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申请/专利权人：中国地质大学(武汉)

摘要：本发明设计了一种基于步行轨迹数据的行人路网增量式生成方法，包括对人行轨迹数据进行预处理、基于增量式的方法构建人行道路网、采用附加连接数属性对每个轨迹点分类、行人路网可视化以及结果统计评估几个步骤。本发明的有益效果为：相较于已有的行人路网提取方法在准确率和效率上都有了一定的提高，并将提取到的行人路网轨迹点分为道路点和交叉点两种类别，使用GPS轨迹数据进行路网生成可以节省人力物力资源，在较短的时间内生成较为完整的路网信息，且该方法使用简单，运行快速。

主权项：1.一种基于步行轨迹数据的行人路网增量式生成方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：对人行轨迹数据进行预处理：1.1：人行轨迹数据的提取：从原始的gpx格式的轨迹点文件中将轨迹点信息读取出来，并对坐标点进行坐标系转换，再将转换后的坐标写入txt格式的新文件内，从而实现了gpx格式到txt格式的数据转换；1.2：去除漂移点：通过txt格式数据中相邻点间的经纬度lat,lng和时间戳timestamp，计算两点间的距离D和记录间隔时间t，最终得到两点间的平均速度v，以平均速度作为轨迹点的速度v0，设置速度的最大阈值vmax，v0大于vmax时对应的轨迹点为漂移点，去除该漂移点；1.3：去除冗余数据和停滞点：根据计算的相邻点的距离，设置距离阈值Dmin，去除距离小于该距离阈值的轨迹点；再通过DBSCAN聚类算法，分别设定聚类半径eps和聚类数量阈值MinPts，任选一个点，找到该点距离小于等于eps的所有的点，若找到的点数小于MinPts，则该点为噪声点，舍去，同理，一一去除高密度区域的噪声点数据，只保留聚类中心；1.4：轨迹平滑处理：采用SG平滑滤波对上述步骤1.1-1.3处理后的数据进行轨迹平滑处理，得到平滑轨迹点；步骤2：基于增量式的方法构建人行道路网：2.1：首先对轨迹数据进行细化，将同一文件中时间间隔Δt超过5s的平滑轨迹点分文件存储，将其视为不同段的轨迹；2.2：将街道建模为R2的无向图，将轨迹数据建模成不同段的线性曲线；同时为每个平滑轨迹点设置Bx,r，即以r为半径，x为中心的中心圆作为缓冲区域；使用参数ε来表示道路宽度，使用Fréchet距离来测量输入的曲线和街道的相似性；将曲线映射到无向图中，假设曲线l为l[a0,a1，…ak]，对其每个子曲线l[aj-1,aj]映射到一个边e∈E的部分，即X＝e[start,end]且δFl[aj-1，aj]，e[start,end]＝ε，或者如果没有这样的边存在，即X＝null；当该子曲线映射到无向图的某条边e时，便称其为可匹配部分，否则认为该子曲线为不可匹配部分；当子曲线为可匹配部分时将其匹配到图中，当子曲线为不可匹配部分时，为其创建边和顶点；如果子曲线l[aj-1,aj]中的顶点是两个不同的边e1、e2上的点或在缓冲区域内的点，则将该子曲线的两个端点插入到e1和e2并建立连接；否则将该子曲线作为新的边的起始点和末端点，并将其插入到顶点列表中，然后循环在对下一条曲线进行操作，直到所有的轨迹数据都处理完成；2.3：对相邻的轨迹点进行距离的计算，当两个轨迹点的距离超出预设距离时，则将该两个轨迹点形成的线段视为噪声干扰生成的路线，再计算每个点和其他点的连接次数，如果一条边的两个点与其他点不互联，则认为该边对应的路线为干扰路段，如果一条边不与其他的边发生连接，所有的轨迹点都只与其前后相邻的点连接且该边的长度很短，则将其视为噪声点干扰产生的路线；将干扰生成的路段的连接断开；步骤3：采用附加连接数属性对每个轨迹点分类：根据每个轨迹点与其他轨迹点的连接数将轨迹点分为道路点和交叉点，如果某轨迹点连接数大于2，该轨迹点必为交叉点，如果某轨迹点连接数为1，即该轨迹点为末端点，且该轨迹点位于其他路段的轨迹点的缓冲区内，则认为这两条路段相交，该轨迹点也为交叉点，其他情况的轨迹点为到道路点；步骤4：行人路网可视化：上述点和边分别形成点文件和边文件，将生成的点文件和边文件进行格式转换，生成点和边的shp格式文件，并在ArcGIS中进行可视化，再将shp文件转换成kml文件与GooleEarth的基准地图进行叠加，直观的进行定性分析；步骤5：结果统计评估：将生成的行人路网与百度地图路网进行对比，评估生成的路网质量。

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