CN110136053B

CN110136053B - 基于WebGIS的栅格图片的配准方法及设备

Info

Publication number: CN110136053B
Application number: CN201910408584.9A
Authority: CN
Inventors: 丁伟; 阮怀照; 刘从丰
Original assignee: Luoyang Zhongzhi Software Technology Co ltd
Current assignee: Zhongzhi Software Co ltd
Priority date: 2019-05-16
Filing date: 2019-05-16
Publication date: 2023-05-09
Anticipated expiration: 2039-05-16
Also published as: CN110136053A

Abstract

本发明涉及一种基于WebGIS的栅格图片的配准方法及设备，涉及图像配准技术领域，其中，方法应用于WebGIS中，包括：获取待配准的栅格图片，并确定栅格图片的基准点；在WebGIS中栅格图片对应的配准区域内，确定基准点配准后的目标点；根据基准点和目标点，计算栅格图片的配准信息；根据配准信息对栅格图片进行配准，以使配准后的栅格图片与配准区域一致。

Description

基于WebGIS的栅格图片的配准方法及设备

技术领域

本发明涉及图像配准技术领域，具体涉及基于WebGIS的栅格图片的配准方法及设备。

背景技术

WebGIS即Web(网页)+GIS(Geographic Information System，地理信息系统)，是一种基于Web的GIS技术，即基于浏览器的地理信息系统，可以将传统的GIS数据展示在Web上。

近些年随着WebGIS的快速发展，在各行各业都有了深入的应用，其中一个比较常见的功能，就是将栅格图片(栅格图片可通过卫星影像、扫描地图等多种来源获取，例如从制图软件导出的图片、现代化的卫星影像具有相对准确位置信息的航拍图等)加载到地图上，并和现有的地理数据进行位置的叠加，但可能需要稍作调整，才能与GIS数据对齐，进而将栅格图片与其他地理数据一起查看分析，这个功能称为“图片配准”。

相关技术中，将栅格图片进行图片配准的方式一般为：用户先安装GIS客户端软件(如ArcGIS)，通过使用GIS软件加载图片，进行位置偏移和矫正，然后将图片数据和配准信息保存到GIS数据库中，最后将这些数据发布成地图服务，展现到客户端。上述方式中，一方面需要购买GIS软件，产生额外的费用；另一方面，GIS软件的操作一般都比较复杂、繁琐，需要用户具备一定的专业知识，使用门槛较高。

