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基于GPS数据的城市路网立交桥识别技术研究

作　者: 陈漪
导　师: 李世武
学　校: 吉林大学
专　业: 交通环境与安全技术
关键词: 路网数字地图 GPS 自动识别立交桥
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

传统的交通路网数字地图制作方式在城市建设日益加快的背景下,往往难以实现路网地图的快速更新。基于GPS数据的路网数字地图制作方法在一定程度上能解决路网地图更新较慢的问题。但作为并不太成熟的路网地图生成技术还有一些技术问题有待解决,其中就包括生成的路网地图细节不够完善,许多工作还有待于后续人工来添加等缺陷,这影响到了自动制图方法的制作效率。本文针对此问题进行了由GPS数据自动生成路网数字地图的相关技术研究。本文主要对以下几方面内容进行研究：1)研究行驶车辆获取GPS轨迹数据的技术手段,进行道路实验方案制定。在吉林市昌邑区内进行大量的道路GPS数据调研,以获取昌邑区内所有主干路以及主要支路的行驶GPS轨迹数据,为后期的路网地图制作工作提供数据基础。2)研究GPS轨迹数据生成路网曲线的技术。首先对GPS轨迹数据进行预处理研究,包括误差修正、GPS数据的坐标系转化；并将处理后的GPS轨迹点导入空白图像中,对其进行膨胀、腐蚀以及细化等图像处理转化研究,以实现将GPS数据转化生成道路网络曲线数字地图。3)提出一种能够从城市路网地图中自动识别出立交桥交点并能判断出交点处道路上下层关系的方法。首先针对栅格图像曲线交点自动检测算法在本文中应用的缺陷提出一种优化的曲线交点自动识别算法,应用到道路曲线交点识别过程中以适应本文中细化处理的数据结果。然后,提出一种立交桥交点自动识别算法实现对所有道路交点的自动检测,区分出其中的立交桥道路交点,并判断交点处道路的上下层关系。分析此识别算法的设计原理,详细介绍自动识别算法的实现步骤。4)利用实际案例进行了检测算法的检验。将本文设计的立交桥交点识别程序运用于吉林市昌邑区的立交桥中,通过对调研获得的该立交桥道路行驶GPS轨迹数据进行程序处理,来检验本文设计的立交桥交点自动识别程序是否达到设计要求,是否具有足够高的正确率和实用性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第一章绪论  9-15
  1.1 论文研究目的和意义  9
  1.2 国内外研究现状  9-12
  1.3 论文主要研究内容  12-15
第二章基于GPS数据的路网制作技术研究  15-35
  2.1 路网数字地图制作技术  15-20
    2.1.1 路网数字地图特点  15-17
    2.1.2 GPS定位技术的应用  17-18
    2.1.3 路网数字地图的数据格式  18-19
    2.1.4 GPS数据制图技术流程  19-20
  2.2 GPS数据获取与预处理技术研究  20-27
    2.2.1 GPS实验数据获取设备  20-24
    2.2.2 数据调研  24-26
    2.2.3 误差数据预处理  26-27
  2.3 数据成图与图像处理技术  27-34
    2.3.1 轨迹数据点导入BMP图像  27-29
    2.3.2 图像处理技术转化  29-34
  2.4 本章小结  34-35
第三章城市路网中立交桥识别技术  35-51
  3.1 立交桥识别方法概述  35-38
    3.1.1 立交桥自动识别技术应用意义  35-36
    3.1.2 立交桥识别技术适用范围  36-38
  3.2 路网地图道路交点自动识别方法设计  38-42
    3.2.1 已有曲线交点检测算法  38-40
    3.2.2 改进曲线交点检测算法  40-42
  3.3 立交桥识别算法分析  42-49
    3.3.1 算法设计思想  42-44
    3.3.2 立交桥识别步骤设计  44-49
  3.4 本章小结  49-51
第四章立交桥识别方法实现案例  51-61
  4.1 实际案例分析  51-52
  4.2 立交桥识别程序  52-59
    4.2.1 坐标转换模块  53-54
    4.2.2 交点区域GPS数据选取模块  54-56
    4.2.3 立交桥上下层识别模块  56-59
  4.3 本章小结  59-61
第五章全文总结和展望  61-63
  5.1 全文总结  61-62
  5.2 下一步工作展望  62-63
参考文献  63-67
作者简介及科研成果  67-69
致谢  69

基于GPS数据的城市路网立交桥识别技术研究

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