CN113190642A - 一种城市路网架构连接线错误修正方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种城市路网架构连接线错误修正方法，该方法更新连接线数据读取，基于节点特征的虚点识别和基于实际连接线走向的异常连接线重构修正，首先通过搜集各节点附近连接线数量及节点位置特征对各节点进行分类，并识别出可能的异常节点（虚点）；通过对比实际连接线走向和交叉点方位，对存在异常节点的连接线按方位顺序进行重构修正。修正过程保留了异常连接线人工修正接口，提高了修正结果的可靠性。

Description

一种城市路网架构连接线错误修正方法

技术领域

本发明涉及城市路网架构数据处理方法领域，更具体地，涉及一种城市路网架构连接线错误修正方法。

背景技术

城市路网连接线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、更新频繁、属性多、数据质量参差不齐（各类路网连接线及路网节点信息缺失、异常、错误）等特征。

作为路网的基本组成单元，路网连接线一般由一系列有序的路网节点构成，在基于路网的系统分析及相关应用计算问题中，路网连接线质量往往直接影响基于连接线端点（起终点）位置的线型信息提取(如连接线端点编号，方位计算等)，若构成路网连接线的路网节点存在大量异常（一般指实际存储首末节点数据与连接线实际线型首末点信息不对应，即虚端点），则在原路网中实施各类相关搜索算法将变得不可行或效率低下，例如在地图中进行路径搜索时，由于连接线起终点位置异常导致最短路径搜索失败。

现有技术在对路网连接线数据节点存在的大量异常进行修正时，往往采用人工修正，这种修正方法速度较慢，实时性差且成本较高。

发明内容

本发明提供一种城市路网架构连接线错误修正方法，该方法可以解决现有技术中的速度较慢、可靠性差等问题。

为了达到上述技术效果，本发明的技术方案如下：

一种城市路网架构连接线错误修正方法，包括以下步骤：

S1：获得当前待更新检查路网连接线上的所有路网节点以及每个路网节点的多条邻近连接线；

S2：若当前路网连接线上的路网节点总数等于2，则返回步骤S1对下一条路网连接线错误进行修正，否则执行步骤S3；

S3：根据每个路网节点的邻近连接线条数以及两两路网节点之间的距离，对当前路网连接线上的所有路网节点进行分类，获得当前路网连接线上的虚点集、普通点集以及交叉点集；

S4：若当前路网连接线上的虚点集是空集，则无需为当前路网连接线错误进行修正，直接输出当前路网连接线，返回步骤S1对下一条路网连接线错误进行修正，否则执行步骤S5；

S5：以路网连接线首点必须为交叉点的原则，对当前路网连接线进行修正；修正时，在当前路网连接线中将虚点集中所有的路网节点进行删除后，输出当前路网连接线。

进一步地，所述步骤S1的具体过程是：

对于路网连接线bh，按序获得bh路网连接线上所有的路网节点（fs1,h,b,fs2,fe），其中fs1以及fe分别为连接线bh的首点以及末点，其中b点为具有3条邻近连接线的路网节点，h点为具有2条邻接连接线的路网节点，fs1为具有1条邻近连接线的路网节点，fs2为具有1条邻近连接线的路网节点。

进一步地，所述步骤S3中，对当前路网连接线上的所有路网节点进行分类时，对于当前路网连接线上的第i个路网节点，i为正整数，按照以下步骤进行分类，在第一次执行以下步骤时，虚点集、普通点集以及交叉点集均为空集：

判断第i个路网节点的邻近连接线的数量n，n为整数；

若n=0，则从当前路网连接线上删除本次分类的第i个路网节点后，i=i=1，返回步骤S3；

若n=1且本次分类的第i个路网节点与步骤S1中获得的任一路网节点之间的距离小于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入虚点集中；

若n=1且本次分类的第i个路网节点与步骤S1中获得的任一路网节点之间的距离大于等于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入普通点集中。

若n=2且本次分类的第i个路网节点与步骤S1中获得的任一路网节点之间的距离小于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入虚点集中；

若n=2且本次分类的第i个路网节点与步骤S1中获得的任一路网节点之间的距离大于等于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入交叉点集中。

