基于MDB數(shù)據(jù)庫(kù)的道路中心線快速提取技術(shù)

盧天正侯岳方樂(lè)道

（1.禹州市泓瑞測(cè)繪有限公司，河南禹州 461670；2.河南省測(cè)繪工程院，河南鄭州 450003）

基于MDB數(shù)據(jù)庫(kù)的道路中心線快速提取技術(shù)

盧天正1侯岳2方樂(lè)道2

（1.禹州市泓瑞測(cè)繪有限公司，河南禹州 461670；2.河南省測(cè)繪工程院，河南鄭州 450003）

在實(shí)際工作中經(jīng)常遇到需要處理道路中心線的工作，為了減輕手工處理的勞動(dòng)量，針對(duì)這種問(wèn)題進(jìn)行研究，總結(jié)出柵格化矢量圖形法和路網(wǎng)邊界雙線化法2種快速處理的技術(shù)方法，為任務(wù)的順利完成提供有力的技術(shù)保障。

MDB數(shù)據(jù)庫(kù)；快速提?。粬鸥窕?；路網(wǎng)邊界

在各項(xiàng)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)任務(wù)中，如地理國(guó)情普查、萬(wàn)分之一數(shù)據(jù)建庫(kù)、數(shù)字地形圖縮編及天地圖路網(wǎng)處理等，都存在提取道路中心線的問(wèn)題［1］。以往提取的時(shí)候，采用分段平移道路兩側(cè)的某一條邊線到大致的中心，然后根據(jù)道路的寬度變化逐點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且容易出錯(cuò)。為了解決此問(wèn)題，通過(guò)實(shí)踐研究如何快速提取道路中心線，先后采用柵格化矢量圖形提取中心線方法和路網(wǎng)邊界雙線化提取道路中心線方法，最終實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù)中快速提取道路中心線［2］。

1 關(guān)鍵技術(shù)

1.1 柵格化矢量圖形法

1.1.1 提取原理。通過(guò)把道路面轉(zhuǎn)為柵格圖形，然后用ArcScan自動(dòng)掃描提取中心線。這種方法理論是最簡(jiǎn)單快捷的，但是在實(shí)踐過(guò)程中發(fā)現(xiàn)ArcScan對(duì)柵格的文件大小有要求，計(jì)算時(shí)數(shù)據(jù)量比較大，對(duì)硬件要求比較高。在文件比較大的情況下，可能會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤，因此這種方法使用于小范圍高精度的提?。?］。

1.1.2 操作方法。①單獨(dú)加載路面數(shù)據(jù)，要先設(shè)置好純黑色符號(hào)，去掉輪廓線（見(jiàn)圖1）。這是為了提升柵格數(shù)據(jù)質(zhì)量，黑白分明，便于計(jì)算機(jī)識(shí)別像元［4］。②根據(jù)實(shí)際需要設(shè)置好參考比例，500或2 000等。參考比例是為了在輸出柵格圖時(shí)控制質(zhì)量。③在全屏狀態(tài)下導(dǎo)出地圖，采用TIFF方式記錄坐標(biāo)，格式設(shè)置為1位單色閾值。DPI越高，柵格圖越精細(xì)，數(shù)據(jù)量越大，但是過(guò)大會(huì)造成ArcScan不能識(shí)別［5］。④將導(dǎo)出的柵格地圖加載到Arc-Map中，同時(shí)加載一個(gè)線要素圖層。然后使用ArcScan工具條來(lái)進(jìn)行提取。提取的結(jié)果見(jiàn)圖2。

圖1 設(shè)置黑色符號(hào)

圖2 提取結(jié)果

1.1.3 結(jié)論。使用這種方法在遇到過(guò)寬的道路時(shí)會(huì)產(chǎn)生像素超限，無(wú)法識(shí)別；過(guò)窄的道路則由于像素不夠，造成道路中心線移位到道路外面。范圍過(guò)大就會(huì)造成DPI設(shè)置的無(wú)奈：寬路需要較低的DPI，窄路需要較高的DPI。

