Создать «среднюю» линию из нескольких строк, используя QGIS

У меня есть несколько линий линий (также они есть в нескольких точках ...), представляющих похожие пути (в данном случае горные тропы) с различной точностью GPS, в результате чего многие линии расположены близко друг к другу, но не полностью перекрываются.

Для целей этого проекта я ищу способ вычислить «среднюю» линию из всех них и сгенерировать результирующую линию наиболее вероятного положения следа.

Как бы вы поступили, используя QGIS или любой другой инструмент (я думал об OGR ...)?

Тестовые данные:

• QGIS 2.18.16, GRASS GIS 7
• 4 трека GPS
• в пределах сетки 1x1 км

Я.)

Создавайте точки вдоль ваших GPS-треков с помощью плагина QGIS Locate Points Along Lines( https://plugins.qgis.org/plugins/LocatePoints/ ). Я использовал интервал 5 м в моем примере.

II.)

Создать Concave Hullс Processing > Toolbox > QGIS geoalgorithms >Vector geometry tools > Concave hull. Я использовал порог 0.1в моем примере. Если порог слишком низкий, в выходном многоугольнике могут быть дыры.

III.)

Теперь вы можете вычислить «среднюю» линию с помощью алгоритма скелета. Ищите скелет в Processing Toolbox. Используйте v.voronoi.skeletonинструмент из GRASS GIS 7 commands.

Подход тепловой карты:

Этот подход требует больше времени из-за времени вычисления этапов обработки. Это можно рассматривать как идею, возможно, чтобы приблизиться к более общему решению.

Тестовые данные:

• QGIS 2.18.16, GRASS GIS 7
• 4 трека GPS
• в пределах сетки 1x1 км

Я.)

Создавайте точки вдоль ваших GPS-треков с помощью плагина QGIS. Найдите точки вдоль линий ( https://plugins.qgis.org/plugins/LocatePoints/ ). Для подхода тепловой карты я использовал интервал 2м .

II.)

Создайте тепловую карту с помощью плагина QGIS. Я использовал радиус 40м. Я увеличиваю радиус, пока в выходном растре нет дыр. Вы должны попробовать это с разными значениями радиуса.

III.)

РЕДАКТИРОВАНИЕ Нет необходимости хранить точное значение растра тепловой карты.

Теперь я хочу прореживать растр до «белых» областей, где сосредоточено наибольшее количество точек. Для этого я пересчитываю выходной растр. Мин. / Макс. Значения выходного растра - это 0и 89.7935. Я использую только значения выше 44. Для этого я использовал «правило большого пальца». Округлите максимальное значение и разделите его на два. Округлите это значение в другой раз. 89/2 = 44,5-> 44. Я использовал OSGeo4W Shell: gdal_calc -A heatmap.tif --calc="A>=44" --NoDataValue=0 --outfile=heatmap_44_NoData.tif.

IV.)

отредактированный

а) полигонизировать пересчитанную тепловую карту с Raster > Conversion > Polygonize ...

б) Упростить многоугольник Vector > Geometry Tools > Simplify geometries. Я использовал допуск 2. Более простой многоугольник сокращает время обработки скелетов.

в) Рассчитать скелеты: поиск скелета в панели инструментов обработки. Используйте v.voronoi.skeletonинструмент из команды GRASS GIS 7.

Вы можете видеть, что полученная строка представляет более вероятную позицию следа, чем в моем первом ответе. Специально для изгиба на севере средняя линия следует за тремя дорожками, которые находятся ближе друг к другу. То же самое для изгиба на востоке.

Преимущества подхода:

• разумные хорошие результаты исключительно с использованием QGIS

Недостатки:

• время обработки больших наборов данных
• вы должны попробовать параметры априори (радиус карты тепла, мин / макс значения)
• сложно автоматизировать этапы обработки
• не проверено на узкие изгибы / кривые и на треки, которые действительно выходят за пределы линии

Если кто-то может оптимизировать этапы обработки, добро пожаловать!