CN101650890A - 一种道路在地图上的处理表示方法 - Google Patents

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刘阳
王美娟
宋宏
吴军荣
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Abstract

本发明公开了一种道路在地图上的处理表示方法，包括以下步骤：一、地图道路数据的导入；二、道路分类；三、道路地图矢量数据编码和多边形表示，创建道路多边形、路口多边形和道路隔离带多边形三类图面多边形模型，并创建路口节点和道路盲端节点两类点模型以及道路中心线线模型，同时对每个道路多边形模型进行要素编码，对道路点、线、面这三大类模型创建属性表，并生成压缩格式的地图矢量数据；四、数据库的解码和显示。本发明表示方法简单、数据冗余少、数据分析功能强、图形传输速度快，同时，道路划分精确高、成本低，依靠图面道路元素的不同划分和道路模型的建立，可完整展现城市复杂道路体系。

Description

一种道路在地图上的处理表示方法
技术领域
本发明属于测绘地理信息技术领域，涉及一种道路处理表示方法，尤其涉及一种用于矢量地图中的道路在地图上的处理表示方法。
背景技术
现有技术中，地图道路处理是异常麻烦的事情，随着GPS技术的广泛应用，传统的道路地图表示已经不能在二维地图上完全满足现阶段道路体系，尤其对于高架桥、立交桥和环形道路的处理，出现了道路表示不合理、不易理解的问题。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种表示方法简单、数据冗余少、划分精确度高、成本低的道路在地图上的处理表示方法。
为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种道路在地图上的处理表示方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、地图道路数据的导入：将测绘和采集的地图道路数据导入数据库，确定成图比例尺1∶500～1∶5000，并对地图道路数据进行格式转化处理，生成道路地图矢量数据；
步骤二、道路分类：将生成的道路地图矢量数据分为高速公路、隧道、路桥、主要道路、次要道路和小路六大类；其中，所述的路桥为高架桥或立交桥，所述的主要道路为城市主干道，所述的次要道路为城市支线道路，所述的小路为供行人和自行车用的道路；当所述的高速公路上有隧道部分或路桥部分，则提取出来分别归为隧道类或路桥类；
步骤三、道路地图矢量数据编码和多边形表示：对分类后的道路地图矢量数据创建道路多边形、路口多边形和道路隔离带多边形三类图面多边形模型，并创建路口节点和道路盲端节点两类点模型以及道路中心线线模型，同时对每个道路多边形模型进行由一个街道编码、一个分ID和一个附属ID要素组成的多边形代码编码，对编码后的道路点、线、面这三大类模型创建属性表，将一幅地图划分为道路多边形属性表、路口多边形属性表、道路隔离带多边形属性表、路口节点和道路中心线属性表，并列出数据主域值表，分析道路多边形、路口多边形、道路隔离带多边形、路口节点和道路中心线之间的关系，建立数据库结构关系表，并在对应的属性字段填写之间的关键字，最后生成压缩格式的道路地图矢量数据；
步骤四、数据库的解码和显示：读取压缩格式的道路地图矢量数据，对该压缩格式的道路地图矢量数据进行解码得到道路地图矢量数据，然后进行数据在移动终端的显示器上显示。
上述步骤三所述创建道路多边形模型、路口多边形模型、道路隔离带多边形模型和路口节点及道路中心线模型的具体处理为：
a、道路多边形模型处理：在每个道路的路段建立一个道路多边形，该道路多边形的两端建立路口多边形；如果道路中有盲端分两种情况处理，有转盘时则转盘分离出去，作为盲端路口，无转盘时则整条道路为道路多边形；如果道路由高架部分和非高架部分组成，道路多边形也要分为高架部分和非高架部分，有多层高架体系，在属性字段中填写高架层数；如果道路边线只有一边，依靠道路其它图层参考进行，在其它图层无法参考的情况下，根据提供的原始测绘地形数据中的其他地物要素进行边界确定，还是无法确定的，当作道路盲端处理；