1.2 路網(wǎng)邊界雙線化法

路網(wǎng)邊界雙線化法提取道路中心線適合大范圍道路連貫性好的提取，速度快，無(wú)中間數(shù)據(jù)產(chǎn)生［6］。

1.2.1 操作方法。①首先要確保數(shù)據(jù)為平面坐標(biāo)系，大地坐標(biāo)系會(huì)影響提取。開(kāi)啟編輯，使用Merge工具把道路合并為一個(gè)要素，以保證道路聯(lián)通性，再使用拆分工具將道路面數(shù)據(jù)分為獨(dú)立要素。②使用工具“面轉(zhuǎn)線”把道路轉(zhuǎn)出為線要素（見(jiàn)圖3）。③此時(shí)轉(zhuǎn)換后的線數(shù)據(jù)是閉合的，需要在任意一個(gè)道路末端使用編輯器分割工具對(duì)道路端口打開(kāi)開(kāi)口。④全部處理完畢后使用工具“提取中心線”，進(jìn)行自動(dòng)提取。自動(dòng)識(shí)別道路的最大寬度為50～70m比較合適，可以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修正［7］。

1.2.2 結(jié)論。這種方法提取道路中心線的質(zhì)量和路網(wǎng)的復(fù)雜程度成反比，路網(wǎng)越簡(jiǎn)單，提取的中心線質(zhì)量越好，道路內(nèi)部存在花壇綠地時(shí)甚至?xí)鲥e(cuò)。

2 結(jié)語(yǔ)

該技術(shù)已經(jīng)在地理國(guó)情普查數(shù)據(jù)建庫(kù)、數(shù)字縣域1∶2 000、1∶5 000 DLG縮編及天地圖路網(wǎng)處理項(xiàng)目中得到應(yīng)用，未來(lái)也可以用于天地圖數(shù)據(jù)融合項(xiàng)目中，可以極大提高工作效率，保證提取的精度和正確性，此方法還可以擴(kuò)展到河流等要素的中心線提取。

圖3 輸出線要素

［1］江中亮，楊敏華，楊德地.快速提取城市道路中心線［J］.測(cè)繪與空間地理信息，2015（1）：153-154.

［2］周紹光，向晶，邱偉，等.基于高分辨率影像的道路中心線提取技術(shù)研究［J］.國(guó)土資源遙感，2015（4）：21-26.

［3］羅小飛，余琳莉.地理國(guó)情道路中心線提取算法研究［J］.城市勘測(cè)，2015（5）：65-67.

［4］鐘世彬，閆喜鳳.道路中心線提取及網(wǎng)絡(luò)建立的算法研究［J］.測(cè)繪科學(xué)，2008（3）：105-106.

［5］李功權(quán)，蔡祥云.一種基于約束三角網(wǎng)的道路中心線的提取方法［J］.長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)（自科版），2013（4）：47-50.

［6］殷俊，黃宗維.基于ArcGIS的道路中心線自動(dòng)提取方法［J］.地礦測(cè)繪，2016（1）：40-42.

［7］邱志偉，李艷.基于Hough變換的道路邊界提取方法［J］.城市建設(shè)理論研究，2013（7）：56-58.

Rapid Extraction Technology of Road Centerline Based on MDB Database

Lu Tianzheng1Hou Yue2Fang Ledao2
（1.Yuzhou Hongrui Mapping Ltd.，Yuzhou Henan 461670；2.Surveying&Mapping Engineering Institute of Henan Province，Zhengzhou Henan 450003）

In practice,we have a lot of work to deal with the road centerline.In order to reduce the workload of manual processing,this paper studied this problem,summed up the two kinds of fast processing methods,which are raster vector graphic method and road network boundary double line method,to provide a powerful technical support for the successful completion of the task.

MDB database；rapid extraction；rasterize；road network boundary

U495

A

1003-5168（2017）04-0020-02

2017-03-10

盧天正（1979-），男，助理工程師，研究方向：測(cè)繪工程與軟件開(kāi)發(fā)。