專利名稱：繪制地圖的系統(tǒng)、設(shè)備及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一般來說，本發(fā)明涉及繪圖法，更具體來說，涉及城市地區(qū)的地圖繪制。
背景技術(shù)：
具體來說，二十世紀(jì)在全球經(jīng)歷了城市地區(qū)的指數(shù)增長，在其下半葉，城市周邊的郊區(qū)的巨大發(fā)展受到高速公路以及以汽車為基礎(chǔ)的社會的主導(dǎo)的推動。例如，大多數(shù)北美人現(xiàn)在住進(jìn)具有低建筑密度和人口活動比率的郊區(qū)的這種狀況一般無法經(jīng)濟(jì)地維持公共交通運(yùn)輸。居住、工作、購物和閑暇不僅密度低和高土地消耗，而且活動一般也是隔離和獨(dú)立的。因此，當(dāng)前存在對于這種依靠汽車的影響的普遍關(guān)注-在空氣污染、極大增加的延誤方面，在成本、時(shí)間和得到工作的困難上降低人們生活質(zhì)量的不斷增加的總旅程方面，以及在其它許多方面。已經(jīng)推出一系列政策和實(shí)踐來處理這種情況，共同發(fā)展土地使用和交通運(yùn)輸?shù)男问?，從而?jié)省能源，使污染物的散發(fā)減至最小，鼓勵(lì)可達(dá)性，同時(shí)盡量減少移動性-例如通過在公共運(yùn)輸節(jié)點(diǎn)附近發(fā)展密集活動中心。全球若干地區(qū)致力于把這些目標(biāo)轉(zhuǎn)換為區(qū)域策略發(fā)展構(gòu)架。一般來說，隨著全球人口越來越集中在城市地區(qū)，任何給定城市地區(qū)的生活質(zhì)量都極大地受到城市地區(qū)配備支持本地居民需求的基礎(chǔ)設(shè)施的良好程度的影響。城市規(guī)劃是用于規(guī)劃如何增加、更換和維護(hù)這種基礎(chǔ)設(shè)施的眾所周知的學(xué)科。城市規(guī)劃還包含本領(lǐng)域的技術(shù)人員會想到的許多其它問題。至少在發(fā)達(dá)國家，大部分城市地區(qū)實(shí)現(xiàn)不同程度的城市規(guī)劃。此過程往往受到政策因素的極大影響，因?yàn)閲@納稅和財(cái)產(chǎn)權(quán)的問題必定伴隨著城市規(guī)劃過程。最近在北美洲，存在朝“瘦身政府”政策的趨勢，其中基于政府的集中城市規(guī)劃在很大程度上被放棄，有利于允許城市地區(qū)以放任主義方式增長，相信自由市場是區(qū)域應(yīng)當(dāng)如何增長的最佳決定因素。其它管理機(jī)構(gòu)仍然可能實(shí)行更激進(jìn)的政策，包括大量集中規(guī)劃，觀點(diǎn)是政府控制的中央規(guī)劃是適應(yīng)當(dāng)?shù)鼐用竦男枨蟮淖钣行Х绞?。?dāng)然，任何給定地區(qū)采用的方式通常處于這些極端之間。不管所選的方式如何，伴隨先有技術(shù)城市地圖繪制和數(shù)據(jù)采集技術(shù)的一個(gè)問題在于，極少存在可經(jīng)過分析而對于如何可以最有效實(shí)現(xiàn)城市規(guī)劃提供客觀看法的硬數(shù)據(jù)。當(dāng)今存在的、在某個(gè)地區(qū)不一致地收集的硬數(shù)據(jù)表明，更多數(shù)據(jù)、而且是正確種類的數(shù)據(jù)在城市規(guī)劃中可能極為有效。例如，在2003年，大家知道多倫多市有地鐵系統(tǒng)，它在很大程度上依靠投幣箱來維持，而極少依靠政府津貼。假設(shè)造成這種現(xiàn)象的一個(gè)主要因素在于，存在地鐵站附近生活(“居住區(qū)”)的大的人口密度，以及在同樣處于地鐵站附近、居民工作(“就業(yè)區(qū)”)的市區(qū)中心存在至少一個(gè)集中區(qū)域。在紐約可觀察到類似現(xiàn)象。但是，生成支持這種假設(shè)的報(bào)告所需的工作是巨大、復(fù)雜、費(fèi)時(shí)且昂貴的。作為一種方法，該工作可涉及收集多倫多的街道地圖和地鐵地圖，然后在居住和就業(yè)區(qū)挨家挨戶進(jìn)行調(diào)查以證實(shí)人們事實(shí)上利用地鐵去上班。最后，挨家挨戶調(diào)查所收集的數(shù)據(jù)可與地圖相關(guān)，從而最終得出具有支持該假設(shè)的結(jié)論的報(bào)告。但是，可以注意到，報(bào)告僅包含幾組數(shù)據(jù)點(diǎn)，而并沒有包括可能影響居住區(qū)和就業(yè)區(qū)的簡單密度是否足以支持地鐵路線的其它數(shù)據(jù)。這種報(bào)告也沒有描述支配密度的建筑環(huán)境的結(jié)構(gòu)。此外，這種報(bào)告不易于與其它城市地區(qū)如何處理從居住區(qū)到就業(yè)區(qū)的交通的情況進(jìn)行比較，以便提供對于哪個(gè)城市地區(qū)最好地處理其交通運(yùn)輸需求的客觀評估。本領(lǐng)域的技術(shù)人員會想到關(guān)于特定城市地區(qū)如何相對另一個(gè)地區(qū)進(jìn)行運(yùn)作的更復(fù)雜問題，并且解答這類問題的報(bào)告的生成將面臨相似的障礙和復(fù)雜度。如前面所述，先有技術(shù)的城市地圖在生成城市規(guī)劃實(shí)踐的上述類型的報(bào)告中是極有用的元素。先有技術(shù)的城市地圖主要標(biāo)識交通運(yùn)輸路線的物理特征，并且包括那些地圖上的類似標(biāo)識符的街道名稱和站名。地圖可包括關(guān)于特定區(qū)域是否更多地以居住、商業(yè)或工業(yè)活動為主的指示，但僅此而已。一般來說，這類地圖對于在城市地區(qū)中導(dǎo)航很有用，但在嘗試為城市規(guī)劃生成復(fù)雜報(bào)告時(shí)只提供有限的信息。更新近的先有技術(shù)的城市地圖提供可用于不只是在城市地區(qū)中導(dǎo)航的信息。這些地圖至少部分采用從衛(wèi)星、飛機(jī)等獲取的遙感數(shù)據(jù)來生成。Baltsavias、Emmanuel P.和A.Gruen.的“解決方案集中用于監(jiān)測城市的航攝照片、LIDAR和IKONOS的比較”(Remotely Sensed Cities，編者Victor Mesev、Taylor和Francis，London，2003年)(“Baltsavias”)是一個(gè)先有技術(shù)參考文獻(xiàn)，它公開這樣一種城市地圖的實(shí)例。Baltsavias包括使用其中包括航空/數(shù)字正射成像、激光探測和測距(“LIDAR”)IKONOS(每像素4米彩色和每像素1米黑白光衛(wèi)星圖)在內(nèi)的當(dāng)前高分辨率遙感技術(shù)來提取例如下列地球空間信息的審查和評估1)數(shù)字地形模型(“DTM”，表示消除了自然和人造特征的地球裸露表面的高程模型)；2)數(shù)字表面模型(“DSM”，又稱作“第一表面”模型，其中，在高程模型中捕捉人造和自然特征)；以及3)諸如建筑物、道路、植被等的城市對象的標(biāo)識，以及諸如建筑物等的三維城市對象的重構(gòu)。
