WO2021169773A1 - 多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法 - Google Patents

多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法 Download PDF

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WO2021169773A1
WO2021169773A1 PCT/CN2021/075510 CN2021075510W WO2021169773A1 WO 2021169773 A1 WO2021169773 A1 WO 2021169773A1 CN 2021075510 W CN2021075510 W CN 2021075510W WO 2021169773 A1 WO2021169773 A1 WO 2021169773A1
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thinning
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陈翰新
熊学祥
袁长征
滕德贵
向泽君
明镜
俞春
李超
张恒
胡波
王大涛
唐昊
林江伟
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重庆市勘测院
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    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
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Definitions

  • the invention relates to the technical field of spatial information, in particular to a threshold-constrained rail transit control protection area spatial information extraction and analysis method.
  • Rail transit control protection zone refers to a certain range defined along the rail transit line to ensure the safe construction and operation of rail transit. Its range includes: (1) Underground stations and within 50 meters of the outer edge of the tunnel structure; (2) Ground Within 30 meters of the outer side of the station and the elevated station and the outer line of the track; Within ten meters of the outer side of buildings (structures) such as substations, traction substations, and various rail-dedicated pipe networks (lines, trenches); (4) Within two hundred meters of each upstream and downstream of bridges or tunnels crossing rivers and rivers.
  • Engineering construction projects located within the scope of the rail transit control protection zone are called track-related construction projects. Because construction operations in the rail transit control protection zone may affect the track structure and line operation safety, it is necessary to analyze the spatial relationship between the construction scope of the engineering construction project and the rail transit control protection zone to evaluate the construction project The level of impact during the construction process.
  • the assessment of the impact of rail-related construction projects on the rail transit control protection area is generally performed by superimposing and comparing the scope of the protection area and the outer structure line with the construction red line of the rail-related construction project in professional drawing software such as AutoCAD. It is judged manually.
  • the existing technology also provides a technical solution, which converts the data file from DWG format to WKT format; at the same time, it can automatically superimpose and compare the protection zone boundary line and structure outer line with the construction red line of the track-related construction project. Analyze the spatial relationship between the two.
  • the technical solution converts the data format and automatically superimposes and compares, the point coordinates of the image object in the data are continuous, and the coordinate points are too dense, which causes the technical problems of large calculation amount and slow operation speed.
  • the present invention provides a multi-threshold constraint rail transit control protection area spatial information extraction and analysis method to solve the problem of large calculations and calculations when analyzing the spatial information of the rail transit control protection area in the prior art. Slow technical issues.
  • the present invention provides the following solutions:
  • a multi-threshold constraint rail transit control protection area spatial information extraction and analysis method includes the following steps:
  • step S8 According to the spatial relationship comparison result in step S7, determine whether the construction of the track-related construction project invades the rail transit control protection area (1), and complete the analysis of the internal space information of the rail transit control protection area (1).
  • the spatial relationship comparison in step S7 is to perform spatial analysis by using a spatial analysis algorithm based on the subordination relationship of the orbital structure; specifically, it is implemented as follows:
  • the format conversion of the data file in step S1 is to convert the data file from the DWG format to the WKT format.
  • the conversion of the data file from the DWG format to the WKT format is performed by the Teigha component, the DWGDirect component or the Jdwglib component for reading and conversion.
  • the two types of objects, arcs and circles are interpolated and then converted separately; the arcs are converted into polylines, and the circles are converted into polygons.
  • the key points (5) in step S2 include corner points and junction points along the track line.
  • the distance threshold dL in step S3 is 10 cm, and the area threshold dS is 100 cm 2 /1 m 2 .
  • step S7 is to use the C# language for programming in the .NET environment, to perform WKT text storage and reading through the SQL Server relational database, and to compare the spatial relationships.
  • the present invention discloses the following technical effects:
  • Data thinning processing is performed on multiple coordinate points of the scope line and the outer edge of the structure through the algorithm, which can reduce the amount of coordinate point data that needs to be calculated without affecting the accuracy of the analysis; reduce the follow-up to the rail transit control protection zone The amount of calculation when analyzing spatial information.
  • the spatial analysis algorithm based on the subordination relationship of the track structure can be used to perform the spatial analysis, which can avoid the difference between the construction red line and the structure outer line on the unrelated track line in the case of multiple track lines. Spatial analysis reduces the amount of calculation and improves calculation efficiency.
