Гіс панорама - граф доріг

Створення, редагування та пошук найкоротших маршрутів по графу мережі

Граф доріг - це цифрова векторна карта, що складається з топологічно пов'язаних дуг і вузлів, розташування і властивості яких із заданою точністю і повнотою передають маршрути і організацію руху наземного транспорту.

Граф доріг створюється згідно з Вимогами до навігаційних картах. що включає опис класифікаторів, правил цифрового опису, форматів даних, редакційно-технічні вказівки та інші документи.

Елементи графа доріг призначені для використання в задачах по автоматизованої прокладці маршрутів між будь-якими заданими точками на графі.

Граф доріг створюється по виділеним об'єктам дорожньої мережі і являє собою призначену для користувача карту з дугами і вузлами. На етапі побудови в семантичні характеристики дуг і вузлів записується інформація про зв'язок мережі та атрибути для вирішення пошукових задач. Дуги можна створювати двох видів - з двостороннім і одностороннім рухом.

Засоби редагування графа доріг призначені для уточнення графа в місцях багаторівневих розв'язок і формування заборон поворотів. Користувач має можливість вручну видалити, додати вузли мережі, замінити дугу з двостороннім рухом на дугу з одностороннім рухом, провести розпаралелювання доріг, створити дуги і розвороти, сформувати на перехрестях заборони поворотів.

Пошук мінімального шляху між точками (населеними пунктами) здійснюється з урахуванням будь-яких характеристик записаних в дуги мережі (тип доріг, швидкість руху, кількість проїзних частин). Найкоротший маршрут можна знайти або по мінімальній довжині шляху або за мінімальним часом проходження маршруту. При знаходженні мінімального шляху є можливість виключення деяких дуг, наприклад аварійних ділянок, з пошуку. Результати пошуку відображаються на карті у вигляді об'єкта - маршруту.

Особливості цифрового опису графа доріг

Граф доріг і дорожніх споруд створюється у вигляді окремої користувальницької карти (шару) без поділу на номенклатурні аркуші. Об'єкти, що описують граф доріг, складають окремий шар в класифікаторі цифрових навігаційних планів міст. Граф доріг містить два основних типи об'єктів - дуги і вузли.

Дуги поділяються на два види - з двостороннім і одностороннім рухом. Дуги графа будуються, як правило, по осьовим лініям вулиць, доріг і дорожніх споруд, із забезпеченням топології в точках примикання. Односторонні дуги повинні мати напрямок цифрования, що збігається з напрямком руху по даній дузі. Дуги з двостороннім рухом можуть мати довільний напрямок цифрования.

Вузли можуть послідовно з'єднувати дві дуги, що мають різні характеристики, або з'єднувати кілька дуг в місцях перехресть, розвилок і т.п. Якщо дороги фізично проходять над однією ділянкою місцевості на різних рівнях (тунель, естакада і т.п.), то в точці перетину доріг на карті графа вузол повинен бути відсутнім. За допомогою набору односторонніх і двосторонніх дуг і вузлів можна однозначно описати різні види перехресть, однорівневих і багаторівневих розв'язок. Якщо на перехресті доріг необхідно показати заборона повороту, то в цьому місці дороги можуть бути показані паралельними однобічними дугами, які мають вузли тільки з тими перетинають їх дугами, на які дозволено перестроювання транспорту.

Для спрощення опису заборон поворотів на перехрестях може застосовуватися повторювана семантика 32821. Дуга, що має заборони на перехід в інші дуги (заборони поворотів) повинна мати список семантик з кодом 32821, що містять номери дуг, на які заборонений перехід. Заборони розворотів описуються семантикою 32822.

При редагуванні графа всі дозволені переходи на окремому перехресті можуть бути відображені у вигляді таблиці переходів, де оператор відзначає дозволені або заборонені переходи. Після чого автоматично оновлюється семантика дуг.

