一种基于地表通达性的快速路径搜索方法技术

本发明专利技术提供一种基于地表通达性的快速路径搜索方法，包括以下步骤：制作区域地表可通达性数字化专题地图；基于所述区域地表可通达性数字化专题地图，进行快速路径搜索，包括：对所述区域地表可通达性数字化专题地图进行边缘像元重叠的格网化；识别到与格网单元的多个特征像元；确定路径搜索的起点像元和终点像元，进行路径搜索。本发明专利技术提供一种基于地表通达性的快速路径搜索方法，基于格网单元进行快速的路径规划，极大的压缩了搜索空间，可以快速提供一条可通行的、兼顾通行方式的路径，更加有利于通行人员通行。

【技术实现步骤摘要】
一种基于地表通达性的快速路径搜索方法
本专利技术属于路径搜索
，具体涉及一种基于地表通达性的快速路径搜索方法。
技术介绍
在旅游、农林业等领域，随着卫星遥感技术，尤其是低空无人机遥感技术的不断发展，很多用户可以方便地获取任务区域的遥感影像；同时，随着交通工具的不断发展，人们在远郊甚至荒野探险性的活动越来越频繁；现有技术中，由于缺少针对特定交通工具的快速、准确、有效的路径搜索方法，常常导致任务中断或任务目标无法实现。
技术实现思路
针对现有技术存在的缺陷，本专利技术提供一种基于地表通达性的快速路径搜索方法，可有效解决上述问题。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术提供一种基于地表通达性的快速路径搜索方法，包括以下步骤：步骤1，制作区域地表可通达性数字化专题地图；所述区域地表可通达性数字化专题地图的制作方法为：步骤1.1，获取任务区域的地表重叠影像，构建任务区域的地表三维模型；步骤1.2，识别得到地表三维模型的每个像元的以下地表属性：地表坡度λ，土壤类型Ts和植被类型Tp；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于地表通达性的快速路径搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1，制作区域地表可通达性数字化专题地图；所述区域地表可通达性数字化专题地图的制作方法为：/n步骤1.1，获取任务区域的地表重叠影像，构建任务区域的地表三维模型；/n步骤1.2，识别得到地表三维模型的每个像元的以下地表属性：地表坡度λ，土壤类型T

【技术特征摘要】
1.一种基于地表通达性的快速路径搜索方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，制作区域地表可通达性数字化专题地图；所述区域地表可通达性数字化专题地图的制作方法为：
步骤1.1，获取任务区域的地表重叠影像，构建任务区域的地表三维模型；
步骤1.2，识别得到地表三维模型的每个像元的以下地表属性：地表坡度λ，土壤类型Ts和植被类型Tp；
步骤1.3，采用下式，得到每个像元的基本通行能力E：