  • Fig. 1 is a schematic flow chart of a method for extracting and analyzing spatial information of a rail transit control protection zone with multiple threshold constraints provided by the present invention
  • Fig. 2 is a schematic diagram of coordinate key points provided by the present invention.
  • Figure 3 is a flow chart of the coordinate point data thinning algorithm provided by the present invention.
  • the present invention provides a multi-threshold constraint rail transit control protection area spatial information extraction and analysis method to solve the problem of large calculation amount and slow operation speed when analyzing the spatial information of the rail transit control protection area in the prior art. technical problem.
  • the present invention provides a method for extracting and analyzing spatial information of rail transit control protection zone 1 for multi-threshold constraints, which includes the following steps:
  • each key point 5 in the feature point set M divides the range line 2 of the protection area into several sections, and use the Douglas-Puck algorithm to thin out the range line of each protection area with a distance threshold dL, and get The coordinate point after thinning out;
  • the range line of the protected area after thinning, the outer edge of the structure after thinning, and the red line of construction after thinning call the database through programming, read the data and compare the spatial relationship;
  • step S8 According to the result of the spatial relationship comparison in step S7, determine whether the construction of the track-related construction project has invaded the rail transit control protection area 1, and complete the analysis of the internal spatial information of the rail transit control protection area 1.
  • Embodiment 1 The working principle of Embodiment 1 will be described in detail below.
  • Embodiment 1 The method flow chart of Embodiment 1 is shown in Fig. 1, and is specifically implemented according to the following steps:
  • WKT format is a text mark format used to represent the conversion between vector geometric objects, spatial reference systems, and spatial reference systems.
  • the WKT format is formulated by the Open Geospatial Consortium (OGC), and represents geometric objects through two-dimensional coordinates (x, y) or three-dimensional coordinates (x, y, z).
  • OGC Open Geospatial Consortium
  • the present invention selects third-party software to read various graphic object information in DWG format data files.
  • the reading can be performed by the Teigha component, the DWGDirect component or the Jdwglib component, and the Teigha component is used as an example to illustrate the reading process.
  • Teigha component can read all kinds of information in DWG format data file and save it in a memory database.
  • the database contains an object dictionary and 9 symbol tables, namely: DBDictionary dictionary, BlockTabLe block table, LayerTable layer table, LinetypeTable line type table, TextStyleTable text style table, DimSyleTable dimension style table, RegAppTable application registry, UCStable user Coordinate system table, ViewportTable viewport table, ViewTable view table.
  • Each symbol table and object dictionary contains multiple records, such as: BlockTabLe block table contains multiple BlockTableRecord block table records, BlockTableRecord contains points, text, straight lines, polylines, arcs, splines and blocks, etc. Entity data.
  • the points, straight lines, polylines, arcs, splines, etc. in the DWG format data files are extracted and stored in the memory database to facilitate subsequent processing calls.
  • the technical solution of this step is to select the key point 5 among the multiple coordinate points of each range line and the outer edge of the structure as the basis, use the Douglas-Puck algorithm to perform data thinning processing on the coordinate points, and then the coordinate points are thinned out, The closed area formed by the line segment of the latter figure is compared to optimize the result of thinning out the coordinate points.
  • the specific implementation steps are as follows:
  • the accuracy requirement is the actual spatial distance between the thinned-out line type and the original line type, generally not greater than 20 cm, that is, dL is 20 cm; preferably, the distance threshold dL is 10 cm, and the distance threshold dL is The initial distance threshold. In the subsequent data thinning process, the value of the distance threshold dL will be adjusted.
  • the area threshold dS is in the order of square decimeters. In this embodiment, the area threshold dS is 100 cm 2 /1 m 2 .
  • the protection area range line 2 can be divided into several segments, and each segment is a straight line segment or a curved line segment.
  • the Douglas-Puck algorithm first connects a straight line to the start and end points of the curve, and then calculates the distance between all points on the curve and the straight line, and finds the maximum distance dmax, using dmax and the given value in advance. Compared with the set distance threshold dL. If dmax ⁇ dL, then all the intermediate points on this curve are discarded, the straight line segment is regarded as the approximation of the curve, and the processing of this segment of the curve is completed. If dmax ⁇ D, keep the coordinate point corresponding to dmax, and use this point as the boundary, continue to divide the curve into two new parts, repeat the algorithm for these two parts, until all dmax ⁇ dL, complete the curve Of thinning.
