公开/公告号CN112233205A
专利类型发明专利
公开/公告日2021-01-15
原文格式PDF
申请/专利权人 山东省工程地震研究中心;山东省地震工程研究院;
申请/专利号CN202011095437.X
申请日2020-10-14
分类号G06T11/20(20060101);G06T7/11(20170101);
代理机构37221 济南圣达知识产权代理有限公司;
代理人黄海丽
地址 250000 山东省济南市历下区文化东路20号
入库时间 2023-06-19 09:35:27
技术领域
本申请涉及电子地图制图技术领域,特别是涉及基于离散数据进行分区和裁剪的电子地图制图方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提到了与本申请相关的背景技术,并不必然构成现有技术。
地理数据的采集或计算多以离散点的形式进行,即对空间上离散的采样点、计算点进行测量或计算,需成图时再进行插值,以获取等值线、分区等结果。在展示等值线或分区结果时,基于保密或突出显示局部的需要,往往仅需要展示局部数据和分区,而非全部地图。本申请所述地理数据是指与地理坐标存在对应关系的数据。
以往的数据分区和裁剪出图往往是基于地理信息系统软件或商业制图软件实现的,至少需要经过数据录入、数据挑选、插值成图、分区划分和裁剪出图5 步,软件依赖性强且耗时较长。
目前已存在部分针对地理数据进行分区或制图的方法,如《一种位场构造格架自动提取方法》(201510096981.9)实质上对一种地理信息数据进行了处理。该发明针对重力位场数据和磁法位场数据,重点解决问题为上述数据中特征数值的提取,属于地球物理领域的算法。该方法针对特定领域问题,事实上是一种数据提取算法,并未考虑制图问题,典型表现为其结果与源数据一致,不可被裁剪和编辑。《一种区域顺层岩质边坡易发性评价方法》(201911221311.X)与上述方法存在相似问题。
与之形成鲜明对比的是,《基于国家基础地理信息数据的电子地图制作与应用》(覃丽仙和邓蜀江,2017)和《基于国家基础地理信息数据的地图制图系统》 (杨勇等,2008)等论文和《电子地图的编制方法和系统》(201611214821.0) 和《一种基于基础地理信息数据的电子地图制作》(申请号20140059552.X)等方法则单纯关注电子地图成图方法,包括图层叠加方法,线、面表示优化方法等,针对已经存在的矢量形状文件进行操作,实质上并未对点阵数据进行处理,结果亦未考虑裁剪需求。
总的来说,目前对地理数据的处理和制图分化为两个端元:一端针对特定领域的数值计算方法,该类方法数据处理技术性强,但制图结果较差,无法进一步处理、编辑和美化;另一端关注数据存储和成图方式,缺乏对数据的基本分区处理。现有方法共同存在的问题是其显示范围限于源数据范围,而缺乏对实际需求显示范围的关注。
发明内容
为了解决现有技术的不足,本申请提供了基于离散数据进行分区和裁剪的电子地图制图方法及系统;
第一方面,本申请提供了基于离散数据进行分区和裁剪的电子地图制图方法;
基于离散数据进行分区和裁剪的电子地图制图方法,包括:
基于工程目标,获取显示范围;
将覆盖显示范围的、空间上离散的地理数据投影到坐标系,形成数据点图形;
对数据点图形进行栅格插值,形成数据栅格文件;依据数据栅格文件和指定的等值线序列取值,生成等值线序列图形;
依据等值线序列取值,对数据栅格文件进行分区,形成分区栅格数据;将分区栅格数据转出,形成分区面图形;
基于显示范围,对数据点图形、等值线序列图形和分区面图形进行裁剪,生成显示范围内的裁剪数据点图形、裁剪等值线图形和裁剪分区面图形;
将裁剪数据点图形、裁剪等值线图形和裁剪分区面图形自顶向底依次叠加显示,生成显示范围内的电子地图。
第二方面,本申请提供了基于离散数据进行分区和裁剪的电子地图制图系统;
基于离散数据进行分区和裁剪的电子地图制图系统,包括:
显示范围生成模块,其被配置为:基于工程目标,获取显示范围;
数据点图形生成模块,其被配置为:将获取的覆盖显示范围的、空间上离散的地理数据投影到坐标系,形成数据点图形;
等值线序列图形生成模块,其被配置为:对数据点图形进行栅格插值,形成数据栅格文件;依据数据栅格文件和等值线序列取值,生成等值线序列图形;
分区面图形生成模块,其被配置为:依据等值线序列取值,对数据栅格文件进行分区,形成分区栅格数据;将分区栅格数据转出,形成分区面图形;
裁剪模块,其被配置为:基于显示范围,对数据点图形、等值线序列图形和分区面图形进行裁剪,生成显示范围内的裁剪数据点图形、裁剪等值线图形和裁剪分区面图形;
显示模块,其被配置为:将显示范围内的裁剪数据点图形、裁剪等值线图形和裁剪分区面图形自顶向底叠加显示,生成显示范围内的电子地图。
