專利名稱：一種基于gis的道路匹配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及基于GIS地理信息系統(tǒng)的動態(tài)定位智能導(dǎo)航領(lǐng)域，尤其涉及一種基于 GIS的道路匹配方法。
背景技術(shù)：
GIS 即地理信息系統(tǒng)(Geographic Information System)，從 50 年代末和 60 年代初開始出現(xiàn)，是綜合處理和分析地理空間數(shù)據(jù)的一種技術(shù)系統(tǒng)。GIS地理信息系統(tǒng)是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機軟硬件的支持下，運用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，科學(xué)管理和綜合分析具有空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決策等所需信息的技術(shù)系統(tǒng)。由于車載GPS采集的車輛行駛軌跡的經(jīng)緯度坐標(biāo)和GIS電子地圖上道路存在一定誤差，為修正和減少這兩者的誤差，實時獲得車輛的準(zhǔn)確位置，目前使用的主要方法之一為地圖匹配技術(shù)。地圖匹配是一種通過軟件方法和相應(yīng)的匹配電路，校正定位誤差的技術(shù)，即將其他定位方法的車輛位置或行駛軌跡，與車載的電子地圖道路數(shù)據(jù)相比較、匹配，找到車輛所在的道路，計算出車輛在道路上的位置，進而校正定位誤差。常用的地圖匹配方法有多種，其基本算法均是前端使用卡爾曼濾波器加上后端基于規(guī)則的地圖匹配。所述基于規(guī)則的地圖匹配是單純的GPS點和道路的匹配，很少考慮到道路間的互相關(guān)系。如果要獲得較高的匹配精度，需要對每個GPS點都利用卡爾曼濾波器進行比較精確的校正處理，因此需要進行大量的數(shù)據(jù)處理，且算法的時間復(fù)雜度較高，匹配速度慢，匹配效率不高，難以達到實用的程度，不適合在普通的導(dǎo)航設(shè)備上使用。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述存在的問題，本發(fā)明的目的是提供一種基于GIS的道路匹配方法，用于處理大量的GPS數(shù)據(jù)，適合在普通的導(dǎo)航設(shè)備上使用。解決該技術(shù)問題的思路是為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是一種基于GIS的道路匹配方法，包括下述步驟一種基于GIS的道路匹配方法，包括以下步驟步驟Sl 對GIS電子地圖上的道路層進行預(yù)處理，把所有道路分別轉(zhuǎn)換成由一系列相關(guān)的折線段連接而成的數(shù)據(jù)集合；步驟S2 在道路層的各層中查找位于誤差圈內(nèi)或與誤差圈相交的道路；具體過程包括步驟S2a 以GPS采集的原始經(jīng)緯度坐標(biāo)對應(yīng)在GIS電子地圖上的點GPSpt為圓心，以最大定位誤差為半徑作圓；步驟S2b:該圓內(nèi)或者與該圓相交的道路組成一個道路集合，將該集合定為 RoadSet ；步驟S3 判斷集合RoadSet中的道路總數(shù)，如果集合RoadSet中的道路總數(shù)為0， 則匹配失?。环駝t，執(zhí)行步驟S4 ；
