首页 / 专利库 / 电脑编程 / 算法 / 一种面向瓦片地图的道路自动提取方法

一种面向瓦片地图的道路自动提取方法

阅读:374发布:2024-02-16

专利汇可以提供一种面向瓦片地图的道路自动提取方法专利检索,专利查询,专利分析的服务。并且发明 公开了一种面向瓦片地图的道路自动提取方法。该方法包括:(1)道路 颜色 提取:制作配色方案表,根据表格对待处理的瓦片地图逐 像素 处理,当前像素和某一级道路的渲 染色 彩的颜色距离低于 阈值 时,则判断此像素为前景要素,采用同样的方法可以不区分等级提取出所有道路;(2)根据颜色距离对过渡色进行临界分割;(3)利用路网细化 算法 对只包含道路信息的二值图像进行细化,得到道路要素的骨架线后进行矢量化 跟踪 ,获取路网几何数据,对初步提取数据进行光滑、综合和错误剔除处理,最终得到可以使用的道路网络。本发明提出了颜色提取方法,引入常规噪声消除方法,提出瓦片噪声,提高了道路数据的提取的 精度 。,下面是一种面向瓦片地图的道路自动提取方法专利的具体信息内容。

1.一种面向瓦片地图的道路自动提取方法,其特征在于:所述方法包括如下步骤:
(1)道路颜色提取:制作配色方案表,根据表格对待处理的瓦片地图逐像素处理,当前像素和某一级道路的渲染色彩的颜色距离低于阈值时,则判断此像素为前景要素,根据这个原则对整副瓦片地图进行处理,提取出代表某一级道路的全部像素,采用同样的方法可以不区分等级提取出所有道路;
(2)根据颜色距离对过渡色进行临界分割;
(3)利用路网细化算法对只包含道路信息的二值图像进行细化,得到道路要素的骨架线后进行矢量化跟踪,获取路网几何数据,对初步提取数据进行光滑、综合和错误剔除处理,最终得到可以使用的道路网络。
2.根据权利要求1所述的面向瓦片地图的道路自动提取方法,其特征在于:步骤(2)中所述的根据颜色距离对过渡色进行临界分割的具体方法是:
RGB颜色空间中,两个像素p和q的颜色距离(Color Distance)记为Dc,则:
当两个像素的颜色距离小于一阈值ε,则认为该像素隶属某个道路,为了提高计算速度,采用以下颜色距离公式近似计算:
Dc(p,q)=max(|R(p)-R(q)|,|G(p)-G(q)|,|B(p)-B(q)|)
依据获取的配色方案表格,渲染道路所使用的颜色为RGB(R1,G1,B1),选择颜色距离的阈值为1,在处理像素p时,计算公式如下:
Dc=max(|R(p)-R1|,|G(p)-G1|,|B(p)-B1|)<ε。
3.根据权利要求1所述的面向瓦片地图的道路自动提取方法,其特征在于:阈值ε的取值为1。
4.根据权利要求1所述的面向瓦片地图的道路自动提取方法,其特征在于:步骤(3)中所述路网细化算法的具体方法是:
迭代1:将临时图像进行扫描,对于取值不为0的道路像素点p0,如果满足以下四个条件则置为背景颜色:
①2≤B(p0)≤6
②A(p0)=1
③p1×p3×p5=0
④p3×p5×p7=0
其中,B(p0)为p0的8个邻接像素中道路像素的个数,A(p0)为p0->p1的排列顺序中,0->
1模式的数量为1;
迭代2:将瓦片图像进行扫描,对于取值不为0的道路像素点,如果满足以下四个条件则删除:
①2≤B(p0)≤6
②A(p0)=1
③)p1×p3×p7=0
④p1×p5×p7=0
观察两次迭代的第③和第④个条件,第一次迭代时,p3和p5出现了两次,也就是说p3和p5只要有一个是0,条件③④就满足,所以,第一次迭代只是移去右边和下边的边界点,同理,第二次迭代是为了移去左边和上边的边界点。
5.根据权利要求1所述的面向瓦片地图的道路自动提取方法,其特征在于:步骤(3)中所述的矢量化跟踪的具体方法是先从交叉点开始跟踪,采取分而治之的方法进行跟踪,已经检测过的点置为背景色,然后跟踪剩余的道路像素点,遵循以下步骤:
(31)从跟踪完交叉点的图像第一行开始检测,获取一个未跟踪的道路起点;
(32)创建一个线状要素点集合,将起点加入,开始追踪,获取邻接点;
(33)将当前邻接点的颜色设置为背景颜色,按照相同的顺序对邻接点进行检测,获取下个邻接点,直至一条连通路径跟踪完成位置
(34)从上一道路线的终点所在行开始,找到下一个未被跟踪的道路线起点,重复步骤(32)和步骤(33)直至所有未被跟踪的孤立道路全部跟踪完成。

说明书全文

一种面向瓦片地图的道路自动提取方法

技术领域:

