基于众源ＧＰＳ路线数据的城市道路网自动更新和重构

众源地理数据是由大量非专业人员志愿获取并通过互联网向大众提供的一种开放地理数据，其具有数据量大、现势性高、信息丰富和低成本的特点。众源地理数据的出现和日益增多为地理信息学科带来了新的生长点和命题。本课题提出以众源GPS路线数据为基本数据源，实现城市道路网数据的低成本、快速和高现势性的自主获取和更新。研究内容包括：1）众源地理数据质量模型和数据清理方法，建立众源地理数据质量分析、处理的理论框架；2) 利用众源GPS路线数据和已有的道路基础数据、高分辨率影像快速主动更新城市道路数据的方法；3)基于众源GPS路线数据的三维城市道路网拓扑变化发现及动态重构方法。本项目将建立显著提高城市道路网的现势性和准确性的数据获取新途径，为地理信息科学建立一个新的、可持续的研究方向。

众源地理数据是由大量非专业人员志愿获取并通过互联网向大众提供的一种开放地理数据，其具有数据量大、现势性高、信息丰富和低成本的特点。众源地理数据的出现和日益增多为地理信息学科带来了新的生长点和命题。本课题提出以众源GPS 路线数据为基本数据源，实现城市道路网数据的低成本、快速和高现势性的自主获取和更新研究。主要研究内容包括：.(1)众源地理数据处理与分析理论及技术框架研究。从众源地理数据质量评价方法、众源地理数据的信息提取与更新方法、众源地理数据的分析与挖掘方法、众源地理数据应用等方面对众源地理数据处理与分析理论及技术框架进行了多层次的分析和讨论，并指出众源地理数据处理与分析的研究趋势和发展方向，奠定了项目研究的技术理论基础。.(2)分析并总结了众源轨迹数据的采集和获取的一般流程及方法，设计和实现了基于手机的志愿者轨迹数据采集软件GeoDiary，提出了网络众源地理数据的获取方案，并通过实验验证了方案的可行性。.(3)研究了众源地理数据质量及其评价方法，提出了众源地理数据质量分析框架，以OpenStreetMap 和位置签到两种众源地理数据为例，开展了众源地理数据质量分析实践，为众源地理数据的正确使用奠定基础。.(4)研究了利用OpenStreetMap 辅助高分辨率影像的道路提取方法，包括种子点追踪的道路提取与更新和基于分类方法的道路提取，将道路矢量数据视为初始输入，选取已知道路片段作为模板或种子点，实现了行车路线相邻车道分离、道路变化检测、新增道路高精度主动发现。.(5)提出了将矢量GPS点栅格化，利用图像处理的方法提取栅格道路中心线的方法，研究了OpenStreetMap路网数据用于专业路网数据库的变化发现与实时更新方法，取得了比较理想的结果。.(6)提出了基于低速极值点的收费站提取和基于轨迹始末点的停车场提取方法，为利用众源GPS轨迹数据进行道路网交通附属设施提取提供了有效思路和关键技术；研究了从浮动车轨迹中提取拥堵区域并分析其随时间变化的分布模式的技术方法，实现了拥堵强度的模拟和可视化显示；研究分时段道路流速信息建模方法、为城市道路交通时序特征分析、分时段拥堵可视化及交通精细化诱导等服务提供了有效的道路网交通信息覆盖网模型基础。.本项目建立了显著提高城市道路网的现势性和准确性的数据获取新途径，为地理信息科学建立一个新的、可持续的研究方向。