Приклад простих Т-образних перехресть

Приклад перетину двох доріг на різних рівнях з повним набором з'їздів

Панель завдання "Граф доріг"

побудова мережі
Створення вузла мережі
Створення дуги мережі
Зміна напрямку цифрования
Зміна типу руху

Видалення вузла з мережі
Додавання вузла в мережу
розпаралелювання доріг
Створення з'їздів і розворотів
Заборона лівого повороту на Т-образному перехресті
Заборона правого повороту на Т-образному перехресті
Формування заборон поворотів

Побудова мінімального маршруту
Побудова графа віддаленості
Мінімальний шлях між точками
Мінімальний шлях між точками (вибір точок з файлу)

Автоматизоване створення графа доріг

Режим Побудова мережі виконує створення геометричної мережі дуг і вузлів з одночасною побудовою логічної мережі. Мережа будується по виділеним на карті лінійним об'єктам. Виділені точкові об'єкти при побудові будуть додані в мережу як злі мережі. Виділені векторні об'єкти можуть бути оброблені як лінійні або як точкові. Для створення мережі використовуються класифікатори service.rsc, road10.rsc, road25.rsc які містять об'єкти: вузол мережі, дугу мережі, а також семантики, необхідні для подальшої роботи з мережею. Якщо у виділених лінійних об'єктів є семантика, яка вказує на односторонній рух, то можна побудувати мережу з одностороннім рухом. Даний режим дозволяє не створювати вузли на перетині об'єктів, які знаходяться на різних рівнях (при цьому об'єкти не повинні мати спільних точок метрики).

Редагування графа доріг

Створення вузла мережі. Для створення вузла мережі потрібно вибрати дугу мережі і вказати на ній точку, де передбачається створити новий вузол. Семантичні характеристики для нових об'єктів заносяться автоматично.

Створення дуги мережі. Для створення дуги потрібно вибрати вузол мережі і створювати лінію - дугу мережі. Якщо завершити створення дуги на вже існуючому вузлі, то в семантику дуги Номер кінцевого вузла запишеться номер даного вузла. При відсутності в межах одного метра на мапі вузла мережі, в останній точці дуги буде створено новий вузол мережі.

Зміна напрямку цифрования. Щоб змінити напрямок цифрования у дуг мережі потрібно вибрати на карті об'єкт для редагування.

Зміна типу руху. Даний режим замінює об'єкт ДУГА МЕРЕЖІ на об'єкт ДУГА МЕРЕЖІ ОДНОБІЧНА і навпаки.

Видалення вузла з мережі. Даний режим призначений для видалення вузла з побудованої мережі. Вузол для видалення повинен бути розташований на перетині чотирьох дугПосле виконання даного режиму вузол на перетині доріг може бути видалений, або виключений з обробки, тобто загального вузла у всіх дуг не буде. Видалення вузлів рекомендується проводити на перетині автомобільних доріг з мостами, тунелями, шляхопроводами та ін.

Додавання вузла в мережу. Даний режим призначений для додавання вузла в мережу. Для виконання режиму необхідно відкрити користувальницьку карту з побудованою мережею і вказати два об'єкти - дуги, на перетині яких буде вставлений вузол. Режим додавання вузла є зворотною завданням до режиму видалення вузла, а також здійснює дотягивание однієї дуги до іншої, якщо відстань між ними менше 100 метрів на місцевості.

Розпаралелювання доріг. Даний режим призначений для додавання в мережу паралельних ділянок на перехрестях доріг. Додавання паралельних ділянок здійснюється на перехрестях чотирьох дуг. При успішному виконанні режиму створюються додаткові вузли мережі і дуги мережі односторонні. Результати побудови можна застосувати для установки заборон поворотів. Видаляючи вузли в центрі перехрестя, можна заборонити на поворот в ту або іншу сторону.

Створення з'їздів і розворотів. Даний режим призначений для додавання в мережу з'їздів і розворотів на перехрестях доріг. З'їзди і розвороти рекомендується виконувати на перехрестях, для яких проводилося розпаралелювання. При успішному виконанні режиму створюються об'єкти дуги односторонні, і видаляється загальний вузол. Застосовуються результати побудови при визначенні мінімальних маршрутів.

