CN105893520B - 一种城市道路面积估算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于栅矢转换的城市道路面积估算方法。包括以下步骤：A)设置图层，仅显示道路信息；B)按照分辨率约为2.5米进行栅格图片数据下载；C)将待计算道路面积的范围内的栅格图片进行拼接；D)将拼接后的栅格图片进行去色处理，得到黑白色图片；E)将拼接后栅格数据进行纠正；F)将纠正后的栅格数据进行栅矢转换；G)将矢量化后的满足一定灰度条件的方格进行SQL查询；H)合并SQL过滤后的方格数据，得到初步道路数据；I)将结果数据进行圆滑处理，分类统计得到各类道路面积。本发明基于栅矢转换方法实现了城市道路面积快速估算；原理简单，易于操作，特别适宜于类似专题面积统计。
Description
技术领域
本发明涉及地理信息处理技术领域，具体涉及一种基于栅矢转换的城市道路面积估算方法。
背景技术
栅矢转换是计算机图形学种仍未解决的难题，当前电子地图的使用遍及各个领域，但多局限于民用初级阶段，对于专业化应用的研究不多。因为版权保护意识的加强，各大电子地图服务商在提供服务的时候，多采用瓦片服务，通过瓦片技术将服务的内容分发客户。而瓦片数据为典型的栅格图片数据，仅能做简单的量算，难用于分类专题应用。当前城市专题数据的应急快速获取需求非常紧俏，如滑坡点、易涝点动态监测等，而互联网电子数据是一般应用单位可以快速获取的便捷手段，如何将互联网电子地图中包含的专题信息如道路、水系等信息快速获取就很有必要。
城市道路一般在10米以上，参照国家1∶25000比例尺地形图测量规范，当河流(道路参照)达到图上宽度0.4毫米即10米以上，双线表示。因此对于接近该比例尺下的城市专题电子地图，道路的宽度是依照比例尺的。根据遥感解译原理，当地物在地面分布超过3个像素即7.5米以上即可满足识别基本条件。若再提高分辨率，则数据量按照2n递增，因此当比例尺在1∶25000，地面分辨率为2.5米时最适宜于道路信息的统计。
当前计算机制图软件多采用256色模板，根据三色原理则共有2563种颜色。通常计算机系统采用两种色彩表示模式，一种为(R，G，B)模式，R、G、B取值为0至255；一种是将三色转换为颜色值，计算公式如下：Value＝2562*R+256*G+B。而电子地图的色彩设计是同级道路色彩一致，因此可采用去色模式，即强令R＝G＝B，将彩色图转换为黑白图，则以上公式简化为Value＝(2562+25+1)Value＝65793R。
虽然专题地图可以采用人工采集再分类统计模式，但是存在以下缺陷：
1)采集周期和成本较高，不适宜快速决策支持；
2)需要大量专业技术人员，专业要求高。
发明内容
本发明解决的技术问题在于提供一种基于栅矢转换的城市道路面积估算方法；利用电子地图的特点，结合空间分析，实现了城市道路面积快速估算。
本发明解决上述技术问题的技术方案是：
所述的方法包括以下步骤：
A)设置图层，仅显示道路信息；
B)按照分辨率约为2.5米进行栅格图片数据下载；
C)将待计算道路面积的范围内的栅格图片进行拼接；
D)将拼接后的栅格图片进行去色处理，得到黑白色图片；
E)将拼接后栅格数据进行纠正；
F)将纠正后的栅格数据进行栅矢转换；
G)将矢量化后的满足一定灰度条件的方格进行SQL查询；
H)合并SQL过滤后的方格数据，得到初步道路数据；
I)将结果数据进行圆滑处理，分类统计得到各类道路面积。
更为具体的方案是：
所述的步骤A)包括以下步骤：
A1)设置图层，仅显示道路信息；
A2)缩放到比例尺接近1∶25000即分辨率约为2.5米显示地图；
所述的步骤B)包括以下步骤：
B1)按照步骤A设置好的比例尺，设定城市道路覆盖范围；
B2)将城市范围内的所有栅格数据进行下载。
所述的步骤C)包括以下步骤：
C1)将下载后的栅格数据进行拼接；
C2)将拼接后的数据按照TIFF格式输出；
所述的步骤D)包括以下步骤：
D1)将拼接后的数据进行去色处理，得到灰度在(0，255)之间的黑白图像；
