CN112525208A - 城市道路地图快速构建方法和装置及设备 - Google Patents

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CN112525208A CN202011355168.6A CN202011355168A CN112525208A CN 112525208 A CN112525208 A CN 112525208A CN 202011355168 A CN202011355168 A CN 202011355168A CN 112525208 A CN112525208 A CN 112525208A
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Abstract

本申请涉及一种城市道路地图快速构建方法，包括：获取所采集到的局部区域中各道路的位置数据；对各道路的位置数据进行平面转换，得到相应的各道路的平面坐标；并对各道路的平面坐标进行修正，得到各道路的修正坐标；将局部区域进行栅格化处理，得到局部区域栅格图；基于局部区域栅格图，结合各道路的修正坐标构建局部区域的初始栅格地图，并分析局部区域的坐标范围，根据当前构建的地图精度要求对初始栅格地图进行缩放或还原处理后，最终得到局部区域的道路地图。其只要进行局部区域中各道路的位置数据的采集获取即可，对数据的处理也只需要进行相应的平面转换和修正，这就有效加快了道路地图的构建速率，从而大大缩短了道路地图的构建周期。

Description

城市道路地图快速构建方法和装置及设备
技术领域
本申请涉及地图测绘技术领域，尤其涉及一种城市道路地图快速构建方法和装置及设备。
背景技术
复杂而多变的道路状况对城市路网的运行效率造成了极大干扰，在面对长期或短期变化的道路情况时，若能从路网运行的全局角度进行优化调整，则会大大提高交通的韧性和管理水平，数字化是提高路网管理的有效方式。在相关技术中，现有城市道路地图的构建方法可以通过以测绘仪器为基础的实地测绘和基于遥感图像的自动生成来获取路网地图。但是，在通过以测绘仪器为基础的实地测绘和基于遥感图像的自动生成来获取路网地图的方式，需要具有相关的技术、设备、人力和经济成本较高，并且较长的更新周期极大地限制了电子地图的衍生应用。
发明内容
有鉴于此，本申请提出了一种城市道路地图快速构建方法，可以有效缩短电子地图的更新周期。
根据本申请的一方面，提供了一种城市道路地图快速构建方法，包括：
获取所采集到的局部区域中各道路的位置数据；
对各所述道路的位置数据进行平面转换，得到相应的各所述道路的平面坐标；并对各所述道路的平面坐标进行修正，得到各所述道路的修正坐标；
将所述局部区域进行栅格化处理，得到相应的局部区域栅格图；
基于所述局部区域栅格图，结合各所述道路的修正坐标构建所述局部区域的初始栅格地图，并分析所述局部区域的坐标范围，根据当前构建的地图精度要求对所述初始栅格地图进行缩放或还原处理。
在一种可能的实现方式中，所述位置数据包括纬度和经度；
其中，各所述道路的位置数据通过以下至少一种方式采集得到：
将GPS定位设备安装至移动平台上，驱动所述移动平台在所述局部区域的各道路移动，由所述GPS定位设备采集得到各所述道路的位置数据；
由路网POI数据获取所述局部区域中各所述道路的位置数据。
在一种可能的实现方式中，对各所述道路的位置数据进行平面转换时，采用墨卡托投影法进行转换。
在一种可能的实现方式中，对各所述道路的平面坐标进行修正，得到各所述道路的修正坐标时，采用最小最大阈值匹配法进行；
其中，所述最小最大阈值匹配法的公式为：
Figure BDA0002802407560000021
其中，(x*,y*)为对各所述道路的平面坐标修正后的修正坐标；m的取值为1，2，L，n；n的取值为正整数；Rmax为当前待修正的平面坐标的最大阈值；
其中，采用最小最大阈值匹配法对各所述道路的平面坐标进行修正时，包括：
在存在道路节点经纬度坐标作为参考时，选择当前待修正的平面坐标的最大阈值范围内，距离最小的道路节点坐标作为当前待修正的平面坐标的修正坐标；