Формування заборон поворотів. При активізації режиму необхідно в карті вказати вузол графа мережі, відповідний перехрестя (перетину доріг), що має заборонені напрямки проїзду. Формування заборон поворотів з однієї дороги на іншу забезпечується заповненням семантики Номер забороненої дуги в дузі графа мережі. Кожна дуга мережі відповідає ділянці дороги між вузлами мережі (перехрестями). Після вибору вузла мережі відкривається діалог, у верхній частині якого зображена схема перехрестя, що містить ділянку мережі доріг - обраний вузол, прилеглі дуги мережі, відповідають ділянкам пересічних доріг і номера дуг графа мережі. У нижній частині діалогу розташована таблиця заборони поворотів. У правому стовпчику таблиці містяться номери доріг, з яких буде заборонений поворот. У верхньому рядку таблиці містяться номери доріг, на які буде заборонений поворот. Інші елементи таблиці містять покажчики заборони повороту. Сірим кольором відзначені осередки, в яких можна вказати заборону розвороту на обраному перехресті.

Контроль і розрахунки по графу

Якість створюваних цифрових навігаційних карт і планів міст забезпечується якістю створення графа доріг, і збору даних про об'єкти сервісу та дорожніх знаках, які доповнюють опис графа доріг довідковою інформацією.

Можливості підключення графа забезпечується контролем топології вихідних даних, що застосовуються для побудови графа, і повнотою обліку наявних доріг на заданій території.

При створенні цифрових навігаційних карт рекомендується виконувати створення графа на весь район робіт без поділу на номенклатурні аркуші. Для створення цифрових навігаційних карт більш дрібних масштабів наявний граф може застосовуватися без змін.

В якості вихідних даних можуть використовуватися цифрові топографічні карти. Для забезпечення точності графа доріг попередньо повинно бути виконано оновлення об'єктів дорожньої мережі та дорожніх споруд. При оновленні об'єктів дорожньої мережі та дорожніх споруд повинен бути виконаний контроль топології об'єктів в точках примикання.

Якщо граф створюється з використанням треків, записаних на GPS-приймачах, то після збору всіх даних на навігаційній карті (плані) виконується контроль топології елементів графа (треків) в точках примикання.

Якщо процедура побудови графа доріг створює кілька графів на район робіт, то рекомендується ввести додаткові ділянки графа з використанням елементів дорожньої та вуличної мережі (включаючи дороги з грунтовим покриттям) для забезпечення зв'язності елементів графа, якщо це не суперечить реальному стану місцевості (територія, розділена річкою , болотами, залізницями без переїздів тощо).

Для забезпечення інформативності графа необхідно в характеристиках графа заповнити відомості про заборони маневрів (поворотів і розворотів), відомості про швидкісний режим, обмеження руху транспорту та інші дані, передбачені класифікатором.

Якість даних про об'єкти сервісу визначається точністю вказівки місця розташування реальних об'єктів на місцевості (а не дорожніх знаків, що вказують об'єкти сервісу) і повнотою відомостей про призначення та режим роботи.

Дорожні знаки з інформацією про особливості руху забезпечують візуальне сприйняття навігаційної карти та додатковий візуальний контроль коректності графа. Тому якість їх нанесення визначається за традиційними картографічним критеріям - наочність і достовірність даних. Дорожні знаки не повинні перевантажувати карту другорядною інформацією. Основні особливості руху на окремих ділянках, які можуть показуватися на картах відкритого користування, повинні бути занесені в характеристики елементів графа (дуги).

Побудова графа віддаленості. Граф віддаленості являє собою набір об'єктів, що знаходяться в певних межах від зазначеного вузла мережі. Для побудови графа необхідно вказати вузол мережі і ввести числове значення (довжину в метрах).
В результаті роботи режиму на карті будуть виділені дуги, розташовані на відстані, менш заданого від зазначеного вузла.

Експорт в інші формати

Граф доріг можна експортувати в різні обмінні формати:

SXF (SXF, TXF, DIR)
Google Earth (KML)
AutoCAD (DXF)
ArcView (SHP)
MapInfo (MIF)
S57 (030, 000)
GPS / Польський формат (MP)
GDF (починаючи з версії 10.4.1)
Бази даних (DBF, TXT)
Матриці висот (TXT ...)
Растри (BMP, TIF, JPEG, EMF, EPS ...)

Схожі статті

Попередня ◈ Наступна