一种基于浮动车轨迹大数据的路网核查方法技术

本发明专利技术公开了一种基于浮动车轨迹大数据的路网核查方法，包括数据准备、数据预处理、路网核查方法、实验与分析，通过基于格网索引与线段可信度的数据核查方法对研究实验区域进行实验验证，将生成结果进行分析，程序能够半自动地实现利用浮动车轨迹大数据进行道路路网的核查，达到了预期目标，并且路网核查结果具有较高的精准度，能够应用于道路路网的实际核查，在用户交互输入阈值数据后，对路网的核查实现半自动化操作，从而降低人工核查成本，提高核查效率。

A method of checking road network based on big data of floating vehicle trajectory

【技术实现步骤摘要】
一种基于浮动车轨迹大数据的路网核查方法
本专利技术涉及浮动车轨迹大数据的应用
，具体为一种基于浮动车轨迹大数据的路网核查方法。
技术介绍
道路路网地图数据是国家基础地理信息、智能交通的重要组成部分，在智慧城市建设、车辆智能导航、网络地图服务、地图数据更新等方面起着关键作用。随着城乡道路建设的快速发展，道路变化日新月异，导致道路路网地图数据更新滞后、现势性差、完整性和准确性低。传统的道路路网更新与核查技术如测绘部门的专业测绘、地图综合缩编更新、遥感影像的矢量化制图等成本要求高、更新周期长、数据处理与维护工作量大且工序复杂，因此迫切需要一种低成本、快速高效的新技术来获取最新路网。面对大规模的道路路网，如果只采用传统的人工巡查、报送的方法来监测道路路网，显然不能满足实际需求。目前，急需借助信息化和高科技手段，为道路路网的监控和养护注入新的活力。浮动车通常是指安装车载GPS定位装置并行驶在城市道路上的公交汽车或出租车，其海量轨迹数据几乎布满城市任何道路。浮动车技术是近年来国际智能交通系统(IntelligentTransportSystem，ITS)中所采取的实时获取道路交通信息的先进技术手段之一，已经广泛应用于交通信息发布与指挥系统。浮动车数据(FloatingCarData，FCD)可以快速、准确地获取轨迹数据，相比其他数据采集方式成本高、更新速度慢、无法显示交通实时动态信息等缺点，浮动车数据显然具有更加广泛的适用性。以低精度的浮动车数据为数据源来提取高精度的道路路网信息，已经是目前研究的热点。浮动车技术的基本原理是：如果在城市内部署足够数量的浮动车，并将这些浮动车的位置数据通过无线通信系统实时传输到信息处理中心，通过信息中心综合处理，就可以获得城市动态、实时的交通信息。根据浮动车装载的车载GPS全球定位系统定期记录车辆在行驶过程中的位置、方向和速度等信息，应用地图匹配以及路径即时计算等相关的模型和算法进行处理，使得浮动车数据和城市道路在时间和空间上加以关联，最后获得浮动车通过道路的车速和车辆行驶时间等道路交通信息。随着社会工业化的发展，带来了后工业时代的社会问题—随着城市交通中车辆的增加，人们对快捷生活的渴望与交通之间的矛盾日益突出。智能交通系统的一个重要作用就是协助出行者提前制定出行路线，同时提供信息以便出行者在途中做出更优的行程选择。道路路网信息是电子地图基础数据的核心内容，同时也是电子地图实现导航功能、智能交通系统发挥汽车道路协同作用进而缓解城市交通问题功能的主体。但是，如果路网信息更新不够及时，将可能会导致交通事故等严重的后果。尤其是在车辆导航方面，如果新修建的道路或关闭的道路未及时更新，则可能会给用户提供错误的行驶路线规划。浮动车数据具有采集成本低、更新速度快和覆盖范围广等特点，浮动车数据不仅在一定程度上反映了道路的几何特征，而且记录了丰富的时空信息，从而可以获得更加丰富的道路信息。随着城市规模的不断扩大，路网信息的更新愈加频繁，众多学者也在通过各种方式来构建准确且及时的地图。随着近年来我国城市化快速发展进入了新阶段，城市化速度不断加快，城市人口急剧增长，各类车辆数量不断增加，交通拥堵、道路拥堵问题已经十分突出。城市道路交通流研究是城市交通规划与管理研究的重点和热点，特别是城市的道路交通流等参数，为城市道路网规划、城市交通管理与控制等提供了依据。由于定位精度高、速度快、成本低等特点，GPS技术已经成为目前应用最广泛的卫星定位系统。