步骤1.4，将每个像元的基本通行能力E，标于步骤1.1得到的地表三维模型的对应位置，根据像元的基本通行能力E的不同，对各个像元赋予不同颜色，从而得到区域地表可通达性数字化专题地图；
步骤2，基于所述区域地表可通达性数字化专题地图，进行快速路径搜索，方法为：
步骤2.1，确定每个格网单元的宽度d1，其中，每个格网单元的宽度d1，为每个像元的宽度d2的整数倍；
步骤2.2，按步骤2.1确定的每个格网单元的宽度d1，对所述区域地表可通达性数字化专题地图进行边缘像元重叠的格网化，将所述区域地表可通达性数字化专题地图格网化为多个格网单元；
其中，每个格网单元包括m*n数量的像元，即：每个格网单元包括m行n列的像元；
边缘像元重叠的格网化是指：对于任意格网单元，其第1行像元、第m行像元、第1列像元和第n列像元为边缘像元，其与相邻的格网单元重叠相邻行或相邻列的边缘像元；即：对于任意格网单元grid(k0)，假设其正上侧的相邻格网单元为grid(k1)，其正下侧的相邻格网单元为grid(k2)，其正左侧的相邻格网单元为grid(k3)，其正右侧的相邻格网单元为grid(k4)，则：格网单元grid(k0)的第1行像元，与格网单元grid(k1)的第m行像元重叠；格网单元grid(k0)的第m行像元，与格网单元grid(k2)的第1行像元重叠；格网单元grid(k0)的第1列像元，与格网单元grid(k3)的第n列像元重叠；格网单元grid(k0)的第n列像元，与格网单元grid(k4)的第1列像元重叠；
步骤2.3，对于任意格网单元，定义特征像元识别算法，采用该特征像元识别算法，可识别到与该格网单元对应的多个特征像元；
特征像元识别方法具体为：
对于任意格网单元，其第1行像元、第m行像元、第1列像元和第n列像元分别称为第1边缘像元组、第2边缘像元组、第3边缘像元组和第4边缘像元组；
对于任意第p边缘像元组，p＝1，2，3，4，均执行以下操作：
第p边缘像元组包括多个按序排列的像元；从第p边缘像元组的一端像元向另一端像元，依次遍历各个像元，并按下列情况分别处理：
情况1：如果某个像元，与其两侧相邻像元的植被类型均不相同，则该像元作为特征像元；
情况2：如果存在连续多个像元，其植被类型均相同，则取连续多个像元的中间位置的像元，作为特征像元；如果中间位置存在两个像元，则取两个像元中任意一个像元，作为特征像元；
由此识别到格网单元包括的多个特征像元；
步骤2.4，对于任意格网单元内的任意两个像元，定义两像元间通行能力计算算法，采用该两像元间通行能力计算算法，可计算得到两像元间通行能力cost；
其中，两像元间通行能力cost，与两像元间通行区域中各个像元的通行能力E相关联；
步骤2.5，在格网化的区域地表可通达性数字化专题地图中，确定路径搜索的起点像元Pixel(s)和终点像元Pixel(G)；
步骤2.6，以起点像元Pixel(s)作为本次搜索起点，进行第一次格网单元搜索；具体方法为：
步骤2.6.1，以起点像元Pixel(s)作为本次搜索起点，得到包含起点像元Pixel(s)的格网单元，如果包含起点像元Pixel(s)的格网单元为多个，则选取距离终点像元Pixel(G)最近的一个作为本次搜索到的格网单元，表示为格网单元grid(s0)；
步骤2.6.2，在格网单元grid(s0)中，采用特征像元识别算法，识别到格网单元grid(s0)的W0个特征像元，表示为：特征像元FP0(1)，特征像元FP0(2)，...，特征像元FP0(W0)；
由于特征像元FP0(1)，特征像元FP0(2)，...，特征像元FP0(W0)均是由本次搜索起点，即起点像元Pixel(s)扩展形成，因此，特征像元FP0(1)，特征像元FP0(2)，...，特征像元FP0(W0)的父结点均为起点像元Pixel(s)；
步骤2.6.3，预建立特征像元父结点记录表；
特征像元父结点记录表初始为空；特征像元父结点记录表用于记录每个特征像元与其父结点的父子关系；
然后，将特征像元FP0(1)，特征像元FP0(2)，...，特征像元FP0(W0)以及对应的父结点的父子关系，加入到所述特征像元父结点记录表；
步骤2.6.4，对于步骤2.6.2识别到的W0个特征像元，即：特征像元FP0(1)，特征像元FP0(2)，...，特征像元FP0(W0)，分别计算得到特征像元FP0(1)的估价函数值f0(1)，特征像元FP0(2)的估价函数值f0(2)，...，特征像元FP0(W0)的估价函数值f0(W0)；
本步骤具体为：
步骤F1，将任意需要计算估价函数值的特征像元作为目标特征像元，将目标特征像元表示为目标特征像元FP(t)；
步骤F2，计算从起点像元Pixel(s)到目标特征像元FP(t)的通行能力g(st)，方法为：
步骤F2.1，查找特征像元父结点记录表，获得目标特征像元FP(t)的父结点，表示为FP(1)，判断目标特征像元FP(t)的父结点FP(1)是否为起点像元Pixel(s)，如果是，执行步骤F2.2；如果不是，执行步骤F2.3；
步骤F2.2，采用下式，得到目标特征像元FP(t)和起点像元Pixel(s)之间的通行能力g(st)：
g(st)＝cost(st)
其中：cost(st)代表目标特征像元FP(t)和起点像元Pixel(s)之间的两像元间通行能力，通过步骤2.4的算法计算得到；
预建立通行能力记录表；通行能力记录表初始为空；通行能力记录表用于记录每个目标特征像元与起点像元Pixel(s)之间的通行能力g(st)；然后，将本步骤计算得到的目标特征像元FP(t)和起点像元Pixel(s)之间的通行能力g(st)加入到通行能力记录表；
步骤F2....

【专利技术属性】
技术研发人员：孙敏，王修远，周航，
申请(专利权)人：北京大学，
类型：发明
国别省市：北京;11