化簡。艾廷華等人對(duì)點(diǎn)群目標(biāo)的分布定義了四個(gè)描述參量，使用Voronoi圖(又叫泰森多邊形或Dirichlet圖，它是由一組由連接兩鄰點(diǎn)直線的垂直平分線組成的連續(xù)多邊形組成)動(dòng)態(tài)重建的方法對(duì)群點(diǎn)進(jìn)行化簡。毋河海用凸殼算法形成多層嵌套來反映群點(diǎn)的逐層分布特征，這一過程分為凸殼層的合并與多邊形折線定點(diǎn)的綜合兩個(gè)子過程。以上方法都考慮到了維持點(diǎn)群的分布特征和空間結(jié)構(gòu)，但實(shí)現(xiàn)起來比較復(fù)雜且計(jì)算量大，主要適用于小比例尺中的點(diǎn)群目標(biāo)綜合，不適合大比例尺城市地圖中的POI的提取。
[0004]除此之外，有些學(xué)者將一些新的思想引入到點(diǎn)群目標(biāo)的提取和化簡。其中，閆浩文等人將點(diǎn)群中包含的統(tǒng)計(jì)、專題、拓?fù)浜投攘啃畔⒎謩e選定量化描述因子，并把這些因子運(yùn)用到點(diǎn)群綜合過程中，提出了一個(gè)基于加權(quán)Voronoi圖的地圖點(diǎn)群綜合算法。
[0005]—般來說，城市干道、內(nèi)部道路的兩側(cè)會(huì)有商業(yè)設(shè)施、公共設(shè)施、機(jī)構(gòu)及居民點(diǎn)等不同類別的POI數(shù)據(jù)。城市中的路燈、井蓋等點(diǎn)數(shù)據(jù)的分布也受到道路的約束，通常是沿著道路進(jìn)行分布的。對(duì)于大比例尺上的POI數(shù)據(jù)而言，城市POI數(shù)據(jù)的分布、密度與道路周邊的環(huán)境有著重要的關(guān)聯(lián)，因此將POI數(shù)據(jù)單純地看作整體點(diǎn)群數(shù)據(jù)是不合適的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種基于道路網(wǎng)的電子地圖興趣點(diǎn)的提取方法及顯示方法，以在不損耗效率的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更為精確地電子地圖興趣點(diǎn)的提取及顯不O
[0007]本發(fā)明提供的一種基于道路網(wǎng)的電子地圖興趣點(diǎn)提取方法，包括以下步驟:
[0008]A、收集所有興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)，并以點(diǎn)集合形式表示所述興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)；
[0009]B、采集所述興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)所在區(qū)域的道路數(shù)據(jù)；
[0010]C、使用所述道路數(shù)據(jù)構(gòu)建道路網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；
[0011]D、依據(jù)所述道路網(wǎng)對(duì)所述興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類；
[0012]E、根據(jù)所述興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)的分類，提取所述興趣點(diǎn)數(shù)據(jù)。
[0013]由上可以看出，上述方法兼顧了城市POI數(shù)據(jù)的分布、密度與道路周邊的環(huán)境之間的關(guān)聯(lián)，針對(duì)大比例尺上的POI數(shù)據(jù)，可在不損耗效率的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)更為精確地電子地圖興趣點(diǎn)的提取。
[0014]在上述的方法中，所述步驟B還包括:預(yù)處理所述道路數(shù)據(jù)，具體如下:
[0015]僅保留每個(gè)線對(duì)象上的距離較近且意義相同的多個(gè)節(jié)點(diǎn)中的一個(gè)；
[0016]去除所有節(jié)點(diǎn)依次重合或節(jié)點(diǎn)間的距離小于節(jié)點(diǎn)容限的兩個(gè)線對(duì)象中的一個(gè)；
[0017]去除線對(duì)象的長度小于預(yù)設(shè)懸掛容限的懸線；