通过载有车载GPS设备的浮动车可实时采集速度、位置等信息，利用这些信息通过交通流建模，可推算出交通流量。与在道路基础设施安装固定监控设备相比，采用浮动车技术监测道路路网的动态交通流不仅具有更大的灵活性，而且还具有成本低、具有良好的社会效益和经济效益等优点。利用出租车GPS浮动车数据，在城市中收集实时动态交通信息，并对收集到的信息进行分析处理，为城市道路的管理者和旅客提供及时和可靠的信息。道路路网矢量地图是构建智能交通系统的基础，能够及时准确地提取和更新道路路网信息，对于道路规划和车辆导航等方面有着至关重要的作用。基于浮动车轨迹大数据对道路路网数据进行核查，能够利用核查算法对浮动车数据将路网数据实时进行匹配与核查，及时更新道路路网信息，对于获取现势交通数据具有重要意义。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于浮动车轨迹大数据的路网核查方法，在用户交互输入阈值数据后，对道路路网数据的核查实现半自动化操作，从而降低人工核查成本，提高核查效率,以解决上述
技术介绍
中提出的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于浮动车轨迹大数据的路网核查方法，包括以下步骤：步骤1)：数据准备阶段：数据采用中国交通通信信息中心联网联控系统冷备份浮动车数据和相同区域内已有路网数据、相同区域内已有影像数据；步骤2)：数据预处理阶段：对原始的浮动车数据进行数据预处理，删除噪音数据和轨迹漂移点，然后根据研究范围对路网数据和影像数据进行预处理、裁剪，得到研究区域的路网数据和影像数据；步骤3)：建立格网空间索引：首先根据输入点数据集PointSet里所包含要素的地理范围计算得出最小外包矩形，然后根据格网大小划分为m行n列，得到m×n个小矩形格网区域；步骤4)：分割线段：遍历道路路网线要素集LongLineSet中的每条长线段，以节点形式读取长线段并计算相邻节点间距离，当线段的累计长度大于长度阈值Length时将线段分割，直至线要素中所有线段分割完毕；步骤5)：计算线段可信度，遍历短线段集合中的每条短线段，首先计算出线段中每个节点距离阈值Distance内的点个数，然后计算点个数大于点数量阈值sumPoint的可信点个数，可信度计算方法为可信点个数与点总个数的比值，当可信度大于可信度阈值Credibility时，该条短线段就被标记为可信短线段，反之标记为存疑短线段；步骤6)：漏报数据核查，遍历每个建立好的格网，当格网空间中点的数量大于漏报点数量阈值numMin并且格网不与线要素集LongLineSet中的任何要素相交时，将该区域标出，标记为疑似漏报区域；步骤7)：实验与分析阶段，将路网核查结果在地图窗口进行成果展示，同时对比相同区域内已有的影像数据，对核查结果的各部分进行准确度的计算，进行评价与分析。更进一步地，步骤3)执行步骤如下：步骤301)：输入点数据集PointSet；步骤302)：计算最小外包矩形，求得左下角点坐标(Xmin，Ymin)和右上角点坐标(Xmax，Ymax)；步骤303)：输入格网的长length和宽width；步骤304)：计算格网划分的行数m和列数n；步骤305)：计算每个点要素所属的格网，并将其存储到所属格网的动态存储区中去；步骤306)：输出生成所有格网文件。更进一步地，步骤4)执行步骤如下：步骤401)：在输入线要素集LongLineSet；步骤402)：输入长度阈值Length；步骤40本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于浮动车轨迹大数据的路网核查方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1)：数据准备阶段：数据采用中国交通通信信息中心联网联控系统冷备份浮动车数据和相同区域内已有路网数据、相同区域内已有影像数据；/n步骤2)：数据预处理阶段：对原始的浮动车数据进行数据预处理，删除噪音数据和轨迹漂移点，然后根据研究范围对路网数据和影像数据进行预处理、裁剪，得到研究区域的