  • the structure outer line and the construction red line are thinned out using the same algorithm to obtain the thinned out structure outer line Line, range line.
  • sqlGeometry data can represent the information in the Euclidean plane coordinate system; it can also calculate the geometric center and area of the objects in the sqlGeometry data, and identify the intersecting relationship and containment relationship between the objects.
  • Embodiment 1 When performing spatial relationship analysis in Embodiment 1, if there are multiple track lines, the construction red line of the track-related construction project and each track line will be sequentially compared and analyzed. In this way, it does not consider whether the construction red line is related to multiple track lines, but compares and analyzes them one by one without difference. This kind of technical solution requires a large amount of calculation and low analysis efficiency.
  • Embodiment 1 In order to solve the above technical problems, further optimization is carried out on the basis of Embodiment 1, and a spatial analysis algorithm based on the subordination relationship of the track structure is used for spatial analysis. Specifically, follow the steps below:
  • step 1 after spatial analysis, it is found that the two intersect or contain the relationship, read the thinned out structure outer line data belonging to the track line, and perform spatial analysis with the thinned out construction red line to obtain Whether the spatial relationship between the two intersects or contains the relationship, and the thinned out stations and section 3 that intersect or contain the thinned out construction red line are marked as track objects related to the track-related construction project.
  • step 1 and step 2 in this embodiment the space analysis between the construction red line and the structure outer line on the irrelevant track line is avoided, the calculation amount is reduced, and the calculation efficiency is improved.
  • the scope line of the rail transit control protection zone 1, the structural outer line, and the construction red line are not only straight lines, but also circles and arcs.
  • arcs and circles only contain the center coordinates, the start and end coordinates of the arc, it is impossible to pass only the center coordinates, The starting and ending point coordinates of the arc represent the corresponding graphics, so that the image information will be lost in the process of file format conversion.
  • Embodiment 1 In order to solve the above technical problems, further optimization is performed on the basis of Embodiment 1 and Embodiment 2.
  • the data file is converted from DWG format to WKT format, the two types of objects, arc and circle, are interpolated and then converted separately; Convert arcs into polylines, and circles into polygons.
  • d is the maximum offset distance between the polyline and the arc obtained by coordinate interpolation, and incorporate the start and end points of the arc into the coordinate set PList.
  • d is preferably 10 cm.
  • step 3 divide the arc for multiple times and determine the distance between the midpoint of the divided sub-arc and the corresponding chord, until the distance is less than the tolerance d, and the WKT format is generated from the final PList The LineString object that converts the arc into a polyline to end.
  • the coordinates are interpolated until the accuracy requirements are met, the circle is converted into a polygon, and the Polygon object in WKT format is generated through the coordinate collection.
  • the accuracy requirement in the circle conversion process is consistent with the accuracy requirement of arc polyline, which is 10 cm.
  • the arc is converted into a polyline and the circle is converted into a polygon, which can avoid the loss of graphic information in the process of file format conversion, which affects the accuracy of data conversion, and makes the conversion of graphic objects more accurate. Make subsequent spatial information analysis results more accurate.

