利用到路面提取道路中心线的方法

Science &Technology Vision 0引言在地理信息数据中，道路网络是构成几何数据和应用分析的重要组成部分，道路网的描述，是用GIS 方法对自然界中人文影响和经济状况的表现形式。

对于道路网数据采集，往往是采用人工采集和计算机辅助自动化采集两种方法。

在许多GIS 平台，道路面提取中心线的原理有下面两类方法：（1）道路面按Delaunay 方法构造三角网，此方法在对路端喇叭形处生成的中心线表现为波浪折线和不正确的分叉，点数也较多，与理想形状的边线点几何形似差异较大。

（2）提取道路的面填充，生成栅格位图。

这种方法除了数据格式转换烦琐，还有矢量数据属性的丢失。

本文将针对以上情况，对路面形状进行边基于矢量路面提取道路中心线智能提取方法的实现刘学民摘要道路中心线是网络构建和分析的基础内容，为了从已有的大量道路面中快速高效的提取道路中心线，人们进行了研究并得到了一些相应的自动提取方法。

结合实际，本文介绍一种基于距离和内角相关智能化的提取方法。

关键词提取；道路中心线；相关中图分类号:G06T7/66文献标识码:ADOI ：10.19694/ki.issn2095-2457.2020.22.25刘学民本科,高级工程师,主要从事航空摄影测量技术研究及地理信息数据处理等工作,河北省地质测绘院。

AbstractRoad centerline is the basic content of network construction and analysis.In order to quickly and efficiently extract road centerline from a largenumber of existing road surfaces ，some corresponding automatic extraction methods have been studied and obtained.This paper introduces an intelligent extraction method based on distanceand Angle correlation.Key wordsExtraction;Center line of the road;Related77线调整、路端处理后，依据科学的计算判别，在已有软件中二次开发自己的工具实现道路中心线自动提取的功能。

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201910204580.9(22)申请日 2019.03.18(71)申请人 北京百度网讯科技有限公司地址 100085 北京市海淀区上地十街10号百度大厦2层(72)发明人 高建虎　(74)专利代理机构 北京品源专利代理有限公司11332代理人 孟金喆(51)Int.Cl.G06T 7/66(2017.01)G06T 7/77(2017.01)G06T 7/13(2017.01)(54)发明名称一种道路中心线的提取方法、装置、电子设备及存储介质(57)摘要本发明实施例公开了一种道路中心线的提取方法、装置、电子设备及存储介质。

所述方法包括：根据预先获取的当前导航区域中的各个像素点的位置和像素值，确定所述当前导航区域对应的初始道路图像；其中，所述初始道路图像中包括至少一个初始道路轮廓；将所述初始道路图像中的各个初始道路轮廓切分为与其对应的至少两个道路子轮廓；其中，各个道路子轮廓中包括一个重心位置；根据各个初始道路轮廓对应的各个道路子轮廓的重心位置，确定出各个初始道路轮廓的道路中心线。

不仅可以准确地提取出道路中心线，而且还可以节省提取时间，提高提取效率。

权利要求书3页 说明书16页 附图9页CN 109949360 A 2019.06.28C N 109949360A权　利　要　求　书1/3页CN 109949360 A1.一种道路中心线的提取方法，其特征在于，所述方法包括：根据预先获取的当前导航区域中的各个像素点的位置和像素值，确定所述当前导航区域对应的初始道路图像；其中，所述初始道路图像中包括至少一个初始道路轮廓；将所述初始道路图像中的各个初始道路轮廓切分为与其对应的至少两个道路子轮廓；其中，各个道路子轮廓中包括一个重心位置；根据各个初始道路轮廓对应的各个道路子轮廓的重心位置，提取出各个初始道路轮廓的道路中心线。

提取面带状地物中线
——公路
任务：提取下面工程中公路的中线，结果是线状要素。

1、将公路单独提取出来，围绕它的外围画一个面。

2、用擦除工具，将外围面与公路相交的地方抠出。

擦除结果如下：
3、用合并工具，将擦除后的面与公路合并，并将两者的ID值修改为不一样。

4、用面转栅格工具，将合并后的面转为栅格要素。

其中字段值一项选择ID，注意ID值绝对不能一致。

如果公路有多个要素，则所有公路的ID值均为一个相同值，外围面为一个ID，ID只能有两个值（二值化）。

结果如下图，注意它现在是栅格数据，只有1和6两个值。

5、新建一个线要素，line，打开ArcScan工具，编辑line文件。

6、设置参数，最重要的是下图红框参数，为提取线的最大宽度，大于这个宽度将不会生成线，将转为面，默认为20。

7、点击自动矢量化。

8、设置要编辑的要素，第一个红框是线要素，选择line，下面红框没有显示，因为我们编辑的空间里面没有面要素，如果有则会显示选择面要素，当宽度大于20时，将矢量化为面要素。

