CN105608714B - 一种基于cad和gis协同的分幅影像生成方法及系统 - Google Patents
一种基于cad和gis协同的分幅影像生成方法及系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明特别涉及一种基于CAD和GIS协同的分幅影像生成方法及系统。包括以下步骤：采集经纬分幅的原始影像数据；生成目标坐标系下与原始坐标影像范围对应的新接合表；根据经纬分幅的原始影像数据生成新的结果影像；对新的结果影像进行裁剪，得到分幅影像；对分幅影像进行分辨率融合，生成图廓文件；根据分幅影像生成新的结果影像的接合表。本发明不仅可以有效地对省级正射影像数据进行过渡和转换，而且可以对成千上万幅海量分幅数据并发处理，对不同的分辨率、不同分带、不同中央子午线数据也具有较快的处理速度和较好的处理效果；同时本发明扩展性较好，能够按不同用户业务需求，个性化定制不同处理流程，灵活方便，应用范围广泛。
Description
技术领域
本发明涉及测绘领域，特别涉及一种基于CAD和GIS协同的分幅影像生成方法及系统。
背景技术
北京54、西安80、WGS84和2000国家大地坐标系为测绘领域常用的四种坐标系，在测绘计算中，经常需要将坐标在上述四种坐标系之间进行坐标转换。以2000国家大地坐标系为例，国务院批准自2008年7月1日启用我国的地心坐标系——2000国家大地坐标系，同时要求用8～10年的时间，完成现行国家大地坐标系向2000国家大地坐标系的过渡和转换，而2013年2月20日国家测绘地理信息局印发《关于加快2000国家大地坐标系推广使用的通知》，进一步要求加快上述坐标系间的相应成果转换过程。因此，需要研究出一种方法，以提高现行国家大地坐标系影像数据向2000国家大地坐标系的过渡和转换，以及其他坐标系之间影像数据的过渡与转换。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于CAD和GIS协同的分幅影像生成方法及系统，解决了现有技术坐标系之间影像数据的过渡与转换过程复杂、转换结果不精确的技术问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种基于CAD和GIS协同的分幅影像生成方法，包括以下步骤：
步骤1，采集经纬分幅的原始影像数据；
步骤2，根据所述原始影像数据，生成目标坐标系下与所述原始影像数据对应的第一接合表；
步骤3，将所述原始影像数据进行镶嵌，对镶嵌结果进行影像坐标转换，并对影像坐标转换结果进行重采样，生成第一结果影像；
步骤4，使用所述第一接合表对所述第一结果影像进行裁剪，得到分幅影像；
步骤5，对步骤4中生成的分幅影像进行分辨率从高到低的融合，同一所述分幅影像的分辨率，并通过融合后的影像数据生成图廓文件；
步骤6，提交所述第一接合表和带有所述图廓文件的所述分幅影像。
在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。
进一步的，所述步骤2具体为：对没有行政区划的原始影像数据，根据所述原始影像数据的坐标信息获取范围，在此范围进行坐标转换，并按照我国1：100万比例尺地形图统一分幅，生成目标坐标系下与原始影像数据范围对应的第一接合表；对于具有行政区划的原始影像数据，通过坐标转换装置，对所述原始影像数据所覆盖地区的行政区划图进行坐标转换至目标坐标系，获取其范围，并根据国家1:100万地形图分幅标准，生成对应的所述第一接合表。
进一步的，步骤3中，所述坐标转换方法包括四参数坐标转换方法、七参数坐标转换方法和/或布尔沙七参数坐标转换方法。
进一步的，还包括步骤7，所述步骤7具体为：保存所述第一接合表、所述第一结果影像、所述图廓文件和/或所述分幅影像。
进一步的，步骤1中，所述原始影像数据包括1954年北京坐标系影像数据、1980西安坐标系影像数据、2000国家大地坐标系影像数据或WGS-84坐标系影像数据；步骤2中，所述目标坐标系包括1954年北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系或WGS-84坐标系。
进一步的，若所述原始影像数据包括跨带的和分辨率不同的原始影像数据，则将不同分带、不同分辨率的原始影像数据分开进行镶嵌、坐标转换和裁剪处理，通过ArcGIS对步骤4裁剪生成的所述分幅影像进行分辨率融合，使所述所有的第一结果影像均为同一个分辨率，并通过CAD程序给融合后的影像数据生成图廓；
