一種城市道路面積估算方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種基于柵矢轉(zhuǎn)換的城市道路面積估算方法。包括以下步驟：A)設(shè)置圖層，僅顯示道路信息；B)按照分辨率約為2.5米進(jìn)行柵格圖片數(shù)據(jù)下載；C)將待計(jì)算道路面積的范圍內(nèi)的柵格圖片進(jìn)行拼接；D)將拼接后的柵格圖片進(jìn)行去色處理，得到黑白色圖片；E)將拼接后柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正；F)將糾正后的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行柵矢轉(zhuǎn)換；G)將矢量化后的滿足一定灰度條件的方格進(jìn)行SQL查詢；H)合并SQL過(guò)濾后的方格數(shù)據(jù)，得到初步道路數(shù)據(jù)；I)將結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行圓滑處理，分類統(tǒng)計(jì)得到各類道路面積。本發(fā)明基于柵矢轉(zhuǎn)換方法實(shí)現(xiàn)了城市道路面積快速估算；原理簡(jiǎn)單，易于操作，特別適宜于類似專題面積統(tǒng)計(jì)。
【專利說(shuō)明】
一種城市道路面積估算方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及地理信息處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于柵矢轉(zhuǎn)換的城市道路面積估算方法。
【背景技術(shù)】
[0002]柵矢轉(zhuǎn)換是計(jì)算機(jī)圖形學(xué)種仍未解決的難題，當(dāng)前電子地圖的使用遍及各個(gè)領(lǐng)域，但多局限于民用初級(jí)階段，對(duì)于專業(yè)化應(yīng)用的研究不多。因?yàn)榘鏅?quán)保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，各大電子地圖服務(wù)商在提供服務(wù)的時(shí)候，多采用瓦片服務(wù)，通過(guò)瓦片技術(shù)將服務(wù)的內(nèi)容分發(fā)客戶。而瓦片數(shù)據(jù)為典型的柵格圖片數(shù)據(jù)，僅能做簡(jiǎn)單的量算，難用于分類專題應(yīng)用。當(dāng)前城市專題數(shù)據(jù)的應(yīng)急快速獲取需求非常緊俏，如滑坡點(diǎn)、易澇點(diǎn)動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等，而互聯(lián)網(wǎng)電子數(shù)據(jù)是一般應(yīng)用單位可以快速獲取的便捷手段，如何將互聯(lián)網(wǎng)電子地圖中包含的專題信息如道路、水系等信息快速獲取就很有必要。
[0003]城市道路一般在1米以上，參照國(guó)家1:25000比例尺地形圖測(cè)量規(guī)范，當(dāng)河流(道路參照)達(dá)到圖上寬度0.4毫米即10米以上，雙線表示。因此對(duì)于接近該比例尺下的城市專題電子地圖，道路的寬度是依照比例尺的。根據(jù)遙感解譯原理，當(dāng)?shù)匚镌诘孛娣植汲^(guò)3個(gè)像素即7.5米以上即可滿足識(shí)別基本條件。若再提高分辨率，則數(shù)據(jù)量按照2n遞增，因此當(dāng)比例尺在I: 25000，地面分辨率為2.5米時(shí)最適宜于道路信息的統(tǒng)計(jì)。
[0004]當(dāng)前計(jì)算機(jī)制圖軟件多采用256色模板，根據(jù)三色原理則共有2563種顏色。通常計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用兩種色彩表示模式，一種為(R，G，B)模式，R、G、B取值為O至255;—種是將三色轉(zhuǎn)換為顏色值，計(jì)算公式如下:Value = 2562*R+256*G+B。而電子地圖的色彩設(shè)計(jì)是同級(jí)道路色彩一致，因此可采用去色模式，即強(qiáng)令R = G = B,將彩色圖轉(zhuǎn)換為黑白圖，則以上公式簡(jiǎn)化為 Value = (2562+25+l)Value = 65793R。
[0005]雖然專題地圖可以采用人工采集再分類統(tǒng)計(jì)模式，但是存在以下缺陷:
[0006]I)采集周期和成本較高，不適宜快速?zèng)Q策支持；
[0007]2)需要大量專業(yè)技術(shù)人員，專業(yè)要求高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種基于柵矢轉(zhuǎn)換的城市道路面積估算方法;利用電子地圖的特點(diǎn)，結(jié)合空間分析，實(shí)現(xiàn)了城市道路面積快速估算。
[0009 ]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案是:
[0010]所述的方法包括以下步驟:
[0011 ] A)設(shè)置圖層，僅顯示道路信息；
[0012]B)按照分辨率約為2.5米進(jìn)行柵格圖片數(shù)據(jù)下載；
[0013]C)將待計(jì)算道路面積的范圍內(nèi)的柵格圖片進(jìn)行拼接；
[0014]D)將拼接后的柵格圖片進(jìn)行去色處理，得到黑白色圖片；
[0015]E)將拼接后柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正；
[0016]F)將糾正后的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行柵矢轉(zhuǎn)換；
[0017]G)將矢量化后的滿足一定灰度條件的方格進(jìn)行SQL查詢；
[0018]H)合并SQL過(guò)濾后的方格數(shù)據(jù)，得到初步道路數(shù)據(jù)；
