[发明专利]一种基于城市道路网格的重路由及边捆绑方法

说明书

本发明涉及一种基于城市道路网格的重路由及边捆绑方法，属于图形和可视化领域。该方法为：创建所需要的控制网格：确定需要研究的某个城市，获取此城市的OSM路网数据；数据预处理，得到所需路网的交叉点数据；创建所需要的基于城市道路的控制网格；使用改进后的最短路径算法，将原始边向着控制网格重路由；将原始边向着重路由的最短路径的边弯曲，从而达到捆绑效果；设置不同方向的控制点，当与同一路径相切且方向相同，则进行合并方向控制点；设置红色为起点，蓝色为终点的颜色梯度，依次映射达到渲染效果。本发明具有较好的绑定效果，对于具有交通信息的数据可以根据实际意义更好的捆绑，用户能够在更高层认知整个数据集体现的含义。

技术领域

本发明属于图形和可视化领域，涉及一种基于城市道路网格的重路由及边捆绑方法。

背景技术

图是反映数据间关联关系最重要的一种表达方式，被广泛应用在许多领域。许多问题可以通过建立图模型，得到很好的解决，例如，社交网络、交通网络、计算机网络等问题。图可视化作为可视化的一个重要子领域，为了便于观察者能够更直观明了地理解、分析数据彼此间的关联关系，进一步挖掘有意义的潜在结构模式以及方便地进行相关信息处理等，图可视化通常将数学上用于描述实体间二元关系的抽象图用由点边集合构造而成的图像或图形的形式表现出来。相比于其他可视化表示形式来说，图更适用于探索数据的本质关系。但高效地实现包含多个节点和边的图形可视化是一项具有挑战性的工作。此类图形的绘图通常会受到大量边缘及其交叉所引起的视觉混乱的影响。因此，很难读取节点之间的关系和可能存在于标准节点-链接关系图表示中的高级边缘模式。

为了解决大规模数据引起的边缘混乱问题，并解决一些用例，这些用例侧重于简化大型图的描述，并着重于图的结构，而布局算法是图可视化最核心的要素，对图数据的处理起着决定性的影响，最常见的布局方法有节点-链接法和相邻矩阵两类，我们主要研究节点-链接法。边缘捆绑技术是为了减少节点-链接的混乱而设计的。边缘捆绑一般是通过空间邻近对边缘进行分组，创建易于肉眼跟踪的曲线，模拟成一束束导线，形成视觉上可被整体感知的边束，从而减少边缘交叉，提高辨识度的目的，使用户能够很好的“获取”数据信息。

传统的边缘捆绑技术仅从图本身的可视化情况考虑，虽然很好的将一定意义的边捆绑在一起，达到了一个比较好的效果，但并未考虑与具体的交通路线相结合，导致实际应用功能性不强。因此在实际应用中，随着各种交通流数据的出现，人们想要进一步挖掘交通规律，就必须对大量起点-终点的交通流的边进行绑定处理。为了分析具有交通规律的节点-链接图，找到一种适合城市交通路径中大量数据混乱减少的改进方法就变得非常有必要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于城市道路网格的重路由及边捆绑方法。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种基于城市道路网格的重路由及边捆绑方法，该方法包括以下步骤：

S1：创建所需要的控制网格：确定需要研究的某个城市，获取此城市的OSM路网数据；数据预处理，得到所需路网的交叉点数据；创建所需要的基于城市道路的控制网格；

S2：使用改进后的最短路径算法，将原始边向着控制网格重路由，从而达到聚类的效果；

S3：结合最短路径，利用贝塞尔曲线，将原始边向着重路由的最短路径的边弯曲，从而达到捆绑效果；

S4：设置不同方向的控制点，当与同一路径相切且方向相同，则进行合并方向控制点；

S5：设置红色为起点，蓝色为终点的颜色梯度，依次映射达到渲染效果。

可选的，所述S1中，确定需要研究的某个城市，包括首先获取某个城市的ID，然后获取此城市的OSM路网数据。

可选的，所述S1中，数据预处理，得到所需路网的交叉点数据，具体操作为：