若所述原始影像数据包括跨带的数据，则将相邻的分带的影像中，靠西侧的影像最右留三列图幅，进行坐标转换的换带处理，转换成东侧中央子午线的影像数据，并单独进行所述步骤3～步骤4，然后使用靠东侧分带的所述第一接合表，选取在所述第一接合表范围内的影像，做为两个相邻带中间的影像。
进一步的，还包括对比检查步骤，所述对比检查步骤具体为：
S1，生成所述原始影像数据对应的第二接合表；
S2，将所述第二接合表，通过坐标转换装置，生成目标平面坐标系下的第三接合表；
S3，读取所述第三接合表的范围，根据国家1:100万地形图分幅标准，生成目标坐标系下的第四接合表；
S4，通过坐标转换装置，将所述原始影像数据所覆盖地区的行政区划图投影至与所述原始影像数据匹配的大地坐标系，并生成第五接合表；
S5，根据所述分幅影像生成所述第一结果影像的第六接合表；
S6，在所述步骤3之前，对比所述第五接合表和所述第二接合表，检查原始影像是否有缺失图幅；在所述步骤6之前，对比所述第四接合表和所述第六接合表，检查生成的影像是否有缺失的图幅。
一种基于CAD和GIS协同的分幅影像生成系统，包括设定模块、采集模块、第一接合表生成模块、镶嵌模块、分幅处理模块、图廓文件生成模块和提交模块，
所述设定模块用于设定原始坐标系和目标坐标系；
所述采集模块用于采集经纬分幅的原始影像数据；
所述第一接合表生成模块用于根据所述原始影像数据，生成目标坐标系下与所述原始影像数据对应的第一接合表；
所述镶嵌模块用于将所述原始影像数据进行镶嵌，对镶嵌结果进行影像坐标转换，并对影像坐标转换结果进行重采样，生成第一结果影像；
所述分幅处理模块用于使用所述第一接合表对所述第一结果影像进行裁剪，得到分幅影像；
所述图廓文件生成模块用于对生成的分幅影像进行分辨率从高到低的融合，同一所述分幅影像的分辨率，并通过融合后的影像数据生成图廓文件；
所述提交模块用于提交所述第一接合表和带有所述图廓文件的所述分幅影像。
进一步的，还包括对比检查模块，所述对比检查模块包括第二接合表生成单元、第三接合表生成单元、第四接合表生成单元、第五接合表生成单元、第六接合表生成单元和对比检查单元，
所述第二接合表生成单元用于生成所述原始影像数据对应的第二接合表；
所述第三接合表生成单元用于将所述第二接合表，通过坐标转换装置，生成目标平面坐标系下的第三接合表；
所述第四接合表生成单元用于读取所述第三接合表的范围，根据国家1:100万地形图分幅标准，生成目标坐标系下的第四接合表；
所述第五接合表生成单元用于通过坐标转换装置，将所述原始影像数据所覆盖地区的行政区划图投影至与所述原始影像数据匹配的大地坐标系，并生成第五接合表；
所述第六接合表生成单元用于根据所述分幅影像生成所述第一结果影像的第六接合表；
对比检查单元用于在所述步骤3之前，对比所述第五接合表和所述第二接合表，检查原始影像是否有缺失图幅；以及在所述步骤6之前，对比所述第四接合表和所述第六接合表，检查生成的影像是否有缺失的图幅。
进一步的，所述原始坐标系包括1954年北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系和WGS-84坐标系；所述目标坐标系包括1954年北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系和WGS-84坐标系。
本发明的有益效果是：本发明提出了一种基于CAD和GIS协同的分幅影像生成方法，不仅可以有效地对省级正射影像数据进行过渡和转换，而且可以对大量转换成果影像进行错误检查并进行及时处理，对不同的分辨率、不同分带、不同中央子午线数据也具有较快的处理速度和较好的处理效果，具体包括以下效果：
1、本发明的方法过程复杂，涉及智慧城市影像数据处理的质检、无缝拼接、智能转换、按需裁剪、图廓自动化整饰、产品最终成果生成等方方面面，有效降低了影像处理的复杂度，提升了智能化水平，创新了智慧城市海量影像数据处理整体解决方案；
2、本发明的方法能够按不同用户业务需求，个性化定制不同处理流程，灵活方便，支持海量数据一键处理；
3、本发明的方法能够支持成千上万幅海量分幅数据并发处理，支持TB级别影像数据处理，且数据处理上限暂时没有限制；
4、本发明利用了核心影像融合及质检算法，并采用了切实可行的智能化质量自动检查机制，大大降低了检查工作量，明显提升了工作效率。