步驟S4 對集合RoadSet中的每條道路Roadi作逐一判斷，判斷道路Roadi的路名是否與上次匹配的道路名稱相同；若是，則執(zhí)行步驟S5，步驟S5 本次匹配取上次匹配的目標(biāo)道路，再執(zhí)行步驟S7 ；若否，則執(zhí)行步驟S6，步驟S6 對GIS電子地圖上的點GPSpt到集合RoadSet中的每條道路Roadi逐一投影，把投影距離最短的道路確定為匹配的目標(biāo)道路，再執(zhí)行步驟S7;步驟S7 在匹配的目標(biāo)道路Roadi上進行點匹配；具體過程包括步驟S7a 計算出點GPSpt到目標(biāo)道路Roadi上的每條線段的最短距離；對點 GPSpt到目標(biāo)道路Roadi上的每條線段逐一投影，如果點GPSpt在線段上的投影點位于線段以內(nèi)，則求出投影點，對應(yīng)的垂距為所求；如果投影點在線段以外，則求出點GPSpt到線段兩個端點的距離，短者為所求；步驟S 7b 對比點GPSpt到目標(biāo)道路Roadi的各條線段的最短距離，對應(yīng)的投影點即為點到路上的匹配點。本發(fā)明的一種基于GIS的道路匹配方法，通過對所有道路進行折線段處理，將所有道路分別轉(zhuǎn)換成由一系列相關(guān)的折線段連接而成的數(shù)據(jù)集合，并通過投影方法，對折線段集合的道路分別進行路匹配和點匹配操作，能夠快速、實時、準(zhǔn)確地將車輛行駛軌跡與 GIS的電子地圖道路數(shù)據(jù)精確匹配。


圖1是本發(fā)明方法一最佳實施例的流程圖。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的一個最佳的實施例的流程圖作進一步說明。本發(fā)明的一種基于GIS的道路匹配方法的一最佳實施例的流程圖。參考圖1，具體為步驟Sl 對GIS電子地圖上的道路層進行預(yù)處理，把所有道路分別轉(zhuǎn)換成由一系列相關(guān)的折線段連接而成的數(shù)據(jù)集合；步驟S2 在道路層的各層中查找位于誤差圈內(nèi)或與誤差圈相交的道路；具體過程包括步驟S2a 以GPS采集的原始經(jīng)緯度坐標(biāo)對應(yīng)在GIS電子地圖上的點GPSpt為圓心，以最大定位誤差為半徑作圓；步驟S2b:該圓內(nèi) 或者與該圓相交的道路組成一個道路集合，將該集合定為 RoadSet ；步驟S3 判斷集合RoadSet中的道路總數(shù)，如果集合RoadSet中的道路總數(shù)為0， 則匹配失?。环駝t，執(zhí)行步驟S4 ；步驟S4 對集合RoadSet中的每條道路Roadi作逐一判斷，判斷道路Roadi的路名是否與上次匹配的道路名稱相同；
若是，則執(zhí)行步驟S5，步驟S5 本次匹配取上次匹配的目標(biāo)道路，再執(zhí)行步驟S7 ；若否，則執(zhí)行步驟S6，步驟S6 對GIS電子地圖上的點GPSpt到集合RoacKet中的每條道路Roadi逐一投影，把投影距離最短的道路確定為匹配的目標(biāo)道路，再執(zhí)行步驟S7;步驟S7 在匹配的目標(biāo)道路Roadi上進行點匹配；具體過程包括步驟S7a 計算出點GPSpt到目標(biāo)道路Roadi上的每條線段的最短距離；對點 GPSpt到目標(biāo)道路Roadi上的每條線段逐一投影，如果點GPSpt在線段上的投影點位于線段以內(nèi)，則求出投影點，對應(yīng)的垂距為所求；如果投影點在線段以外，則求出點GPSpt到線段兩個端點的距離，短者為所求；步驟S7b 對比點GPSpt到目標(biāo)道路Roadi的各條線段的最短距離，對應(yīng)的投影點即為點到路上的匹配點。本發(fā)明的一種基于GIS的道路匹配方法，突破現(xiàn)有技術(shù)中要獲得較高的匹配精度，需要對每個GPS點都利用卡爾曼濾波器進行比較精確的校正處理，需要進行大量的數(shù)據(jù)處理，且算法的時間復(fù)雜度較高，匹配速度慢，匹配效率不高，難以達到實用的程度，不適合在普通的導(dǎo)航設(shè)備上使用的局限。本發(fā)明的基于GIS的道路匹配方法，通過對所有道路進行折線段處理，將所有道路分別轉(zhuǎn)換成由一系列相關(guān)的折線段連接而成的數(shù)據(jù)集合，并通過投影方法，對折線段集合的道路分別進行路匹配和點匹配操作，能夠快速、實時、準(zhǔn)確地將車輛行駛軌跡與GIS的電子地圖道路數(shù)據(jù)精確匹配。盡管結(jié)合最佳實施例具體展示和介紹了本發(fā)明，但所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，在不脫離所附權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，在形式上和細(xì)節(jié)上可以對本發(fā)明做出各種變化，均為本發(fā)明的保護范圍。