9、点击确定，可见提取公路中线成功。

途中红圈处因为宽度大于20，没有处理；如果有编辑面要素，则该处会自动矢量化为面。

arcgis道路面中心线提取道路面中心线提取是地理信息系统（GIS）中的一个重要功能，可以帮助我们更好地理解和分析道路网络。

在本文中，我们将探讨如何利用ArcGIS软件来提取道路面中心线，并讨论该过程的重要性和应用。

让我们了解一下什么是道路面中心线。

道路面中心线是指道路的中心轴线，即道路两侧边线的中间位置。

提取道路面中心线可以帮助我们分析道路网络的拓扑结构、交通流量分布以及道路规划等问题。

在城市规划、交通管理和环境评估等领域，道路面中心线的提取都具有重要的应用价值。

在ArcGIS中，提取道路面中心线可以通过多种方法实现。

一种常用的方法是基于道路面的几何特征进行提取。

首先，我们需要将道路面图层导入到ArcGIS软件中，并进行必要的预处理工作，例如清理和修复道路面的几何错误。

然后，我们可以利用ArcGIS的工具和功能来提取道路面的中心线。

在ArcGIS中，有几种工具可以用来提取道路面中心线，例如线性参考工具、最小二乘法等。

其中，线性参考工具可以根据道路面的几何特征来计算道路面中心线的位置。

最小二乘法则是利用统计学方法来拟合道路面的几何形状，从而提取道路面中心线。

除了基于几何特征的方法，还可以利用道路面的属性信息来提取道路面中心线。

例如，我们可以根据道路面的道路等级、交通流量、道路宽度等属性信息来推测道路面中心线的位置。

这种方法可以通过分析和建模道路面的属性信息来实现，可以提高道路面中心线的提取精度和可靠性。

道路面中心线提取的结果可以以多种方式进行展示和应用。

一种常见的方式是将提取的道路面中心线图层与其他地理数据进行叠加分析。

例如，我们可以将道路面中心线与交通流量数据进行叠加，从而分析道路网络的拥堵情况和交通状况。

另外，道路面中心线的提取结果还可以用来进行道路规划、交通导航和城市规划等工作。

道路面中心线的提取是GIS中的一个重要功能，可以帮助我们更好地理解和分析道路网络。

在ArcGIS中，可以利用几何特征和属性信息来提取道路面中心线，并通过叠加分析和应用来实现对道路网络的深入分析和应用。

提取路面中心线的方法
李远祥1、路面数据如下，要先设置好纯色符号（建议为纯黑色），去掉轮廓线。

2、设置好约束比例，例如2000
3、点击全屏视图，导出地图，采用tiff方式记录坐标，格式设置为1位单色阈值（非常重
要）
根据实际需要设置好dpi，这个是直接影响图形识别的因素。

4、将导出的栅格地图加载到arcmap中，新建一个线要素图层，坐标系与栅格一致，一并
加载。

加载arcscan工具条，如下图
对栅格数据进行充分类，设置为两类，0和1
设置了分类后，arcscan工具条会显示栅格数据
5、打开编辑器，开始编辑，选中中心线图层。

在arcscan工具条中可以显示预览
如果需要更详细的设置，在矢量化—选项中设置对应的输出图层由于提取的是中心线，矢量化方式就必须选中心线
预览效果如下
6、蓝色部分为没有捕捉到，可以设置一下工具条
将栅格捕捉适当调整一下，如下图
设置后的预览就不存在蓝色不能捕捉部分，如下图
7、达到效果后可以点击生成按钮生成最终的效果。