Baltsavias描述了開發(fā)三維城市模型的要求，并簡述已經(jīng)開發(fā)的兩個(gè)商業(yè)應(yīng)用，即InJECT，INPHO GmbH(Stuggard，Germany)的產(chǎn)品，以及CyberCity AG(Bellikon，Switzerland)推出的CyberCityModeler(CC-Modeler)。Baltsavias描述了原型系統(tǒng)、即CyberCity空間信息系統(tǒng)(“CC-SIS”)，它是對于把三維城市模型與可能鏈接到外部地理信息系統(tǒng)(“GIS”)數(shù)據(jù)的關(guān)系數(shù)據(jù)庫相結(jié)合的嘗試。為了標(biāo)識對象，用戶手動標(biāo)識屏幕上的點(diǎn)，只有在那時(shí)該應(yīng)用才自動構(gòu)建包括相關(guān)那些點(diǎn)以及標(biāo)識對象所需的幾何結(jié)構(gòu)的拓?fù)?。該?yīng)用要求使用數(shù)字正射投影像片，以構(gòu)建城市模型所需的分辨率獲取這些像片是昂貴的。此外，Baltsavias沒有解釋如何取得建筑物的用途或類型以及它與其鄰近或者整個(gè)城市規(guī)模中的其它建筑物的關(guān)系。該應(yīng)用不允許用戶評估地區(qū)的運(yùn)作方式或者與其它城市地區(qū)進(jìn)行比較。一般來說，Baltsavias局限于如何提供對城市地區(qū)的構(gòu)成和功能進(jìn)行描述及可視化。增加的城市地圖復(fù)雜性的另一個(gè)實(shí)例見于Barnsley、Michael J.、A.M.Steel和S.Barr.的“通過分析以LIDAR和多譜圖像數(shù)據(jù)標(biāo)識的建筑物的空間構(gòu)成確定城市土地用途”(Remotely SensedCities，編者Victor Mesev、Taylor&Francis，London，2003年)(“Barnsley”)。Barnsley采用每像素4米彩色衛(wèi)星圖的IKONOS以及每平方米0.4點(diǎn)采樣密度的LIDAR(2米)圖像數(shù)據(jù)的組合從其它周圍對象、如樹木或鋪有路面的道路中提取建筑物對象的存在。提取的結(jié)果與基本數(shù)據(jù)進(jìn)行比較以便保證結(jié)果的準(zhǔn)確度。采用四個(gè)測試區(qū)域，其中主要土地用途是住宅或工業(yè)。給定數(shù)據(jù)集的限制，幾個(gè)門限被施加到數(shù)據(jù)以改善結(jié)果。Barnsley發(fā)展了基于圖形的模式識別系統(tǒng)，通過高度和結(jié)構(gòu)配置來推斷土地用途。在Barnsley中用于半自動提取建筑物對象以及標(biāo)識建筑物的形態(tài)屬性的差異和建筑形式模式的結(jié)構(gòu)成分的技術(shù)和技巧在區(qū)別一般土地使用類型(例如住宅對工業(yè))方面是成功的，但是在識別和表征這些一般土地使用類型中的獨(dú)特模式時(shí)存在問題，給定所使用的測量技術(shù)，無法表征不同的住宅和工業(yè)模式。一般來說，Barnsley沒有講授如何對不同的住宅和工業(yè)用途的獨(dú)特建筑形式進(jìn)行分類和描述。提供更復(fù)雜的城市地圖的仍未實(shí)現(xiàn)的嘗試的一個(gè)實(shí)例見于Eguchi、Ronald、C.Huyck、B.Houshmand、D.Tralli和M.Shinozuka的“采用合成孔徑雷達(dá)技術(shù)的建筑物詳細(xì)清單的新應(yīng)用”(the 2ndMulti-Lateral Workshop on Development of Earthquake and TsunamiDisasters Mitigation Technologies and their Integration for the Asia-Pacific region，2000年3月1-2日，Kobe，Japan)(“Eguchi”)。采用干涉測量合成孔徑雷達(dá)(IFSAR)航空技術(shù)、空中攝影和縣稅收評定數(shù)據(jù)，Eguchi嘗試根據(jù)他們從遙感數(shù)據(jù)中提取的建筑物占地面積和高度來識別建筑物類型，并采用縣稅收評定數(shù)據(jù)來驗(yàn)證結(jié)果。Eguchi提供了所使用的技術(shù)的初步結(jié)果以及未來研究計(jì)劃，從而打下努力完成他們可從其中測量建筑物密度和發(fā)展的整個(gè)城市規(guī)模的建筑物詳細(xì)清單的基礎(chǔ)。雖然已經(jīng)打下基礎(chǔ)，但是沒有成功或者如何取得這種成功的指示。另一個(gè)實(shí)例是Mesev、Victor的“城市土地使用重構(gòu)從地址點(diǎn)信息的圖像模式識別”(the International Archives ofPhotogrammetry，Remote Sensing and Spatial Information SciencesConference，Regensburg，Germany，2003年6月27-29日)(“Mesev”)。Mesev檢查英國陸軍測繪局采集的地址點(diǎn)數(shù)據(jù)的使用，以便檢查英國布里斯托爾的發(fā)展的空間模式。地址點(diǎn)數(shù)據(jù)包含關(guān)于一般土地使用類型、住宅對商業(yè)的信息，以及Mesev嘗試根據(jù)各種空間索引/技術(shù)、即點(diǎn)的密度與最接近鄰域分析，來識別相同土地使用類型的不同區(qū)域、如住宅#1和住宅#2之間的差異。來自這個(gè)空間識別系統(tǒng)的這種信息用于告知城市地區(qū)的多譜圖像分類。Mesev引入對于稱作Cities Revealed的公司(The GeoInformation Group，Telford House，F(xiàn)ulbourn，Cambridge，CB1 5HB，United Kingdom--http//www.crworld.co.uk)提供的高分辨率空中攝影所使用的一些初步結(jié)果。對于大城市地區(qū)，Cities Revealed的遙感影像的取得相當(dāng)昂貴。用于模式識別的數(shù)據(jù)是英國特有的，但不可用于所有地區(qū)，因?yàn)橛诤艽蟪潭壬弦蕾囉戃姕y繪局。同樣，空間索引對于其它城市土地使用類不是完全成功的，例如對于商業(yè)和工業(yè)，其中關(guān)于建筑物特征的信息將比只是建筑物布局更有用。
發(fā)明概述本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種繪制地圖的新穎方法及系統(tǒng)，它消除或者減少先有技術(shù)的上述缺點(diǎn)中的至少一個(gè)。本發(fā)明的一個(gè)方面提供一種城市地區(qū)地圖，其中包括第一組標(biāo)記，表示所述地區(qū)的地貌特征；以及第二組標(biāo)記，表示位于所述地區(qū)內(nèi)的多個(gè)不同類型的建筑形式及其位置。地圖還包括第三組標(biāo)記，表示與所述地貌特征和所述建筑形式關(guān)聯(lián)的人類活動的模式。本發(fā)明的另一個(gè)方面提供一種設(shè)備，它包括連接到計(jì)算機(jī)處理器的遙感設(shè)備。遙感設(shè)備采集有關(guān)城市地區(qū)的成像數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)處理器解釋成像數(shù)據(jù)以產(chǎn)生城市地區(qū)地圖，其中包括標(biāo)識表示地貌特征的第一組標(biāo)記、表示不同類型的建筑形式的第二組標(biāo)記以及表示與地貌特征和建筑形式關(guān)聯(lián)的人類活動的模式的第三組標(biāo)記的表示。地圖還可包括第四組標(biāo)記，表示其它類型的標(biāo)記中的至少一個(gè)出現(xiàn)的強(qiáng)度等級。
附圖概述現(xiàn)在參照某些實(shí)施例和附圖、僅通過舉例來說明本發(fā)明，附圖包括

圖1是包含多個(gè)城市地區(qū)的地理地域的一部分的表示；圖2是被遙感的圖1的地域中的某個(gè)城市地區(qū)內(nèi)的區(qū)域的表示；