在不存在道路节点经纬度坐标作为参考时，则以多条道路在当前待修正的平面坐标的最大阈值范围内、距离最小的中值点作为当前待修正的平面坐标的修正坐标。
在一种可能的实现方式中，基于所述局部区域栅格图，结合各所述道路的修正坐标构建所述局部区域的初始栅格地图，包括：
定义所述局部区域栅格图中每一单位栅格所代表的实际距离，并将同一条道路的各所述修正坐标对应标注到同一栅格行或同一栅格列上；
采用奥赛罗坐标化方式将各所述道路的修正坐标转换为多维坐标；其中，所述多维坐标用于表征所述局部区域栅格图中，局部区域与所述局部区域的整体区域间的相互关系；
将所述多维坐标与所述局部区域栅格图组合形成所述初始栅格地图。
在一种可能的实现方式中，采用奥赛罗坐标化方式将各所述道路的修正坐标转换为多维坐标时，所述多维坐标为七维坐标；
所述七维坐标表示为：(Dr，Ds，Dm，Dx，Dy，Dpx，Dpy)；
其中，Dr表征节点的方向连通属性，Ds表示两个节点间的距离，Dm表示节点在局部地图中的标号，Dx表示节点在局部地图中的行标，Dy表示节点在局部地图中的列标，Dpx表示节点在局部地图中行标上的偏移量，Dpy表示节点在局部地图中列标的偏移量。
在一种可能的实现方式中，根据当前构建的地图精度要求对所述初始栅格地图进行缩放或还原处理，包括：
在待建地图精度大于或等于预设精度时，对所述初始栅格地图进行还原处理；
在所述待建地图精度小于所述预设精度时，对所述初始栅格地图进行缩放处理；
其中，在对所述初始栅格地图进行还原处理时，包括：
提取还原范围内节点奥赛罗坐标中的行号、列号和偏移量信息，以指定规格构建栅格矩阵，并采用流点填充节点间栅格的方式生成全局地图；
在对所述初始栅格地图进行缩放处理时，包括：
去除所述初始栅格地图中没有节点的行和列，以及均为虚拟节点的行和列，得到缩放处理后的栅格地图。
在一种可能的实现方式中，在所述局部区域的个数为两个以上时，还包括：
将各所述局部区域所对应的道路地图进行拼接，得到目标区域的道路地图；
其中，在将各所述局部区域所对应的道路地图拼接时，包括：
由两个以上的所述局部区域所对应的道路地图中选取出基图，以所述基图为单位依次进行其他各所述局部区域所对应的道路地图的拼接。
根据本申请的另一方面，还提供了一种城市道路地图快速构建装置，包括数据获取模块、坐标纠正模块、栅格地图构建模块和道路地图生成模块；
其中，所述数据获取模块，被配置为获取所采集到的局部区域中各道路的位置数据；
所述坐标纠正模块，被配置为对各所述道路的位置数据进行平面转换，得到相应的各所述道路的平面坐标；并对各所述道路的平面坐标进行修正，得到各所述道路的修正坐标；
所述栅格地图构建模块，被配置为将所述局部区域进行栅格化处理；
所述道路地图生成模块，被配置为结合各所述道路的修正坐标构建所述局部区域的初始栅格地图，并分析所述局部区域的坐标范围，根据当前构建的地图精度要求对所述初始栅格地图进行缩放或还原处理。
根据本申请的一方面，还提供了一种城市道路地图快速构建设备，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现前面任一所述的方法。
本申请实施例的城市道路地图快速构建方法，通过获取局部区域中各道路的位置数据，并结合栅格算法进行道路地图的构建，使得本申请实施例的城市道路地图快速构建方法，能够适用于非自动驾驶等低精度地图需求下的导航、路线规划、区域可视化和地理信息标注等应用场景，不需要专用测绘仪器，只要进行局部区域中各道路的位置数据的采集获取即可，对数据的处理也只需要进行相应的平面转换和修正，这就有效加快了道路地图的构建速率，从而大大缩短了道路地图的构建周期。
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。
附图说明
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。
图1示出本申请实施例的城市道路地图快速构建方法的流程图；