停止编辑并保存数据即可完成所有的提取工作。

提取道路中心线算法
道路中心线是道路设计和规划中的重要参数，在GIS和地图制图中也有着广泛的应用。

提取道路中心线算法是一种常见的图像处理技术，其目的是从道路图像中自动提取出道路中心线。

道路中心线的提取可以通过多种方法实现，其中最常见的是基于图像处理算法的方法。

这些算法通常涉及到图像预处理、边缘检测、线性拟合等步骤，最终得到一条尽可能准确的道路中心线。

在图像预处理阶段，需要对输入的道路图像进行平滑处理、灰度化、二值化等操作，以便更好地进行后续的边缘检测和线性拟合。

边缘检测是提取道路中心线的关键步骤之一，其目的是从图像中提取出道路边缘的信息。

常用的边缘检测算法包括Sobel算子、Canny 算子等。

接下来，需要对检测到的道路边缘进行线性拟合，以得到最终的道路中心线。

线性拟合通常采用的是最小二乘法，其目的是找到一条贴合道路边缘的直线，并将其作为道路中心线输出。

需要注意的是，提取道路中心线的算法必须考虑到道路的曲线、交叉口等特殊情况。

在这些情况下，算法需要具备一定的鲁棒性和自适应性，以保证提取出的道路中心线能够准确地反映实际道路的情况。

总体而言，提取道路中心线算法是一项复杂而重要的图像处理技术，其应用范围广泛，对于道路设计、交通规划及地图制图等领域都有着重要的意义。

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gis道路中心线提取
道路中心线提取是一种基于地理信息系统（GIS）的技术，用
于从高分辨率卫星图像、航空图像和数字地面模型（DEM）
等数据源中自动或半自动地提取道路中心线。

以下是一些常见的道路中心线提取方法：
1. 基于阈值分割的方法：通过设定阈值来分离道路和背景像素，并通过连接较小的道路片段来恢复中心线。

2. 基于边缘检测的方法：使用边缘检测算法（例如Sobel、Canny等）来提取道路边界，并根据道路的宽度和形状估计道
路中心线。

3. 基于图论的方法：将道路网看作一个图形，使用最短路径算法（例如Dijkstra、A*等）或最小割算法来查找道路中心线。

4. 基于机器学习的方法：通过训练神经网络或支持向量机等分类器来区分道路和非道路像素，并从中恢复道路中心线。

总之，道路中心线提取是一个非常复杂的过程，需要考虑到数据质量、噪声、道路类型和形状等因素，因此选择适合的方法对于正确提取道路中心线至关重要。

ArcGIS方法-利用到路面提取道路中心线的方法利用到路面提取道路中心线的方法在利用GIS制图时，需要经常跟数据打交道。

很多初级的制图人员都存在一种惯性思路，以为数据精度越高，出图的效果就越好。

这是错误的观点。

假如现在需要制作1:1w的地图，但手头上却只有1:500的地形图，数据精度虽然很高，但却无法在小比例尺下显示出来。

回到主题上，1:500的数据，大多数道路都是以面状显示。

由于其精度高，有些数据甚至是不带线道路图层的，而在1w的地图下，道路以线状表达才是符合要求的。

所以，这就需要涉及到地图制图的一个常规工作—地图缩编。

本文主要介绍如何从到路面直接提取出道路中心线，从而辅助小比例尺地图的制作。

由于面状数据一般都是不规则的，所以很难从其提取中心线，一般的GIS软件也没提供直接提取的工具。

ArcGIS里面虽然也有一些工具可以辅助一下处理，例如在制图工具箱里面有一个提取中心线的工具，但这个工具的作用是通过道路边线（双线）提取中心线。

也有人说ArcGIS里面同样是提供面转线工具，先用工具转一道再提取不就行了吗？可是问题来了，面转线工具传出来的数据是封闭线，而不是道路边线，提取中心线工具依然是不可用，除非在每个路面图形打断两端的封闭，不然无法进行提取，恰好打断工作又是非常的巨大。

因此，该方法还是不可用。

为了解决这个问题，那就是ArcScan扩展模块。

提到ArcScan扩展，很多专业人员第一时间反应是这只是个栅格矢量化工具，跟当前讨论的中心线提取似乎没有任何关系。

只要深入了解ArcScan扩展的具体细节，我们不难发现其自动矢量化里面可以提取面要素和中心线，利用这一特性，我们就可以曲线去完成该任务了。

先来说说总体思路：将路面（矢量面数据）转化为栅格数据，因为ArcScan只能对栅格数据进行处理，由于是从矢量转为栅格而非扫描，栅格质量一般会非常好；通过二值化栅格数据后，调整捕捉参数和提取参数，直接提取矢量中心线。

专利名称：一种提取道路中心线的方法、设备和系统
专利类型：发明专利
发明人：刘松,彭伟,张军民,秦华,韩凯铭,杨丽君,于莎丽,沈炎娣,杨飚,洪海晨
申请号：CN202010495644.8
申请日：20200603
公开号：CN111696153A
公开日：
20200922
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种提取道路中心线的方法、设备和系统，属于测绘技术领域。

本发明通过获取道路的边界线，并在边界线上选取多个子线段，子线段的长度与道路宽度相关；将子线段旋转至道路内部方向；将子线段中路面内部的几何点连接，获得道路中心线，避免了人工操作，提高了道路的中心线提取的效率和可靠性。

申请人：杭州市勘测设计研究院
地址：310013 浙江省杭州市西湖区莫干山路武林门新村13号
国籍：CN
代理机构：北京维正专利代理有限公司
代理人：郭彩红
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