圖3是圖2中執(zhí)行的遙感的更詳細(xì)表示；圖4是圖3中執(zhí)行的遙感的更詳細(xì)表示；圖5是圖2-4中檢測的、輸入到用于根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例生成地圖的設(shè)備中的數(shù)據(jù)的表示；圖6是圖5的存儲裝置中存儲的數(shù)據(jù)庫的表示，它可用于解釋圖2-4中檢測的原始數(shù)據(jù)；圖7更詳細(xì)地說明圖6的數(shù)據(jù)庫中的對象；圖8是流程圖，說明根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例生成地圖的一種方法；圖9說明表示根據(jù)圖8的方法的執(zhí)行被分析的地區(qū)內(nèi)的某個(gè)區(qū)域的檢測數(shù)據(jù)；圖10說明圖9所示的區(qū)域中的一小塊；圖11說明采用圖8的方法生成的圖10中的塊的地圖；圖12說明為了產(chǎn)生不同的地圖格式而采用圖8的方法的變體生成的圖11的地圖；圖13說明與圖12的地圖相同格式的地圖，其中，地圖表示圖9中的區(qū)域；圖14說明與圖13的地圖相同格式、擴(kuò)展到地區(qū)級的地圖；圖15說明根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例用于生成地圖的設(shè)備；圖16說明由圖15的設(shè)備生成的圖9中的區(qū)域的地圖，它描述區(qū)域中的住宅密度；圖17表示流程圖，說明根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例生成地圖的方法；以及圖18說明示范圖表，它可在執(zhí)行圖17中的方法時(shí)產(chǎn)生。
本發(fā)明的描述圖1說明包含多個(gè)城市地區(qū)44的地域40。在圖1的實(shí)例中，地域40是由美國-加拿大邊界大致平分的北美洲的一部分，但要理解，這只是本文的理論可適用的地域的一個(gè)實(shí)例。因此，地域40中的城市地區(qū)44包括各個(gè)眾所周知的城市地區(qū)，其中包括以441表示的多倫多、以442表示的底特律以及以443表示的紐約-其它區(qū)域只用參考標(biāo)號44表示。應(yīng)當(dāng)理解，在本實(shí)施例中，區(qū)域44并不表示其行政意義，而是在地理意義上表明城市地區(qū)。因此，例如多倫多441的區(qū)域表示大多倫多地區(qū)或整個(gè)“黃金馬蹄”，跨越沿安大略湖的北海岸從漢密爾頓到Bowmanville的市區(qū)。類似地，底特律442和紐約443表示其各自的大城市區(qū)域。圖1還示出兩個(gè)遙感裝置48，即通過地域40上方的飛機(jī)481和衛(wèi)星482。裝置48包括成像設(shè)備，使裝置48能夠用于根據(jù)諸如空中攝影、航空/數(shù)字正射成像、LIDAR、IKONOS、RADAR之類的預(yù)期和適當(dāng)遙感形態(tài)來遙感與城市地區(qū)44關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)。其它類型的裝置48及其相應(yīng)的形態(tài)是本領(lǐng)域的技術(shù)人員會想到的。圖2說明針對地區(qū)44(即多倫多441)內(nèi)的特定區(qū)域52遙感數(shù)據(jù)的裝置48(即飛機(jī)481)。一般來說，裝置48可用于檢測與特定地區(qū)44中的多個(gè)區(qū)域關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)，從而遙感包含整個(gè)地區(qū)44的數(shù)據(jù)。因此，要理解，為了說明本發(fā)明的各種實(shí)施例，作為實(shí)例來說明區(qū)域52。圖3更詳細(xì)地說明區(qū)域52，以及在本實(shí)施例中，區(qū)域52由裝置48感測為照片。區(qū)域52(和/或其部分和/或地區(qū)44的其它部分)可按照包括地貌形式、建筑形式、活動模式和使用強(qiáng)度的多個(gè)標(biāo)記及其各個(gè)等級來表征。地貌形式包括區(qū)域52的自然物理特征，其中包括景觀和物理對象，諸如地形、樹木、河流和溪流。描述地貌形式的更具體術(shù)語方式可見于Anderson、James R.、E.E.Hardy、J.T.Roach和R.E.Witmer 1976年的“與遙感器數(shù)據(jù)配合使用的土地用途和土地覆蓋分類系統(tǒng)”(Geological Survey Professional Paper 964)，其內(nèi)容通過引用結(jié)合于本文中。相比之下，建筑形式包括在地貌形式之上人工建造的任何事物，諸如道路、房屋、建筑物、公園、停車場、紀(jì)念碑等。(下表I提供可能的建筑形式類型的詳細(xì)列表。)活動模式包括區(qū)域52中發(fā)生的人類活動的性質(zhì)，并且可包括關(guān)于就業(yè)、居住、娛樂、工業(yè)、商業(yè)和/或其組合的信息。最后，使用強(qiáng)度是標(biāo)識特定活動發(fā)生的程度或數(shù)量的度量。強(qiáng)度還可包括特定活動或者活動混合的程度，以便描述對于分類方案的活動標(biāo)記的變化范圍的可能性。下面將更詳細(xì)地論述關(guān)于這些標(biāo)記的其它詳細(xì)情況。圖4更詳細(xì)地說明區(qū)域52的一小部分，裝置48通過其上方并感測以樹木561和溪流562的形式的地貌形式56、以及以房屋601、辦公大廈602和公寓大樓603的形式的建筑形式60。圖5說明裝置48感測的包括區(qū)域52的照片的數(shù)據(jù)64從裝置48傳送到設(shè)備68、以便根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例繪制地圖的傳送。設(shè)備68一般可用于解釋數(shù)據(jù)64，以便至少部分根據(jù)上述標(biāo)記的部分或全部來生成區(qū)域52的地圖。在本實(shí)施例中，設(shè)備68為服務(wù)器，但也可以是臺式計(jì)算機(jī)、客戶機(jī)、終端、個(gè)人數(shù)字助理或其它任何計(jì)算裝置。設(shè)備68包括連接到輸出裝置76以便向用戶提供輸出的塔式機(jī)72以及用于接收來自用戶的輸入的一個(gè)或多個(gè)輸入裝置80。在本實(shí)施例中，輸出裝置76是監(jiān)測器，輸入裝置80包括鍵盤801和鼠標(biāo)802。其它輸出裝置和輸入裝置是本領(lǐng)域的技術(shù)人員會想到的。塔式機(jī)72還連接到存儲裝置84、如硬盤驅(qū)動器或廉價(jià)磁盤冗余陣列(“RAID”)，它包含用于解釋數(shù)據(jù)64的參考數(shù)據(jù)，下面將提供它的更詳細(xì)情況。塔式機(jī)72通常包含經(jīng)由總線耦合到隨機(jī)存取存儲器的至少一個(gè)中央處理器(“CPU”)。在本實(shí)施例中，塔式機(jī)72還包括網(wǎng)絡(luò)接口卡，并連接到根據(jù)需要可能是內(nèi)聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)或者用于互連多個(gè)計(jì)算機(jī)的其它任何類型的網(wǎng)絡(luò)的網(wǎng)絡(luò)88。設(shè)備68可把設(shè)備68生成的地圖輸出到網(wǎng)絡(luò)88，和/或設(shè)備68除了數(shù)據(jù)64之外還可接收用于至少部分根據(jù)上述標(biāo)記的部分或全部來生成區(qū)域52的地圖的數(shù)據(jù)。圖6說明可存儲在存儲裝置84中以幫助塔式機(jī)72中的CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)64的解釋的數(shù)據(jù)庫和表的種類的簡化表示。圖6中，存儲裝置84存儲二維表92。表92包括由標(biāo)記為“原始數(shù)據(jù)”的左欄96和標(biāo)記為“解釋”的右欄100組成的建筑形式數(shù)據(jù)。因此，表92中的每個(gè)記錄在左欄96中包含與遙感數(shù)據(jù)64中可得到的原始數(shù)據(jù)對應(yīng)的對象104，以及在右欄100中包含標(biāo)識對象104的相應(yīng)解釋的對象108。更具體來說，對象1041對應(yīng)于房屋，對象1042對應(yīng)于辦公大廈，以及對象104n對應(yīng)于公寓大樓。