基于道路网的电子地图兴趣点的提取方法及显示方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电子地图兴趣点的提取方法及显示方法，特别是指一种基于道路网的电子地图兴趣点的提取方法及显示方法。
【背景技术】
[0002]兴趣点(Point of Interest，Ρ0Ι)是电子地图中必不可少的元素，而电子地图的多尺度特点决定着不同比例尺下显示的POI数量和类型是有所区别的。如何有效地提取海量的Ρ0Ι，是满足电子地图在不同尺度下优化显示(表达)的重要技术手段。
[0003]POI的提取在一定程度上从属于点群数据的化简。艾廷华等人对点群目标的分布定义了四个描述参量，使用Voronoi图(又叫泰森多边形或Dirichlet图，它是由一组由连接两邻点直线的垂直平分线组成的连续多边形组成)动态重建的方法对群点进行化简。毋河海用凸壳算法形成多层嵌套来反映群点的逐层分布特征，这一过程分为凸壳层的合并与多边形折线定点的综合两个子过程。以上方法都考虑到了维持点群的分布特征和空间结构，但实现起来比较复杂且计算量大，主要适用于小比例尺中的点群目标综合，不适合大比例尺城市地图中的POI的提取。
[0004]除此之外，有些学者将一些新的思想引入到点群目标的提取和化简。其中，闫浩文等人将点群中包含的统计、专题、拓扑和度量信息分别选定量化描述因子，并把这些因子运用到点群综合过程中，提出了一个基于加权Voronoi图的地图点群综合算法。
[0005]—般来说，城市干道、内部道路的两侧会有商业设施、公共设施、机构及居民点等不同类别的POI数据。城市中的路灯、井盖等点数据的分布也受到道路的约束，通常是沿着道路进行分布的。对于大比例尺上的POI数据而言，城市POI数据的分布、密度与道路周边的环境有着重要的关联，因此将POI数据单纯地看作整体点群数据是不合适的。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种基于道路网的电子地图兴趣点的提取方法及显示方法，以在不损耗效率的基础上实现更为精确地电子地图兴趣点的提取及显不O
[0007]本发明提供的一种基于道路网的电子地图兴趣点提取方法，包括以下步骤:
[0008]A、收集所有兴趣点数据，并以点集合形式表示所述兴趣点数据；
[0009]B、采集所述兴趣点数据所在区域的道路数据；
[0010]C、使用所述道路数据构建道路网的拓扑结构；
[0011]D、依据所述道路网对所述兴趣点数据进行分类；
[0012]E、根据所述兴趣点数据的分类，提取所述兴趣点数据。
[0013]由上可以看出，上述方法兼顾了城市POI数据的分布、密度与道路周边的环境之间的关联，针对大比例尺上的POI数据，可在不损耗效率的基础上实现更为精确地电子地图兴趣点的提取。
[0014]在上述的方法中，所述步骤B还包括:预处理所述道路数据，具体如下:
[0015]仅保留每个线对象上的距离较近且意义相同的多个节点中的一个；
[0016]去除所有节点依次重合或节点间的距离小于节点容限的两个线对象中的一个；
[0017]去除线对象的长度小于预设悬挂容限的悬线；
[0018]将距最近的线对象的距离小于预设距离的悬线延伸至所述最近的线对象。
[0019]由上可以看出，上述方法修复或避免了拓扑错误的产生，由此可以保障数据的质量和可用性，进而确保后续数据处理及分析的准确性。
[0020]在上述的方法中，所述步骤C包括以下子步骤:
[0021 ] Cl、载入所述道路数据，剔除属性错误的数据并计算每条弧段的最小外包矩形；
[0022]C2、判断道路线是否与其自身相交，如果相交，则在交点处断开，由此将道路分成3条弧段；
[0023]C3、在相交道路的交点处断开相交弧段，使整幅图无相交弧段；
[0024]C4、根据每条弧段的最小外包矩形，对所述弧段进行排序；
[0025]C5、删除重复弧段，并删除断链形成的短小弧段；
[0026]C6、把一定限差范围内的结点合并为一个结点；将结点对应的弧段加入到中心结点的集合中，同时将弧段所对应的结点变为中心结点，并修改弧段的相应坐标;其中，每个弧段对应两个结点，每个结点在合并前对应一条弧段，合并后的结点的坐标值可以是多个结点的坐标的平均值；