附图说明
图1为本发明一种基于CAD和GIS协同的分幅影像生成方法的流程示意图；
图2为本发明一种基于CAD和GIS协同的分幅影像生成系统的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
如图1所示，为本实施例一种基于CAD和GIS协同的分幅影像生成方法的流程示意图，包括以下步骤：
步骤1，采集经纬分幅的原始影像数据；
步骤2，根据所述原始影像数据，生成目标坐标系下与所述原始影像数据对应的第一接合表；
步骤3，将所述原始影像数据进行镶嵌，对镶嵌结果进行影像坐标转换，并对影像坐标转换结果进行重采样，生成第一结果影像；
步骤4，使用所述第一接合表对所述第一结果影像进行裁剪，得到分幅影像；
步骤5，对步骤4中生成的分幅影像进行分辨率从高到低的融合，同一所述分幅影像的分辨率，并通过融合后的影像数据生成图廓文件；
步骤6，提交所述第一接合表和带有所述图廓文件的所述分幅影像。
本实施例中，所述原始影像数据包括没有行政区划的原始影像数据和具有行政区划的原始影像数据，所述步骤2具体为：对没有行政区划的原始影像数据，根据所述原始影像数据的坐标信息获取范围，在此范围进行坐标转换，并按照我国1：100万比例尺地形图统一分幅，生成目标坐标系下与原始影像数据范围对应的第一接合表；对于具有行政区划的原始影像数据，通过坐标转换装置，对所述原始影像数据所覆盖地区的行政区划图进行坐标转换至目标坐标系，获取其范围，并根据国家1:100万地形图分幅标准，生成对应的所述第一接合表。
本实施例的步骤3中，所述坐标转换方法可以采用四参数坐标转换方法、七参数坐标转换方法和/或布尔沙七参数坐标转换方法中的任意一种，基于上述转换方法在本领域内已经比较成熟，本发明不做详细说明。优选的，本实施例中步骤6以后还包括步骤7，即保存所述第一接合表、所述第一结果影像、所述图廓文件和/或所述分幅影像；同时，本实施例还包括对比检查步骤，即将所述原始影像数据的原始接合表和新接合表进行接合表对比检查，可以对大量转换成果影像进行错误检查并进行及时处理，提高本发明的准确度。对比检查包括以下步骤：
S1，生成所述原始影像数据对应的第二接合表；
S2，将所述第二接合表，通过坐标转换装置，生成目标平面坐标系下的第三接合表；
S3，读取所述第三接合表的范围，根据国家1:100万地形图分幅标准，生成目标坐标系下的第四接合表；
S4，通过坐标转换装置，将所述原始影像数据所覆盖地区的行政区划图投影至与所述原始影像数据匹配的大地坐标系，并生成第五接合表；
S5，根据所述分幅影像生成所述第一结果影像的第六接合表；
S6，在所述步骤3之前，对比所述第五接合表和所述第二接合表，检查原始影像是否有缺失图幅；在所述步骤6之前，对比所述第四接合表和所述第六接合表，检查生成的影像是否有缺失的图幅。
本实施例中，所述原始影像数据包括跨带的和分辨率不同的原始影像数据，所述步骤5中，将不同分带、不同分辨率的原始影像数据分开进行镶嵌、坐标转换和裁剪处理，通过ArcGIS对步骤4裁剪生成的所述分幅影像进行分辨率融合，使所述所有的第一结果影像均为同一个分辨率，并通过CAD程序给融合后的影像数据生成图廓；对于所述原始影像数据中跨带的数据，则将相邻的分带的影像中，靠西侧的影像最右留三列图幅，进行坐标转换的换带处理，转换成东侧中央子午线的影像数据，并单独进行所述步骤3～步骤4，然后使用靠东侧分带的所述第一接合表，选取在所述第一接合表范围内的影像，做为两个相邻带中间的影像。
本实施例中，原始影像数据为西安80坐标系下的原始影像数据，目标坐标系为2000坐标系，但是本发明不仅仅局限于西安80坐标系和2000坐标系之间的数据过渡和转换，而是可以扩展到任意两个坐标系之间的数据过渡与转换，应用范围广泛。具体的，所述原始影像数据包括1954年北京坐标系影像数据、1980西安坐标系影像数据、2000国家大地坐标系影像数据或WGS-84坐标系影像数据；所述目标坐标包括1954年北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系或WGS-84坐标系，即可以完成上述任意两个坐标系之间的数据过渡与转换。
如图2所示，为本实施例一种基于CAD和GIS协同的分幅影像生成系统的结构示意图，包括设定模块、采集模块、接合表生成模块、第一接合表生成模块、镶嵌模块、分幅处理模块、图廓文件生成模块和提交模块，
