CN113190641A - 一种动态路网连接线数据端点容错编号方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种动态路网连接线数据端点容错编号方法，该方法通过设置长度阈值minL对路网中可能存在的大量极短异常连接线进行剔除；通过设置连接距离阈值minD对连接性进行容错定义，对处于连接距离阈值minD内的连接线，均认为其相连并统一对其端点进行编号；动态遍历算法避免了冗余计算，收敛速度快。

Description

一种动态路网连接线数据端点容错编号方法

技术领域

本发明涉及智能交通管理方法领域，更具体地，涉及一种动态路网连接线数据端点容错编号方法。

背景技术

城市道路连接线GIS数据作为分析城市交通系统的重要输入数据，具有数据量大（表征较完整的大城市道路网络GIS数据集覆盖往往多达几十万的连接线及节点信息）、更新频繁（涉及各类新、改、扩建道路的连接线更新）、属性多（连接线属性包括编号、路名、端点编号、等级、车道数、设计车速、方向等；节点属性包括编号、交叉类型、对应连接线集合等）、数据质量参差不齐（各类连接线及节点信息缺失、异常、错误）等特征。

在基于路网数据的城市路径计算问题中，路网连接线编号质量往往直接影响基于连接线起终点编号的最短路径搜索工作，若编号缺失或存在大量异常，则在原路网中实施该类搜索算法将变得不可行或效率低下。而对于许多实际可获得的开放路网数据（如OpenStreetMap数据），其路网连接线数据起终点编号就可能存在大量异常和缺失，同时考虑对路网数据库的更新维护，人工修正成本较高，故设计本方案对其进行修正。

所谓端点容错编号，其基本思路是“设计连接线长度异常检测阈值及连接距离阈值对连接线空间关系进行限定（容错），对满足限定条件的连接线端点按顺序进行编号”，而不再拘泥于“绝对相连”（即连接线a和b的端点距离等于0才表示相连，实际可能存在误差，本案误差允许范围为1.0m），同时该算法可按任意顺序，实时动态对接入路网的连接线进行搜索编号，避免了冗余计算，收敛速度快。

发明内容

本发明提供一种动态路网连接线数据端点容错编号方法，该方法解决现有的动态路网连接线数据可能存在的大量编号缺失及异常问题。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种动态路网连接线数据端点容错编号方法，包括以下步骤：

S1：初始化路网连接线数据信息，并修正可能存在的连接线错误端点；

S2：按容错编号规则对当前连接线a起终节点Ns(a)，Ne(a)分别进行编号；

S3：重复步骤S2，直至路网中所有连接线起终点均已编号。

进一步地，所述步骤S1的具体过程是：

搜索现有路网最大节点编号maxN，若路网尚未进行编号maxN=0，设置连接线端点编号叠加器s=1，按任意顺序遍历路网各连接线，对当前连接线a，搜索获得起始节点Ns(a)，Ne(a)一定范围δ内的连接线集合Ls(a)，Le(a)；所述δ的值为5米；步骤S3中即是重复步骤S2，直至路网中所有连接线起终点均已编号，更新maxN=s。

进一步地，所述步骤S2中的预设的容错编号规则包括：

计算连接线a几何长度L(a)，如果L(a)< minL，从路网中剔除a，并跳入下一连接线a+1，其中minL为路网连接线最小几何长度阈值；阈值minL为1米。

进一步地，所述步骤S2中的预设的容错编号规则还包括：若Ns(a)，Ne(a) 均已编号，跳入下一连接线a+1；

若Ns(a)尚未编号，赋编号Ns(a)=s，s=s+1，并对Ls(a)中各连接线进一步进行判断：

1）计算Ls(a)中当前连接线b几何长度L(b)及Ns(a)对应b的端点距离dist(ab)，如果L(b)< minL₂，从路网中剔除b，并跳入Ls(a)中下一连接线b+1；

