CN112287061A - 一种利用网络开放数据拼接街景立面图的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种利用网络开放数据拼接街景立面图的方法，该方法获取道路网，并沿道路线每隔预定距离生成一个点，得到各点的经纬度，并计算其对应的偏航角度，根据上述信息从网络开放数据中下载各点对应的街景图片，最后按序拼接街景图片获得街景长图，综合各个街景长图得到城市立体图。该方法可快速获取城市立体图，并降低了获取成本。

Description

一种利用网络开放数据拼接街景立面图的方法

【技术领域】

本发明属于计算机领域，尤其涉及一种利用网络开放数据拼接街景立面图的方法。

【背景技术】

每个城市都有自己的地域、历史和时代特征。随着城市的快速发展，不同时期的临街建筑及街头景观的格调就有可能显得极为不协调。随着人们对生活品质需求的日益提高，随着美丽乡村等项目的开展，为了使城市的整体或某一区域的风格统一，形成自己鲜明的特点，给人以美的感受，就得进行街道立面改造，此时需要对街道立面进行测绘，并进行立面面积量算，为设计人员提供准确的数据。

街道立面测绘方法较多，目前采用的有多基线数字近景摄影测量、三维激光扫描仪(或车载三维激光扫描系统)测量、传统的全站仪测量等方法进行街道立面测量。最为常用的是传统的全站仪测绘，即利用全站仪进行全野外采集，然后将采集的成果导入CASS等软件，结合高清数码相机采集的照片进行连点，但是在实际作业中，由于遮挡等问题，需要架设很多站次，生产成本高、作业效率低，已经不能满足现在的需求。而现有的其他方法，有的获取的数据多，能较为完整地反映建筑物的特征，但仪器设备价格昂贵，作业成本高；有的能快速获取数据，但处理较为麻烦，可操作性较差；有的操作简便，但受各种自然条件限制较大，各有利弊。

【发明内容】

为了解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种利用网络开放数据拼接街景立面图的方法。

本发明采用的技术方案具体如下：

一种利用网络开放数据拼接街景立面图的方法，包括以下步骤：

步骤100：利用地图下载器获取路网，下载双向的道路地图，并将地图坐标系调整为所述网络开放数据所用的坐标系；

步骤200：在道路地图中，沿着道路线每隔预定距离生成一个点，得到每个点的经纬度信息；

步骤300：除道路线的第一个点和最后一个点以外，对于该道路线所生成的任一个点P，确定该点P沿道路线的前一个点A和后一个点B，并分别计算PA和PB的方位角；

步骤400：根据所述方位角，确定点P所对应的街景图的偏航角度；

步骤500：利用数据采集软件，根据获取的各个点的信息，从所述网络开放数据中批量获取该道路线上每个点所对应的街景图片，将所述街景图片按顺序编号并存储到本地文件夹中；

步骤600：利用图片拼接软件，将所述街景图片按顺序拼接成一张长图。

进一步地，所述步骤200中，所述预定距离为15米。

进一步地，所述步骤300中，设P的经度和纬度分别为E1和D1，A的经度和纬度分别为E2和D2，则PA的方位角β的计算公式为：

β＝ATAN(COS(D2)/(D2-D1)*(E2-E1))*180/π

其中，ATAN是反正切函数，COS是余弦函数；同理计算PB的方位角。

进一步地，所述步骤400中，将PA和PB两个方位角取平均值，作为P点所对应的偏航角度。

进一步地，设置获取的每张街景图片的大小为960×640像素，俯仰角度为水平向上25度。

进一步地，根据每个点的信息，填写所述网络开放数据提供的图片地址格式，以获得图片的网络链接地址。

进一步地，所述数据采集软件采用火车头采集器。

进一步地，所述步骤500中，对于获取的街景图片，如果存在透视效果，则利用软件将透视图片变为正常比例图片，并裁剪掉多余的图片区域。

进一步地，所述步骤600具体包括：从本地文件夹中读取对应的街景图片，将各点对应的街景图片按序拼接。

进一步地，获得每条道路的街景长图，综合各个街景长图以获取城市立体图。

本发明的有益效果是：可以快速获得城市立体图，大大减少人力物力财力以及时间的投入，一个人一两天的工作量，相当于四个人半个月的工作量，而且省去了人力费用，以及车、相机、高配置电脑、软件等费用，降低了成本。