所述设定模块用于设定原始坐标系和目标坐标系；
所述采集模块用于采集经纬分幅的原始影像数据；
所述第一接合表生成模块用于根据所述原始影像数据，生成目标坐标系下与所述原始影像数据对应的第一接合表；
所述镶嵌模块用于将所述原始影像数据进行镶嵌，对镶嵌结果进行影像坐标转换，并对影像坐标转换结果进行重采样，生成第一结果影像；
所述分幅处理模块用于使用所述第一接合表对所述第一结果影像进行裁剪，得到分幅影像；
所述图廓文件生成模块用于对生成的分幅影像进行分辨率从高到低的融合，同一所述分幅影像的分辨率，并通过融合后的影像数据生成图廓文件；
所述提交模块用于提交所述第一接合表和带有所述图廓文件的所述分幅影像。
本实施例中，还包括对比检查模块，所述对比检查模块包括第二接合表生成单元、第三接合表生成单元、第四接合表生成单元、第五接合表生成单元、第六接合表生成单元和对比检查单元，
所述第二接合表生成单元用于生成所述原始影像数据对应的第二接合表；
所述第三接合表生成单元用于将所述第二接合表，通过坐标转换装置，生成目标平面坐标系下的第三接合表；
所述第四接合表生成单元用于读取所述第三接合表的范围，根据国家1:100万地形图分幅标准，生成目标坐标系下的第四接合表；
所述第五接合表生成单元用于通过坐标转换装置，将所述原始影像数据所覆盖地区的行政区划图投影至与所述原始影像数据匹配的大地坐标系，并生成第五接合表；
所述第六接合表生成单元用于根据所述分幅影像生成所述第一结果影像的第六接合表；
对比检查单元用于在所述步骤3之前，对比所述第五接合表和所述第二接合表，检查原始影像是否有缺失图幅；以及在所述步骤6之前，对比所述第四接合表和所述第六接合表，检查生成的影像是否有缺失的图幅。
本实施例中，所述原始坐标系包括1954年北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系和WGS-84坐标系；所述目标坐标系包括1954年北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系和WGS-84坐标系。
本发明提出了一种基于CAD和GIS协同的分幅影像生成方法，不仅可以有效地对省级正射影像数据进行过渡和转换，而且可以对大量转换成果影像进行错误检查并进行及时处理，对不同的分辨率、不同分带、不同中央子午线数据也具有较快的处理速度和较好的处理效果；同时本发明的方法和系统扩展性较好，可以扩展到任意两个坐标系之间的数据过渡与转换，应用范围广泛。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种基于CAD和GIS协同的分幅影像生成方法，包括以下步骤：
步骤1，采集经纬分幅的原始影像数据；
步骤2，根据所述原始影像数据，生成目标坐标系下与所述原始影像数据对应的第一接合表；
步骤3，生成所述原始影像数据对应的第二接合表，并通过坐标转换装置，将所述原始影像数据所覆盖地区的行政区划图投影至与所述原始影像数据匹配的大地坐标系，并生成第五接合表，然后对比所述第五接合表和所述第二接合表，检查原始影像数据是否有缺失图幅；
步骤4，将所述原始影像数据进行镶嵌，对镶嵌结果进行影像坐标转换，并对影像坐标转换结果进行重采样，生成第一结果影像；
步骤5，使用所述第一接合表对所述第一结果影像进行裁剪，得到分幅影像；
步骤6，对步骤5中生成的分幅影像进行分辨率从高到低的融合，同一所述分幅影像的分辨率，并通过融合后的影像数据生成图廓文件；
步骤7，提交所述第一接合表和带有所述图廓文件的所述分幅影像。
2.根据权利要求1所述的分幅影像生成方法，其特征在于：所述步骤2具体为：对没有行政区划的原始影像数据，根据所述原始影像数据的坐标信息获取范围，在此范围进行坐标转换，并按照我国1：100万比例尺地形图统一分幅，生成目标坐标系下与原始影像数据范围对应的第一接合表；对于具有行政区划的原始影像数据，通过坐标转换装置，对所述原始影像数据所覆盖地区的行政区划图进行坐标转换至目标坐标系，获取其范围，并根据国家1:100万地形图分幅标准，生成对应的所述第一接合表。
3.根据权利要求1所述的分幅影像生成方法，其特征在于：步骤4中，所述坐标转换方法包括四参数坐标转换方法、七参数坐标转换方法和/或布尔沙七参数坐标转换方法。
4.根据权利要求1所述的分幅影像生成方法，其特征在于：还包括步骤8，所述步骤8具体为：保存所述第一接合表、所述第一结果影像、所述图廓文件和/或所述分幅影像。