若n>2且本次分类的第i个路网节点与交叉点集中任一路网节点之间的距离小于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入虚点集中；

若n>2且本次分类的第i个路网节点与交叉点集中任一路网节点之间的距离大于等于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入交叉点集中。

bh路网连接线上所有的路网节点（fs1,h,b,fs2,fe），其中虚点fs1，中间点fe是bh实际储存的首点和末点，而显然点b和h才是应该被储存的首点和末点，同时b，h也分别是与连接线ab、bc、mh的交叉点；所述异常阈值为0.2米。

进一步地，所述步骤S5中，对当前路网连接线进行修正时包括以下步骤：

判断当前路网连接线上的交叉点集中路网节点的数量m，m为整数；

若m=0或m>2，则无需为当前路网连接线错误进行修正，输出当前路网连接线，返回步骤S1对下一条路网连接线错误进行修正；

若且当前路网连接线上的第1个路网节点在虚点集或普通点集中，则判断第1个路网节点与第2个路网节点组成的线条的方向与交叉点集中唯一路网节点与最后一个路网节点组成的线条的方向是否一致，若一致，则令交叉点集中唯一路网节点为终点，否则令交叉点集中唯一路网节点为起点，以交叉点集中唯一路网节点与最后一个路网节点组成的线条的方向为重建方向，在当前路网连接线上删除虚点集中所有路网节点后，重建当前路网连接线，输出修正后的当前路网连接线；

若m=1且当前路网连接线上的第1个路网节点在交叉点集中，则在当前路网连接线上删除虚点集中所有路网节点后，输出修正后的当前路网连接线；

若m=2且当前路网连接线上的第1个路网节点在虚点集或普通点集中，则检查当前路网连接线的走向，根据当前路网连接线的走向确定交叉点集中的两个路网节点哪个是起点，哪个是终点，在当前路网连接线上删除虚点集中所有路网节点后，从起点到终点重建路网连接线后，输出修正后的当前路网连接线；

若m=2且当前路网连接线上的第1个路网节点在交叉点集中，则令第1个路网节点为起点，在交叉点集中的另外一个路网节点为终点，在当前路网连接线上删除虚点集中所有路网节点后，从起点到终点重建路网连接线后，输出修正后的当前路网连接线。

与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：

本发明更新连接线数据读取，基于节点特征的虚点识别和基于实际连接线走向的异常连接线重构修正，首先通过搜集各节点附近连接线数量及节点位置特征对各节点进行分类，并识别出可能的异常节点（虚点）；通过对比实际连接线走向和交叉点方位，对存在异常节点的连接线按方位顺序进行重构修正。修正过程保留了异常连接线人工修正接口，提高了修正结果的可靠性。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为连接线及临近连接线关系示意图；

图3为端点异常连接线结构示意图；

图4为端点异常修正后结构示意图；

图5为某地区一路段端点异常连接线修正前后对比；

图6为该路段端点及编号异常对最短路径搜索的影响示意图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；

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，一种城市路网架构连接线错误修正方法，包括以下步骤：

S1：获得当前待更新检查路网连接线上的所有路网节点以及每个路网节点的多条邻近连接线；

S2：若当前路网连接线上的路网节点总数等于2，则返回步骤S1对下一条路网连接线错误进行修正，否则执行步骤S3；

S3：根据每个路网节点的邻近连接线条数以及两两路网节点之间的距离，对当前路网连接线上的所有路网节点进行分类，获得当前路网连接线上的虚点集、普通点集以及交叉点集；

S4：若当前路网连接线上的虚点集是空集，则无需为当前路网连接线错误进行修正，直接输出当前路网连接线，返回步骤S1对下一条路网连接线错误进行修正，否则执行步骤S5；

S5：以路网连接线首点必须为交叉点的原则，对当前路网连接线进行修正；修正时，在当前路网连接线中将虚点集中所有的路网节点进行删除后，输出当前路网连接线。

路网连接线：以起点、中间节点及终点构成的抽象表示道路走向的GIS线数据对象，如图2中af，bh，ce，dg均为连接线；

路网节点：具体指路网连接线端点（起点、终点）数据（含编号及坐标），多个连接线共用端点可共享一个路网节点编号，如图2中a,b,c,d,e,f,g,h均为路网节点；

邻近连接线：某连接线端点及中间节点一定距离（如5米）范围内存在的路网其他连接线，判定节点类型的重要依据，如图2，对于连接线af的终点f，其邻近连接线包括bh，ce，dg，此外，由于hf、ef长度均不大于minD=1米，则视连接线bh，ce为连接；