【附图说明】

此处所说明的附图是用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，但并不构成对本发明的不当限定，在附图中：

图1是本发明获取街景图片偏航角度的示意图。

图2是根据本发明方法拼接出的一个街景长图。

【具体实施方式】

下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，其中的示意性实施例以及说明仅用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

本发明所指的网络开放数据是现有网络上公开的街景数据，例如腾讯地图、百度地图、高德地图等提供的数据，这些地图供应商都提供了获取街景图片的开放接口。以下的具体实施例的介绍以腾讯地图提供的街景数据为例。腾讯地图街景拾取器具有固定格式的网络链接地址，即：

https://apis.map.qq.com/ws/streetview/v1/image？size＝[参数1]&location ＝[参数2],[参数3]&pitch＝[参数4]&heading＝[参数5]&key＝开发者密钥

上述网址指向的是腾讯地图中符合参数条件的街景图片，将上述网址中的参数补全后，在浏览器打开该网址就可以看到相应的街景图片，因此可以根据该网址直接将相应的街景图片下载到本地。

上述网址中具体参数的含义如下：

参数1(size)：要获取的街景图片的尺寸，以像素为单位；此处可以选择腾讯地图提供的最大图片尺寸960×640，即：size＝960×640。

参数2(location)：要获取的街景图片的纬度。

参数3(location)：要获取的街景图片的经度。

在腾讯街景拾取器中，location的两个参数指的是拍摄该街景图片的位置坐标，用经纬度表示。例如：location＝39.984154,116.307490。

参数4(pitch)：要获取的街景图片的俯仰角度，正上方为-90度，正下方为90度，水平为0度。该参数通常需要根据实际情况选取，一般选取向上25度，即：pitch＝-25。

参数5(heading)：要获取的街景图片的偏航角度，即图片拍摄方向与正北的夹角度数，取值范围为0-360。图片拍摄方向为正北的，偏航角度为0度(即heading＝0)，正东为90度(即heading＝90)，正南为180度(即heading＝180)，正西为270度(即heading＝270)。

Key：腾讯地图提供的开发者密钥。

通过确定以上参数，可以从腾讯地图提供的街景拾取器中获取相应的街景图片。需要说明的是，使用腾讯地图街景拾取器只是本发明的一个具体实施例，本发明以此为例进行说明，但是本发明并不限于使用腾讯地图街景拾取器。实际上，许多网络开放数据都提供了类似的街景图片获取方式(需求参数也基本类似)，可以提供公开的街景图片下载，本领域技术人员可以基于本发明的精神将本发明的方法应用于任何一种类似的网络开放数据，本发明对此不作限制。

以下基于腾讯地图街景拾取器的上述链接格式和参数需求，对本发明的方法进行详细说明。

步骤100：利用地图下载器获取路网，下载双向的道路地图，并将地图坐标系调整为腾讯地图所用的坐标系。

本发明的目的是为了获取道路的街景图像，因此在下载地图时主要是获取道路网络，基于道路网络再获取街景图片，因此对于地图中的其他数据可以忽略。下载的地图所使用的坐标系可能与腾讯地图的坐标系不同，因此需要将其调整为腾讯地图所用的坐标系。

步骤200：在道路地图中，沿着道路线每隔预定距离生成一个点，得到每个点的经纬度信息。

具体的，可以在arcgis中使用“沿线生成点”工具，对道路地图进行处理，从而对每条道路线每隔一定距离生成一个点。优选的，可以设置每隔15米生成一个点。最终arcgis可以输出每个点的经度和纬度。

步骤300：对于一条道路线所生成的任一个点P(除了该道路线的第一个点和最后一个点以外)，确定该点沿道路线的前一个点A和后一个点B，并分别计算PA和PB的方位角。

具体的，所述A-P-B就是步骤200中所生成的点中连续的三个点，即PA和PB之间的距离都为所述预定距离(例如15米)；基于PAB三个点的经度和纬度，可以计算PA和PB的方位角。