預(yù)計(jì)從數(shù)據(jù)64中得到的原始數(shù)據(jù)將包含多個(gè)人工產(chǎn)物和其它唯一標(biāo)識符，以及表92將包含有關(guān)這類標(biāo)識符的信息，以便為塔式機(jī)72中的CPU提供在區(qū)分?jǐn)?shù)據(jù)64中包含的各種類型的建筑形式時(shí)使用的附加信息。圖7更詳細(xì)地說明對象104，以便提供可與表92中的每個(gè)對象關(guān)聯(lián)的標(biāo)識符的種類的實(shí)例。例如，注意到，每個(gè)對象104包含陰影112。注意，1122最長，陰影112n比陰影1122更短，以及陰影1121比陰影112n更短。從數(shù)據(jù)64中得到的這種陰影長度可用來推斷給定對象104的高度，因而可幫助塔式機(jī)72中的CPU來推斷與從數(shù)據(jù)64中得到的給定對象關(guān)聯(lián)的建筑形式的類型。通過確定數(shù)據(jù)64中的對象的相對高度，塔式機(jī)72中的CPU可進(jìn)行關(guān)于要給予特定對象104的適當(dāng)解釋的相對判定。在這個(gè)實(shí)例中，陰影112用來確定給定對象的高度，但應(yīng)當(dāng)理解，更復(fù)雜的方式可用來推斷高度-例如通過使用LIDAR。因此，當(dāng)收集數(shù)據(jù)64時(shí)，可能希望采用感測形態(tài)、即攝影和LIDAR的組合，以及組合那種感測數(shù)據(jù)以便推導(dǎo)關(guān)于區(qū)域52中的對象的更多信息和標(biāo)識。這時(shí)應(yīng)當(dāng)理解，各種不同的標(biāo)識符可用于塔式機(jī)72中的CPU執(zhí)行的計(jì)算操作中，以便進(jìn)一步幫助區(qū)別區(qū)域52中找到的各種建筑形式。例如，對象104n的每端上兩個(gè)正方形116的出現(xiàn)表示電梯井的存在，以及對象104n的矩形結(jié)合電梯井的存在以及它比對象1042更短的高度可用來確定對象104n是公寓大樓。作為附加實(shí)例，對象1041包括其頂部的峰線120，進(jìn)一步指示對象1041為房屋。作為標(biāo)識符的另一個(gè)實(shí)例，類似對象1041的數(shù)據(jù)64中的元素的閉合分組可用于進(jìn)一步指示這種元素實(shí)際上是房屋601。作為標(biāo)識符的又一個(gè)實(shí)例，在數(shù)據(jù)64所包含的給定元素附近所檢測的大空地可表示停車場，從而消除了數(shù)據(jù)64中的給定元素實(shí)際上是房屋601的可能性。作為附加標(biāo)識符，在某些地理區(qū)域，尤其是在北美洲，存在有限數(shù)量的重復(fù)建筑形式類型。由于這個(gè)有限數(shù)量，因此，除了諸如以上列示的標(biāo)識符(或者例如可能時(shí)常被確定為有用的其它標(biāo)識符)之類的標(biāo)識符之外，還可采用概率公式表達(dá)來提高準(zhǔn)確確定特定建筑形式類型的可能性。表I表示可伴隨可用于存儲裝置84中的數(shù)據(jù)庫中的每種類型(例如表92)并與塔式機(jī)72中運(yùn)行的軟件結(jié)合以便實(shí)際區(qū)別某些建筑形式類型與其它類型的這類建筑形式類型和標(biāo)識符的列表。
表I建筑形式類型 因此，一旦塔式機(jī)72接收數(shù)據(jù)64，它可對其執(zhí)行順序掃描(或另外的適當(dāng)分析技術(shù))，分析表示區(qū)域52的數(shù)據(jù)64中找到的元素，并把那些所分析元素與表92、具體為原始數(shù)據(jù)左欄86中的信息進(jìn)行比較，從而最終識別區(qū)域52中的那個(gè)特定位置上的建筑形式的類型。更具體來說，一旦數(shù)據(jù)64經(jīng)過分析，并且其中的對象經(jīng)過隔離，塔式機(jī)72中的CPU可檢測房屋601、辦公大廈602和公寓大樓603的存在和位置。一般來說，本領(lǐng)域的技術(shù)人員會知道，塔式機(jī)72中的CPU執(zhí)行的任務(wù)可基于當(dāng)前適用于確定地形的類型和為建筑物建模的市場出售的軟件中存在的已知技術(shù)。例如參見美國陸軍工程兵團(tuán)的http//www.tec.army.mil/TD/tvd/survey/index.html。本領(lǐng)域的技術(shù)人員現(xiàn)在會理解，這類已知技術(shù)提供操作和軟件過程來識別各種地貌形式和建筑形式的存在以及表明其配置，但在其當(dāng)前形式中，一般不適合執(zhí)行識別不同類型的建筑形式的任務(wù)。(即，在軍事環(huán)境中，采集這類信息的目的是為了獲得戰(zhàn)場優(yōu)勢以便侵略或防衛(wèi)城市地區(qū)，而不是為了對該地區(qū)的規(guī)劃改進(jìn)。)現(xiàn)在參照圖8，一種用于生成地圖的方法一般表示為300。為了幫助說明該方法，假定方法300采用設(shè)備68以及與其相關(guān)的上述方面來操作。此外，方法300的以下論述產(chǎn)生對設(shè)備68的進(jìn)一步理解。(但是要理解，設(shè)備68和/或方法300可以改變，并且不需要完全按照本文所述相互結(jié)合進(jìn)行工作，以及這類變更處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。)首先以步驟310開始，接收城市地區(qū)的遙感數(shù)據(jù)。這個(gè)步驟主要按照前面所述來執(zhí)行，其中的遙感裝置48通過給定城市地區(qū)44上方，并且隨著其成像技術(shù)被激活，裝置48采集特定地區(qū)44的數(shù)據(jù)、如數(shù)據(jù)64。數(shù)據(jù)64則采用適當(dāng)?shù)木W(wǎng)絡(luò)接口傳送給設(shè)備68的塔式機(jī)72-例如經(jīng)由無線連接直接從裝置48傳送，或者通過從裝置48移開并插入塔式機(jī)72上的讀取裝置中的物理介質(zhì)來傳送，或者根據(jù)需要通過其它任何方式來傳送。隨后，在步驟320，遙感數(shù)據(jù)被分析為具有位置坐標(biāo)的對象。這個(gè)步驟可根據(jù)分析數(shù)據(jù)64以提取各個(gè)對象并對其分配坐標(biāo)的任何已知或所需技術(shù)來進(jìn)行，如本領(lǐng)域的技術(shù)人員會想到的那樣。例如。圖9說明數(shù)據(jù)64中的區(qū)域52，它被分為邏輯網(wǎng)格124，其中具有(X，Y)坐標(biāo)系以及坐標(biāo)(0，0)上的原點(diǎn)128。圖9還說明網(wǎng)格124中突出顯示為塊132的四個(gè)正方形。塊132在網(wǎng)絡(luò)124的坐標(biāo)(6，2)開始。為了幫助進(jìn)一步說明方法300，將更詳細(xì)地論述塊132，作為方法300可如何處理數(shù)據(jù)64的一個(gè)實(shí)例。圖10更詳細(xì)地說明數(shù)據(jù)64的塊132。因此，對塊132執(zhí)行步驟320時(shí)，對那個(gè)塊132執(zhí)行的圖像處理產(chǎn)生如圖10標(biāo)記的對象1361、1362、1363...1366的標(biāo)識。注意，塊132中表示對象1361、1362、1363...1366的方式是表示這類對象中的對象1361、1362、1363...1366的外觀，作為封裝在數(shù)據(jù)64中的、裝置48的原始采集數(shù)據(jù)。因此，對象1361、1362、1363...1366包含多個(gè)人工產(chǎn)物和其它標(biāo)識符，但對象1361、1362、1363...1366當(dāng)前以其它方式未標(biāo)識。這樣，還在對塊132執(zhí)行步驟320時(shí)，創(chuàng)建列示那些對象及其位置的數(shù)據(jù)庫。表II說明在對塊132執(zhí)行步驟320時(shí)創(chuàng)建的位置坐標(biāo)列表。