[0019]I)將結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行圓滑處理，分類統(tǒng)計(jì)得到各類道路面積。
[0020]更為具體的方案是:
[0021]所述的步驟A)包括以下步驟:
[0022]Al)設(shè)置圖層，僅顯示道路信息；
[0023]A2)縮放到比例尺接近1:25000即分辨率約為2.5米顯示地圖；
[0024]所述的步驟B)包括以下步驟:
[0025]BI)按照步驟A設(shè)置好的比例尺，設(shè)定城市道路覆蓋范圍；
[0026]B2)將城市范圍內(nèi)的所有柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行下載。
[0027]所述的步驟C)包括以下步驟:
[0028]Cl)將下載后的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接；
[0029]C2)將拼接后的數(shù)據(jù)按照TIFF格式輸出；
[0030]所述的步驟D)包括以下步驟:
[0031]Dl)將拼接后的數(shù)據(jù)進(jìn)行去色處理，得到灰度在(0，255)之間的黑白圖像；
[0032]D2)將新的圖像輸出為T(mén)IFF格式；
[0033]所述的步驟E)包括以下步驟:
[0034]El)將輸出后的黑白圖像進(jìn)行坐標(biāo)糾正，得到真實(shí)的坐標(biāo)信息；
[0035]E2)以TIFF格式導(dǎo)出帶有真實(shí)坐標(biāo)信息的圖像。
[0036]所述的步驟F)包括以下步驟:
[0037]Fl)將具有坐標(biāo)信息的黑白圖像導(dǎo)入GIS(Geographic Informat1n System或Geo-1nformat1n system，地理信息系統(tǒng))平臺(tái)；
[0038]F2)進(jìn)行柵格轉(zhuǎn)矢量，得到包含有不同灰度信息和位置信息的方格網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)；
[0039]F3)對(duì)轉(zhuǎn)換后的矢量信息進(jìn)行灰度反算，將顏色值按照如下公式轉(zhuǎn)換為灰度值CR= Int(Value/65793)，得到(0.255)之間的灰度值；Int是將一個(gè)數(shù)值向下取整為最接近的整數(shù)的函數(shù)。
[0040]所述的步驟G)包括以下步驟:
[0041]Gl)確定轉(zhuǎn)換為灰度后的道路特征灰度樣本值；
[0042]G2)按照灰度樣本值以SQL過(guò)濾出道路方格網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)；
[0043]所述的步驟H)包括以下步驟:
[0044]Hl)進(jìn)行空間分析，將過(guò)濾后的孤立的方格網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)剔除；
[0045]H2)將具有特定灰度值的方格網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行空間聚合；
[0046]所述的步驟I)包括以下步驟:
[0047]II)將空間聚合的結(jié)果進(jìn)行合并；
[0048]12)將合并后的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理；
[0049]12)將平滑后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，得到各類道路面積。
[0050]本發(fā)明通過(guò)柵矢轉(zhuǎn)換及空間分析，結(jié)合電子地圖的特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了道路面積的快速估算。本發(fā)明的方法可以在各大空間數(shù)據(jù)處理平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，具有原理簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)的特點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)化道路面積快速估算;適用于各類道路的面積統(tǒng)計(jì)。
【附圖說(shuō)明】
[0051 ]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明:
[0052]圖1為本發(fā)明方法的流程示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0053]見(jiàn)圖1所示，是本發(fā)明基于柵矢轉(zhuǎn)換的城市道路面積快速估算方法的流程圖。本發(fā)明實(shí)施例以某市主城區(qū)城市道路面積快速調(diào)查為例;運(yùn)行平臺(tái)為PC上的Windows 7操作系統(tǒng)，地理信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)平臺(tái)為北京超圖地理信息平臺(tái)軟件5.3.3版本。
[0054]為了準(zhǔn)確定義概念，確保語(yǔ)言表述的正確性及便于方法實(shí)現(xiàn)，特對(duì)以下內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明及定義:
[0055]像素比例尺:每個(gè)像素代表實(shí)地大小乘以10000，如2.5米分辨率對(duì)應(yīng)比例尺為I:25000；
[0056]像素分辨率:每個(gè)像素代表實(shí)地大??；
[0057]顏色值:采用256進(jìn)制，轉(zhuǎn)換公式為Value = 2562*R+256*G+B ；
[0058]方格:按照像素分辨率進(jìn)行顏色采樣后的矩形；
[0059]灰度:像素值的顏色，代表像素的亮度，取值為(0，255)。