两个点之间的方位角可以通过以下公式计算，设P的经度和纬度分别为E1和D1，A的经度和纬度分别为E2和D2，则PA的方位角β的计算公式为：

β＝ATAN(COS(D2)/(D2-D1)*(E2-E1))*180/π

其中，ATAN是反正切函数，COS是余弦函数。

同理可以计算PB的方位角。

步骤400：根据所述方位角，确定点P所对应的街景图的偏航角度heading。

具体的，如附图1所示，将PA和PB两个方位角取平均值，作为P点所对应的偏航角度。这里得到的偏航角度都是针对道路同一侧的，旋转180度就可以得到道路另一侧的，后续处理方法都是类似的，此处不再赘述。

针对步骤200中生成的每个点，重复执行步骤300和步骤400，就可以得到每个点所对应的街景图偏航角度。

步骤500：利用数据采集软件，根据获取的各个点的信息，从网络开放数据中批量获取道路线上每个点所对应的街景图片，将所述街景图片按顺序编号并存储到本地文件夹中。

具体的，对于步骤200中生成的每个点，步骤200中获取了各点的经度和纬度信息，步骤400中获取了各点的所对应的街景图偏航角度，就可以生成各个点对应的腾讯地图街景拾取器的图片地址(优选的，其中size＝960×640，pitch＝-25)。根据每个图片地址，就可以下载对应的街景图片。所述数据采集软件可以采用火车头采集器。

获取到的图片可能存在透视效果，可以利用ps软件，批量将透视图片变为正常比例图片，并裁剪掉多余的图片区域，即裁剪掉图片两侧只留中间部分。

步骤600：利用图片拼接软件，将所述街景图片按顺序拼接成一张长图。

具体的，基于步骤200中各点的先后顺序，从本地文件夹中读取对应的街景图片，将各点对应的街景图片按序拼接，就可以得到该道路线一侧的一张街景长图(如图2所示)。

所述图片拼接软件可以采用现有技术中的各种软件，例如Adobe LightroomClassic、autostitch、AutopanoGiga或者PhotoScanpjb等等。

通过对道路网中每条道路执行上述方法，就可以获得每条道路的街景长图，综合各个街景长图，就获得了城市立体图。

通过本发明的上述方法，可以快速获得城市立体图，大大减少人力物力财力以及时间的投入，一个人一两天的工作量，相当于四个人半个月的工作量，而且省去了人力费用，以及车、相机、高配置电脑、软件等费用，降低了成本。

以上所述仅是本发明的较佳实施方式，故凡依本发明专利申请范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均包括于本发明专利申请范围内。

Claims (10)

1.一种利用网络开放数据拼接街景立面图的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤100：利用地图下载器获取路网，下载双向的道路地图，并将地图坐标系调整为所述网络开放数据所用的坐标系；

步骤200：在道路地图中，沿着道路线每隔预定距离生成一个点，得到每个点的经纬度信息；

步骤300：除道路线的第一个点和最后一个点以外，对于该道路线所生成的任一个点P，确定该点P沿道路线的前一个点A和后一个点B，并分别计算PA和PB的方位角；

步骤400：根据所述方位角，确定点P所对应的街景图的偏航角度；

步骤500：利用数据采集软件，根据获取的各个点的信息，从所述网络开放数据中批量获取该道路线上每个点所对应的街景图片，将所述街景图片按顺序编号并存储到本地文件夹中；

步骤600：利用图片拼接软件，将所述街景图片按顺序拼接成一张长图。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤200中，所述预定距离为15米。

3.根据权利要求1-2任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤300中，设P的经度和纬度分别为E1和D1，A的经度和纬度分别为E2和D2，则PA的方位角β的计算公式为：

β＝ATAN(COS(D2)/(D2-D1)*(E2-E1))*180/π

其中，ATAN是反正切函数，COS是余弦函数；同理计算PB的方位角。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，所述步骤400中，将PA和PB两个方位角取平均值，作为P点所对应的偏航角度。

5.根据权利要求1-4任意一项所述的方法，其特征在于，设置获取的每张街景图片的大小为960×640像素，俯仰角度为水平向上25度。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据每个点的信息，填写所述网络开放数据提供的图片地址格式，以获得图片的网络链接地址。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述数据采集软件采用火车头采集器。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤500中，对于获取的街景图片，如果存在透视效果，则利用软件将透视图片变为正常比例图片，并裁剪掉多余的图片区域。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤600具体包括：从本地文件夹中读取对应的街景图片，将各点对应的街景图片按序拼接。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获得每条道路的街景长图，综合各个街景长图以获取城市立体图。

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