虚点：当同一节点位置存在多于1个中间节点（即节点重叠现象），该节点被称为“虚点”；

交叉点：当节点不是虚点且邻近连接线中与其相连的大于等于1条时，该节点被归为“交叉点”，表示与其他连接线相连的节点；

普通点：不是上述两种节点类型的其他节点。

在本实施例中，首先读入需更新的路网数据（本方案拟采用c++调取GIS数据库接口进行处理，扩展性好，编译速度快），获得城市路网数据信息，在该城市路网数据信息中包括多条路网连接线，每条路网连接线均由至少两个路网节点构成，由于路网数据在采集的过程中会出现错误，如图6所示，导致连接线起终点编号异常及最短路径搜索失败。假设对于以虚端点B/C作为起终点的异常连接线，其虚端点不能代表该连接线与路网的实际连接状态，若另一连接线终点与该异常连接线真实起点A相连，则虚端点B与A编号必不相同，即产生编号异常。而最短路径搜索往往依赖于准确的路段起终点编号，故异常编号将直接导致相关最短路径搜索失败，因此路网连接线在生成时会出现错误。

步骤S1中：获得当前待更新检查路网连接线上的所有路网节点以及每个路网节点的多条邻近连接线；

对如图3所示的待更新路网连接线进行修正，在待更新路网连接线中，对于路网连接线bh，按序获得bh路网连接线上所有的路网节点（fs1,h,b,fs2,fe），其中fs1以及fe分别为连接线bh的首点以及末点，其中b点具有3条邻近连接线ab与bc，h点具有2条邻接连接线hm，fs1具有1条邻近连接线bh，fs2具有1条邻近连接线bh。

步骤S2中：若当前路网连接线上的路网节点总数等于2，则返回步骤1对下一条路网连接线错误进行修正；

否则执行步骤S3；

在本实施例中，路网连接线bh中包括5个路网节点，因此执行步骤S3。

步骤S3、根据每个路网节点的邻近连接线条数以及两两路网节点之间的距离，对当前路网连接线上的所有路网节点进行分类，获得当前路网连接线上的虚点集、普通点集以及交叉点集；

在本步骤中，根据各路网节点的临近连接线特征及路网节点位置特征，将本条路网连接线上的所有路网节点进行判别分类。

可选地，所述的对当前路网连接线上的所有路网节点进行分类时，对于当前路网连接线上的第i个路网节点，i为正整数，按照以下步骤进行分类，在第一次执行以下步骤时，虚点集、普通点集以及交叉点集均为空集：

判断第i个路网节点的邻近连接线的数量n，n为整数；

若n=0，则从当前路网连接线上删除本次分类的第i个路网节点后，i=i+1，返回步骤3；

若n=1且本次分类的第i个路网节点与步骤1中获得的任一路网节点之间的距离小于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入虚点集中；

若n=1且本次分类的第i个路网节点与步骤1中获得的任一路网节点之间的距离大于等于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入普通点集中；

若n=2且本次分类的第i个路网节点与步骤1中获得的任一路网节点之间的距离小于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入虚点集中；

若n=2且本次分类的第i个路网节点与步骤1中获得的任一路网节点之间的距离大于等于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入交叉点集中；

若n>2且本次分类的第i个路网节点与交叉点集中任一路网节点之间的距离小于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入虚点集中；

若n>2且本次分类的第i个路网节点与交叉点集中任一路网节点之间的距离大于等于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入交叉点集中。

在本实施例中，对于bh路网连接线上所有的路网节点（fs1,h,b,fs2,fe），其中虚点fs1，中间点fe是bh实际储存的首点和末点，而显然点b和h才是应该被储存的首点和末点，同时b，h也分别是与连接线ab、bc、mh的交叉点。