图2示出本申请实施例的城市道路地图快速构建方法中，将局部区域栅格化处理后，将局部区域各道路的修正坐标对应到局部区域栅格图中后的示意图；
图3a和图3b示出将构建得到的初始栅格地图进行压缩前和压缩后的示意图；
图4示出本申请实施例的城市道路地图快速构建装置的结构框图；
图5示出本申请实施例的城市道路地图快速构建设备的结构框图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。
在这里专用的词“示例性”意为“用作例子、实施例或说明性”。这里作为“示例性”所说明的任何实施例不必解释为优于或好于其它实施例。
另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。
图1示出根据本申请一实施例的城市道路地图快速构建方法的流程图。如图1所示，该方法包括：步骤S100，获取所采集到的局部区域中各道路的位置数据。此处，需要指出的是，局部区域指的是某一城市中任一区域，该区域的地理范围可以根据实际情况灵活设置，此处不进行具体限定。同时，所采集到的各道路的位置数据则为包括有各道路的经度和纬度信息的数据。同时，在一种可能的实现方式中，各道路的位置数据还可以包括经过该条道路的公交线路号、经过该条道路的车辆号(车牌号)和位置数据的采集时间等。
在获取到局部区域中各道路的位置数据后，即可执行步骤S200，对各道路的位置数据进行平面转换，得到相应的各道路的平面坐标。同时，对平面转换得到的各道路的平面坐标进行修正，得到各道路的修正坐标。
然后，通过步骤S300，将局部区域进行栅格化处理，得到局部区域栅格图。最后，再通过步骤S400，基于局部区域栅格图，结合各道路的修正坐标构建局部区域的初始栅格地图，并分析局部区域的坐标范围，根据当前构建的地图精度要求对初始栅格地图进行缩放或还原处理后，最终得到局部区域的道路地图。
由此，本申请实施例的城市道路地图快速构建方法，通过获取局部区域中各道路的位置数据，并结合栅格算法进行道路地图的构建，使得本申请实施例的城市道路地图快速构建方法，能够适用于非自动驾驶等低精度地图需求下的导航、路线规划、区域可视化和地理信息标注等应用场景，不需要专用测绘仪器，只要进行局部区域中各道路的位置数据的采集获取即可，对数据的处理也只需要进行相应的平面转换和修正，这就有效加快了道路地图的构建速率，从而大大缩短了道路地图的构建周期。
其中，需要指出的是，在本申请实施例的城市道路地图快速构建方法中，局部区域中各道路的位置数据可以通过自行采集(即，自采方式)获取得到，也可以通过收集或直接购买专业数据服务机构所提供的数据信息(即，第三方渠道获取)得到。
在采用自行采集获取的方式进行各道路的位置数据的获取时，可以将GPS定位设备安装到移动平台上，并通过驱动该移动平台在局部区域的各道路中移动，由GPS定位设备采集各道路的位置数据。
其中，需要指出的是，在通过上述自采方式获取局部区域各道路的位置数据时，除了获取到各道路的经度和纬度信息，同时还可以获取位置数据的采集时间、经过各道路的公交线路号、经过各道路的车辆号(车牌号)等信息。如：在一种可能的实现方式中，所获取到的局部区域中各道路的位置数据为：(Latitude，Longtitude，Lineno，Busno，Datatime)。其中，本领域技术人员可以理解的是，Latitude为道路的纬度，Longtitude为道路的经度，Lineno为采集此道路的公交线路号，Busno为采集此道路的车辆号，Datatime为该位置数据的采集时间。
在通过购买专业收据服务机构获取各道路的位置数据时，则可以直接购买该局部区域的路网POI数据，再由路网POI数据中提取出所需要的各道路的位置数据。
在通过上述任一方式获取到局部区域中各道路的位置数据后，在通过步骤S200，对获取到的局部区域中各道路的位置数据进行平面转换之前，还包括对获取到的局部区域中各道路的位置数据进行预处理的操作。
具体的，对获取到的局部区域中各道路的位置数据进行预处理包括：以时间(即，数据采集时间)为序列，对同一道路中不同公共交通的数据分组，去除各组数据中明显的异常值(如：零值、不在局部区域范围内的值)、空值以及重复值等。
