路网拓扑重建专题 (2) 非精细化路网提取

通过 路网拓扑重建专题 (1) 矢量路网获取 的分析可知，精细化研究（严格将交叉口定义为节点）在使用其它方法获取基础路网时，一般需要重新编辑调整路网元素。对于交通工程学者而言，目前最为实用的当为卫星地图数字化方法。在不需要严格控制交叉口的定义只需可视化地理信息时，可以采用以下两种方法进行非精细化路网提取。按地图数据来源分为 基于国外地图进行提取 和 基于国内地图进行提取。

OpenStreetMap（简称OSM）是一个世界范围内广泛使用的开源地图数据。有很多工具可以提取OSM的地图数据，导出不同的数据格式进行后续的研究工作。

以网站https://extract.bbbike.org/为例（BBBike），该网站可导出的地图格式如下图所示。

图 1 BBBike可导出的地图格式

如果要提取某种格式的地图数据，可以按照以下步骤进行操作。

（1）移动地图到想要提取的位置；

（2）点击生成拖选地图范围的边框（bounding box）；

（3）移动或调整边框，或添加控制点调整地图范围，直到满足要求；

（4）选择一种导出格式（Format），输入接收该地图文件的邮箱地址及区域名称；

（5）点击 提取（extract）按钮，等待邮箱接收文件。

图 2 OSM路网提取示意图

提取的文件可进行后续的编辑处理。交通和城市研究一般需要提取shapefile文件，在ArcGIS等地理信息软件中编辑处理。

国外地图在输出国内路网数据时可能存在较为粗糙、误差较大的问题。因此有必要继续介绍基于国内电子地图进行路网提取的方法。

这里以长春市区域路网为例，介绍一种城市规划及地理信息科学领域获取路网矢量文件的方法，属于基于众源地理数据的提取范畴。所用软件为：百度地图截获器 0.4 Beta（开发者：哈尔滨工业大学 刘俊环），火狐浏览器，ArcGIS。主要分为路网底图截取、地理配准及路网矢量化三个环节。

首先设置软件运行环境，在百度地图截获器0.4 Beta选择调用火狐浏览器百度API，操作界面如图 3所示。输入城市名称进行定位，选择坐标查询，设定中心坐标。

图 3 百度地图截获器界面

以长春市人民大街与解放大路交叉口为中心（百度坐标经度125.331411，纬度43.883894），设定窗口尺寸7000*7000。窗口尺寸反映路网区域范围，可自行设定，如所在城市面积较大可将多张底图拼合。然后选择截图类型“1=街道网络”，调用街道网络模板，包括“高速及国道”、“城市主路” 、“普通道路”三类地图要素，道路为白色，其余为黑色，输出区域见图 4。获取该区域典型控制点的经纬度坐标（百度坐标），转换为地球坐标（WGS 1984）。此处选取4个控制点，分别为人民广场（125.318199, 43.884512）、人民大街与解放大路交叉口（125.318428, 43.875806）、南湖广场（125.301725, 43.861421）、自由大路与亚泰大街交叉口（125.338858, 43.861853）。将区域底图导入ArcGIS，按照控制点地球坐标标定实际位置，进行地理配准。最后选择道路图层，进行ArcScan矢量化设置，调整参数。矢量化选项选择中心线，设置最大高度、交点解决方案和最大角度。新建线图层，即可编辑生成道路要素，如图 5所示。

图 4 截获路网图层底图

图 5 ArcGIS路网矢量化

下一篇文章将介绍如何基于精细化的矢量路网生成网络图。

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