[0060]道路面積快速估算方法具體包括以下步驟:
[0061]A)設(shè)置圖層，僅顯示道路信息；
[0062]B)按照分辨率約為2.5米進(jìn)行柵格圖片數(shù)據(jù)下載；
[0063]C)將待計(jì)算道路面積的范圍內(nèi)的柵格圖片進(jìn)行拼接；
[0064]D)將拼接后的柵格圖片進(jìn)行去色處理，得到黑白色圖片；
[0065]E)將拼接后柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正；
[0066]F)將糾正后的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行柵矢轉(zhuǎn)換；
[0067]G)將矢量化后的滿足一定灰度條件的方格進(jìn)行SQL查詢；
[0068]H)合并SQL過(guò)濾后的方格數(shù)據(jù)，得到初步道路數(shù)據(jù)；
[0069]I)將結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行圓滑處理，分類統(tǒng)計(jì)得到各類道路面積。
[0070]更為具體而言，
[0071]上述步驟A)包括以下步驟:
[0072]Al)設(shè)置圖層，僅顯示道路信息；
[0073]A2)縮放到比例尺接近I: 25000即分辨率約為2.5米顯示地圖。
[0074]上述步驟B)包括以下步驟:
[0075]BI)按照步驟A設(shè)置好的比例尺，設(shè)定城市道路覆蓋范圍；
[0076]B2)將城市范圍內(nèi)的所有柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行下載。
[0077]上述步驟C)包括以下步驟:
[0078]Cl)通過(guò)超圖地理信息平臺(tái)將下載后的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接；
[0079]C2)通過(guò)超圖地理信息平臺(tái)將拼接后的數(shù)據(jù)按照TIFF格式輸出。
[0080]上述步驟D)包括以下步驟:[0081 ] Dl)通過(guò)Photoshop軟件將拼接后的數(shù)據(jù)進(jìn)行去色處理，得到灰度值在(O，255)之間的黑白圖像；
[0082]D2)通過(guò)Photoshop軟件將新的圖像輸出為T(mén)IFF格式。
[0083]上述步驟E)包括以下步驟:
[0084]El)將輸出后的黑白圖像通過(guò)超圖地理信息平臺(tái)進(jìn)行坐標(biāo)糾正，得到真實(shí)的坐標(biāo)信息；
[0085]E2)通過(guò)超圖地理信息平臺(tái)以TIFF格式導(dǎo)出帶有真實(shí)坐標(biāo)信息的圖像。
[0086]上述步驟F)包括以下步驟:
[0087]Fl)將具有坐標(biāo)信息的黑白圖像導(dǎo)入超圖地理信息平臺(tái)；
[0088]F2)通過(guò)超圖地理信息平臺(tái)進(jìn)行柵格轉(zhuǎn)矢量，得到包含有不同灰度信息和位置信息的方格網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)；
[0089]F3)對(duì)轉(zhuǎn)換后的矢量信息進(jìn)行灰度反算，將顏色值按照如下公式轉(zhuǎn)換為灰度值CR= Int(Value/65793)，得到(0，255)之間的灰度值；Int是將一個(gè)數(shù)值向下取整為最接近的整數(shù)的函數(shù)。
[0090]上述步驟G)包括以下步驟:
[0091]Gl)確定轉(zhuǎn)換為灰度后的道路特征灰度樣本值；
[0092]G2)按照灰度樣本值通過(guò)超圖地理信息平臺(tái)以SQL過(guò)濾出道路矢量方格網(wǎng)數(shù)據(jù)；
[0093]上述步驟H)包括以下步驟:
[0094]Hl)通過(guò)超圖地理信息平臺(tái)進(jìn)行空間分析，將過(guò)濾后的孤立的矢量方格網(wǎng)數(shù)據(jù)剔除；
[0095]H2)通過(guò)超圖地理信息平臺(tái)將具有特定灰度值的方格網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行空間聚合；
[0096]上述步驟I)包括以下步驟:
[0097]II)通過(guò)超圖地理信息平臺(tái)將空間聚合的結(jié)果進(jìn)行合并；
[0098]12)通過(guò)超圖地理信息平臺(tái)將合并后的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理；
[0099]12)通過(guò)超圖地理信息平臺(tái)將平滑后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，得到各類道路面積。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種城市道路面積估算方法，其特征在于，所述的方法包括以下步驟: A)設(shè)置圖層，僅顯示道路信息； B)按照分辨率約為2.5米進(jìn)行柵格圖片數(shù)據(jù)下載； C)將待計(jì)算道路面積的范圍內(nèi)的柵格圖片進(jìn)行拼接； D)將拼接后的柵格圖片進(jìn)行去色處理，得到黑白色圖片； E)將拼接后柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行糾正； F)將糾正后的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行柵矢轉(zhuǎn)換； G)將矢量化后的滿足一定灰度條件的方格進(jìn)行SQL查詢； H)合并SQL過(guò)濾后的方格數(shù)據(jù)，得到初步道路數(shù)據(jù)； I)將結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行圓滑處理，分類統(tǒng)計(jì)得到各類道路面積。