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Abstract

一种多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法，包括以下步骤：1.将数据文件进行格式转换，提取多个坐标点；2.选择多个坐标点中的关键点进行数据抽稀处理，得到抽稀后的范围线、结构外边线；3.将抽稀后的范围线、结构外边线和抽稀后的施工红线，通过编程调用数据库，读取数据进行空间关系对比；4.根据空间关系对比的结果，判断涉轨建设项目的施工是否入侵到轨道交通控制保护区内，完成对轨道交通控制保护区内部空间信息的提取和分析；其解决对轨道交通控制保护区的空间信息进行分析时，计算量大、运算速度慢的技术问题。

Description

多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法
本申请要求于2020年02月28日提交中国专利局、申请号为202010129946.3、发明名称为“多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法”的中国专利申请的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。
技术领域
本发明涉及空间信息技术领域，特别是涉及阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法。
背景技术
轨道交通控制保护区是指为保障轨道交通安全建设和运营，而在轨道交通沿线划定的一定范围，其范围包括：(一)地下车站和隧道结构外边线外侧五十米内；(二)地面车站和高架车站以及轨道线路外边线外侧三十米内；(三)出入口(含无障碍出入口)、换乘通道、通风亭、风井、风道、冷却塔、车辆段、停车场、控制中心、变电站、牵引变电所及各类轨道专用管网(线、沟)等建(构)筑物外边线外侧十米内；(四)过江、过河桥梁或隧道上、下游各二百米内。位于轨道交通控制保护区范围内的工程建设项目称为涉轨建设项目。因在轨道交通控制保护区内进行施工作业可能会对轨道结构以及线路运行安全造成影响，因此需要对工程建设项目的施工范围与轨道交通控制保护区的空间关系进行分析，以评估工程建设项目在施工过程中的影响等级。
目前，涉轨建设项目对轨道交通控制保护区影响的评估工作，一般是通过在AutoCAD等专业制图软件中，将保护区范围线以及结构外边线与涉轨建设项目的施工红线进行叠加对比分析，由人工进行判别。现有技术也提供了一种技术方案，该技术方案将数据文件从DWG格式转换为WKT格式；同时能将保护区范围线以及结构外边线，与涉轨建设项目的施工红线进行自动叠加对比，分析两者之间的空间关系。但该技术方案在转换数据格式、自动叠加对比时，会因为数据中图像对象的点位坐标是连续的，坐标点与坐标点之间过于密集，造成计算量大、运算速度慢的技术问题。
发明内容
鉴于上述，本发明提供的一种多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法，以解决现有技术中存在的对轨道交通控制保护区的空间信息进行分析时，计算量大、运算速度慢的技术问题。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法，包括以下步骤：
S1.将数据文件进行格式转换，提取轨道交通控制保护区的范围线(2)，车站及区间(3)的结构外边线(4)和涉轨建设项目的施工红线的多个坐标点；
S2.选取范围线(2)上的关键点(5)，存入特征点集M中；
S3.设置距离阈值dL及面积阈值dS；
S4.利用特征点集M中的各关键点(5)，将范围线(2)分为若干段，以距离阈值dL分别对每一段范围线(2)采用道格拉斯-普克算法进行抽稀，得到抽稀后的坐标点；
S5.用抽稀后的各坐标点形成的闭合图形面积S1，减去抽稀前的这些坐标点所在曲线形成的原始闭合图形面积S0，将得到的差值的绝对值与面积阈值dS进行比较；
S6.根据比较结果调整距离阈值dL，再次进行抽稀，得到抽稀后的范围线(2)、结构外边线(4)；
S7.将抽稀后的范围线(2)、抽稀后的结构外边线(4)，和抽稀后的施工红线，通过编程调用数据库存储和读取数据进行空间关系对比；
S8.根据步骤S7中所述空间关系对比的结果，判断涉轨建设项目的施工是否入侵到轨道交通控制保护区(1)内，完成对轨道交通控制保护区(1)内部空间信息的分析。
可选的，步骤S7中进行空间关系对比是通过使用基于轨道结构从属关系的空间分析算法来进行空间分析；具体的，按以下步骤实现：