表II塊132中的對象和位置 仍然參照圖8，方法300從步驟320進(jìn)行到步驟325，這時(shí)，在步驟320被分析的對象與一組預(yù)計(jì)建筑形式進(jìn)行比較。因此，得到已標(biāo)識對象1361、1362、1363...1366，然后每一個(gè)與裝置84中、具體為表92中存儲的一組預(yù)計(jì)建筑形式進(jìn)行比較。采用表92和上述解釋技術(shù)(或者可能需要的其它這類解釋技術(shù))，可得到與各對象136關(guān)聯(lián)的原始數(shù)據(jù)的解釋。在這種比較過程中，將確定對象1361類似對象1042；對象1362類似對象104n；以及對象1363、1364、1365和1366類似對象1041。在步驟330，確定各對象的建筑形式的類型。因此，采用步驟325的比較結(jié)果，塔式機(jī)72確定在步驟320所標(biāo)識的對象136中每個(gè)的身份，并添加到表II的信息中，從而產(chǎn)生包含那個(gè)特定對象的建筑形式類型的、表III的形式的新表。
表III塊132中的各對象的建筑形式類型 在步驟335，建筑形式地圖根據(jù)步驟320-330的執(zhí)行結(jié)果來生成。這樣，塔式機(jī)72采用表III中的信息重新繪制塊132。如圖11所示，塔式機(jī)72因而從塊132和表III中產(chǎn)生塊132a，并把塊132a輸出到輸出裝置76。(應(yīng)當(dāng)理解，塊132a還可保存在存儲裝置84中，或者發(fā)送給網(wǎng)絡(luò)88上的另一個(gè)計(jì)算裝置，或者以其它方式輸出。)因此，塊132a以插圖形式表示區(qū)域52中的建筑形式，并提供關(guān)于塊132a中呈現(xiàn)的各圖標(biāo)的建筑形式類型的圖例。類似地，塔式機(jī)72因此可在顯示器76上呈現(xiàn)所有區(qū)域52和/或所有地區(qū)44。在本實(shí)施例中，可以設(shè)想提供全程導(dǎo)航工具，以便允許用戶使用輸入裝置80圍繞區(qū)域52(或地區(qū)44)移動，并根據(jù)需要放大或縮小。作為步驟335的補(bǔ)充步驟或者作為步驟335的變體，塊132可按照圖12所示的形式產(chǎn)生，如塊132b所示，其中，由網(wǎng)格124上的一組坐標(biāo)限定的特定正方形根據(jù)那個(gè)特定正方形內(nèi)找到的最普遍類型的建筑物形式來標(biāo)記。用于生成圖12的地圖的方法還可適用于生成區(qū)域52(以圖13中表示為區(qū)域52a的形式)和/或整個(gè)地區(qū)44(以圖14中表示為地區(qū)441a的形式)的地圖。在圖13中，區(qū)域52已經(jīng)在輸出裝置76上呈現(xiàn)為區(qū)域52a，并分為四個(gè)分區(qū)1361、1362、...1364。每個(gè)分區(qū)136根據(jù)那個(gè)分區(qū)136中主要的建筑形式的類型來加陰影。因此，分區(qū)1361表示為主要由辦公大廈602組成；分區(qū)1362表示為主要由公寓大樓603組成；而分區(qū)1363和1364則表示為主要由房屋601組成。要理解，可包括其它建筑形式分區(qū)類型，例如辦公大廈602和房屋601的混合，在其中，給定分區(qū)由不止一個(gè)主要建筑形式類型組成。還要理解，用來確定一個(gè)分區(qū)136開始以及另一個(gè)分區(qū)結(jié)束的位置的標(biāo)準(zhǔn)沒有具體限制，而是可基于諸如用戶選擇、行政區(qū)劃界、地貌、交通運(yùn)輸路線及其組合之類的任何數(shù)量的因素，和/或可基于更“模糊”的邏輯類型，其中塔式機(jī)72配置成根據(jù)以特定建筑形式類型的突出性為特征的區(qū)域52中的正方形的分組來創(chuàng)建分區(qū)。應(yīng)當(dāng)理解，分區(qū)的具體形狀沒有因此而被限制，這類形狀取決于用來定義分區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。作為一個(gè)實(shí)例，在例如多倫多的城市中，Danforth大街呈現(xiàn)沿著稱為“希臘城”的區(qū)域的公共標(biāo)記-這個(gè)長方形區(qū)域可選作特定分區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)。因此，其中街道呈現(xiàn)公共標(biāo)記、使得把那個(gè)街道定義為分區(qū)是需要或合理的任何區(qū)域也是如此。還可設(shè)想新的地圖可根據(jù)對于這種標(biāo)準(zhǔn)的用戶輸入變更迅速被生成?，F(xiàn)在會理解，在對于整個(gè)地區(qū)44生成圖13所示的類型的地圖的情況下，可方便地比較不同地區(qū)44之間由主要建筑形式類型及其分布表征的分區(qū)的比較。例如，在對于多倫多441創(chuàng)建圖14中的類型的地圖以及對紐約443創(chuàng)建另一個(gè)地圖(未示出)的情況下，可對每個(gè)相應(yīng)地區(qū)44上的主要建筑形式類型及其分布進(jìn)行比較。這時(shí)還應(yīng)當(dāng)理解，圖14中的示例地圖包括基于表I所示的建筑形式類型的列表的大量建筑形式類型。但是，應(yīng)當(dāng)注意，表I中的列表不是窮舉的，其它建筑形式是本領(lǐng)域的技術(shù)人員現(xiàn)在會想到的。例如，半永久單個(gè)獨(dú)立的活動房屋是表I中未列出的附加建筑形式類型。圖11-14所示的地圖主要針對建筑形式。但是，在本發(fā)明的其它實(shí)施例中，可生成包含除建筑形式以外的信息的地圖。這類地圖包括可用來表征特定地區(qū)的其它標(biāo)記，包括地貌形式、活動模式和使用強(qiáng)度。采用現(xiàn)有遙感和繪圖技術(shù)，地貌形式的添加較為簡單?？捎米鲌?zhí)行地貌形式的這種添加的組成部分的現(xiàn)有商業(yè)包的實(shí)例包括用于圖像處理的ERDAS Imagine(Leica Geosystems GIS & Mapping，LLC，Worldwide Headquarters，2801 Buford Highway，N.E.，Atlanta，GA30329-2137USA)以及PCI.Geomatics(50 West Wilmot Street，RichmondHill，Ontario Canada，L4B 1M5)。來自ESRI ArcGIS(ESRI，380 NewYork Street，Redlands，CA 92373-8100，USA)和Mapinfo(MapInfo，26Wellington Street East，Suite 500，Toronto，ON M5E 1S2)的商業(yè)包可用于繪圖。在前一個(gè)實(shí)施例中，一定程度的活動模式由于識別建筑形式類型的過程而可推斷-即，房屋和公寓表示“居住”的活動，而辦公大廈則表示“就業(yè)”的活動模式。但是，在其它實(shí)施例中，采用與被制圖地區(qū)對應(yīng)的地理空間和/或人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來添加活動模式和/或使用強(qiáng)度。地理空間數(shù)據(jù)可包括標(biāo)識地球上的自然或建造特征和邊界的地理位置及特征的信息。地理空間數(shù)據(jù)信息其中還可從遙感、繪圖及測量技術(shù)中得出。人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可看作是地理空間數(shù)據(jù)的子集，并且可包含說明給定地區(qū)44中的生活條件的關(guān)于出生、死亡、年齡、收入等的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。