完成数据预处理之后，即可执行步骤S200，对各道路的位置数据进行平面转换，得到相应的各道路的平面坐标；并对各道路的平面坐标进行修正，得到各道路的修正坐标。
其中，在对各道路的位置数据进行平面转换时，可以采用墨卡托投影法进行转换。即，参见公式(1)：
Figure BDA0002802407560000071
通过上述公式对获取到的各道路的位置数据进行转换，即可得到各道路的平面坐标。
其中，需要解释说明的是，在上述公式(1)中，(x，y)即为原位置数据中纬度和经度使用墨卡托投影法转换后得到的平面坐标。同时，本领域技术人员可以理解的是，墨卡托投影法为坐标转换的一种常规方法，此处不再对其具体转换过程进行赘述。
在对所得到的各道路的位置数据转换为平面坐标后，还需要对转换后的各平面坐标进行修正，以保证最终所构建的城市道路地图的准确性。
在一种可能的实现方式中，在对各道路的平面坐标进行修正时，则可以采用最小最大阈值匹配法来实现。
具体的，在采用最小最大阈值匹配法进行各道路的平面坐标的修正时，所采用的公式为：
Figure BDA0002802407560000081
其中，(x*，y*)为对各道路的平面坐标修正后的修正坐标；m的取值为1，2，...，n；n的取值为正整数；Rmax为当前待修正的平面坐标的最大阈值。
更加具体的，在对各道路的平面坐标修正时，通过以标准的或勘正后的道路节点经纬度坐标(即，路网POI数据)作为参考，遍历各道路的每一个平面坐标，对每一个平面坐标均进行相应的修正。
其中，在当前待修正点(即，当前待修正的平面坐标)存在路网POI数据参考时，则选择该当前待修正点的最大阈值Rmax范围内，距离最小的道路节点坐标作为修正后的修正坐标。
举例来说，如待修正点的坐标有A、B、C三点，路网POI在此附近的R点距A、B两点的距离在最大阈值范围内，则使其和R点可合成一个点，其中B点距R点距离最近，则保留B点，而C点视为新点，若C点距附近的路网参考点的距离都大于最大阈值，则保留C的坐标，若像C这样的点不止一个、且其之间的距离在最大阈值范围内，则选择这些点的中值点作为这些点的代表。
在当前待修正点没有路网POI数据作为参考时，则以多条线路在待修正点的最大阈值Rmax范围内，距离最小的中值点作为修正后的修正坐标。
此处，需要指出的是，在路网POI数据中不存在当前待修正点的参考时，所选取的线路可以为该条道路上存在的所有公交线路的条数，也可以由该条道路上存在的所有公交线路中选取一条作为修正依据。其中，在所采集的位置数据的准确性足够准确时，可以只选取一条线路作为修正依据。
如果当前待修正点不满足上述任意一种情况，则保留该平面坐标作为修正坐标。
此处，需要说明的是，在进行各道路的平面坐标的修正时，最大阈值Rmax的取值可以根据实际情况灵活设定。如：最大阈值Rmax的取值可以根据当前待构建的城市道路地图的精度要求和地图规模的大小来决定。同时，还需要说明的是，最大阈值Rmax的取值越小，所构建的城市道路地图的精度越高；反之，最大阈值Rmax的取值越大，所构建的城市道路地图的精度越低。
进一步的，在本申请实施例的城市道路地图快速构建方法中，在对各道路的平面坐标均修正完成之后，即可执行步骤S300，将局部区域进行栅格化处理，得到局部区域栅格图。
此处，需要指出的是，对局部区域进行栅格化处理与前面所述的对所获取到的局部区域中各道路的位置数据进行平面转换和修正可以同步执行，也可以先后执行，此处不对其执行顺序进行具体限定。
其中，在对局部区域进行栅格化处理时，根据局部区域的坐标范围，将局部区域划分为多行多列的栅格地图(即，局部区域栅格图)。同时，在进行多行多列的栅格地图的处理时，可以根据实际需求定义每一单位栅格所代表的实际距离dstand，并将同一条道路的各修正坐标尽可能的标注到同一栅格行或同一栅格列上。其中，对于无法保持的节点(即，以时间为序排列的坐标数据对)，则通过添加虚拟节点，使其保持直线或折线相连的关系。
其中，本领域技术人员可以理解的是，将局部区域划分为多行多列的栅格地图时，所划分的行数和列数是根据局部区域的地理范围以及预先设定的栅格地图的每一单位栅格所代表的的实际距离来决定的。
