基於眾源ＧＰＳ路線數據的城市道路網自動更新和重構

《基於眾源ＧＰＳ路線數據的城市道路網自動更新和重構》是依託武漢大學，由單傑擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於眾源ＧＰＳ路線數據的城市道路網自動更新和重構
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：單傑
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

眾源地理數據是由大量非專業人員志願獲取並通過網際網路向大眾提供的一種開放地理數據，其具有數據量大、現勢性高、信息豐富和低成本的特點。眾源地理數據的出現和日益增多為地理信息學科帶來了新的生長點和命題。本課題提出以眾源GPS路線數據為基本數據源，實現城市道路網數據的低成本、快速和高現勢性的自主獲取和更新。研究內容包括：（1）眾源地理數據質量模型和數據清理方法，建立眾源地理數據質量分析、處理的理論框架；（2） 利用眾源GPS路線數據和已有的道路基礎數據、高解析度影像快速主動更新城市道路數據的方法；（3）基於眾源GPS路線數據的三維城市道路網拓撲變化發現及動態重構方法。本項目將建立顯著提高城市道路網的現勢性和準確性的數據獲取新途徑，為地理信息科學建立一個新的、可持續的研究方向。

結題摘要

眾源地理數據是由大量非專業人員志願獲取並通過網際網路向大眾提供的一種開放地理數據，其具有數據量大、現勢性高、信息豐富和低成本的特點。眾源地理數據的出現和日益增多為地理信息學科帶來了新的生長點和命題。本課題提出以眾源GPS 路線數據為基本數據源，實現城市道路網數據的低成本、快速和高現勢性的自主獲取和更新研究。主要研究內容包括： (1)眾源地理數據處理與分析理論及技術框架研究。從眾源地理數據質量評價方法、眾源地理數據的信息提取與更新方法、眾源地理數據的分析與挖掘方法、眾源地理數據套用等方面對眾源地理數據處理與分析理論及技術框架進行了多層次的分析和討論，並指出眾源地理數據處理與分析的研究趨勢和發展方向，奠定了項目研究的技術理論基礎。 (2)分析並總結了眾源軌跡數據的採集和獲取的一般流程及方法，設計和實現了基於手機的志願者軌跡數據採集軟體GeoDiary，提出了網路眾源地理數據的獲取方案，並通過實驗驗證了方案的可行性。 (3)研究了眾源地理數據質量及其評價方法，提出了眾源地理數據質量分析框架，以OpenStreetMap 和位置簽到兩種眾源地理數據為例，開展了眾源地理數據質量分析實踐，為眾源地理數據的正確使用奠定基礎。 (4)研究了利用OpenStreetMap 輔助高解析度影像的道路提取方法，包括種子點追蹤的道路提取與更新和基於分類方法的道路提取，將道路矢量數據視為初始輸入，選取已知道路片段作為模板或種子點，實現了行車路線相鄰車道分離、道路變化檢測、新增道路高精度主動發現。 (5)提出了將矢量GPS點柵格化，利用圖像處理的方法提取柵格道路中心線的方法，研究了OpenStreetMap路網數據用於專業路網資料庫的變化發現與實時更新方法，取得了比較理想的結果。 (6)提出了基於低速極值點的收費站提取和基於軌跡始末點的停車場提取方法，為利用眾源GPS軌跡數據進行道路網交通附屬設施提取提供了有效思路和關鍵技術；研究了從浮動車軌跡中提取擁堵區域並分析其隨時間變化的分布模式的技術方法，實現了擁堵強度的模擬和可視化顯示；研究分時段道路流速信息建模方法、為城市道路交通時序特徵分析、分時段擁堵可視化及交通精細化誘導等服務提供了有效的道路網交通信息覆蓋網模型基礎。 本項目建立了顯著提高城市道路網的現勢性和準確性的數據獲取新途徑，為地理信息科學建立一個新的、可持續的研究方向。