S71.将抽稀后的施工红线，与多条轨道交通控制保护区的范围线(2)中的任意一条进行空间分析，判断两者之间是否有相交或包含关系；遍历 所述多条轨道交通控制保护区的范围线(2)；
S72.对于有相交或包含关系的一条的，读取属于所述一条保护区的范围线(2)所在空间的、抽稀后的结构外边线(4)数据，与抽稀后的施工红线进行空间分析。
可选的，在步骤S1中所述数据文件进行格式转换是将数据文件从DWG格式转换为WKT格式。
可选的，所述将数据文件从DWG格式转换为WKT格式，是通过Teigha组件、DWGDirect组件或Jdwglib组件来进行读取转换。
可选的，所述将数据文件从DWG格式转换为WKT格式时，采用对圆弧和圆这两类对象进行坐标内插再分别转换；将圆弧转换成折线，将圆转换成多边形。
可选的，步骤S2中所述关键点(5)包括轨道线路沿线的转角点、交界点。
可选的，步骤S3中所述距离阈值dL为10cm，面积阈值dS为100cm 2/1m 2。
可选的，步骤S7是在.NET环境使用C#语言进行编程语言进行编程，通过SQLServer关系型数据库进行WKT文本存储与读取，进行空间关系对比。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
1.对范围线、结构外边线的多个坐标点通过算法进行数据抽稀处理，可以在不影响分析精度的情况下，减少需要计算的坐标点数据量；减少后续对轨道交通控制保护区的空间信息进行分析时的计算量。
2.在数据抽稀的过程中，设置面积阈值dS来调整距离阈值dL，可以防止过度抽稀。
3.在进行空间关系对比时，通过使用基于轨道结构从属关系的空间分析算法来进行空间分析，可以避免有多条轨道线路的情况下，施工红线与无关轨道线路上的结构外边线之间的空间分析，减少计算量，提升计算效率。
4.将数据文件从DWG格式转换为WKT格式时，对圆弧和圆这两类 对象进行坐标内插再分别转换；将圆弧转换成折线，将圆转换成多边形；使对图形对象的转换更加精确，使后续的空间信息分析结果更加准确。
说明书附图
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的一种多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法流程示意图；
图2为本发明所提供的坐标关键点示意图；
图3为本发明所提供的坐标点数据抽稀算法流程图。
附图标记：
1-轨道交通控制保护区，2-轨道交通控制保护区的范围线，3-车站及区间，4-车站及区间的结构外边线，5-坐标关键点。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的一种多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法，以解决现有技术中存在的对轨道交通控制保护区的空间信息进行分析时，计算量大、运算速度慢的技术问题。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
本发明提供一种用于多阈值约束的轨道交通控制保护区1空间信息提取分析方法，包括以下步骤：
S1.将数据文件进行格式转换，提取轨道交通控制保护区的范围线2，车站及区间3的结构外边线4和涉轨建设项目的施工红线的多个坐标点；
S2.选取保护区的范围线2上的关键点5，存入特征点集M中；
S3.设置距离阈值dL及面积阈值dS；
S4.利用特征点集M中的各关键点5，将保护区的范围线2分为若干段，以距离阈值dL分别对每一段保护区的范围线采用道格拉斯-普克算法进行抽稀，得到抽稀后的坐标点；
S5.用抽稀后的各坐标点形成的闭合图形面积S1，减去抽稀前的这些坐标点所在曲线形成的原始闭合图形面积S0，将得到的差值的绝对值与面积阈值dS进行比较；
S6.根据比较结果调整距离阈值dL，再次进行抽稀，得到抽稀后的范围线、结构外边线；
S7.将抽稀后的保护区的范围线、抽稀后的结构外边线，和抽稀后的施工红线，通过编程调用数据库，读取数据进行空间关系对比；
S8.根据步骤S7中空间关系对比的结果，判断涉轨建设项目的施工是否入侵到轨道交通控制保护区1内，完成对轨道交通控制保护区1内部空间信息的分析。
以下对实施例1工作原理进行详细说明。
实施例1的方法流程图如图1所示，按以下步骤具体实现：
1.将数据文件从DWG格式转换为WKT格式，提取范围线、结构外边线坐标
WKT格式是一种文本标记格式，用于表示矢量几何对象、空间参照系统及空间参照系统之间的转换。WKT格式由开放地理空间联盟(OGC)制定，通过二维坐标(x，y)或三维坐标(x，y，z)来表示几何对象。