[0018]將距最近的線對(duì)象的距離小于預(yù)設(shè)距離的懸線延伸至所述最近的線對(duì)象。
[0019]由上可以看出，上述方法修復(fù)或避免了拓?fù)溴e(cuò)誤的產(chǎn)生，由此可以保障數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可用性，進(jìn)而確保后續(xù)數(shù)據(jù)處理及分析的準(zhǔn)確性。
[0020]在上述的方法中，所述步驟C包括以下子步驟:
[0021 ] Cl、載入所述道路數(shù)據(jù)，剔除屬性錯(cuò)誤的數(shù)據(jù)并計(jì)算每條弧段的最小外包矩形；
[0022]C2、判斷道路線是否與其自身相交，如果相交，則在交點(diǎn)處斷開，由此將道路分成3條弧段；
[0023]C3、在相交道路的交點(diǎn)處斷開相交弧段，使整幅圖無相交弧段；
[0024]C4、根據(jù)每條弧段的最小外包矩形，對(duì)所述弧段進(jìn)行排序；
[0025]C5、刪除重復(fù)弧段，并刪除斷鏈形成的短小弧段；
[0026]C6、把一定限差范圍內(nèi)的結(jié)點(diǎn)合并為一個(gè)結(jié)點(diǎn)；將結(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的弧段加入到中心結(jié)點(diǎn)的集合中，同時(shí)將弧段所對(duì)應(yīng)的結(jié)點(diǎn)變?yōu)橹行慕Y(jié)點(diǎn)，并修改弧段的相應(yīng)坐標(biāo);其中，每個(gè)弧段對(duì)應(yīng)兩個(gè)結(jié)點(diǎn)，每個(gè)結(jié)點(diǎn)在合并前對(duì)應(yīng)一條弧段，合并后的結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)值可以是多個(gè)結(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)的平均值；
[0027]C7、以左轉(zhuǎn)算法或右轉(zhuǎn)算法跟蹤、生成多邊形，建立多邊形與弧段的關(guān)系。
[0028]由上可以看出，子步驟C2可使整幅圖無相交弧段，進(jìn)而可提高計(jì)算效。
[0029]在上述的方法中，所述子步驟C4包括:根據(jù)線目標(biāo)的最大Y軸坐標(biāo)值，由大到小對(duì)所有線目標(biāo)進(jìn)行排序;最大Y值相等時(shí)，根據(jù)線目標(biāo)的最大X軸坐標(biāo)值，由大到小對(duì)線目標(biāo)進(jìn)行排序，然后按照新的順序?qū)《螖?shù)據(jù)重新編號(hào)。
[0030]由上可以看出，基于MBR(最小外包矩形)的排序可使查找檢索更加方便。
[0031 ]在上述的方法中，所述步驟D包括:
[0032]根據(jù)所述興趣點(diǎn)與道路網(wǎng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的關(guān)系，將所述興趣點(diǎn)劃分為:拓?fù)渚W(wǎng)眼內(nèi)邊界點(diǎn)、拓?fù)渚W(wǎng)眼外邊界點(diǎn)、懸掛道路周邊點(diǎn)、拓?fù)渚W(wǎng)眼內(nèi)部點(diǎn)和離散點(diǎn)。
[0033]在上述的方法中，所述步驟E包括:
[0034]采用間苗法順序提取分別屬于網(wǎng)眼內(nèi)邊界點(diǎn)、網(wǎng)眼外邊界點(diǎn)和懸掛道路周邊點(diǎn)的所述興趣點(diǎn)，具體如下:
[0035]針對(duì)當(dāng)前的道路線，按照一定寬度生成所述道路線的緩沖區(qū)，判斷哪些點(diǎn)落入所述緩沖區(qū)，即找到所述道路線的邊界點(diǎn)，計(jì)算出各邊界點(diǎn)到道路線上的投影點(diǎn)，并建立所述邊界點(diǎn)與所述投影點(diǎn)的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系；
[0036]計(jì)算各所述投影點(diǎn)沿所述道路線至所述道路線的起點(diǎn)的長度，根據(jù)該長度對(duì)所述投影點(diǎn)排序，由此形成有序投影點(diǎn)集；
[0037]根據(jù)地圖點(diǎn)群綜合算法求出提取系數(shù)K，其中，K= K1/K2，K1是實(shí)施地圖點(diǎn)群綜合算法之后需要保留的所述興趣點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)，Κ2是實(shí)施地圖點(diǎn)群綜合算法之前的所述興趣點(diǎn)的點(diǎn)數(shù)；