[0001] 本发明涉及一种面向瓦片地图的道路自动提取方法,适用GIS基础数据更新、交通管理单位获取矢量路网数据的一种工具。背景技术:
[0002] 道路网络矢量数据是进行复杂空间分析如网络分析、服务区分析、资源分配的基础数据,目前获取方式来自测绘技术,成本较高。
[0003] 近20年来,互联网地图及应用迅猛发展,而瓦片地图是一种互联网地图的格式,瓦片地图是栅格数据,瓦片中的噪声、空洞问题,一直没有得到有效解决。

发明内容

[0004] 针对上述存在的问题,本发明提出一种面向瓦片地图的道路自动提取方法,利用瓦片地图颜色数少,渲染方案固定等特点,提出了颜色提取方法,引入常规噪声消除方法,提出瓦片噪声,提高了道路数据的提取的精度
[0005] 上述的目的通过以下技术方案实现:
[0006] 一种面向瓦片地图的道路自动提取方法,所述方法包括如下步骤:
[0007] (1)道路颜色提取:制作配色方案表,根据表格对待处理的瓦片地图逐像素处理,当前像素和某一级道路的渲染色彩的颜色距离低于阈值时,则判断此像素为前景要素,根据这个原则对整副瓦片地图进行处理,提取出代表某一级道路的全部像素,采用同样的方法可以不区分等级提取出所有道路;
[0008] (2)根据颜色距离对过渡色进行临界分割;
[0009] (3)利用路网细化算法对只包含道路信息的二值图像进行细化,得到道路要素的骨架线后进行矢量化跟踪,获取路网几何数据,对初步提取数据进行光滑、综合和错误剔除处理,最终得到可以使用的道路网络。
[0010] 所述的面向瓦片地图的道路自动提取方法,步骤(2)中所述的根据颜色距离对过渡色进行临界分割的具体方法是:
[0011] 在RGB颜色空间中,两个像素p和q的颜色距离(Color Distance)记为Dc,则:
[0012]
[0013] 当两个像素的颜色距离小于一阈值ε,则认为该像素隶属某个道路,为了提高计算速度,采用以下颜色距离公式近似计算:
[0014] Dc(p,q)=max(|R(p)-R(q)|,|G(p)-G(q)|,|B(p)-B(q)|)
[0015] 依据获取的配色方案表格,渲染道路所使用的颜色为RGB(R1,G1,B1),选择颜色距离的阈值为1,在处理像素p时,计算公式如下:
[0016] Dc=max(|R(p)-R1|,|G(p)-G1|,|B(p)-B1|)<ε
[0017] 所述的面向瓦片地图的道路自动提取方法,阈值ε的取值为1。
[0018] 所述的面向瓦片地图的道路自动提取方法,步骤(3)中所述路网细化算法的具体方法是:
[0019] 迭代1:将临时图像进行扫描,对于取值不为0的道路像素点p0,如果满足以下四个条件则置为背景颜色:
[0020] ①2≤B(p0)≤6
[0021] ②A(p0)=1
[0022] ③p1×p3×p5=0
[0023] ④p3×p5×p7=0
[0024] 其中,B(p0)为p0的8个邻接像素中道路像素的个数,A(p0)为p0->p1的排列顺序中,0->1模式的数量为1;
[0025] 迭代2:将瓦片图像进行扫描,对于取值不为0的道路像素点,如果满足以下四个条件则删除:
[0026] ①2≤B(p0)≤6
[0027] ②A(p0)=1
[0028] ③p1×p3×p7=0
[0029] ④p1×p5×p7=0
[0030] 观察两次迭代的第③和第④个条件,第一次迭代时,p3和p5出现了两次,也就是说p3和p5只要有一个是0,条件③④就满足,所以,第一次迭代只是移去右边和下边的边界点,同理,第二次迭代是为了移去左边和上边的边界点。
[0031] 所述的面向瓦片地图的道路自动提取方法,步骤(3)中所述的矢量化跟踪的具体方法是先从交叉点开始跟踪,采取分而治之的方法进行跟踪,已经检测过的点置为背景色,然后跟踪剩余的道路像素点,遵循以下步骤:
[0032] (31)从跟踪完交叉点的图像第一行开始检测,获取一个未跟踪的道路起点;
[0033] (32)创建一个线状要素点集合,将起点加入,开始追踪,获取邻接点;
[0034] (33)将当前邻接点的颜色设置为背景颜色,按照相同的顺序对邻接点进行检测,获取下个邻接点,直至一条连通路径跟踪完成位置
[0035] (34)从上一道路线的终点所在行开始,找到下一个未被跟踪的道路线起点,重复步骤(32)和步骤(33)直至所有未被跟踪的孤立道路全部跟踪完成。
[0036] 有益效果:
[0037] 本发明帮助路网数据使用和生产单位更新、获取道路最新的几何数据,由于在线地图采用了众包数据更新技术,数据的现时性高,本发明能快速获取最新的道路几何数据,从而节省人工数据采集成本。附图说明
[0038] 图1为本发明颜色提取算法流程图
[0039] 图2为本发明矢量化跟踪步骤示意图。
[0040] 图3是实施例中图3-1 p0的邻域和01模式示意图。
[0041] 图4是实施例中图3-2两次迭代的删除对象图。