为了在后续进行空间信息分析的算法软件开发，不受AutoCAD平台的限制，本发明选用第三方软件来读取DWG格式的数据文件中各类图形对象信息。本实施例中，可以通过Teigha组件、DWGDirect组件或Jdwglib组件来进行读取，以Teigha组件对读取过程举例说明。Teigha组件可读 取DWG格式的数据文件中的各类信息并保存在一个内存数据库中。该数据库包含一个对象字典和9个符号表，分别是：DBDictionary字典，BlockTabLe块表，LayerTable层表，LinetypeTable线型表，TextStyleTable文字样式表，DimSyleTable尺寸标注样式表，RegAppTable应用程序注册表，UCSTable用户坐标系表，ViewportTable视口表、ViewTable视图表。每张符号表和对象字典中都包含多条记录，比如：BlockTabLe块表包含多条BlockTableRecord块表记录，BlockTableRecord中则包含点、文字、直线、多段线、圆弧、样条曲线及图块等实体数据。通过Teigha组件就将DWG格式的数据文件中的点、直线、多段线、圆弧、样条曲线等提取出来，存在内存数据库里，方便后续处理过程调用。
将范围线2，结构外边线4，涉轨建设项目施工红线等DWG图纸使用Teigha组件读取，就可以转换成WKT格式，并读取出各范围线的点、直线、多段线、圆弧、圆、样条曲线等线段信息。在本实施例中，定义圆弧、圆为同一类对象，点、直线、多段线、样条曲线等为其它对象。
2.对各范围线、结构外边线的坐标点进行数据抽稀处理，得到抽稀后的范围线、结构外边线
本步骤的技术方案是选择各范围线、结构外边线上多个坐标点中的关键点5为基础，使用道格拉斯-普克算法对坐标点进行数据抽稀处理，再将坐标点抽稀前、后图形线段形成的闭合面积进行对比，优化坐标点抽稀结果。如图3所示，具体实现步骤如下：
(1)选取保护区范围线2上的关键点，存入特征点集M中
如图2所示，对于轨道交通控制保护区1，在轨道线路沿线的转角点、车站及区间3结构的交界点这些位置，其结构强度上相对比较脆弱。如果在这些位置上施工，更容易对轨道结构以及线路运行安全造成较大的影响。所以在对坐标点进行数据抽稀处理时，需要将轨道线路沿线的转角点、交界点这些坐标点作为关键点，这些关键点的坐标是不能被抽掉的，要予以保留。
(2)设置距离阈值dL及面积阈值dS
根据实际精度要求，确定对坐标点抽稀的距离阈值dL，以及坐标点 抽稀后所得控保区域面积与原始控保区域面积之差的阈值dS。在本实施例中，精度要求为抽稀后的线型和原始线型之间的实际空间距离，一般不大于20cm，即dL为20cm；优选的，距离阈值dL为10cm,此距离阈值dL为初始距离阈值，后续在数据抽稀的过程中，距离阈值dL的值会有调整。面积阈值dS的量级为平方分米量级，在本实施例中，面积阈值dS为100cm 2/1m 2。选择距离阈值和面积阈值为上述数值时，可以在不影响分析精度的情况下，减少需要计算的坐标点数据量。
(3)利用特征点集M中的各关键点5，将保护区范围线2分为若干段，以距离阈值dL分别对每一段采用道格拉斯-普克算法进行抽稀，得到抽稀后的坐标点
通过特征点集M中的各关键点5，可以把保护区范围线2分为若干段，每一段为一条直线线段或曲线线段。以曲线为例，道格拉斯-普克算法首先对曲线的起、止两个端点虚连一条直线，然后计算出曲线上所有点与直线的距离，并找出最大距离值dmax，用dmax与事先给定的距离阈值dL相比。如果dmax<dL，则将这条曲线上的中间点全部舍去,将该直线段作为曲线的近似，该段曲线处理完毕。若dmax≥D，保留dmax对应的坐标点，并以该点为界，继续把曲线分为新的两部分，对这两部分重复使用该算法，直到所有dmax均<dL时，即完成对曲线的抽稀。
(4)用抽稀后的各坐标点形成的闭合图形面积S1，减去抽稀前的这些坐标点所在曲线形成的原始闭合图形面积S0，将得到的差值的绝对值与面积阈值dS进行比较；根据比较结果调整距离阈值dL，再次进行抽稀，得到抽稀后的结构外边线、范围线
对曲线的各坐标点数据进行抽稀后，可以得到多段与原曲线近似的线段，这些线段可以组成多个闭合图形，设其中任意一个闭合图形的面积为S1。再找出抽稀后保留的各坐标点所在的原曲线，这些曲线也可以形成多个原始闭合图像，设其中任意一个闭合图像的面积为S0。
如果|S1-S0|≤dS，则满足精度要求，抽稀结束；如果|S1-S0|＞dS，则将距离阈值dL调小，重复步骤(3)直至满足精度要求。设置面积阈值dS来调整距离阈值dL，是为了防止过度抽稀。
在本实施例中，将保护区范围线2按步骤(1)到步骤(4)进行抽稀后，对结构外边线，以及施工红线采用相同的算法进行抽稀，得到抽稀后的结构外边线、范围线。
3.将抽稀后的保护区范围线、抽稀后的结构外边线，和抽稀后的施工红线进行空间关系对比：
