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《华东师范大学》 2011年
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从车辆轨迹数据中提取道路网络几何特征

李小杰  
【摘要】:电子地图数据正在广泛应用于车辆导航系统、智能交通系统中,成为一种越来越重要的数据,其中,道路网络数据是电子地图数据的重要组成部分。在道路网络更新日益加快和通过实际测量对道路网络数据更新越来越耗费大量人力物力的情况下,从多种数据源中提取道路网络的相关研究逐渐成为国内外的研究重点,道路网络几何特征的提取研究是其中之一。已有的研究,多是从遥感影像数据、机载LIDAR数据中提取,很少有从车辆轨迹数据中提取道路网络几何特征的相关研究。而车辆轨迹数据记载了丰富的信息,包括位置信息、时间信息、速度信息、方向信息等,通过对车辆轨迹数据的数据挖掘实现车辆行驶行为分析,从车辆行驶行为中可以获取车辆位置与道路网络的关联,而且,与上述两种类型的数据相比,车辆轨迹数据的大部分数据记录“仅仅记载了与道路网络相关的信息”。因此,车辆轨迹数据应该作为交通领域研究数据的一个补充。 本文以从车辆轨迹数据中提取道路网络几何特征为研究内容。本文定义了道路网络几何特征的数据模型。针对车辆轨迹数据的特点和道路网络的特性,提出基于细化的道路网络几何特征提取方法。方法的主要步骤包括:代表性车辆轨迹段选择、道路网络数字图像和方向数据的生成、数字图像的细化、细化结果的处理、道路网络几何特征提取与道路网络中心线的生成。数字图像的细化方法方面,在综合已有的各种细化算法和道路网络的栅格图像的特征之后使用了三种已有的细化算法,并在细化过程后根据数字图像中每个像素中车辆轨迹点的方向进行了后续的处理,删除了线状要素走向与像素的方向不一致的像素。本文采用了栅格线跟踪处理的方法对细化结果矢量化进行道路网络几何特征的提取。 本文以上海市出租车轨迹数据为数据源进行了实验。实验证明了本文方法过程的有效性。实验也将本文的方法中矢量化过程的结果与ArcGIS的矢量化工具的结果进行了对比,虽然本文方法的结果在细化结果、道路网络拓扑等方面不如ArcGIS的矢量化工具,但是两种矢量化方法均采用了本文通过根据轨迹数据语义进行车辆轨迹段筛选而生成质量较高的道路网络栅格图像,因此本文为车辆轨迹数据用于道路网络几何特征提取奠定了基础。
【学位授予单位】:华东师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.41

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