在将局部区域栅格化处理后，还包括将各道路的修正坐标由绝对坐标转换为相对坐标的处理，以将用于显示局部区域栅格地图的画布缩小，从而减小数据空间。其中，在将各道路的修正坐标由绝对坐标转换为相对坐标可以通过以下方式来实现。
即，将各道路的修正坐标减去本纬度的最小值。也就是说，按照下列公式(3)，对各道路的修正坐标进行计算，从而实现各修正坐标由绝对坐标向相对坐标的转换。
Figure BDA0002802407560000101
其中，xmin，ymin即为奥赛罗坐标中的Dpx，Dpy，其分别表示此节点在局部地图中行标上的偏移量与列标上的偏移量。
在将各道路的修正坐标由绝对坐标转换为相对坐标之后，即可结合修正后的各道路的修正坐标和局部区域栅格图构建局部区域的初始栅格地图。
其中，在进行初始栅格地图的构建过程中，可以采用奥赛罗坐标化方式将标注在局部区域栅格图中的各道路的修正坐标转换为多维坐标的方式来实现。其中，多维坐标用于表征局部区域栅格图中，局部区域与局部区域的整体区域间的相互关系。
此处，需要解释说明的是，奥赛罗坐标化的方法是取名自Othello黑白棋，“棋盘”则为地图构建区域范围，初始状态下为全1的矩阵。对于一列以时间为序排列的坐标数据对：((x1，y1)，(x2，y2)，(xn，yn))，第二个位置数据对(x2，y2)在坐标平面上向八个方向、以所划区域为界寻找同类的“点”(此处为第一个位置数据对(x1，y1))，找到后则将两点间的“1”全部置为“0”(本文称之为流点)，同时将标示方向位的Dr上的对应方位置0，并更新第一个位置可达第二个位置的Dr。Dr表示节点的方向连通属性，共8位，从右往左每一位依次表示正东、东北、正北、西北、正西、西南、正南、东南等，置0的位表示该方向有可达的节点。此处，需要解释说明的是，在本申请实施例的方法中，“节点”指的是：公交路网中的公交站与路口坐标。“流点”指的是：节点间的道路点。
进一步，计算其与可直接到达(即可用直线连接)节点的曼哈顿距离，即：
d21＝|x2-x1|+|y2-y1| (4)
之后，以米为单位、转化为六十四进制，共3位数字(不足前补0)，记为Ds，同时更新第一个位置可达第二个位置的相应Ds。
以此类推，引入新的位置坐标并更新之前的坐标信息，至此，奥赛罗坐标化的过程基本完成。为保障后续节点寻找前可达节点时不会像黑白棋那样全局翻转，依顺序两两进行坐标更新，即每一时刻“棋盘”至多有两个“棋子”。
如图2所示，在原节点N1周围虚拟添加新行新列、以在周围产生九个流点(实际上N1与N5等节点仍相邻)。每一个节点与其他节点的关系，用虚拟的斜纹格子表示，每个节点在矩阵中的数值为0，因一个节点的虚拟斜纹外层有八个方向(双向通行道仅占一个方向)可以与另一个节点相连，故对于绝大多数城市道路的通行方向都可以包含，若后续研究中遇到更复杂的路口相连情况(如高架桥)，可以将其路网分层，引入三维以上的矩阵进行分析。
其中，还需要说明的是，斜纹格子在整个栅格地图中是不存在的，在一种可能的实现方式中，本申请实施例的城市道路地图快速构建方法，通过建立七维坐标用以刻画局部栅格地图在局部区域与整体区域间的复杂相互关系，其坐标表示为：
(Dr，Ds，Dm，Dx，Dy，Dpx，Dpy) (5)
其中，Dr表征节点的方向连通属性，Ds表示两个节点间的距离，Dm表示节点在局部地图中的标号，Dx表示节点在局部地图中的行标，Dy表示节点在局部地图中的列标，Dpx表示节点在局部地图中行标上的偏移量，Dpy表示节点在局部地图中列标的偏移量。
举例来说，用假定的数值来对坐标各参数进行解释说明：
(10111010,0000VV0000000000J40000lL,2,100,37,891,657) (6)
其中，栅格地图每一格所对应的实际物理长度可依据需要重新定义，如：式(6)坐标各参数代表距离正东的节点2379米、距离正北的节点632米、距离正南的节点1365米；此节点在局部地图中的标号为2，行标为100、偏移量为891，列标为37、偏移量为657。