作為上述的一個(gè)實(shí)例，在圖15中，人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)140連同數(shù)據(jù)64被輸入到塔式機(jī)72以用于生成增強(qiáng)地圖。本文所使用的人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)140的來源可能是多方面的，包括由政府機(jī)構(gòu)采集和保存的數(shù)據(jù)，例如人口普查數(shù)據(jù)、納稅數(shù)據(jù)、土地登記數(shù)據(jù)、就業(yè)情況調(diào)查，并且包含由非政府機(jī)構(gòu)采集和保存的數(shù)據(jù)。因此，人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)140實(shí)際上被輸入到塔式機(jī)72中的方式將取決于它當(dāng)前存在的形式以及包含對隱私法的適當(dāng)考慮。因此，當(dāng)塔式機(jī)72接收人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)140和遙感數(shù)據(jù)64時(shí)，塔式機(jī)72還將包括相關(guān)與被采集人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)140相關(guān)的地區(qū)44和/或區(qū)域52中的物理區(qū)域的功能性。(應(yīng)當(dāng)注意，為了保密，隨時(shí)可用的人口普查數(shù)據(jù)往往聚集到空間單元、例如普查地段或點(diǎn)查區(qū)域，而不是按照地址。為了將其與建筑形式類型相關(guān)，數(shù)據(jù)可被分解并與各個(gè)建筑物相關(guān)。)這樣，可用來確定地區(qū)44、區(qū)域52、塊132內(nèi)的活動模式和/或使用強(qiáng)度或者其中的任何給定建筑形式的人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)140的一個(gè)重要來源是人口普查數(shù)據(jù)。包含地址的人口普查數(shù)據(jù)可與采用方法300所檢測的建筑形式相關(guān)。人口普查數(shù)據(jù)例如可用來確定多少個(gè)人居住在圖10中標(biāo)識為對象1363的房屋內(nèi)。這樣，可確定居住在任何分區(qū)136內(nèi)的人口密度。分區(qū)136則可按照插圖方式表示為居住分區(qū)，并且以表明生活在那個(gè)分區(qū)內(nèi)的人們的實(shí)際密度的方式進(jìn)行。采用這種數(shù)據(jù)輸出的地圖的一個(gè)實(shí)例如圖16所示。分區(qū)136a1表示為每平方米有零至十人居住在那個(gè)分區(qū)136a1。分區(qū)136a2表示為每平方米有100人以上居住在那個(gè)分區(qū)136a2。分區(qū)136a3和136a4表示為每平方米有十至一百人居住在那些分區(qū)內(nèi)。這時(shí)應(yīng)當(dāng)理解，圖16中的地圖的類型可擴(kuò)展到地區(qū)規(guī)模，并且同樣容易允許對其生成那種類型的地圖的不同地區(qū)44之間的比較。(注意，雖然選擇了每平方米的人數(shù)的單位，但也可采用適當(dāng)?shù)膯挝唬缑抗暤娜藬?shù)等。)但是，作為附加說明，雖然圖16中的地圖描述為采用人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)140來生成，但也能夠根據(jù)來自表I的所確定建筑形式類型來推斷占用率的平均水平，并使用那個(gè)推斷的水平來形成圖16的地圖。通過相同的標(biāo)記，其它類型的人口統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)140可用來確定在圖10中標(biāo)識為對象1361的辦公大廈工作的員工數(shù)量。創(chuàng)建具體分區(qū)的其它類型的活動模式、使用強(qiáng)度和其它標(biāo)記是本領(lǐng)域的技術(shù)人員現(xiàn)在會想到的。但是，下表IV提供活動模式以及用于使用強(qiáng)度的量度的示范列表，以便補(bǔ)充可用于采用本文的理論來生成地圖的那些模式。
表IV活動模式和使用強(qiáng)度 一般來說，這時(shí)應(yīng)當(dāng)理解，地區(qū)44的地圖可采用本文的理論以自動和比較高效的方式來生成。此外，還應(yīng)當(dāng)理解，可在地區(qū)級生成這類地圖以包括多個(gè)分區(qū)，其中那些分區(qū)的每個(gè)是根據(jù)可用來表征城市地區(qū)的一組標(biāo)記之間的一組趨勢或共同性可唯一標(biāo)識的。地區(qū)44的這類分區(qū)地圖可用于城市規(guī)劃目的，從而與其它城市地區(qū)進(jìn)行比較，和/或憑其自身來確定如何最佳地在城市地區(qū)中增加、更換和/或維護(hù)基礎(chǔ)設(shè)施。分區(qū)地圖可根據(jù)具體城市規(guī)劃項(xiàng)目或問題來生成。例如，如果要確定特定地區(qū)是否能夠支持新的地鐵線路，則可生成分區(qū)地圖，它標(biāo)識居住分區(qū)和就業(yè)分區(qū)，目的是選擇這類分區(qū)之間的地鐵線路的路徑，只要這類分區(qū)看來具有能夠支持新地鐵線路的人口。這類分區(qū)地圖還可用于各種其它規(guī)劃目的，包括機(jī)場、蜂窩電話部署、新高速公路建設(shè)、下水道和水處理設(shè)施、電力線和供應(yīng)要求等。用于其它類型的規(guī)劃目的的其它類型的分區(qū)地圖是本領(lǐng)域的技術(shù)人員現(xiàn)在會想到的?，F(xiàn)在參照圖17，一種用于生成地圖的方法一般表示為500。方法500可采用設(shè)備68以及與其相關(guān)的上述方面來操作。大家要理解，設(shè)備68和/或方法500可以改變，并且不需要完全按照本文所述相互結(jié)合進(jìn)行工作。在步驟510，接收地理數(shù)據(jù)。如前面所述，數(shù)據(jù)可根據(jù)衛(wèi)星圖像來接收，或者可作為現(xiàn)有GIS數(shù)據(jù)來接收。在步驟515，分析所接收數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)采用與在要生成的最終地圖中呈現(xiàn)的預(yù)期類型的標(biāo)記對應(yīng)的任何技術(shù)來分析。分析數(shù)據(jù)的一種方式如前面對于方法300所述，但是，可采用任何類型的處理技術(shù)，其中包括已知的圖像處理和GIS處理技術(shù)。隨后，在步驟520，標(biāo)記被產(chǎn)生并與在步驟510接收的地理數(shù)據(jù)的地區(qū)中它們相應(yīng)的地理空間位置關(guān)聯(lián)?？僧a(chǎn)生任何類型的標(biāo)記或多個(gè)標(biāo)記或者其組合，其中包括建筑形式、活動模式、使用強(qiáng)度等。在步驟525，在步驟510接收的地理數(shù)據(jù)的地區(qū)中的分區(qū)邊界采用任何預(yù)期標(biāo)準(zhǔn)、如前面所述的標(biāo)準(zhǔn)來定義。在步驟530，在步驟520產(chǎn)生的標(biāo)記被匯總并重疊到所定義分區(qū)邊界上，以便生成根據(jù)特定選擇的標(biāo)記集合標(biāo)識的分區(qū)所組成的地區(qū)的地圖。要重申的是，用來定義分區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)或其它方式?jīng)]有具體限制。例如，表V-VII表示可對于區(qū)域52上稱作“分區(qū)1”的示范分區(qū)由設(shè)備68產(chǎn)生和/或由方法500產(chǎn)生的測量結(jié)果的一個(gè)實(shí)例。分區(qū)“1”例如可出現(xiàn)在地圖中，例如圖14所示的類型。表V涉及地貌的強(qiáng)度測量；表VI涉及建筑形式的強(qiáng)度測量；而表VII則涉及活動的強(qiáng)度測量。與相應(yīng)表中的各字段關(guān)聯(lián)的值反映強(qiáng)度等級，以百分比表示。