D2)将新的图像输出为TIFF格式；
所述的步骤E)包括以下步骤：
E1)将输出后的黑白图像进行坐标纠正，得到真实的坐标信息；
E2)以TIFF格式导出带有真实坐标信息的图像。
所述的步骤F)包括以下步骤：
F1)将具有坐标信息的黑白图像导入GIS(Geographic Information System或Geo-Information system，地理信息系统)平台；
F2)进行栅格转矢量，得到包含有不同灰度信息和位置信息的方格网矢量数据；
F3)对转换后的矢量信息进行灰度反算，将颜色值按照如下公式转换为灰度值CR＝Int(Value/65793)，得到(0.255)之间的灰度值；Int是将一个数值向下取整为最接近的整数的函数。
所述的步骤G)包括以下步骤：
G1)确定转换为灰度后的道路特征灰度样本值；
G2)按照灰度样本值以SQL过滤出道路方格网矢量数据；
所述的步骤H)包括以下步骤：
H1)进行空间分析，将过滤后的孤立的方格网矢量数据剔除；
H2)将具有特定灰度值的方格网矢量数据进行空间聚合；
所述的步骤I)包括以下步骤：
I1)将空间聚合的结果进行合并；
I2)将合并后的数据进行平滑处理；
I2)将平滑后的数据进行分类统计，得到各类道路面积。
本发明通过栅矢转换及空间分析，结合电子地图的特点，实现了道路面积的快速估算。本发明的方法可以在各大空间数据处理平台实现，具有原理简单，易于实现的特点，可以实现半自动化道路面积快速估算；适用于各类道路的面积统计。
附图说明
下面结合附图对本发明进一步说明：
图1为本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
见图1所示，是本发明基于栅矢转换的城市道路面积快速估算方法的流程图。本发明实施例以某市主城区城市道路面积快速调查为例；运行平台为PC上的Windows 7操作系统，地理信息系统开发平台为北京超图地理信息平台软件5.3.3版本。
为了准确定义概念，确保语言表述的正确性及便于方法实现，特对以下内容进行说明及定义：
像素比例尺：每个像素代表实地大小乘以10000，如2.5米分辨率对应比例尺为1∶25000；
像素分辨率：每个像素代表实地大小；
颜色值：采用256进制，转换公式为Value＝2562*R+256*G+B；
方格：按照像素分辨率进行颜色采样后的矩形；
灰度：像素值的颜色，代表像素的亮度，取值为(0，255)。
道路面积快速估算方法具体包括以下步骤：
A)设置图层，仅显示道路信息；
B)按照分辨率约为2.5米进行栅格图片数据下载；
C)将待计算道路面积的范围内的栅格图片进行拼接；
D)将拼接后的栅格图片进行去色处理，得到黑白色图片；
E)将拼接后栅格数据进行纠正；
F)将纠正后的栅格数据进行栅矢转换；
G)将矢量化后的满足一定灰度条件的方格进行SQL查询；
H)合并SQL过滤后的方格数据，得到初步道路数据；
I)将结果数据进行圆滑处理，分类统计得到各类道路面积。
更为具体而言，
上述步骤A)包括以下步骤：
A1)设置图层，仅显示道路信息；
A2)缩放到比例尺接近1∶25000即分辨率约为2.5米显示地图。
上述步骤B)包括以下步骤：
B1)按照步骤A设置好的比例尺，设定城市道路覆盖范围；
B2)将城市范围内的所有栅格数据进行下载。
上述步骤C)包括以下步骤：
C1)通过超图地理信息平台将下载后的栅格数据进行拼接；
C2)通过超图地理信息平台将拼接后的数据按照TIFF格式输出。
上述步骤D)包括以下步骤：
D1)通过Photoshop软件将拼接后的数据进行去色处理，得到灰度值在(0，255)之间的黑白图像；
D2)通过Photoshop软件将新的图像输出为TIFF格式。
上述步骤E)包括以下步骤：
E1)将输出后的黑白图像通过超图地理信息平台进行坐标纠正，得到真实的坐标信息；
E2)通过超图地理信息平台以TIFF格式导出带有真实坐标信息的图像。
上述步骤F)包括以下步骤：
F1)将具有坐标信息的黑白图像导入超图地理信息平台；