b、路口多边形模型处理：在每个道路的路口建立路口多边形，城市路口可分为T型路口、十字型路口、L型路口和环形路口四类基本路口；其中，所述的T型路口属于城市丁字路口，采用交汇路中相交处曲线的切点连线为底边的等腰三角形表示，所述的十字型路口采用连接两条道路交叉处弧段的中点为顶点的矩形、菱形、等腰梯形或者任意四边形表示，所述的L型路口属于道路弯道，采用道路内轮廓线的两条直线与弯道圆弧的切点处的垂线与外轮廓线相交围成的图形表示，所述的环形路口属于道路隔离带，在路口多边形中分离出去，采用隔离带和两条路相交处的一个同心圆表示；
c、道路隔离带多边形模型处理：在每个物理存在的道路隔离带建立道路道路隔离带多边形，其中包括安全岛；道路隔离带多边形采用多边形数据进行拓扑构建，使用原始测绘数据的边界线作为道路隔离带多边形，如果道路隔离带由高架部分和非高架部分组成，道路隔离带多边形也要分为高架部分和非高架部分；
d、路口节点及道路中心线模型处理：由道路多边形的边线生成道路中心线，如果道路相交则所属的道路中心线相交并通过路口节点，如果是高架道路，道路不相交，则所属的道路中心线不通过路口节点。
上述道路多边形和道路隔离带多边形的长度最长为500米，超过500米的要分段。
上述步骤三所述要素编码规则为XXXXX XX XX，其中，前五位数字为街道编码ST_CODE，采用道路中心线使用的五位数字进行编码；中间两位数字是分ID为SUB_ID，采用取决于道路包含路口数目的两位数字表示；后两位数字是附属ID为AUX_ID，附属ID的表示分两种情况，当道路多边形由高架部分和非高架部分组成，采用编号‘01’、‘02’这样编下去，当道路的多边形没有高架部分和非高架部分，采用‘00’进行编码。
本发明与现有技术相比具有以下优点：
1、表示方法简单、数据冗余少，增强了数据分析功能和图形传输速度，特别是在大比例地图1∶500～1∶5000的表示上、Web发布和网上电子地图中能有效的减少数据库的运算压力，提高浏览速度。
2、道路划分精确高，使得工程设计中计算更加准确，如挂接GPS导航设备，可以直接取代旅游地图或车载地图。
3、成本低，在绘制新地图时可直接将野外测量成果按照本方法对道路数据室内成图，减少了图形处理的人工成本，同时节约了时间。
4、本发明依靠GIS(地理信息系统)数据平台的属一体化优势，依靠图面道路元素的不同划分和道路模型的建立，可完整展现出城市复杂道路体系。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
附图说明
图1为本发明的流程框图；
图2为创建道路多边形的第一种情况示意图；
图3为创建道路多边形的第二种情况示意图；
图4为创建道路多边形的第三种情况示意图；
图5为创建道路多边形的第四种情况示意图；
图6为创建道路多边形的第五种情况示意图；
图7为创建道路多边形的第六种情况示意图；
图8为创建道路多边形的第七种情况示意图；
图9为创建路口多边形的第一种情况示意图；
图10为创建路口多边形的第二种情况示意图；
图11为创建路口多边形的第三种情况示意图；
图12为创建路口多边形的第四种情况示意图；
图13为创建道路隔离带多边形的示意图；
图14为本发明的整体结构示意图。
附图标记说明：
1-道路多边形；  2-路口多边形；  3-高架部分；    4-非高架部分；
5-路口节点；    6-道路中心线；  7  -道路隔离带多边形。
具体实施方式
如图1所示，本发明一种道路在地图上的处理表示方法，包括以下步骤：
步骤一、地图道路数据的导入：将测绘和采集的地图道路数据导入数据库，确定成图比例尺1∶500～1∶5000，并对地图道路数据进行格式转化处理，生成道路地图矢量数据；
步骤二、道路分类：将生成的道路地图矢量数据分为高速公路、隧道、路桥、主要道路、次要道路和小路六大类；其中，所述的路桥为高架桥或立交桥，所述的主要道路为城市主干道，所述的次要道路为城市支线道路，所述的小路为供行人和自行车用的道路；当所述的高速公路上有隧道部分或路桥部分，则提取出来分别归为隧道类或路桥类；
步骤三、道路地图矢量数据编码和多边形表示：对分类后的道路地图矢量数据创建道路多边形、路口多边形和道路隔离带多边形三类图面多边形模型，并创建路口节点和道路盲端节点两类点模型以及道路中心线线模型，同时对每个道路多边形模型进行由一个街道编码、一个分ID和一个附属ID要素组成的多边形代码编码，对编码后的道路点、线、面这三大类模型创建属性表，将一幅地图划分为道路多边形属性表、路口多边形属性表、道路隔离带多边形属性表、路口节点和道路中心线属性表，并列出数据主域值表，分析道路多边形、路口多边形、道路隔离带多边形、路口节点和道路中心线之间的关系，建立数据库结构关系表，并在对应的属性字段填写之间的关键字，最后生成压缩格式的道路地图矢量数据；