5.根据权利要求1～4任一所述的分幅影像生成方法，其特征在于：步骤1中，所述原始影像数据包括1954年北京坐标系影像数据、1980西安坐标系影像数据、2000国家大地坐标系影像数据或WGS-84坐标系影像数据；步骤2中，所述目标坐标系包括1954年北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系或WGS-84坐标系。
6.根据权利要求5所述的分幅影像生成方法，其特征在于：所述步骤6中，若所述原始影像数据包括跨带的和分辨率不同的原始影像数据，则将不同分带、不同分辨率的原始影像数据分开进行镶嵌、坐标转换和裁剪处理，通过ArcGIS对步骤5裁剪生成的所述分幅影像进行分辨率融合，使所有的第一结果影像均为同一个分辨率，并通过CAD程序给融合后的影像数据生成图廓；
若所述原始影像数据包括跨带的数据，则将相邻的分带的影像中，靠西侧的影像最右留三列图幅，进行坐标转换的换带处理，转换成东侧中央子午线的影像数据，并单独进行所述步骤4～步骤5，然后使用靠东侧分带的所述第一接合表，选取在所述第一接合表范围内的影像，做为两个相邻带中间的影像。
7.根据权利要求5所述的分幅影像生成方法，其特征在于：还包括对比检查步骤，所述对比检查步骤具体为：
S1，将所述第二接合表，通过坐标转换装置，生成目标平面坐标系下的第三接合表；
S2，读取所述第三接合表的范围，根据国家1:100万地形图分幅标准，生成目标坐标系下的第四接合表；
S3，根据所述分幅影像生成所述第一结果影像的第六接合表；
S4，在所述步骤7之前，对比所述第四接合表和所述第六接合表，检查生成的影像是否有缺失的图幅。
8.一种基于CAD和GIS协同的分幅影像生成系统，利用权利要求1-7任一所述的基于CAD和GIS协同的分幅影像生成方法，其特征在于：包括设定模块、采集模块、第一接合表生成模块、镶嵌模块、分幅处理模块、图廓文件生成模块、提交模块和对比检查模块，
所述设定模块用于设定原始坐标系和目标坐标系；
所述采集模块用于采集经纬分幅的原始影像数据；
所述第一接合表生成模块用于根据所述原始影像数据，生成目标坐标系下与所述原始影像数据对应的第一接合表；
所述镶嵌模块用于将所述原始影像数据进行镶嵌，对镶嵌结果进行影像坐标转换，并对影像坐标转换结果进行重采样，生成第一结果影像；
所述分幅处理模块用于使用所述第一接合表对所述第一结果影像进行裁剪，得到分幅影像；
所述图廓文件生成模块用于对生成的分幅影像进行分辨率从高到低的融合，同一所述分幅影像的分辨率，并通过融合后的影像数据生成图廓文件；
所述提交模块用于提交所述第一接合表和带有所述图廓文件的所述分幅影像；
所述对比检查模块包括第二接合表生成单元、第五接合表生成单元和对比检查单元，
所述第二接合表生成单元用于生成所述原始影像数据对应的第二接合表；
所述第五接合表生成单元用于通过坐标转换装置，将所述原始影像数据所覆盖地区的行政区划图投影至与所述原始影像数据匹配的大地坐标系，并生成第五接合表；
所述对比检查单元用于在所述步骤4之前，对比所述第五接合表和所述第二接合表，检查原始影像是否有缺失图幅。
9.根据权利要求8所述的一种基于CAD和GIS协同的分幅影像生成系统，其特征在于：所述对比检查模块还包括第三接合表生成单元、第四接合表生成单元和第六接合表生成单元，
所述第三接合表生成单元用于将所述第二接合表，通过坐标转换装置，生成目标平面坐标系下的第三接合表；
所述第四接合表生成单元用于读取所述第三接合表的范围，根据国家1:100万地形图分幅标准，生成目标坐标系下的第四接合表；
所述第六接合表生成单元用于根据所述分幅影像生成所述第一结果影像的第六接合表；
对比检查单元还用于在所述步骤7之前，对比所述第四接合表和所述第六接合表，检查生成的影像是否有缺失的图幅。
10.根据权利要求8或9所述的一种基于CAD和GIS协同的分幅影像生成系统，其特征在于：所述原始坐标系包括1954年北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系和WGS-84坐标系；所述目标坐标系包括1954年北京坐标系、1980西安坐标系、2000国家大地坐标系和WGS-84坐标系。
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