【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于遥感，具体为一种基于低精路网的拓扑解析与三维路网自动生成方法。
技术介绍
1、esri shapefile,或简称为shp，是美国环境系统研究所公司(esri)开发的空间数据开放格式。目前，该文件格式已经成为了地理信息软件界的开放标准，这表明esri公司在全球的地理信息系统市场的重要性。shapefile也是主要的交换格式，能够在esri与其他公司的产品之间进行数据互操作。shapefile文件用于描述几何体对象：点、折线与多边形。如路网等空间对象的几何位置。除了几何位置，shp文件也可以存储这些空间对象的属性，例如道路的名字、道路类型等等。
2、因此利用该数据可以对全球路网数据进行逆向程序化构建三维路网模型。然而，目前，利用shp数据进行路网生成面临路网拓扑解析工作流较为复杂，大多利用第三方软件如arcgis进行拓扑计算，因此亟需相关算法对路网数据进行合理的拓扑计算以实现实时解析shp数据并动态生成路网模型。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种基于低精路网的拓扑解析与三维路网自动生成方法，以解决
技术介绍
中提出的现有路网shapefile数据缺乏一种合理有效的拓扑解析算法的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种基于低精路网的拓扑解析与三维路网自动生成方法，包括以下步骤：
4、步骤s1，读取并存储shapefile中所有路段数据的有效信息，并将每一条路段所对应的数据进行关联存储
5、步骤s2，基础路段初始化；
6、步骤s201，将步骤s1中得到的路段集合进行筛选，筛选依据为路段的道路类型；
7、步骤s202，将步骤s201中筛选出的有效数据传入三维路网重建程序进行初级的路段构建，得到三维基础路段对象；
8、步骤s3，路网拓扑关系的计算；
9、步骤s301，记录重合点对应的路段信息；
10、步骤s302，记录每一条路段所包含的重合点集；
11、步骤s303，计算路口所对应的重合点集；
12、步骤s304，拆分处理大型复合路口中的相交路段；
13、步骤s305，生成大型复合路口；
14、步骤ss306，合并路段。
15、根据上述技术方案，步骤s1中，读取的有效信息包括文件一和文件二：
16、读取文件一中后缀名为.shp的文件，记录其中包含的所有路段的路径点位数据；包括单个路径点的经度信息和纬度信息；
17、读取文件二中后缀名为.dbf的文件，其中，记录文件一中所有路段所对应的路段属性；路段属性包括路段id、路段名、道路类型以及最大限速。
18、根据上述技术方案，步骤s301中，路网拓扑关系的计算具体为：
19、根据路口点位的重合规则，检测每一个重合点位覆盖到的路段，将检测结果以重合点＝>路段集合进行保存。
20、根据上述技术方案，步骤s303中，计算路口所对应的重合点集的方式具体为：
21、对每一个重合点所对应路段集合字典进行遍历查询，计算返回该重合点所属路口顶点集合；
22、查询过程采用递归的方式，通过相关联的重合点距离判断其是否为同一路口的重合点，查询结果即为当前重合点所属路口点集。
23、根据上述技术方案，步骤s304中，拆分处理大型复合路口中的相交路段具体为：
24、首先，对每个路口进行检测，得到该路口所覆盖的道路对象集合作为后续进行拆分的路段对象；
25、对该路口上的路段对象进行遍历，判断每一条道路是否为辅路；
26、再对路段连接路口的端点进行偏移处理，偏移方向为远离路口且平行于路段延伸的方向。
27、根据上述技术方案，步骤s305中，生成大型复合路口具体为：
28、在计算完成路口所包含的顶点集合后，获取每一个路口所包含的点所对应的路段终端处的左右端点，这两个端点则属于路口网格轮廓顶点，对该网格顶点进行排序；
29、排序具体为：
30、假设得到的路口4个顶点分别为a、b、c、d；几何中心为o，o是通过路口顶点计算得到；
31、将向量oa与向量ob做叉乘运算，判断其叉乘结果dot是否大于0来作为排序的判断依据；如果dot>0则说明a点位于b点的逆时针方向，若dot<0则说明a点位于b点的顺时针方向；经过基于三向切分的快速排序后对网格顶点进行三角化，最后得到路口结构。
32、根据上述技术方案，步骤s306中，合并路段具体为：
33、首先，对所有路段进行筛选，判断待合并路段是否具有多个路段，且多个路段具有相同的路口，并且路口数量等于2；
34、然后对路段集合中的同一端各起点控制点计算同一侧的起始控制点的几何中心坐标点，计算当前待偏移路段的偏移值offset，offset等于同一侧相邻路段起始控制点的横向距离的一半；最后删除冗余路段并更新待偏移路段的控制点坐标。
35、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
36、为了实现动态读取全球shp路网数据并且在不依赖第三方软件对数据预处理的情况下动态实时地生成三维路网模型，借助shp数据中路段在路口处节点坐标重合这一特点，可筛选出局部范围聚合的重合点集作为路口节点构成的依据；其筛选过程通过重合点与路段集的从属关系、路段与重合点集的从属关系并利用递归查找构建路口与路段的拓扑结构。最后利用该结构构建路段模型和路口模型。
37、通过本专利技术中的方法，支持对全球路网shp数据进行读取并进行路网拓扑解析最后动态生成三维路网，无需第三方软件对数据进行预处理。
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1.一种基于低精路网的拓扑解析与三维路网自动生成方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于低精路网的拓扑解析与三维路网自动生成方法，其特征在于：步骤S1中，读取的有效信息包括文件一和文件二：
3.根据权利要求1所述的一种基于低精路网的拓扑解析与三维路网自动生成方法，其特征在于：步骤S301中，路网拓扑关系的计算具体为：
4.根据权利要求1所述的一种基于低精路网的拓扑解析与三维路网自动生成方法，其特征在于：步骤S303中，计算路口所对应的重合点集的方式具体为：
5.根据权利要求1所述的一种基于低精路网的拓扑解析与三维路网自动生成方法，其特征在于：步骤S304中，拆分处理大型复合路口中的相交路段具体为：
6.根据权利要求1所述的一种基于低精路网的拓扑解析与三维路网自动生成方法，其特征在于：步骤S305中，生成大型复合路口具体为：
7.根据权利要求1所述的一种基于低精路网的拓扑解析与三维路网自动生成方法，其特征在于：步骤S306中，合并路段具体为：
【技术特征摘要】
1.一种基于低精路网的拓扑解析与三维路网自动生成方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于低精路网的拓扑解析与三维路网自动生成方法，其特征在于：步骤s1中，读取的有效信息包括文件一和文件二：
3.根据权利要求1所述的一种基于低精路网的拓扑解析与三维路网自动生成方法，其特征在于：步骤s301中，路网拓扑关系的计算具体为：
4.根据权利要求1所述的一种基于低精路网的拓扑解析与三维路网自动生成方法，其特征在于：步骤s3...
【专利技术属性】
技术研发人员：王晓龙，刘双侨，靳旭刚，邓鸿耀，
申请(专利权)人：四川易方智慧科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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