2）若L(b)>= minL，dist(ab)< minD，且假设Ns(a)对应b的起点Ns(b)，赋编号Ns(b)= Ns(a)，跳入Ls(a)中下一连接线b+1，其中，若对应b的终点Ne(b)，则赋编号Ne(b)= Ns(a)，其中minD为连接线a和b之间的最小距离阈值；

若Ne(a)尚未编号，赋编号Ne(a)=s，s=s+1，并对Le(a)中各连接线进一步进行判断，规则同步骤1）-2）。

进一步地，所述阈值minD为1米，使得当短于minL的异常连接线被剔除后，拥有正常长度且在minD范围内的连接线将不会被遗漏。

进一步地，遍历所有路网连接线，剔除不满足长度阈值minL的异常连接线，然后对当前连接线端点及端点附近满足连接距离阈值条件minD的连接线分别进行统一编号。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明通过设置长度阈值minL对路网中可能存在的大量极短异常连接线进行剔除；通过设置连接距离阈值minD对连接性进行容错定义，对处于连接距离阈值minD内的连接线，均认为其相连并统一对其端点进行编号；动态遍历算法避免了冗余计算，收敛速度快。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为基于长度阈值的异常连接线判断示意图；

图3为基于连接距离阈值的端点编号示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；

为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；

对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。

如图1所示，一种动态路网连接线数据端点容错编号方法，包括以下步骤：

步骤1，初始化路网连接线数据信息，并修正可能存在的连接线错误端点。搜索现有路网最大节点编号maxN，，设置连接线端点编号叠加器s=1，可按任意顺序遍历路网各连接线，对当前连接线a，搜索获得起始节点Ns(a)，Ne(a)一定范围δ内的连接线集合Ls(a)，Le(a)；

若路网尚未进行编号maxN=0；本实施例中，δ的取值为5米。

步骤2，按容错编号规则对当前连接线a起终节点Ns(a)，Ne(a)分别进行编号；

所述预设的容错编号规则为：

规则1：计算连接线a几何长度L(a)，如果L(a)<minL，阈值minL设置为1米，从路网中剔除a，并跳入下一连接线a+1，其中minL为路网连接线最小几何长度阈值；

规则2：若Ns(a)，Ne(a) 均已编号，跳入下一连接线a+1；

规则3-1：若Ns(a)尚未编号，赋编号Ns(a)=s，s=s+1，并对Ls(a)中各连接线进一步进行判断；

规则3-1-1：计算Ls(a)中当前连接线b几何长度L(b)及Ns(a)对应b的端点距离dist(ab)，如果L(b)<minL₂，从路网中剔除b，并跳入Ls(a)中下一连接线b+1；

规则3-1-2：若L(b)>= minL，dist(ab)< minD（阈值minD等于minL，设置为1米，这样当短于minL的异常连接线被剔除后，拥有正常长度且在minD范围内的连接线将不会被遗漏），且假设Ns(a)对应b的起点Ns(b)，赋编号Ns(b)= Ns(a)，（若对应b的终点Ne(b)，则赋编号Ne(b)= Ns(a)），跳入Ls(a)中下一连接线b+1，其中minD为连接线a和b之间的最小距离阈值；

规则3-2：若Ne(a)尚未编号，赋编号Ne(a)=s，s=s+1，并对Le(a)中各连接线进一步进行判断，规则同3-1-1，3-1-2；

规则4：完成Ns(a)，Ne(a)编号，跳入下一连接线a+1。

步骤3，重复步骤2，直至路网中所有连接线起终点均已编号，更新maxN=s。

图2所示基于长度阈值的异常连接线判断示意图，其中假设连接线af(长度大于minL)为当前判断连接线，且终点端Ne(af)即点f刚获得编号s，临近连接线集合Le(af)={df，bf，ef，ce}。如果ef长度短于minL，则视连接线ef为异常，从路网中剔除该连接线；如果ef长度不短于minL，则视连接线ef为正常，并获得终点编号Ne(ef)= Ne(af) =s。