当通过上述任一方式构建得到局部区域的初始栅格地图之后，即可根据当前构建的地图精度要求对初始栅格地图进行缩放或还原处理，从而最终得到局部区域的道路地图。此处，本领域技术人员可以理解的是，对初始栅格地图进行缩放的过程即去除全为流点的行或列，其为奥赛罗坐标化的近邻工序。如图3a和图3b所示，在本申请实施例的城市道路地图快速构建方法中，对于初始栅格地图中，非节点的栅格内的值为1，可通过数值求和或栅格值类型判断来实现。
对初始栅格地图的还原过程则为提取还原范围内的节点坐标中的行号、列号以及偏移量等信息，以指定规格构建栅格矩阵，并用流点填充节点间栅格的方式来生成全局地图。
其中，对初始栅格地图进行缩放可以有效节约系统存储空间以及计算资源，对初始栅格地图进行还原则可以直观地反映城市道路的连接情况。
进一步的，由于在对初始栅格地图进行缩放或还原处理时，主要是根据当前所构建的地图精确要求进行的。因此，在一种可能的实现方式中，可以由当前所构建的地图精度要求中提取出相应的待建地图精度，通过将提取出的待建地图精度与预设精度进行比较。在待建地图精度大于或等于预设精度时，则对初始栅格地图进行还原处理。在待建地图精度小于预设精度时，则对初始栅格地图进行缩放处理。
此外，还需要说明的是，当所构建的道路地图为由两个以上的局部区域构成的目标区域的路网地图时，此时可以通过前面任一所述的方式先构建各局部区域的道路地图，然后再通过图像拼接的方式将各局部区域的道路地图进行合并，以得到目标区域的道路地图。
即，先将目标区域进行局部区域的划分，划分为两个以上的局部区域，然后再采用前面任一所述的方式分别对各局部区域构建相应的道路地图。此处，需要指出的是，在进行目标区域的划分时，可以采用行政区域进行划分，也可以采用其他方式进行划分，此处不进行具体限定。
在通过前面任一方式构建得到各局部区域的道路地图后，通过图像拼接的方式将各局部区域的道路地图合并生成目标区域的道路地图时，可以通过以下方式来实现。
即，首先由两个以上的局部区域的道路地图中选取出一个局部区域的道路地图作为基图。如：可由两个以上的局部区域中选取出面积最大的区域所对应的道路地图作为基图。
然后，以所选取出的基图为单位，将其他各局部区域的道路地图依次拼接到基图上，从而实现目标区域的道路地图的生成。
更加具体的，在将其他局部区域的道路地图拼接到基图上时，主要是分别对其他各局部区域的道路地图中的各节点依次进行判断，确定各节点是否在基图中存在。
如果其他各局部区域的道路地图中的节点在基图中也存在，则直接对该节点的方位坐标进行逻辑或运算，距离坐标进行相加即可。
如果其他各布局区域的道路地图中的节点在基图中不存在，则通过在基图中新增一行或一列或行列均增加后，再按照在基图中存在的方式进行相应的运算即可。
以对基图第二行、第一列的节点进行更新为例进行举例说明，对每一拼接图(即，除基图以外的其他各局部区域的道路地图)中的每一节点依次进行判断。即，对每一拼接图均进行逐节点判断，若拼接图中当前判断的节点与基图第二行、第一列的节点绝对坐标相同，则该节点为待更新的点。对该节点进行奥赛罗坐标变更如下：
Figure BDA0002802407560000131
Figure BDA0002802407560000132
Figure BDA0002802407560000141
Figure BDA0002802407560000142
若拼接图中当前判断的节点与基图第二行、第一列的节点绝对坐标不同，则该节点为待新添的点。此时，则需要根据该节点的绝对位置坐标，依据奥赛罗坐标化过程对其在基图以及基图中与其相关的节点坐标进行更新。
进一步的，在通过上述任一种方式构建生成相应的城市道路地图后，由于所生成的城市道路地图可以是通过图像拼接的方式将多个局部区域的道路地图合并得到的。因此，在需要对某一局部区域进行精细化研究或更新时，可以从所构建生成的城市道路地图中提取出该局部区域的栅格地图进行还原或更新等处理工作。或者是，在需要对局部区域中某个子区域进行精细化研究或更新时，同样也可以从所构建的城市道路地图中提取出包含该子区域的局部区域的栅格地图进行还原或处理等工作。此处不再进行赘述。