第三方面,本申请还提供了一种电子设备,包括:一个或多个处理器、一个或多个存储器、以及一个或多个计算机程序;其中,处理器与存储器连接,上述一个或多个计算机程序被存储在存储器中,当电子设备运行时,该处理器执行该存储器存储的一个或多个计算机程序,以使电子设备执行上述第一方面所述的方法。
第四方面,本申请还提供了一种计算机可读存储介质,用于存储计算机指令,所述计算机指令被处理器执行时,完成第一方面所述的方法。
第五方面,本申请还提供了一种计算机程序(产品),包括计算机程序,所述计算机程序当在一个或多个处理器上运行的时候用于实现前述第一方面任意一项的方法。
与现有技术相比,本申请的有益效果是:
本申请不依赖具体地理信息系统或制图软件进行,不需要人为分步进行,出图效率高。通过软件编制实现,输入数据点、等值线序列取值、目标区和缓冲距离数据后,即可生成指定显示范围的分区图。制图过程不再受具体的地理信息系统和制图软件的限制;且不再需要人为分步交互进行数据存储和处理,而是在输入数据后,由软件一次组合完成全部步骤,大大提高了出图效率。本申请所生成的电子地图可以以.jpg、.png等图片格式或.mxd工程格式存储,后者可供进一步处理、编辑或美化。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。
图1为本申请的方法流程图;
图2(a)和图2(b)为实施例1.1,即面状目标实施例的源数据;
图3(a)和图3(b)为实施例1.1,即面状目标实施例的点图形;
图4为实施例1.1,即面状目标实施例的栅格插值结果图;
图5为实施例1.1,即面状目标实施例的等值线序列;
图6(a)和图6(b)为实施例1.1,即面状目标实施例的栅格分区;
图7为实施例1.1,即面状目标实施例的分区转面;
图8为实施例1.1,即面状目标区实施例的裁剪出图;
图9(a)和图9(b)为实施例1.2,即点状目标实施例的源数据;
图10为实施例1.2,即点状目标实施例的结果图;
图11(a)和图11(b)为实施例1.3,即线状目标实施例的源数据;
图12为实施例1.3,即线状目标实施例分区结果图。
具体实施方式
应该指出,以下详细说明都是示例性的,旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明,本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是,这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式,而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的,除非上下文另外明确指出,否则单数形式也意图包括复数形式,此外,还应当理解的是,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
本实施例提供了基于离散数据进行分区和裁剪的电子地图制图方法;
如图1所示,基于离散数据进行分区和裁剪的电子地图制图方法,包括:
S101:基于工程目标,获取显示范围;
S102:将覆盖显示范围的、在空间上离散的数据投影到坐标系,形成数据点图形;
S103:对数据点图形进行栅格插值,形成数据栅格文件;依据数据栅格文件和等值线序列取值,生成等值线序列图形;
S104:依据等值线序列取值,对数据栅格文件进行分区,形成分区栅格数据;将分区栅格数据转出,形成分区面图形;
S105:基于显示范围,对数据点图形、等值线序列图形和分区面图形进行裁剪,生成对应显示范围的裁剪数据点图形、裁剪等值线图形和裁剪分区面图形;
S106:将对应显示范围的裁剪数据点图形、裁剪等值线图形和裁剪分区面图形自顶向底叠加显示,生成显示范围内的电子地图。
作为一个或多个实施例,所述S101:基于工程目标,获取显示范围;具体步骤包括:
通过手动标定显示范围;或者,根据工程目标自动确定显示范围。
所述工程目标根据工程实际需求确定,允许为点、线或面。所述显示范围,是指最终生成电子地图的显示范围。
示例性的,通过手动标定目标区域的显示范围,是通过输入显示范围的转折点或直接输入.shp格式的面图形的形式来实现。
示例性的,根据工程目标自动确定显示范围,如果目标为点或线,则以目标为中心,根据用户输入的缓冲半径,以向外做缓冲区的方式形成面区域,即显示范围;如果目标区域为面的,则目标区域本身即可作为显示范围,也可以根据用户输入的缓冲半径,采用向外做缓冲区的方式来确定显示范围。
示例性的,所述S101输入要素为目标区位置和图形,需要生成缓冲区的,还需要输入缓冲半径,输出要素为以目标区为中心,外延拓扑缓冲半径的面。