具体实施方式

[0042] 本发明提供一种一种面向瓦片地图的道路自动提取方法,所述方法包括如下步骤:
[0043] (1)道路颜色提取:制作配色方案表,根据表格对待处理的瓦片地图逐像素处理,当前像素和某一级道路的渲染色彩的颜色距离低于阈值时,则判断此像素为前景要素,根据这个原则对整副瓦片地图进行处理,提取出代表某一级道路的全部像素,采用同样的方法可以不区分等级提取出所有道路;
[0044] 不同的地图网站渲染方案大同小异,众包地图网站OpenStreetMap的配色方案如下:
[0045] 表1 OpenStreetMap配色方案
[0046]
[0047] (2)根据颜色距离对过渡色进行临界分割;
[0048] (3)利用路网细化算法对只包含道路信息的二值图像进行细化,得到道路要素的骨架线后进行矢量化跟踪,获取路网几何数据,对初步提取数据进行光滑、综合和错误剔除处理,最终得到可以使用的道路网络。
[0049] 所述的面向瓦片地图的道路自动提取方法,步骤(2)中所述的根据颜色距离对过渡色进行临界分割的具体方法是:
[0050] 在RGB颜色空间中,两个像素p和q的颜色距离(Color Distance)记为Dc,则:
[0051]
[0052] 当两个像素的颜色距离小于一阈值ε,则认为该像素隶属某个道路,为了提高计算速度,采用以下颜色距离公式近似计算:
[0053] Dc(p,q)=max(|R(p)-R(q)|,|G(p)-G(q)|,|B(p)-B(q)|)
[0054] 依据获取的配色方案表格,渲染道路所使用的颜色为RGB(R1,G1,B1),选择颜色距离的阈值为1,在处理像素p时,计算公式如下:
[0055] Dc=max(|R(p)-R1|,|G(p)-G1|,|B(p)-B1|)<ε
[0056] 所述的面向瓦片地图的道路自动提取方法,阈值ε的取值为1。
[0057] 所述的面向瓦片地图的道路自动提取方法,步骤(3)中所述路网细化算法的具体方法是:
[0058] (1)迭代1:将临时图像(临时图像复制处理图像)进行扫描,对于道路像素点p0(取值不为0),如果满足以下四个条件则置为背景颜色。
[0059] ①2≤B(p0)≤6
[0060] ②A(p0)=1
[0061] ③p1×p3×p5=0
[0062] ④p3×p5×p7=0
[0063] 其中,B(p0)为p0的8个邻接像素中道路像素的个数,A(p0)为p0->p1的排列顺序中,0->1模式的数量为1。如图3所示的0->1模式为3。
[0064] (1)迭代2:将瓦片图像进行扫描,对于道路像素点(取值不为0),如果满足以下四个条件则删除。
[0065] ①2≤B(p0)≤6
[0066] ②A(p0)=1
[0067] ③p1×p3×p7=0
[0068] ④p1×p5×p7=0
[0069] 观察两次迭代的第③和第④个条件,第一次迭代时,p3和p5出现了两次,也就是说p3和p5只要有一个是0,条件③④就满足,所以,第一次迭代只是移去右边和下边的边界点,同理,第二次迭代是为了移去左边和上边的边界点。
[0070] 所述的面向瓦片地图的道路自动提取方法,步骤(3)中所述的矢量化跟踪的具体方法是先从交叉点开始跟踪,采取分而治之的方法进行跟踪,已经检测过的点置为背景色,然后跟踪剩余的道路像素点,遵循以下步骤:
[0071] (31)从跟踪完交叉点的图像第一行开始检测,获取一个未跟踪的道路起点;
[0072] (32)创建一个线状要素点集合,将起点加入,开始追踪,获取邻接点;
[0073] (33)将当前邻接点的颜色设置为背景颜色,按照相同的顺序对邻接点进行检测,获取下个邻接点,直至一条连通路径跟踪完成位置;
[0074] (34)从上一道路线的终点所在行开始,找到下一个未被跟踪的道路线起点,重复步骤(32)和步骤(33)直至所有未被跟踪的孤立道路全部跟踪完成。
[0075] 对于由于标注信息打断的道路,需要少量手工编辑,以保证道路拓扑完整性。
[0076] 以上所述的具体实施操作方法,对本发明的技术方案和有益效果进行了进一步详细说明,所应理解的是,以上所述为本发明具体实施方式,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
高效检索全球专利

专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台,是提供专利分析,专利查询,专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。

我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据,免费查、免费专利分析。

申请试用

分析报告

专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析,涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度,系统通过AI智能系统对图表进行解读,只需1分钟,一键生成行业专利分析报告。

申请试用

QQ群二维码
意见反馈