[0038]在確定所述提取系數(shù)K后，沿所述道路線確定投影點(diǎn)集的提取間隔，再根據(jù)鄰近原則判斷哪個(gè)點(diǎn)在提取間隔內(nèi)，進(jìn)而進(jìn)行提取，由此獲得結(jié)果投影點(diǎn)集；
[0039]根據(jù)所述的一一對(duì)應(yīng)關(guān)系，找出與所述結(jié)果投影點(diǎn)集對(duì)應(yīng)的所述邊界點(diǎn)，從而完成對(duì)于屬于網(wǎng)眼內(nèi)邊界點(diǎn)、網(wǎng)眼外邊界點(diǎn)、懸掛道路周邊點(diǎn)的所述興趣點(diǎn)的提取。
[0040]在上述的方法中，在提取屬于所述懸掛道路周邊點(diǎn)的所述興趣點(diǎn)之前，還包括:
[0041]判斷屬于所述懸掛道路周邊點(diǎn)的所述興趣點(diǎn)位于道路線的左側(cè)還是右側(cè)，并將屬于所述懸掛道路周邊點(diǎn)的所述興趣點(diǎn)分為左、右側(cè)點(diǎn)集；
[0042]其中，對(duì)于道路連接的地方，為提取順序靠前的所述興趣點(diǎn)賦予較大權(quán)重。
[0043]在上述的方法中，在提取完屬于網(wǎng)眼內(nèi)邊界點(diǎn)、網(wǎng)眼外邊界點(diǎn)和懸掛道路周邊點(diǎn)的所述興趣點(diǎn)之后，對(duì)屬于網(wǎng)眼內(nèi)部點(diǎn)和離散點(diǎn)的所述興趣點(diǎn)進(jìn)行提取;具體而言:
[0044]先判斷此類所述興趣點(diǎn)的分布模式，如果此類點(diǎn)存在一定分布模式，則按照能夠保持分布模式的方法實(shí)施提取;如果不存在一定分布模式，則采用隨機(jī)法按照要求設(shè)定數(shù)量指標(biāo)后進(jìn)行提取。
[0045]在上述的方法中，提取所述興趣點(diǎn)時(shí)，以道路拓?fù)渚W(wǎng)眼或道路弧段為最小處理單元;針對(duì)每個(gè)處理單元，將提取之前的所述興趣點(diǎn)放入臨時(shí)點(diǎn)集中，如果臨時(shí)點(diǎn)集中點(diǎn)的個(gè)數(shù)小于某一閾值，則不實(shí)施提取;否則實(shí)施提取，并將提取結(jié)果放入結(jié)果點(diǎn)集合中；在針對(duì)當(dāng)前處理單元的提取操作結(jié)束后，清空所述臨時(shí)點(diǎn)集，然后轉(zhuǎn)向下一個(gè)處理單元，依此循環(huán)往復(fù)，以完成對(duì)所有處理單元的提取操作。
[0046]本發(fā)明還提供了一種基于道路網(wǎng)的電子地圖興趣點(diǎn)的顯示方法，該方法將基于上述任意基于道路網(wǎng)的電子地圖興趣點(diǎn)的提取方法所提取出的興趣點(diǎn)顯示在電子地圖上。
【附圖說明】
[0047]圖1為本發(fā)明的基于道路網(wǎng)的電子地圖興趣點(diǎn)提取方法的流程圖；
[0048]圖2為道路數(shù)據(jù)預(yù)處理(去除冗余點(diǎn))示意圖，其中(a)為預(yù)處理之前的道路數(shù)據(jù)所表示的道路的示意圖，(b)為預(yù)處理之后的道路數(shù)據(jù)所表示的道路的示意圖；
[0049]圖3為道路數(shù)據(jù)預(yù)處理(去除重復(fù)線)示意圖，其中(a)為預(yù)處理之前的道路數(shù)據(jù)所表示的道路的示意圖，(b)為預(yù)處理之后的道路數(shù)據(jù)所表示的道路的示意圖；
[0050]圖4為道路數(shù)據(jù)預(yù)處理(去除短懸線)示意圖，其中(a)為預(yù)處理之前的道路數(shù)據(jù)所表示的道路的示意圖，(b)為預(yù)處理之后的道路數(shù)據(jù)所表示的道路的示意圖；
[0051]圖5為道路數(shù)據(jù)預(yù)處理(長懸線延伸)示意圖，其中(a)為預(yù)處理之前的道路數(shù)據(jù)所表示的道路的示意圖，(b)為預(yù)處理之后的道路數(shù)據(jù)所表示的道路的示意圖；
[0052]圖6為道路數(shù)據(jù)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)示意圖；
[0053]圖7為道路緩沖區(qū)示意圖；
[0054]圖8為“間苗法”示意圖；
[0055]