F2)通过超图地理信息平台进行栅格转矢量，得到包含有不同灰度信息和位置信息的方格网矢量数据；
F3)对转换后的矢量信息进行灰度反算，将颜色值按照如下公式转换为灰度值CR＝Int(Value/65793)，得到(0，255)之间的灰度值；Int是将一个数值向下取整为最接近的整数的函数。
上述步骤G)包括以下步骤：
G1)确定转换为灰度后的道路特征灰度样本值；
G2)按照灰度样本值通过超图地理信息平台以SQL过滤出道路矢量方格网数据；
上述步骤H)包括以下步骤：
H1)通过超图地理信息平台进行空间分析，将过滤后的孤立的矢量方格网数据剔除；
H2)通过超图地理信息平台将具有特定灰度值的方格网矢量数据进行空间聚合；
上述步骤I)包括以下步骤：
I1)通过超图地理信息平台将空间聚合的结果进行合并；
I2)通过超图地理信息平台将合并后的数据进行平滑处理；
I2)通过超图地理信息平台将平滑后的数据进行分类统计，得到各类道路面积。
Claims (5)
1.一种城市道路面积估算方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
A)设置图层，仅显示道路信息；
B)按照分辨率约为2.5米进行栅格图片数据下载；
C)将待计算道路面积的范围内的栅格图片进行拼接；
D)将拼接后的栅格图片进行去色处理，得到黑白色图片；
E)将拼接后栅格数据进行纠正；
F)将纠正后的栅格数据进行栅矢转换；
G)将矢量化后的满足一定灰度条件的方格进行SQL查询；
H)合并SQL过滤后的方格数据，得到初步道路数据；
I)将结果数据进行圆滑处理，分类统计得到各类道路面积；
所述步骤B)中，分辨率为每个像素代表实地大小；
所述的步骤C)包括以下步骤：
C1)将下载后的栅格数据进行拼接；
C2)将拼接后的数据按照TIFF格式输出；
所述的步骤D)包括以下步骤：
D1)将拼接后的数据进行去色处理，得到灰度在(0，255)之间的黑白图像；去色处理过程为强令R＝G＝B，将彩色图转换成黑白图，简化后Value＝(2562+256+1)
＝65793R；
D2)将新的图像输出为TIFF格式；
所述的步骤G)包括以下步骤：
G1)确定转换为灰度后的道路特征灰度样本值；
G2)按照灰度样本值以SQL过滤出道路方格网矢量数据；
所述的步骤H)包括以下步骤：
H1)进行空间分析，将过滤后的孤立的方格网矢量数据剔除；
H2)将具有特定灰度值的方格网矢量数据进行空间聚合；
所述的步骤I)包括以下步骤：
I1)将空间聚合的结果进行合并；
I2)将合并后的数据进行平滑处理；
I3)将平滑后的数据进行分类统计，得到各类道路面积。
2.根据权利要求1所述的城市道路面积估算方法，其特征在于，
所述的步骤A)包括以下步骤：
A1)设置图层，仅显示道路信息；
A2)缩放到比例尺接近1∶25000即分辨率约为2.5米显示地图；
所述的步骤B)包括以下步骤：
B1)按照步骤A设置好的比例尺，设定城市道路覆盖范围；
B2)将城市范围内的所有栅格数据进行下载。
3.根据权利要求1所述的城市道路面积估算方法，其特征在于，
所述的步骤E)包括以下步骤：
E1)将输出后的黑白图像进行坐标纠正，得到真实的坐标信息；
E2)以TIFF格式导出带有真实坐标信息的图像。
4.根据权利要求2所述的城市道路面积估算方法，其特征在于，
所述的步骤E)包括以下步骤：
E1)将输出后的黑白图像进行坐标纠正，得到真实的坐标信息；
E2)以TIFF格式导出带有真实坐标信息的图像。
5.根据权利要求1至4任一项所述的城市道路面积估算方法，其特征在于，所述的步骤F)包括以下步骤：
F1)将具有坐标信息的黑白图像导入GIS平台；
F2)进行栅格转矢量，得到包含有不同灰度信息和位置信息的方格网矢量数据；
F3)对转换后的矢量信息进行灰度反算，将颜色值按照如下公式转换为灰度值CR＝Int(Value/65793)，得到(0.255)之间的灰度值；Int是将一个数值向下取整为最接近的整数的函数。
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