在.NET环境中使用SQL Server关系型数据库，对抽稀后的保护区范围线、抽稀后的结构外边线，和抽稀后的施工红线数据以WKT文本进行存储，分析时读取WKT文本并转换成sqlGeometry类型数据，sqlGeometry数据可以表示欧几里得平面坐标系中信息；还可以计算sqlGeometry数据中对象的几何中心及面积，识别对象之间的相交关系、包含关系等。
将抽稀后的保护区范围线、抽稀后的结构外边线，和抽稀后的施工红线，在.NET环境中通过C#语言进行编程，使用SQL Server关系型数据库进行存储和读取，并对整个线段进行叠加对比，分析两者之间的空间关系是否有相交、包含。如果有相交，或者抽稀后的施工红线被包含在抽稀后的保护区范围线或抽稀后的结构外边线内，则说明涉轨建设项目的施工入侵到了轨道交通控制保护区1内，完成了对轨道交通控制保护区1内部空间信息的分析。
实施例2
在实施例1中进行空间关系分析时，如果轨道线路有多条，那么会将涉轨建设项目的施工红线与每一条轨道线路都依次进行对比分析。这样就没有考虑施工红线与多条轨道线路是否都有相关性，而是无差别进行逐一对比分析，这种技术方案的计算量较大，分析效率较低。
为解决上述技术问题，在实施例1的基础上进一步优化，使用一种基于轨道结构从属关系的空间分析算法，来进行空间分析。具体的，按以下步骤实现：
1.将抽稀后的施工红线，与多条轨道交通控制保护区范围线中的任意一条进行空间分析
对于一些大中型城市，在轨道交通的整个城市布局图上，会同时存在多条轨道线路，数量多者会达到二三十条。这样在同一张图纸上就会出现 多条轨道交通控制保护区范围线。将抽稀后的施工红线，和多条轨道交通控制保护区范围线中的任意一条，结合起来进行空间分析。如果两者不存在相交或包含关系，则说明涉轨建设项目的施工与该条轨道线路无关，算法继续读取下一条轨道线路控制保护区范围线进行空间分析，直至遍历图纸上所有的轨道线路。具体的，比如图纸上有1号线到25号线，先将抽稀后的施工红线，与抽稀后的1号线的保护区范围线进行空间分析。如果两者不存在相交或包含关系，则说明涉轨建设项目的施工与1号线无关，算法继续读取2号线的保护区范围线进行空间分析，直至遍历25条轨道线路。
如果两者存在相交或包含关系，则说明涉轨建设项目的施工与该条轨道线路有关，需要进一步进行空间分析。
在此步骤分析的过程中，不引入抽稀后的结构外边线。
2.读取属于该条轨道线路的抽稀后的结构外边线数据，与抽稀后的施工红线进行空间分析
对于步骤1中，经过空间分析得出两者存在相交或包含关系的情况，读取属于该段轨道线路的抽稀后的结构外边线数据，与抽稀后的施工红线进行空间分析，得出两者之间的空间关系是否有相交、包含的关系，并将与抽稀后施工红线存在相交或包含关系的抽稀后车站及区间3，标记为与该涉轨建设项目相关的轨道对象。
这样，通过本实施例中步骤1和步骤2的算法，避免了施工红线与无关轨道线路上的结构外边线之间的空间分析，减少了计算量，提升了计算效率。
实施例3
轨道交通控制保护区1的范围线，结构外边线，施工红线不仅仅是直线，还可能出现圆和圆弧。在将文件从DWG格式转换成WKT格式的过程中，因为在DWG格式的文件数据中，圆弧及圆只包含圆心坐标、弧线起、止点坐标，在GIS系统中无法仅仅通过圆心坐标、弧线起、止点坐标来表示对应图形，这样在文件格式转换的过程中，就会丢失图像信息。
为解决上述技术问题，在实施例1和实施例2的基础上进一步优化， 在将数据文件从DWG格式转换为WKT格式时，对圆弧和圆这两类对象进行坐标内插再分别转换；将圆弧转换成折线，将圆转换成多边形。
具体的，对于圆弧对象，按以下步骤实现：
1.设定圆弧折线化的精度d，d就是通过坐标内插得到的折线与圆弧之间的最大偏移距离，并将圆弧的起止点纳入坐标集合PList。在本实施例中，d优选为10cm。
2.计算圆弧中点pm与圆弧对应弦之间的距离d1，若d1<d，则由坐标集合PList生成WKT格式的LineString对象，将圆弧转换成折线结束；若d1>d，则将圆弧中点纳入坐标集合PList，并进行第3步。
3.通过圆弧中点将圆弧切分成两段子圆弧，并分别计算子圆弧中点与该子圆弧对应弦之间的距离d2，若d2<d，则由坐标集合PList生成WKT格式的LineString对象，转化结束，若d2>d，则将各子圆弧的中点纳入坐标集合PList，并进行第4步。
4.重复第3步，对圆弧进行多次切分并判断切分后的子圆弧中点与对应弦之间的距离，直至该距离小于限差d，并由最终的PList生成WKT格式的LineString对象，将圆弧转换成折线结束。
对于圆对象，按以下步骤实现:
1.将圆的起点、1/4周长对应点、1/2周长对应点、3/4周长对应点及圆弧终点纳入坐标集合。