作为一个或多个实施例,所述S102:将所获取的、足以覆盖显示范围的、在空间上离散的数据投影到坐标系,形成数据点图形;具体步骤包括:
将地理数据依据坐标投影到地理坐标系或大地坐标系,形成数据点图形。
示例性的,所述地理信息数据,包括:一列经度数据(或横坐标数据)、一列纬度数据(或纵坐标数据)和至少一列内容数据。
示例性的,所述内容数据是指:图件所意图反应的、随空间变化的信息,如高度、地层厚度、地面沉降速率、地震动参数等。
应理解的,所述数据点图形,是指:与经纬度坐标(或横纵坐标)一一对应的点,该点具有数值属性,其数值即为内容数据。
示例性的,所述数据点图形采用点要素类的形式进行存储,所述点要素类的字段,包括:ID、经度数据、纬度数据和至少一个内容数据字段。
示例性的,所述ID是指:计算机自动分配的,用以识别要素类中每个点的序号。
示例性的,所述内容数据字段,是指:由内容数据构成的字段。一个要素类(如点要素类)内包含多个要素(如点),每个要素构成一行(称一个要素);如实施例1.1中(图3(b)),每个要素有六个属性(FID、shape、经度、纬度、第三系厚度、第四系厚度);综合全部要素(如点)每个属性构成一列,称为一个字段(如FID字段、shape字段、经度字段、纬度字段、第三系厚度字段、第四系厚度字段)。
进一步地,所述基于工程目标,获取显示范围步骤之后;所述将所获取的在空间上离散的数据投影到坐标系,形成数据点图形步骤之前;还可以包括:
对数据进行简单运算;所述简单运算,包括:加、减、乘或除。
或者,
进一步地,所述将目标区域显示范围内的地理信息数据投影到坐标系,形成数据点图形步骤之后;还包括:对数据进行简单运算;所述简单运算,包括:加、减、乘或除。
进一步地,所述对数据进行简单运算,具体是指:依据需要进行,如已有各地层界面深度,可通过相减获得各层厚度,相加获得总厚度;已有先后两次测量的统一点的地面高程,可通过相减获取地面沉降距离,再除以时间即可获得地面沉降速率。
作为一个或多个实施例,所述S103:对数据点图形进行栅格插值,形成数据栅格文件;具体步骤包括:
采用克里金插值或反距离插值等可选择的方法,对数据点图形进行栅格插值,形成数据栅格文件。
示例性的,对数据点图形进行栅格插值,形成数据栅格文件;是指输入数据为点图形,结果为插值.grid栅格。
作为一个或多个实施例,所述S103中,所述对数据点图形进行栅格插值,形成数据栅格文件步骤之后;所述依据数据栅格文件,生成等值线序列图形步骤之前;还包括:剔除异常数据步骤;
所述剔除异常数据步骤,包括:对数据栅格文件进行平滑处理,形成平滑处理后的数据栅格文件。
应理解的,所述剔除异常数据步骤的输入值为插值栅格,输出值为平滑栅格。
示例性的,所述剔除异常数据步骤,包括:采用低通滤波或取栅格平均值,对数据栅格文件进行平滑处理,形成平滑处理后的数据栅格文件。
作为一个或多个实施例,所述S103:依据数据栅格文件和等值线序列取值,生成等值线序列图形;所述具体步骤包括:
连接具有指定数值的栅格形成线,若等值线经过处缺乏指定数值的栅格,则选择最邻近值连接成线。
等值线即地理空间中的一条曲线或直线,表征内容数据在该线上具有同一值。等值线序列即一系列不同值的等值线,等值线序列的取值由人工赋予指定。
应理解的,依据数据栅格文件,生成等值线序列图形;输入值为等值线序列的取值和插值栅格或平滑处理后的差值栅格,输出值为等值线要素类。
等值线序列的取值可依据工程需要自行设定。
进一步地,所述等值线序列图形,是指:计算机中存储的、可编辑的一系列曲线,在地理空间中所述一系列曲线中的每一条均表征了同一内容数值。
作为一个或多个实施例,所述S104:依据等值线序列取值,对数据栅格文件进行分区,形成分区栅格数据;具体步骤包括:
将数据栅格中每个栅格点的值与等值线序列的取值进行比较,按照栅格计算表达式进行栅格赋值,形成分区栅格数据。
示例性的,所述栅格计算表达式为:
Con("Grid" 其中,a、b、c值对应等值线序列取值,可继续添加;i、j、k、l分别代表当栅格点的数值位于c区间内时的分区栅格的赋值,即分区值,具体数值依工程需求自行设定,取值个数与等值线序列对应。为下一步转面方便,此处i/j/k/l等的取值应为整型。 所述栅格计算表达式含义为:
机译: 用于创建水印的设备,用于对水印进行解码的设备,基于包含离散值的数据的提供水印信号的方法以及用于提供依赖于水印的数据的包含离散值的数据的方法
机译: 在基于重复数据删除的存储系统中对备份数据流进行分区的系统和方法
机译: 基于计算机的系统和方法,其中基于与遗传变量相对应的离散数据结构进行基因组分析