相应的，基于前面任一所述的城市道路地图快速构建方法，本申请还提供了一种城市道路地图快速构建装置。由于本申请提供的城市道路地图快速构建装置的工作原理与本申请提供的城市道路地图快速构建方法的原理相同或相似，因此重复之处不再赘述。
参阅图4，本申请提供的城市道路地图快速构建装置100，包括数据获取模块110、坐标纠正模块120、栅格地图构建模块130和道路地图生成模块140。其中，数据获取模块110，被配置为获取所采集到的局部区域中各道路的位置数据。坐标纠正模块120，被配置为对各道路的位置数据进行平面转换，得到相应的各道路的平面坐标；并对各道路的平面坐标进行修正，得到各道路的修正坐标。栅格地图构建模块130，被配置为将局部区域进行栅格化处理，得到局部区域栅格图。道路地图生成模块140，被配置为基于局部区域栅格图，结合各道路的修正坐标构建局部区域的初始栅格地图，并分析局部区域的坐标范围，根据当前构建的地图精度要求对初始栅格地图进行缩放或还原处理后，最终得到局部区域的道路地图。
更进一步地，根据本申请的另一方面，还提供了一种城市道路地图快速构建设备200。参阅图5，本申请实施例的城市道路地图快速构建设备200包括处理器210以及用于存储处理器210可执行指令的存储器220。其中，处理器210被配置为执行可执行指令时实现前面任一所述的城市道路地图快速构建方法。
此处，应当指出的是，处理器210的个数可以为一个或多个。同时，在本申请实施例的城市道路地图快速构建设备200中，还可以包括输入装置230和输出装置240。其中，处理器210、存储器220、输入装置230和输出装置240之间可以通过总线连接，也可以通过其他方式连接，此处不进行具体限定。
存储器220作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序和各种模块，如：本申请实施例的城市道路地图快速构建方法所对应的程序或模块。处理器210通过运行存储在存储器220中的软件程序或模块，从而执行城市道路地图快速构建设备200的各种功能应用及数据处理。
输入装置230可用于接收输入的数字或信号。其中，信号可以为产生与设备/终端/服务器的用户设置以及功能控制有关的键信号。输出装置240可以包括显示屏等显示设备。
以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的技术改进，或者使本技术领域的其它普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种城市道路地图快速构建方法，其特征在于，包括：
获取所采集到的局部区域中各道路的位置数据；
对各所述道路的位置数据进行平面转换，得到相应的各所述道路的平面坐标；并对各所述道路的平面坐标进行修正，得到各所述道路的修正坐标；
将所述局部区域进行栅格化处理，得到相应的局部区域栅格图；
基于所述局部区域栅格图，结合各所述道路的修正坐标构建所述局部区域的初始栅格地图，并分析所述局部区域的坐标范围，根据当前构建的地图精度要求对所述初始栅格地图进行缩放或还原处理。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述位置数据包括纬度和经度；
其中，各所述道路的位置数据通过以下至少一种方式采集得到：
将GPS定位设备安装至移动平台上，驱动所述移动平台在所述局部区域的各道路移动，由所述GPS定位设备采集得到各所述道路的位置数据；
由路网POI数据获取所述局部区域中各所述道路的位置数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对各所述道路的位置数据进行平面转换时，采用墨卡托投影法进行转换。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对各所述道路的平面坐标进行修正，得到各所述道路的修正坐标时，采用最小最大阈值匹配法进行；
其中，所述最小最大阈值匹配法的公式为：
