Crie linha "média" a partir de várias linhas usando o QGIS

Eu tenho vários recursos de linhas (também em multipontos ...) representando caminho semelhante (trilhas de montanha, neste caso) com várias precisão de GPS, resultando em muitas linhas próximas umas das outras, mas não perfeitamente sobrepostas.

Para os fins deste projeto, estou procurando uma maneira de calcular uma linha "média" de todas elas e gerar uma linha resultante da posição mais provável da trilha.

Como você procederia, usando o QGIS ou qualquer outra ferramenta (pensei em OGR ...)?

Dados de teste:

• QGIS 2.18.16, GRASS GIS 7
• 4 trilhas de GPS
• dentro de uma grade de 1x1km

EU.)

Crie pontos ao longo de suas trilhas GPS com o QGIS Plugin Locate Points Along Lines( https://plugins.qgis.org/plugins/LocatePoints/ ). Eu usei um intervalo de 5m no meu exemplo.

II.)

Crie um Concave Hullcom Processing > Toolbox > QGIS geoalgorithms >Vector geometry tools > Concave hull. Eu usei um limite de 0.1no meu exemplo. Se o limite for baixo, pode haver orifícios no polígono de saída.

III.)

Agora, você pode calcular a linha "média" com a ajuda do algoritmo do esqueleto. Procure por esqueleto no Processing Toolbox. Use a v.voronoi.skeletonferramenta do GRASS GIS 7 commands.

A abordagem do mapa de calor:

A abordagem consome mais tempo, devido ao tempo de cálculo das etapas de processamento. Poderia ser visto como uma idéia talvez para se aproximar de uma solução mais geral.

Dados de teste:

• QGIS 2.18.16, GRASS GIS 7
• 4 trilhas de GPS
• dentro de uma grade de 1x1km

EU.)

Crie pontos ao longo de suas trilhas GPS com o plug-in QGIS Localize pontos ao longo das linhas ( https://plugins.qgis.org/plugins/LocatePoints/ ). Para a abordagem do mapa de calor, usei um intervalo de 2m .

II.)

Crie um mapa de calor com o plug-in de mapa de calor QGIS. Eu usei um raio de 40m. Eu aumento o raio até que não haja furos na varredura de saída. Você deve tentar isso com diferentes valores de raio.

III.)

EDITADO Não é necessário manter o valor exato da varredura do mapa de calor.

Agora eu quero afinar a varredura para as áreas "brancas", onde mais pontos estão concentrados. Portanto, recalculo a varredura de saída. Os valores mínimo / máximo da varredura de saída são 0e 89.7935. Eu só uso os valores acima 44. Para isso, usei uma "regra de ouro". Arredonde o valor máximo e divida-o por dois. Arredonde esse valor outra vez. 89/2 = 44,5-> 44. Eu usei o Shell OSGeo4W: gdal_calc -A heatmap.tif --calc="A>=44" --NoDataValue=0 --outfile=heatmap_44_NoData.tif.

IV.)

EDITADO

a) Poligonize o mapa de calor recalculado com Raster > Conversion > Polygonize ...

b) Simplifique o polígono Vector > Geometry Tools > Simplify geometries. Eu usei uma tolerância de 2. Um polígono mais simples reduz o tempo de processamento dos esqueletos.

c) Calcular esqueletos: procure esqueletos na caixa de ferramentas de processamento. Use a v.voronoi.skeletonferramenta dos comandos do GRASS GIS 7.

Você pode ver que a linha resultante representa mais a posição mais provável da trilha do que na minha primeira resposta. Especialmente para a curva no norte, a linha média segue as três faixas mais próximas uma da outra. O mesmo para a curva no leste.

Vantagens da abordagem:

• bons resultados razoáveis ​​usando exclusivamente QGIS

Desvantagens:

• tempo de processamento para grandes conjuntos de dados
• você deve tentar os parâmetros a priori (raio do mapa de calor, valores mínimo / máximo)
• difícil de automatizar as etapas de processamento
• não testado para curvas / curvas estreitas e para faixas que realmente saem da linha

Se alguém puder otimizar as etapas de processamento, seja bem-vindo!