优选地，所述的异常阈值为0.2米。

步骤S4、若当前路网连接线上的虚点集是空集，则无需为当前路网连接线错误进行修正，直接输出当前路网连接线，返回步骤1对下一条路网连接线错误进行修正；

否则，执行步骤S5；

步骤S5、以路网连接线首点必须为交叉点的原则，对当前路网连接线进行修正；修正时，在当前路网连接线中将虚点集中所有的路网节点进行删除后，输出当前路网连接线。

在本实施例中，对当前路网连接线进行修正时，包括：

判断当前路网连接线上的交叉点集中路网节点的数量m，m为整数；

若m=0或m>2，则无需为当前路网连接线错误进行修正，输出当前路网连接线，返回步骤1对下一条路网连接线错误进行修正；

若m=1且当前路网连接线上的第1个路网节点在虚点集或普通点集中，则判断第1个路网节点与第2个路网节点组成的线条的方向与交叉点集中唯一路网节点与最后一个路网节点组成的线条的方向是否一致，若一致，则令交叉点集中唯一路网节点为终点，否则令交叉点集中唯一路网节点为起点，以交叉点集中唯一路网节点与最后一个路网节点组成的线条的方向为重建方向，在当前路网连接线上删除虚点集中所有路网节点后，重建当前路网连接线，输出修正后的当前路网连接线；

若m=1且当前路网连接线上的第1个路网节点在交叉点集中，则在当前路网连接线上删除虚点集中所有路网节点后，输出修正后的当前路网连接线；

若m=2且当前路网连接线上的第1个路网节点在虚点集或普通点集中，则检查当前路网连接线的走向，根据当前路网连接线的走向确定交叉点集中的两个路网节点哪个是起点，哪个是终点，在当前路网连接线上删除虚点集中所有路网节点后，从起点到终点重建路网连接线后，输出修正后的当前路网连接线；

若m=2且当前路网连接线上的第1个路网节点在交叉点集中，则令第1个路网节点为起点，在交叉点集中的另外一个路网节点为终点，在当前路网连接线上删除虚点集中所有路网节点后，从起点到终点重建路网连接线后，输出修正后的当前路网连接线。

图4为异常连接线bh经过端点修正后的示意，修正后存储节点顺序为（b,fe,h），对比修正前节点序列（fs1,h,b,fs2,fe），从h到b为反向跳点现象。由于不同的路网数据可能面临不同的异常产生规律，本实施例中采用的规律为“实际存储的首点及第二个点连线方向（fs1至h）即为线段实际走向”，并以此走向判断交叉点b，h方位及最终节点输出顺序（b,fe,h），其中虚点fs1,fs2被剔除。

通过端点修正，由网络获取的某市道路网络147969条连接线共筛选修正了43086个虚端点。图5所示为某异常连接线修正示意，原连接线存储14个节点数据中起终节点均为异常虚点，经异常识别修正后保留有效节点6个。

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，不能理解为对本专利的限制；

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)

1.一种城市路网架构连接线错误修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：获得当前待更新检查路网连接线上的所有路网节点以及每个路网节点的多条邻近连接线；

S2：若当前路网连接线上的路网节点总数等于2，则返回步骤S1对下一条路网连接线错误进行修正，否则执行步骤S3；

S3：根据每个路网节点的邻近连接线条数以及两两路网节点之间的距离，对当前路网连接线上的所有路网节点进行分类，获得当前路网连接线上的虚点集、普通点集以及交叉点集；

S4：若当前路网连接线上的虚点集是空集，则无需为当前路网连接线错误进行修正，直接输出当前路网连接线，返回步骤S1对下一条路网连接线错误进行修正，否则执行步骤S5；

S5：以路网连接线首点必须为交叉点的原则，对当前路网连接线进行修正；修正时，在当前路网连接线中将虚点集中所有的路网节点进行删除后，输出当前路网连接线。

2.根据权利要求1所述的城市路网架构连接线错误修正方法，其特征在于，所述步骤S1的具体过程是：

对于路网连接线bh，按序获得bh路网连接线上所有的路网节点fs1,h,b,fs2,fe，其中fs1以及fe分别为连接线bh的首点以及末点，其中b点为具有3条邻近连接线的路网节点，h点为具有2条邻接连接线的路网节点，fs1为具有1条邻近连接线的路网节点，fs2为具有1条邻近连接线的路网节点。