[0027]C7、以左转算法或右转算法跟踪、生成多边形，建立多边形与弧段的关系。
[0028]由上可以看出，子步骤C2可使整幅图无相交弧段，进而可提高计算效。
[0029]在上述的方法中，所述子步骤C4包括:根据线目标的最大Y轴坐标值，由大到小对所有线目标进行排序;最大Y值相等时，根据线目标的最大X轴坐标值，由大到小对线目标进行排序，然后按照新的顺序对弧段数据重新编号。
[0030]由上可以看出，基于MBR(最小外包矩形)的排序可使查找检索更加方便。
[0031 ]在上述的方法中，所述步骤D包括:
[0032]根据所述兴趣点与道路网的拓扑结构的关系，将所述兴趣点划分为:拓扑网眼内边界点、拓扑网眼外边界点、悬挂道路周边点、拓扑网眼内部点和离散点。
[0033]在上述的方法中，所述步骤E包括:
[0034]采用间苗法顺序提取分别属于网眼内边界点、网眼外边界点和悬挂道路周边点的所述兴趣点，具体如下:
[0035]针对当前的道路线，按照一定宽度生成所述道路线的缓冲区，判断哪些点落入所述缓冲区，即找到所述道路线的边界点，计算出各边界点到道路线上的投影点，并建立所述边界点与所述投影点的一一对应关系；
[0036]计算各所述投影点沿所述道路线至所述道路线的起点的长度，根据该长度对所述投影点排序，由此形成有序投影点集；
[0037]根据地图点群综合算法求出提取系数K，其中，K= K1/K2，K1是实施地图点群综合算法之后需要保留的所述兴趣点的点数，Κ2是实施地图点群综合算法之前的所述兴趣点的点数；
[0038]在确定所述提取系数K后，沿所述道路线确定投影点集的提取间隔，再根据邻近原则判断哪个点在提取间隔内，进而进行提取，由此获得结果投影点集；
[0039]根据所述的一一对应关系，找出与所述结果投影点集对应的所述边界点，从而完成对于属于网眼内边界点、网眼外边界点、悬挂道路周边点的所述兴趣点的提取。
[0040]在上述的方法中，在提取属于所述悬挂道路周边点的所述兴趣点之前，还包括:
[0041]判断属于所述悬挂道路周边点的所述兴趣点位于道路线的左侧还是右侧，并将属于所述悬挂道路周边点的所述兴趣点分为左、右侧点集；
[0042]其中，对于道路连接的地方，为提取顺序靠前的所述兴趣点赋予较大权重。
[0043]在上述的方法中，在提取完属于网眼内边界点、网眼外边界点和悬挂道路周边点的所述兴趣点之后，对属于网眼内部点和离散点的所述兴趣点进行提取;具体而言:
[0044]先判断此类所述兴趣点的分布模式，如果此类点存在一定分布模式，则按照能够保持分布模式的方法实施提取;如果不存在一定分布模式，则采用随机法按照要求设定数量指标后进行提取。
[0045]在上述的方法中，提取所述兴趣点时，以道路拓扑网眼或道路弧段为最小处理单元;针对每个处理单元，将提取之前的所述兴趣点放入临时点集中，如果临时点集中点的个数小于某一阈值，则不实施提取;否则实施提取，并将提取结果放入结果点集合中；在针对当前处理单元的提取操作结束后，清空所述临时点集，然后转向下一个处理单元，依此循环往复，以完成对所有处理单元的提取操作。
[0046]本发明还提供了一种基于道路网的电子地图兴趣点的显示方法，该方法将基于上述任意基于道路网的电子地图兴趣点的提取方法所提取出的兴趣点显示在电子地图上。
【附图说明】
[0047]图1为本发明的基于道路网的电子地图兴趣点提取方法的流程图；
[0048]图2为道路数据预处理(去除冗余点)示意图，其中(a)为预处理之前的道路数据所表示的道路的示意图，(b)为预处理之后的道路数据所表示的道路的示意图；
[0049]图3为道路数据预处理(去除重复线)示意图，其中(a)为预处理之前的道路数据所表示的道路的示意图，(b)为预处理之后的道路数据所表示的道路的示意图；
[0050]图4为道路数据预处理(去除短悬线)示意图，其中(a)为预处理之前的道路数据所表示的道路的示意图，(b)为预处理之后的道路数据所表示的道路的示意图；
[0051]图5为道路数据预处理(长悬线延伸)示意图，其中(a)为预处理之前的道路数据所表示的道路的示意图，(b)为预处理之后的道路数据所表示的道路的示意图；
[0052]图6为道路数据拓扑结构示意图；
[0053]图7为道路缓冲区示意图；
[0054]图8为“间苗法”示意图；
[0055]