權(quán)利要求
1. 一種基于GIS的道路匹配方法，其特征在于，包括以下步驟 步驟Sl 對GIS電子地圖上的道路層進行預(yù)處理，把所有道路分別轉(zhuǎn)換成由一系列相關(guān)的折線段連接而成的數(shù)據(jù)集合；步驟S2 在道路層的各層中查找位于誤差圈內(nèi)或與誤差圈相交的道路； 具體過程包括步驟S2a 以GPS采集的原始經(jīng)緯度坐標(biāo)對應(yīng)在GIS電子地圖上的點GPSpt為圓心，以最大定位誤差為半徑作圓；步驟S2b 該圓內(nèi)或者與該圓相交的道路組成一個道路集合，將該集合定為RoacKet ； 步驟S3 判斷集合RoacKet中的道路總數(shù)，如果集合RoacKet中的道路總數(shù)為0，則匹配失?。环駝t，執(zhí)行步驟S4;步驟S4 對集合RoacKet中的每條道路Roadi作逐一判斷，判斷道路Roadi的路名是否與上次匹配的道路名稱相同； 若是，則執(zhí)行步驟S5，步驟S5 本次匹配取上次匹配的目標(biāo)道路，再執(zhí)行步驟S7 ； 若否，則執(zhí)行步驟S6，步驟S6 對GIS電子地圖上的點GPSpt到集合RoadSet中的每條道路Roadi逐一投影， 把投影距離最短的道路確定為匹配的目標(biāo)道路，再執(zhí)行步驟S7; 步驟S7 在匹配的目標(biāo)道路Roadi上進行點匹配； 具體過程包括步驟S7a 計算出點GPSpt到目標(biāo)道路Roadi上的每條線段的最短距離；對點GPSpt到目標(biāo)道路Roadi上的每條線段逐一投影，如果點GPSpt在線段上的投影點位于線段以內(nèi)，則求出投影點，對應(yīng)的垂距為所求；如果投影點在線段以外，則求出點GPSpt到線段兩個端點的距離，短者為所求；步驟S7b JiKAGPSpt到目標(biāo)道路Roadi的各條線段的最短距離，對應(yīng)的投影點即為點到路上的匹配點。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于GIS的道路匹配方法，用于動態(tài)定位和調(diào)度。對GPS終端采集的經(jīng)緯度坐標(biāo)對應(yīng)在GIS電子地圖上的點GPSpt進行道路匹配算法對GIS電子地圖的道路層進行預(yù)處理，將所有道路轉(zhuǎn)換成折線段；在各層中查找位于誤差圈內(nèi)或與誤差圈相交的道路，設(shè)為RoadSet；若RoadSet為0，則匹配失??；Roadi的路名與上次匹配的道路名稱相同，則取上次匹配的目標(biāo)道路，否則以點GPSpt到道路集合中的每條道路投影距離最短的道路為匹配的目標(biāo)道路；在匹配的目標(biāo)道路Roadi上進行點匹配。本發(fā)明使車輛的行駛路線與GIS電子地圖的道路精確匹配，解決現(xiàn)有技術(shù)中道路匹配速度慢，匹配不準(zhǔn)確的問題，提高了道路匹配的效率。
文檔編號G01C21/30GK102155950SQ201110049309
公開日2011年8月17日 申請日期2011年2月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月23日
發(fā)明者柳琴華, 陳祥耀 申請人:泉州市視通光電網(wǎng)絡(luò)有限公司