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市道路面積估算方法，其特征在于， 所述的步驟A)包括以下步驟: Al)設(shè)置圖層，僅顯示道路信息； A2)縮放到比例尺接近1:25000即分辨率約為2.5米顯示地圖； 所述的步驟B)包括以下步驟: BI)按照步驟A設(shè)置好的比例尺，設(shè)定城市道路覆蓋范圍； B2)將城市范圍內(nèi)的所有柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行下載。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的城市道路面積估算方法，其特征在于， 所述的步驟C)包括以下步驟: Cl)將下載后的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接； C2)將拼接后的數(shù)據(jù)按照TIFF格式輸出； 所述的步驟D)包括以下步驟: Dl)將拼接后的數(shù)據(jù)進(jìn)行去色處理，得到灰度在(0，255)之間的黑白圖像； D2)將新的圖像輸出為T(mén)IFF格式； 所述的步驟E)包括以下步驟: Fl)將輸出后的黑白圖像進(jìn)行坐標(biāo)糾正，得到真實(shí)的坐標(biāo)信息； E2)以TIFF格式導(dǎo)出帶有真實(shí)坐標(biāo)信息的圖像。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的城市道路面積估算方法，其特征在于， 所述的步驟C)包括以下步驟: Cl)將下載后的柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接； C2)將拼接后的數(shù)據(jù)按照TIFF格式輸出； 所述的步驟D)包括以下步驟: Dl)將拼接后的數(shù)據(jù)進(jìn)行去色處理，得到灰度在(0，255)之間的黑白圖像； D2)將新的圖像輸出為T(mén)IFF格式； 所述的步驟E)包括以下步驟: Fl)將輸出后的黑白圖像進(jìn)行坐標(biāo)糾正，得到真實(shí)的坐標(biāo)信息； E2)以TIFF格式導(dǎo)出帶有真實(shí)坐標(biāo)信息的圖像。5.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的城市道路面積估算方法，其特征在于，所述的步驟F)包括以下步驟: Fl)將具有坐標(biāo)信息的黑白圖像導(dǎo)入GIS平臺(tái)； F2)進(jìn)行柵格轉(zhuǎn)矢量，得到包含有不同灰度信息和位置信息的方格網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)； F3)對(duì)轉(zhuǎn)換后的矢量信息進(jìn)行灰度反算，將顏色值按照如下公式轉(zhuǎn)換為灰度值CR=Int(Value/65793)，得到(0.255)之間的灰度值；Int是將一個(gè)數(shù)值向下取整為最接近的整數(shù)的函數(shù)。6.根據(jù)權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的城市道路面積估算方法，其特征在于， 所述的步驟G)包括以下步驟: Gl)確定轉(zhuǎn)換為灰度后的道路特征灰度樣本值； G2)按照灰度樣本值以SQL過(guò)濾出道路方格網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)； 所述的步驟H)包括以下步驟: Hl)進(jìn)行空間分析，將過(guò)濾后的孤立的方格網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)剔除； H2)將具有特定灰度值的方格網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行空間聚合； 所述的步驟I)包括以下步驟: 11)將空間聚合的結(jié)果進(jìn)行合并； 12)將合并后的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理； 12)將平滑后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，得到各類道路面積。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的城市道路面積估算方法，其特征在于， 所述的步驟G)包括以下步驟: Gl)確定轉(zhuǎn)換為灰度后的道路特征灰度樣本值； G2)按照灰度樣本值以SQL過(guò)濾出道路方格網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)； 所述的步驟H)包括以下步驟: Hl)進(jìn)行空間分析，將過(guò)濾后的孤立的方格網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)剔除； H2)將具有特定灰度值的方格網(wǎng)矢量數(shù)據(jù)進(jìn)行空間聚合； 所述的步驟I)包括以下步驟: 11)將空間聚合的結(jié)果進(jìn)行合并； 12)將合并后的數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑處理； 12)將平滑后的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類統(tǒng)計(jì)，得到各類道路面積。
【文檔編號(hào)】G06F17/30GK105893520SQ201610194263
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年3月30日
【發(fā)明人】魏金占, 陳思寧, 王禮江, 楊建科, 楊學(xué)峰, 岳國(guó)森
【申請(qǐng)人】廣東中冶地理信息股份有限公司, 廣東中達(dá)規(guī)谷地信科技有限公司