3.根据权利要求2所述的城市路网架构连接线错误修正方法，其特征在于，所述步骤S3中，对当前路网连接线上的所有路网节点进行分类时，对于当前路网连接线上的第i个路网节点，i为正整数，按照以下步骤进行分类，在第一次执行以下步骤时，虚点集、普通点集以及交叉点集均为空集：

判断第i个路网节点的邻近连接线的数量n，n为整数；

若n=0，则从当前路网连接线上删除本次分类的第i个路网节点后，i=i+1，返回步骤S3；

若n=1且本次分类的第i个路网节点与步骤S1中获得的任一路网节点之间的距离小于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入虚点集中；

若n=1且本次分类的第i个路网节点与步骤S1中获得的任一路网节点之间的距离大于等于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入普通点集中。

4.根据权利要求3所述的城市路网架构连接线错误修正方法，其特征在于，所述步骤S3中，若n=2且本次分类的第i个路网节点与步骤S1中获得的任一路网节点之间的距离小于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入虚点集中；

若n=2且本次分类的第i个路网节点与步骤S1中获得的任一路网节点之间的距离大于等于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入交叉点集中。

5.根据权利要求4所述的城市路网架构连接线错误修正方法，其特征在于，所述步骤S3中，若n>2且本次分类的第i个路网节点与交叉点集中任一路网节点之间的距离小于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入虚点集中；

若n>2且本次分类的第i个路网节点与交叉点集中任一路网节点之间的距离大于等于异常阈值，则将本次分类的第i个路网节点放入交叉点集中。

6.根据权利要求5所述的城市路网架构连接线错误修正方法，其特征在于，所述步骤S3中， bh路网连接线上所有的路网节点fs1,h,b,fs2,fe，其中虚点fs1，中间点fe是bh实际储存的首点和末点，而显然点b和h才是应该被储存的首点和末点，同时b，h也分别是与连接线ab、bc、mh的交叉点。

7.根据权利要求6所述的城市路网架构连接线错误修正方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述异常阈值为0.2米。

8.根据权利要求7所述的城市路网架构连接线错误修正方法，其特征在于，所述步骤S5中，对当前路网连接线进行修正时包括以下步骤：

判断当前路网连接线上的交叉点集中路网节点的数量m，m为整数；

若m=0或m>2，则无需为当前路网连接线错误进行修正，输出当前路网连接线，返回步骤S1对下一条路网连接线错误进行修正。

9.根据权利要求8所述的城市路网架构连接线错误修正方法，其特征在于，所述步骤S5中，对当前路网连接线进行修正时还包括以下步骤：

若m=1且当前路网连接线上的第1个路网节点在虚点集或普通点集中，则判断第1个路网节点与第2个路网节点组成的线条的方向与交叉点集中唯一路网节点与最后一个路网节点组成的线条的方向是否一致，若一致，则令交叉点集中唯一路网节点为终点，否则令交叉点集中唯一路网节点为起点，以交叉点集中唯一路网节点与最后一个路网节点组成的线条的方向为重建方向，在当前路网连接线上删除虚点集中所有路网节点后，重建当前路网连接线，输出修正后的当前路网连接线；

若m=1且当前路网连接线上的第1个路网节点在交叉点集中，则在当前路网连接线上删除虚点集中所有路网节点后，输出修正后的当前路网连接线。

10.根据权利要求9所述的城市路网架构连接线错误修正方法，其特征在于，所述步骤S5中，对当前路网连接线进行修正时还包括以下步骤：

若m=2且当前路网连接线上的第1个路网节点在虚点集或普通点集中，则检查当前路网连接线的走向，根据当前路网连接线的走向确定交叉点集中的两个路网节点哪个是起点，哪个是终点，在当前路网连接线上删除虚点集中所有路网节点后，从起点到终点重建路网连接线后，输出修正后的当前路网连接线；

若m=2且当前路网连接线上的第1个路网节点在交叉点集中，则令第1个路网节点为起点，在交叉点集中的另外一个路网节点为终点，在当前路网连接线上删除虚点集中所有路网节点后，从起点到终点重建路网连接线后，输出修正后的当前路网连接线。

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