要素编码规则为XXXXX XX XX，其中，前五位数字为街道编码ST_CODE，采用道路中心线使用的五位数字进行编码；中间两位数字是分ID为SUB_ID，采用取决于道路包含路口数目的两位数字表示；后两位数字是附属ID为AUX_ID，附属ID的表示分两种情况，当道路多边形由高架部分和非高架部分组成，采用编号‘01’、‘02’这样编下去，当道路的多边形没有高架部分和非高架部分，采用‘00’进行编码。下面举例来说明要素编码：
例子一
如“广济街”的街道编码采用11038，“广济街”的一条道路多边形段的分ID是22，最长段道路多边形的长度是59米，没有必要对道路多边形段进行分段，因此附属ID是00，要素编码为110382200。
例子二
如“长安路”的街道编码是12006，“长安路”的一条道路多边形段的分ID是14，最长段道路多边形的长度是4341米，道路多边形段应当至少被分为9个分段，以满足500米一个最长分段的要求，附属ID应当是第一个分段为01，第二个分段为02，以此类推，要素编码依次为120061401、120061402、120061403、120061404....120061409。
创建道路多边形模型、路口多边形模型、道路隔离带多边形模型和路口节点及道路中心线模型的具体处理为：
a、道路多边形模型处理：如图2、图3、图4和图5所示，在每个道路的路段建立一个道路多边形1，该道路多边形1的两端建立路口多边形2；如果道路中有盲端分两种情况处理，有转盘时则转盘分离出去，作为盲端路口如图6所示，无转盘时则整条道路为道路多边形如图7所示；如果道路由高架部分和非高架部分组成，道路多边形也要分为高架部分3和非高架部分4如图8所示，有多层高架体系，在属性字段中填写高架层数；如果道路边线只有一边，依靠道路其它图层参考进行，在其它图层无法参考的情况下，根据提供的原始测绘地形数据中的其他地物要素进行边界确定，还是无法确定的，当作道路盲端处理；
b、路口多边形模型处理：在每个道路的路口建立路口多边形2，城市路口可分为T型路口、十字型路口、L型路口和环形路口四类基本路口；其中，所述的T型路口属于城市丁字路口，采用交汇路中相交处曲线的切点连线为底边的等腰三角形表示如图9所示，所述的十字型路口采用连接两条道路交叉处弧段的中点为顶点的矩形、菱形、等腰梯形或者任意四边形表示如图10所示，所述的L型路口属于道路弯道，采用道路内轮廓线的两条直线与弯道圆弧的切点处的垂线与外轮廓线相交围成的图形表示如图11所示，所述的环形路口属于道路隔离带，在路口多边形中分离出去，采用隔离带和两条路相交处的一个同心圆表示如图12所示；
c、道路隔离带多边形模型处理：在每个物理存在的道路隔离带建立道路隔离带多边形7，其中包括安全岛；道路隔离带多边形采用多边形数据进行拓扑构建，使用原始测绘数据的边界线作为道路隔离带多边形，如果道路隔离带由高架部分和非高架部分组成，道路隔离带多边形也要分为高架部分和非高架部分如图13所示；
d、路口节点及道路中心线模型处理：由道路多边形的边线生成道路中心线5，如果道路相交则所属的道路中心线相交并通过路口节点6，如果是高架道路，道路不相交，则所属的道路中心线不通过路口节点6。
道路多边形1和道路隔离带多边形7的长度最长为500米，超过500米的要分段。
下面为数据属性表和数据主值域表：
表1为道路多边形属性表
Figure G2009100239670D00071
表2为路口多边形属性表
表3为道路隔离带多边形属性表
Figure G2009100239670D00081
表4为路口节点和道路中心线属性表
Figure G2009100239670D00082
表5为数据主域值表
Figure G2009100239670D00091
步骤四、数据库的解码和显示：读取压缩格式的道路地图矢量数据，对该压缩格式的道路地图矢量数据进行解码得到道路地图矢量数据，然后进行数据在移动终端的显示器上显示。
本发明通过对道路、路口和隔离带的图面处理，在图形上使用了二维方式来表示三维的道路体系，这样，保证了道路实际分析的准确性和出图的美观性；同时，对道路体系的划分和对图面上的每一个道路要素进行唯一编码，可将道路多边形、路口多边形、道路隔离带多边形、道路中心线和中心线节点相互联系起来，以属性表的方式体现出来，因此，在道路GIS处理时能快速定位和分析，减少数据冗余，特别是图形在Web上发布后，有效的减少数据库的运算压力并提高浏览速度。