表V分區(qū)“1”的地貌和強(qiáng)度
表VI分區(qū)“1”的建筑形式和強(qiáng)度
表VII分區(qū)“1”的活動和強(qiáng)度 由設(shè)備68制成表格時(shí)，表V-VII中收集的數(shù)據(jù)可產(chǎn)生圖18所示的類型的圖表，它被表征為類型“A”的分區(qū)。分區(qū)“1”作為類型“A”的這種表征可基于標(biāo)記的每個(gè)類型/類別及關(guān)聯(lián)強(qiáng)度的某些門限百分比。這類門限值的一個(gè)實(shí)例如表VIII所示。
表VIII類型“A”的分區(qū)的門限值 因此，采用類型“A”的分區(qū)(和/或多個(gè)不同的分區(qū)類型)的門限值，可生成不同城市地區(qū)的地圖，從而定位存在公共的類型“A”的分區(qū)的位置。用于獲取標(biāo)識分區(qū)的地圖的其它用途是本領(lǐng)域的技術(shù)人員現(xiàn)在會想到的。通過相同的標(biāo)記，本領(lǐng)域的技術(shù)人員現(xiàn)在會想到，可使用不同類型的標(biāo)記的任何數(shù)量和組合。此外，雖然表V-VIII都表示強(qiáng)度的百分比，但還應(yīng)當(dāng)理解，這些表只能查找特定類型的標(biāo)記是否存在。雖然本文只論述了本發(fā)明的各種特征和組件的特定組合，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員非常清楚，可根據(jù)需要采用所公開的特征和組件的預(yù)期子集和/或這些特征和組件的備選組合。例如，可采用遙感數(shù)據(jù)的其它方式-例如通過互聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行的電子調(diào)查，其中包含向擁有被調(diào)查地區(qū)內(nèi)的特定建筑物的各個(gè)訂戶分發(fā)調(diào)查。本領(lǐng)域的技術(shù)人員現(xiàn)在應(yīng)當(dāng)十分清楚，本發(fā)明提供新穎的地理信息系統(tǒng)(“GIS”)。還要理解，方法300僅僅是解釋遙感數(shù)據(jù)以生成圖11、圖12、圖13、圖14和圖16中的地圖的類型及其變體和/或組合的一種特定方式，可根據(jù)需要采用其它方法。例如，另一種方式是首先使用地理空間數(shù)據(jù)把遙感數(shù)據(jù)中的區(qū)域分割或分析為呈現(xiàn)相似特性的“可管理”單元。隨后，通過采用現(xiàn)成的GIS對于整個(gè)地區(qū)分析那個(gè)變量，普查地段位于具有高人口密度的地區(qū)中。然后，如果假定高人口密度是高建筑形式密度、例如高層建筑或板式公寓的結(jié)果，則那些相同普查地段的RS數(shù)據(jù)可被隔離和檢查。得出的建筑形式則可采用其它影像數(shù)據(jù)(例如空中攝影)來檢驗(yàn)，并采用表征特定建筑形式、即高層建筑或板式公寓的量度來呈現(xiàn)。在這種情況中，地理空間數(shù)據(jù)向遙感數(shù)據(jù)提供信息，并且可用在關(guān)于建筑形式的特征的假設(shè)中。一般來說，可得到并用于推斷建筑形式的任何地理空間特征和表格數(shù)據(jù)可用于本發(fā)明的其它實(shí)施例中。此外，雖然圖13和圖14的建筑形式地圖是可采用本發(fā)明產(chǎn)生的一種類型的輸出，但現(xiàn)在還應(yīng)當(dāng)理解，所確定的建筑形式也可用于推斷某些活動和/或其強(qiáng)度和/或用來產(chǎn)生地區(qū)44的其它類型分區(qū)地圖的其它標(biāo)記。在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，圖11、圖12、圖13、圖14和圖16所示類型的地圖以及表示了其它標(biāo)記的其它地圖可在給定時(shí)間周期被生成，然后向觀看者“重放”，以便顯示特定地區(qū)或其部分隨時(shí)間變化的動畫。本發(fā)明的另一個(gè)特定實(shí)施例是用于創(chuàng)建多個(gè)地區(qū)44的分區(qū)的測量結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)化，使得可便于在不同地區(qū)44之間進(jìn)行比較。用于標(biāo)識任何特定分區(qū)的測量結(jié)果可基于地貌、建筑形式、活動模型等等和/或其強(qiáng)度和/或組合的標(biāo)記中任何一個(gè)或多個(gè)，結(jié)合特定地區(qū)的面積、體積或其它地理量度。例如，測量結(jié)果可包括給定區(qū)域的一種類型的活動模式與另一種類型的活動模式的比率。本文的理論可具有廣泛的應(yīng)用，特別是用于城市規(guī)劃和商業(yè)應(yīng)用。例如1.可提供與不同地區(qū)關(guān)聯(lián)的標(biāo)記的標(biāo)準(zhǔn)化地圖。在提供了解時(shí)，它們對于城市專家以及對于公眾可能有用。
2.這些地區(qū)之間的比較由于創(chuàng)建這類地圖的標(biāo)準(zhǔn)化方式而能夠方便地執(zhí)行。
3.特定地區(qū)的增長模式可通過定期標(biāo)識新分區(qū)的范圍和分類以及所建立區(qū)域中的變化(關(guān)于建筑形式、活動和強(qiáng)度)來識別。
4.可對于城市地區(qū)進(jìn)行策略投資決策-在辦公、零售或住宅開發(fā)中，或者在土地或?qū)τ诜课莼蚱渌ㄖ问劫徺I中。
5.測量發(fā)展的總密度以及凈密度，特別是對于測量新的發(fā)展。
6.可執(zhí)行城市強(qiáng)化的地區(qū)上的機(jī)會的標(biāo)識。例如，通過標(biāo)識地鐵或輕軌站附近的閑置地或者未充分利用的土地。
7.作為評估基礎(chǔ)設(shè)施的新投資(例如鐵路線)或分區(qū)投資(例如“大盒子”零售中心)的效果的方式。
8.在城市地區(qū)級，本文的實(shí)施例可用作建設(shè)基礎(chǔ)設(shè)施投資(公共交通、道路、下水道、供水等)的一致、綜合且充分有益的地區(qū)增長規(guī)劃以及建筑物和活動的部署的必要伴隨策略的基礎(chǔ)和工具。這種了解的重要性的一個(gè)實(shí)例在于，美國政府最近開始要求所有城市地區(qū)，如果它們?yōu)榱硕际薪煌ㄟ\(yùn)輸目的而接收來自公路基金的分配，則它們具有促進(jìn)對公共交通運(yùn)輸?shù)脑鰪?qiáng)依賴性的地區(qū)策略。這要求地區(qū)取得對其組成分區(qū)、活動和運(yùn)動模式以及當(dāng)前和預(yù)計(jì)強(qiáng)度的區(qū)域性了解。因此，本文的理論可結(jié)合到用于執(zhí)行實(shí)際城市規(guī)劃的廣義方法中，并且作為用于計(jì)算政府許可分配的公式的組成部分。本發(fā)明提供一種用于繪制地圖的新穎系統(tǒng)及方法。根據(jù)本文的理論生成的地圖提供在地區(qū)規(guī)模上了解建筑形式和活動及其強(qiáng)度的現(xiàn)有模式和趨勢以及通信模式的構(gòu)架。在這些方面，由于城市地區(qū)極大地變化，因此，先有技術(shù)不允許不同城市地區(qū)的方便比較。例如，Ranstadt地區(qū)(由阿姆斯特丹、鹿特丹、海牙及其它城市組成)是多核的。倫敦地區(qū)是高度集中的。珠江三角洲(可能是世界上最大的城市地區(qū))趨向于高度混合活動的基礎(chǔ)，具有若干高度緊湊和密集節(jié)點(diǎn)(香港、深圳、廣州、珠海)。同樣，多倫多具有非常緊湊的中心和低密度周邊郊區(qū)，看來處于具有極低密度遠(yuǎn)郊外延和中心城市強(qiáng)化的大波動的增強(qiáng)過程中的模式。實(shí)際上與所有北美洲城市地區(qū)所具有的一樣，在過去四十年中，多倫多經(jīng)歷了郊區(qū)辦公空間的激增，其大部分位于沿主要公路和免費(fèi)高速公路的大量小和中等低密度群。在北美城市地區(qū)，這種辦公發(fā)展現(xiàn)在或多或少構(gòu)成區(qū)域辦公空間的一半。本發(fā)明提供一種用于生成地圖以便了解上述條件和模式的新穎系統(tǒng)及方法。可提供采用本文的理論生成的地圖，它允許不同地區(qū)之間的一致、綜合、有效和/或低成本的便捷比較。采用先有繪圖技術(shù)，這在城市地區(qū)中一般是不可能的，也不可能提供為土地使用/交通政策和程序公式提供便捷且適當(dāng)?shù)幕A(chǔ)的信息等級。本發(fā)明的上述實(shí)施例用作本發(fā)明的實(shí)例，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可對其進(jìn)行變更和修改，而沒有背離僅由所附權(quán)利要求定義的本發(fā)明的范圍。