图3所示基于连接距离阈值的端点编号示意图，假设连接线af(长度大于minL)为当前判断连接线，且终点端Ne(af)即点f刚获得编号s，临近连接线集合Le(af)={dg，bh，ce}临近端到f的距离分别为gf，hf，ef。由于gf长度大于minD，视连接线dg为不连接，由于hf、ef长度均不大于minD，视连接线bh，ce为连接，并分别获得起点编号Ns(bh)= Ne(af) =s，终点编号Ne(ce)= Ne(af) =s。

相同或相似的标号对应相同或相似的部件；

附图中描述位置关系的用于仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制；

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动态路网连接线数据端点容错编号方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：初始化路网连接线数据信息，并修正可能存在的连接线错误端点；

S2：按容错编号规则对当前连接线a起终节点Ns(a)，Ne(a)分别进行编号；

S3：重复步骤S2，直至路网中所有连接线起终点均已编号。

2.根据权利要求1所述的动态路网连接线数据端点容错编号方法，其特征在于，所述步骤S1的具体过程是：

搜索现有路网最大节点编号maxN，若路网尚未进行编号maxN=0，设置连接线端点编号叠加器s=1，按任意顺序遍历路网各连接线，对当前连接线a，搜索获得起始节点Ns(a)，Ne(a)一定范围δ内的连接线集合Ls(a)，Le(a)。

3.根据权利要求2所述的动态路网连接线数据端点容错编号方法，其特征在于，所述δ的值为5米。

4.根据权利要求3所述的动态路网连接线数据端点容错编号方法，其特征在于，所述步骤S2中的预设的容错编号规则包括：

计算连接线a几何长度L(a)，如果L(a)<minL，从路网中剔除a，并跳入下一连接线a+1，其中minL为路网连接线最小几何长度阈值。

5.根据权利要求4所述的动态路网连接线数据端点容错编号方法，其特征在于，阈值minL为1米。

6.根据权利要求4所述的动态路网连接线数据端点容错编号方法，其特征在于，所述步骤S2中的预设的容错编号规则还包括：若Ns(a)，Ne(a) 均已编号，跳入下一连接线a+1。

7.根据权利要求4所述的动态路网连接线数据端点容错编号方法，其特征在于，所述步骤S2中的预设的容错编号规则还包括：

若Ns(a)尚未编号，赋编号Ns(a)=s，s=s+1，并对Ls(a)中各连接线进一步进行判断：

1）计算Ls(a)中当前连接线b几何长度L(b)及Ns(a)对应b的端点距离dist(ab)，如果L(b)<minL，从路网中剔除b，并跳入Ls(a)中下一连接线b+1；

2）若L(b)>= minL，dist(ab)< minD，且假设Ns(a)对应b的起点Ns(b)，赋编号Ns(b)=Ns(a)，跳入Ls(a)中下一连接线b+1，其中，若对应b的终点Ne(b)，则赋编号Ne(b)= Ns(a)，其中minD为连接线a和b之间的最小距离阈值；

若Ne(a)尚未编号，赋编号Ne(a)=s，s=s+1，并对Le(a)中各连接线进一步进行判断，规则同步骤1）-2）。

8.根据权利要求7所述的动态路网连接线数据端点容错编号方法，其特征在于，阈值minD为1米，使得当短于minL的异常连接线被剔除后，拥有正常长度且在minD范围内的连接线将不会被遗漏。

9.根据权利要求8所述的动态路网连接线数据端点容错编号方法，其特征在于，步骤S3的具体过程是：

重复步骤S2，直至路网中所有连接线起终点均已编号，更新maxN=s。

10.根据权利要求9所述的动态路网连接线数据端点容错编号方法，其特征在于，遍历所有路网连接线，剔除不满足长度阈值minL的异常连接线，然后对当前连接线端点及端点附近满足连接距离阈值条件minD的连接线分别进行统一编号。

Images