Claims (3)

1、一种道路在地图上的处理表示方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
步骤一、地图道路数据的导入：将测绘和采集的地图道路数据导入数据库，确定成图比例尺1∶500～1∶5000，并对地图道路数据进行格式转化处理，生成道路地图矢量数据；
步骤二、道路分类：将生成的道路地图矢量数据分为高速公路、隧道、路桥、主要道路、次要道路和小路六大类；其中，所述的路桥为高架桥或立交桥，所述的主要道路为城市主干道，所述的次要道路为城市支线道路，所述的小路为供行人和自行车用的道路；当所述的高速公路上有隧道部分或路桥部分，则提取出来分别归为隧道类或路桥类；
步骤三、道路地图矢量数据编码和多边形表示：对分类后的道路地图矢量数据创建道路多边形、路口多边形和道路隔离带多边形三类图面多边形模型，并创建路口节点和道路盲端节点两类点模型以及道路中心线线模型，同时对每个道路多边形模型进行由一个街道编码、一个分ID和一个附属ID要素组成的多边形代码编码，对编码后的道路点、线、面这三大类模型创建属性表，将一幅地图划分为道路多边形属性表、路口多边形属性表、道路隔离带多边形属性表、路口节点和道路中心线属性表，并列出数据主域值表，分析道路多边形、路口多边形、道路隔离带多边形、路口节点和道路中心线之间的关系，建立数据库结构关系表，并在对应的属性字段填写之间的关键字，最后生成压缩格式的道路地图矢量数据；
步骤四、数据库的解码和显示：读取压缩格式的道路地图矢量数据，对该压缩格式的道路地图矢量数据进行解码得到道路地图矢量数据，然后进行数据在移动终端的显示器上显示。
2、根据权利要求1所述的一种道路在地图上的处理表示方法，其特征在于：步骤三所述创建道路多边形模型、路口多边形模型、道路隔离带多边形模型和路口节点及道路中心线模型的具体处理为：
a、道路多边形模型处理：在每个道路的路段建立一个道路多边形(1)，该道路多边形(1)的两端建立路口多边形(2)；如果道路中有盲端分两种情况处理，有转盘时则转盘分离出去，作为盲端路口，无转盘时则整条道路为道路多边形；如果道路由高架部分和非高架部分组成，道路多边形也要分为高架部分(3)和非高架部分(4)，有多层高架体系，在属性字段中填写高架层数；如果道路边线只有一边，依靠道路其它图层参考进行，在其它图层无法参考的情况下，根据提供的原始测绘地形数据中的其他地物要素进行边界确定，还是无法确定的，当作道路盲端处理；
b、路口多边形模型处理：在每个道路的路口建立路口多边形(2)，城市路口可分为T型路口、十字型路口、L型路口和环形路口四类基本路口；其中，所述的T型路口属于城市丁字路口，采用交汇路中相交处曲线的切点连线为底边的等腰三角形表示，所述的十字型路口采用连接两条道路交叉处弧段的中点为顶点的矩形、菱形、等腰梯形或者任意四边形表示，所述的L型路口属于道路弯道，采用道路内轮廓线的两条直线与弯道圆弧的切点处的垂线与外轮廓线相交围成的图形表示，所述的环形路口属于道路隔离带，在路口多边形中分离出去，采用隔离带和两条路相交处的一个同心圆表示；
c、道路隔离带多边形模型处理：在每个物理存在的道路隔离带建立道路隔离带多边形(7)，其中包括安全岛；道路隔离带多边形采用多边形数据进行拓扑构建，使用原始测绘数据的边界线作为道路隔离带多边形，如果道路隔离带由高架部分和非高架部分组成，道路隔离带多边形也要分为高架部分和非高架部分；
d、路口节点及道路中心线模型处理：由道路多边形的边线生成道路中心线(5)，如果道路相交则所属的道路中心线相交并通过路口节点(6)，如果是高架道路，道路不相交，则所属的道路中心线不通过路口节点(6)；
上述道路多边形(1)和道路隔离带多边形(7)的长度最长为500米，超过500米的要分段。
3、根据权利要求1所述的一种道路在地图上的处理表示方法，其特征在于：步骤三所述要素编码规则为XXXXX XX XX，其中，前五位数字为街道编码ST_CODE，采用道路中心线使用的五位数字进行编码；中间两位数字是分ID为SUB_ID，采用取决于道路包含路口数目的两位数字表示；后两位数字是附属ID为AUX_ID，附属ID的表示分两种情况，当道路多边形由高架部分和非高架部分组成，采用编号‘01’、‘02’这样编下去，当道路的多边形没有高架部分和非高架部分，采用‘00’进行编码。
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