路网数据和影像数据；/n步骤3)：建立格网空间索引：首先根据输入点数据集PointSet里所包含要素的地理范围计算得出最小外包矩形，然后根据格网大小划分为m行n列，得到m×n个小矩形格网区域；/n步骤4)：分割线段：遍历道路路网线要素集LongLineSet中的每条长线段，以节点形式读取长线段并计算相邻节点间距离，当线段的累计长度大于长度阈值Length时将线段分割，直至线要素中所有线段分割完毕；/n步骤5)：计算线段可信度，遍历短线段集合中的每条短线段，首先计算出线段中每个节点距离阈值Distance内的点个数，然后计算点个数大于点数量阈值sumPoint的可信点个数，可信度计算方法为可信点个数与点总个数的比值，当可信度大于可信度阈值Credibility时，该条短线段就被标记为可信短线段，反之标记为存疑短线段；/n步骤6)：漏报数据核查，遍历每个建立好的格网，当格网空间中点的数量大于漏报点数量阈值numMin并且格网不与线要素集LongLineSet中的任何要素相交时，将该区域标出，标记为疑似漏报区域；/n步骤7)：实验与分析阶段，将路网核查结果在地图窗口进行成果展示，同时对比相同区域内已有的影像数据，对核查结果的各部分进行准确度的计算，进行评价与分析。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于浮动车轨迹大数据的路网核查方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1)：数据准备阶段：数据采用中国交通通信信息中心联网联控系统冷备份浮动车数据和相同区域内已有路网数据、相同区域内已有影像数据；
步骤2)：数据预处理阶段：对原始的浮动车数据进行数据预处理，删除噪音数据和轨迹漂移点，然后根据研究范围对路网数据和影像数据进行预处理、裁剪，得到研究区域的路网数据和影像数据；
步骤3)：建立格网空间索引：首先根据输入点数据集PointSet里所包含要素的地理范围计算得出最小外包矩形，然后根据格网大小划分为m行n列，得到m×n个小矩形格网区域；
步骤4)：分割线段：遍历道路路网线要素集LongLineSet中的每条长线段，以节点形式读取长线段并计算相邻节点间距离，当线段的累计长度大于长度阈值Length时将线段分割，直至线要素中所有线段分割完毕；
步骤5)：计算线段可信度，遍历短线段集合中的每条短线段，首先计算出线段中每个节点距离阈值Distance内的点个数，然后计算点个数大于点数量阈值sumPoint的可信点个数，可信度计算方法为可信点个数与点总个数的比值，当可信度大于可信度阈值Credibility时，该条短线段就被标记为可信短线段，反之标记为存疑短线段；
步骤6)：漏报数据核查，遍历每个建立好的格网，当格网空间中点的数量大于漏报点数量阈值numMin并且格网不与线要素集LongLineSet中的任何要素相交时，将该区域标出，标记为疑似漏报区域；
步骤7)：实验与分析阶段，将路网核查结果在地图窗口进行成果展示，同时对比相同区域内已有的影像数据，对核查结果的各部分进行准确度的计算，进行评价与分析。


2.如权利要求1所述的一种基于浮动车轨迹大数据的路网核查方法，其特征在于，步骤3)执行步骤如下：
步骤301)：输入点数据集PointSet；
步骤302)：计算最小外包矩形，求得左下角点坐标(Xmin，Ymin)和右上角点坐标(Xmax，Ymax)；
步骤303)：输入格网的长length和宽width；
步骤304)：计算格网划分的行数m和列数n；
步骤305)：计算每个点要素所属的格网，并将其存储到所属格网的动态存储区中去；
步骤306)：输出生成所有格网文件。


3.如权利要求1所述的一种基于浮动车轨迹大数据的路网核查方法...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡玉龙，李丽，罗伦，李程，郭榕刚，李玉，
申请(专利权)人：中国交通通信信息中心，国交空间信息技术北京有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11