Figure FDA0002802407550000011
其中，(x*,y*)为对各所述道路的平面坐标修正后的修正坐标；m的取值为1，2，L，n；n的取值为正整数；Rmax为当前待修正的平面坐标的最大阈值；
其中，采用最小最大阈值匹配法对各所述道路的平面坐标进行修正时，包括：
在存在道路节点经纬度坐标作为参考时，选择当前待修正的平面坐标的最大阈值范围内，距离最小的道路节点坐标作为当前待修正的平面坐标的修正坐标；
在不存在道路节点经纬度坐标作为参考时，则以多条道路在当前待修正的平面坐标的最大阈值范围内，距离最小的中值点作为当前待修正的平面坐标的修正坐标。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述局部区域栅格图，结合各所述道路的修正坐标构建所述局部区域的初始栅格地图，包括：
定义所述局部区域栅格图中每一单位栅格所代表的实际距离，并将同一条道路的各所述修正坐标对应标注到同一栅格行或同一栅格列上；
采用奥赛罗坐标化方式将各所述道路的修正坐标转换为多维坐标；其中，所述多维坐标用于表征所述局部区域栅格图中，局部区域与所述局部区域的整体区域间的相互关系；
将所述多维坐标与所述局部区域栅格图组合形成所述初始栅格地图。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，采用奥赛罗坐标化方式将各所述道路的修正坐标转换为多维坐标时，所述多维坐标为七维坐标；
所述七维坐标表示为：(Dr,Ds,Dm,Dx,Dy,Dpx,Dpy)；
其中，Dr表征节点的方向连通属性，Ds表示两个节点间的距离，Dm表示节点在局部地图中的标号，Dx表示节点在局部地图中的行标，Dy表示节点在局部地图中的列标，Dpx表示节点在局部地图中行标上的偏移量，Dpy表示节点在局部地图中列标的偏移量。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据当前构建的地图精度要求对所述初始栅格地图进行缩放或还原处理，包括：
在待建地图精度大于或等于预设精度时，对所述初始栅格地图进行还原处理；
在所述待建地图精度小于所述预设精度时，对所述初始栅格地图进行缩放处理；
其中，在对所述初始栅格地图进行还原处理时，包括：
提取还原范围内节点奥赛罗坐标中的行号、列号和偏移量信息，以指定规格构建栅格矩阵，并采用流点填充节点间栅格的方式生成全局地图；
在对所述初始栅格地图进行缩放处理时，包括：
去除所述初始栅格地图中没有节点的行和列，以及均为虚拟节点的行和列，得到缩放处理后的栅格地图。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述局部区域的个数为两个以上时，还包括：
将各所述局部区域所对应的道路地图进行拼接，得到目标区域的道路地图；
其中，在将各所述局部区域所对应的道路地图拼接时，包括：
由两个以上的所述局部区域所对应的道路地图中选取出基图，以所述基图为单位依次进行其他各所述局部区域所对应的道路地图的拼接。
9.一种城市道路地图快速构建装置，其特征在于，包括数据获取模块、坐标纠正模块、栅格地图构建模块和道路地图生成模块；
其中，所述数据获取模块，被配置为获取所采集到的局部区域中各道路的位置数据；
所述坐标纠正模块，被配置为对各所述道路的位置数据进行平面转换，得到相应的各所述道路的平面坐标；并对各所述道路的平面坐标进行修正，得到各所述道路的修正坐标；
所述栅格地图构建模块，被配置为将所述局部区域进行栅格化处理；
所述道路地图生成模块，被配置为结合各所述道路的修正坐标构建所述局部区域的初始栅格地图，并分析所述局部区域的坐标范围，根据当前构建的地图精度要求对所述初始栅格地图进行缩放或还原处理。
10.一种城市道路地图快速构建设备，其特征在于，包括：
处理器；
用于存储处理器可执行指令的存储器；
其中，所述处理器被配置为执行所述可执行指令时实现权利要求1至8中任意一项所述的方法。
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