權(quán)利要求
1.一種城市地區(qū)的地圖，包括第一組標(biāo)記，表示所述地區(qū)的地貌特征；第二組標(biāo)記，表示位于所述地區(qū)內(nèi)的多個(gè)不同類型的建筑形式及其位置；以及第三組標(biāo)記，表示與所述地貌特征和所述建筑形式都關(guān)聯(lián)的人類活動的模式。
2.如權(quán)利要求1所述的地圖，其特征在于，還包括第四組標(biāo)記，表示與所述標(biāo)記組中至少一個(gè)關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度等級，表示所述標(biāo)記出現(xiàn)的程度。
3.一種城市地區(qū)的地圖，包含標(biāo)識至少兩個(gè)不同分區(qū)的表示，所述分區(qū)中的每個(gè)包括第一組標(biāo)記，表示所述地區(qū)的地貌特征；第二組標(biāo)記，表示位于所述地區(qū)內(nèi)的至少三種不同類型的建筑形式及其位置；第三組標(biāo)記，表示與所述地貌特征和所述建筑形式都關(guān)聯(lián)的人類活動的模式。
4.如權(quán)利要求3所述的地圖，其特征在于，還包括第四組標(biāo)記，表示所述標(biāo)記組中至少一個(gè)出現(xiàn)的強(qiáng)度等級，以及其中所述標(biāo)記組的所述至少一部分對于所述分區(qū)中的每個(gè)是不同的。
5.一種生成地圖的方法，包括以下步驟接收包含多個(gè)建筑形式的城市地區(qū)的遙感數(shù)據(jù)；根據(jù)所述遙感數(shù)據(jù)中找到的所述建筑形式與多個(gè)不同類型的建筑形式的已知數(shù)據(jù)庫的比較，確定所述遙感數(shù)據(jù)中的每個(gè)所述建筑形式的類型；以及產(chǎn)生用戶輸出，其中包含標(biāo)識所述地區(qū)中的各個(gè)建筑形式的所述確定的類型的標(biāo)記。
6.如權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述用戶輸出采取表示所述地區(qū)的圖形形式，并包含根據(jù)所述確定的類型的各個(gè)所述建筑形式的位置。
7.一種生成地圖的方法，包括以下步驟接收表示地貌特征的城市地區(qū)的第一組數(shù)據(jù)；接收表示建筑形式及其位置的所述城市地區(qū)的第二組數(shù)據(jù)；接收表示與所述地貌特征和所述建筑形式都關(guān)聯(lián)的人類活動的模式的所述城市地區(qū)的第三組數(shù)據(jù)；為每個(gè)所述數(shù)據(jù)組確定實(shí)體的不同類型；以及產(chǎn)生用戶輸出，其中包含關(guān)于與所述確定的實(shí)體對應(yīng)的每組數(shù)據(jù)的標(biāo)記。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述用戶輸出采取包含多個(gè)分區(qū)的圖形形式，所述分區(qū)中的每個(gè)根據(jù)具有預(yù)定義的一組公共標(biāo)記的所述地區(qū)內(nèi)的區(qū)域來形成。
9.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，還包括關(guān)聯(lián)與每組標(biāo)記關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度等級的步驟。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第一組數(shù)據(jù)和所述第二組數(shù)據(jù)從遙感數(shù)據(jù)源獲取。
11.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述第三組數(shù)據(jù)從人口普查數(shù)據(jù)中獲取。
12.一種用于生成地圖的設(shè)備，包括以下步驟至少一個(gè)輸入裝置，用于接收表示地貌特征的城市地區(qū)的第一組數(shù)據(jù)、表示建筑形式及其位置的所述城市地區(qū)的第二組數(shù)據(jù)、以及表示與所述地貌特征和所述建筑形式都關(guān)聯(lián)的人類活動的模式的所述城市地區(qū)的第三組數(shù)據(jù)；微處理器，連接到所述輸入裝置，可用于為每個(gè)所述數(shù)據(jù)組確定實(shí)體的不同類型；以及用戶輸出裝置，連接到所述微處理器，用于呈現(xiàn)關(guān)于與所述實(shí)體對應(yīng)的每組數(shù)據(jù)的標(biāo)記。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述標(biāo)記以包含多個(gè)分區(qū)的圖形形式來呈現(xiàn)，所述分區(qū)中的每個(gè)由具有預(yù)定義的一組公共標(biāo)記的所述地區(qū)內(nèi)的區(qū)域來定義。
14.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，還包括關(guān)聯(lián)與每組標(biāo)記關(guān)聯(lián)的強(qiáng)度等級的步驟。
15.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述第一組數(shù)據(jù)和所述第二組數(shù)據(jù)從遙感數(shù)據(jù)源獲取。
16.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述第三組數(shù)據(jù)從人口普查數(shù)據(jù)中獲取。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于城市地區(qū)的地圖繪制的新穎設(shè)備及方法。設(shè)備包括連接到計(jì)算機(jī)處理器的遙感設(shè)備。遙感設(shè)備采集有關(guān)城市地區(qū)的成像數(shù)據(jù)。計(jì)算機(jī)處理器解釋成像數(shù)據(jù)以生成城市地區(qū)地圖，其中包括標(biāo)識表示地貌特征的第一組標(biāo)記、表示不同類型建筑形式的第二組標(biāo)記以及表示與地貌特征和建筑形式關(guān)聯(lián)的人類活動模式的第三組標(biāo)記的表示。地圖還可包括第四組標(biāo)記，表示其它類型的標(biāo)記中至少一種出現(xiàn)的強(qiáng)度等級。
文檔編號G09B29/00GK1795478SQ200480014671
公開日2006年6月28日 申請日期2004年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2003年12月18日
發(fā)明者T·C·庫姆貝斯, M·L·伯奇菲爾德, W·蓋爾 申請人:1626628 安大略有限公司