2.采用与圆弧折线化算法一样的步骤，进行坐标内插直至满足精度要求，将圆转换成多边形，通过坐标集合生成WKT格式的Polygon对象。在本实施例中，圆转换过程中的精度要求，和圆弧折线化的精度要求一致，为10cm。
这样，通过坐标内插的方式，将圆弧转换成折线，将圆转换成多边形，就可以避免文件格式转换的过程中，因图形信息丢失影响数据转换精度，使对图形对象的转换更加精确，使后续的空间信息分析结果更加准确。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即 可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

  1. 一种多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法，其特征在于，包括以下步骤：
    S1.将数据文件进行格式转换，提取轨道交通控制保护区的范围线(2)，车站及区间(3)的结构外边线(4)和涉轨建设项目的施工红线的多个坐标点；
    S2.选取范围线(2)上的关键点(5)，存入特征点集M中；
    S3.设置距离阈值dL及面积阈值dS；
    S4.利用特征点集M中的各关键点(5)，将范围线(2)分为若干段，以距离阈值dL分别对每一段范围线(2)采用道格拉斯-普克算法进行抽稀，得到抽稀后的坐标点；
    S5.用抽稀后的各坐标点形成的闭合图形面积S1，减去抽稀前的这些坐标点所在曲线形成的原始闭合图形面积S0，将得到的差值的绝对值与面积阈值dS进行比较；
    S6.根据比较结果调整距离阈值dL，再次进行抽稀，得到抽稀后的范围线(2)、结构外边线(4)；
    S7.将抽稀后的范围线(2)、抽稀后的结构外边线(4)，和抽稀后的施工红线，通过编程调用数据库存储和读取数据进行空间关系对比；
    S8.根据步骤S7中所述空间关系对比的结果，判断涉轨建设项目的施工是否入侵到轨道交通控制保护区(1)内，完成对轨道交通控制保护区(1)内部空间信息的分析。
  2. 根据权利要求1所述一种多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法，其特征在于，步骤S7中进行空间关系对比是通过使用基于轨道结构从属关系的空间分析算法来进行空间分析；具体的，按以下步骤实现：
    S71.将抽稀后的施工红线，与多条轨道交通控制保护区的范围线(2)中的任意一条进行空间分析，判断两者之间是否有相交或包含关系；遍历所述多条轨道交通控制保护区的范围线(2)；
    S72.对于有相交或包含关系的一条的，读取属于所述一条保护区的范围线(2)所在空间的、抽稀后的结构外边线(4)数据，与抽稀后的施工红线进行空间分析。
  3. 根据权利要求1或2所述一种多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法，其特征在于：在步骤S1中所述数据文件进行格式转换是将数据文件从DWG格式转换为WKT格式。
  4. 根据权利要求3所述一种多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法，其特征在于：所述将数据文件从DWG格式转换为WKT格式，是通过Teigha组件、DWGDirect组件或Jdwglib组件来进行读取转换。
  5. 根据权利要求3所述一种多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法，其特征在于：所述将数据文件从DWG格式转换为WKT格式时，采用对圆弧和圆这两类对象进行坐标内插再分别转换；将圆弧转换成折线，将圆转换成多边形。
  6. 根据权利要求1所述一种多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法，其特征在于：步骤S2中所述关键点(5)包括轨道线路沿线的转角点、交界点。
  7. 根据权利要求1所述一种多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法，其特征在于：步骤S3中所述距离阈值dL为10cm，面积阈值dS为100cm 2/1m 2。
  8. 根据权利要求1所述一种多阈值约束的轨道交通控制保护区空间信息提取分析方法，其特征在于：步骤S7是在.NET环境使用C#语言进行编程语言进行编程，通过SQLServer关系型数据库进行WKT文本存储与读取，进行空间关系对比。
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