发明内容

有鉴于此，为了至少在一定程度上解决相关技术中存在的问题，本发明提供一种基于WebGIS的栅格图片的配准方法及设备。

本发明采用如下技术方案：

第一方面，一种基于WebGIS的栅格图片的配准方法，应用于WebGIS中，包括：

获取待配准的栅格图片，并确定所述栅格图片中的基准点；

在WebGIS中所述栅格图片对应的配准区域内，确定所述基准点配准后的目标点；

根据所述基准点和目标点，计算所述栅格图片的配准信息；

根据所述配准信息对所述栅格图片进行配准，以使配准后的栅格图片与所述配准区域一致。

可选的，所述确定所述栅格图片的基准点，包括：

获取所述栅格图片的中心点，以及，确定用户选择的特征点，将所述中心点和所述特征点确定为所述栅格图片的基准点。

可选的，所述配准区域为用户选择的；所述在WebGIS中所述栅格图片对应的配准区域内，确定所述基准点配准后的目标点，包括：

在所述配准区域中，获取用户选择的所述目标点。

可选的，所述配准信息包括：配准后图片的中心点坐标、配准后图片的缩放比例、配准后图片的旋转角度；

所述根据所述基准点和目标点，计算所述栅格图片的配准信息，包括：

获取所述基准点的坐标和所述目标点的坐标；

根据所述基准点的坐标和所述目标点的坐标计算配准后图片的中心点坐标、配准后图片的缩放比例、配准后图片的旋转角度。

可选的，所述根据所述配准信息对所述栅格图片进行配准，以使配准后的栅格图片与所述配准区域一致，包括：

将所述配准后图片的中心点坐标所对应的点，确定为配准后的栅格图片的中心点；

根据所述配准后图片的缩放比例和所述栅格图片的初始尺寸，计算得到配准后的栅格图片的尺寸；

将所述配准后图片的旋转角度确定为配准后的栅格图片的旋转角度。

可选的，还包括：

获取所述WebGIS的当前地图的缩放比例，并将所述当前地图的缩放比例与所述配准后的栅格图片的尺寸对应存储。

可选的，还包括：

在所述当前地图的缩放比例更改后，根据更改后的缩放比例、更改前的缩放比例与所述配准后的栅格图片的尺寸的对应关系，计算得到所述栅格图片更改后的尺寸；

在所述WebGIS中，根据更改后的尺寸显示相应大小的栅格图片。

可选的，所述基准点包括：所述栅格图片的中心点和用户选择的特征点，所述特征点包括第一特征点和第二特征点，所述目标点包括第一目标点和第二目标点；

所述根据所述基准点的坐标和所述目标点的坐标计算配准后图片的中心点坐标、配准后图片的缩放比例、配准后图片的旋转角度，包括：

根据所述第一特征点的坐标和所述第二特征点的坐标，计算得到第一直线的水平夹角，所述第一直线是第一特征点和第二特征点确定的直线；

根据所述第一特征点的坐标和所述栅格图片的中心点的坐标，计算得到第二直线的水平夹角，所述第二直线是所述第一特征点和所述栅格图片的中心点确定的直线；

根据所述第一目标点的坐标和所述第二目标点的坐标，计算得到第三直线的水平夹角，所述第三直线是所述第一目标点和所述第二目标点确定的直线；

根据所述第一直线的水平夹角、所述第二直线的水平夹角和所述第三直线的水平夹角，计算得到第四直线的水平夹角；

根据所述第一特征点的坐标和所述栅格图片的中心点的坐标，计算得到第一线段的长度，所述第一线段是所述第一特征点和所述栅格图片的中心点组成的线段；

根据所述第一特征点的坐标和所述第二特征点的坐标，计算得到第二线段的长度，所述第二线段是所述第一特征点和所述第二特征点组成的线段；

根据所述第一目标点的坐标和所述第二目标点的坐标，计算得到第三线段的长度，所述第三线段是所述第一目标点和所述第二目标点组成的线段；

根据所述第四直线的水平夹角、所述第一线段的长度、所述第二线段的长度和所述第三线段的长度，计算得到配准后图片的中心点坐标；

根据所述第二线段的长度和所述第三线段的长度，计算得到所述配准后图片的缩放比例；

根据所述第一直线的水平夹角和所述第三直线的水平夹角，计算得到所述配准后图片的旋转角度。

可选的，所述初始尺寸包括初始长度和初始宽度；

所述根据所述配准后图片的缩放比例和所述栅格图片的初始尺寸，计算得到配准后的栅格图片的尺寸，包括：

将所述初始长度与所述配准后图片的缩放比例的乘积值，确定为所述配准后的栅格图片的长度；

将所述初始宽度与所述配准后图片的缩放比例的乘积值，确定为所述配准后的栅格图片的宽度。

第二方面，一种基于WebGIS的栅格图片的配准设备，包括：

处理器，以及与所述处理器相连接的存储器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于调用并执行所述存储器中的所述计算机程序，以执行如第一方面所述的基于WebGIS的栅格图片的配准方法。

第三方面，一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如第一方面所述基于WebGIS的栅格图片的配准方法。

本发明采用以上技术方案，应用于WebGIS中，通过获取待配准的栅格图片，确定栅格图片的基准点，并在WebGIS中栅格图片对应的配准区域，确定基准点配准后的目标点，进而根据基准点和目标点，计算栅格图片的配准信息；再根据配准信息对栅格图片进行配准，使配准后的栅格图片与配准区域一致，通过上述方式，可以仅在WebGIS中进行处理，既不用下载GIS软件，不会产生额费用；也不需要用户去学习软件操作，降低了用户的学习成本，仅需要确定栅格图片的基准点和配准后的目标点，即可直接在WebGIS将待配准的栅格图片进行配准，操作十分简单，降低了用户的使用门槛。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例一提供的基于WebGIS的栅格图片的配准方法的流程示意图；

图2是本发明实施例二提供的基于WebGIS的栅格图片的配准方法的流程示意图；

图3是本发明实施例三提供的基于WebGIS的栅格图片的配准方法中配准栅格图片的示意图；

图4是本发明实施例四提供的基于WebGIS的栅格图片的配准设备的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

实施例一

图1是本发明实施例一提供的基于WebGIS的栅格图片的配准方法的流程示意图。如图1所示，本实施例提供一种基于WebGIS的栅格图片的配准方法，应用于WebGIS中，包括：

步骤101、获取待配准的栅格图片，并确定栅格图片中的基准点；

比如，可以采用卫星影像获取待配准的栅格图片。

一些实施例中，基准点是设定的，比如将中心点和栅格图片的顶角确定为基准点。

步骤102、在WebGIS中栅格图片对应的配准区域内，确定基准点配准后的目标点；

一些实施例中，配准区域是用户选择的。目标点也是用户选择的。

比如，用户通过WebGIS选定与栅格图片相对应的配准区域，通过观察配准区域及基准点，在配准区域选择与基准点对应的目标点。

步骤103、根据基准点和目标点，计算栅格图片的配准信息；

比如，基准点中的特征点数量为两个，由两个特征点和中心点可构成一三角形，通过在配准区域设定中心点，由设定的中心点及目标点构成另一三角形，通过三角形相似定理，便可以计算出设定中心点的具体位置，以及配准后图片的缩放比例、配准后图片的旋转角度。

步骤104、根据配准信息对栅格图片进行配准，以使配准后的栅格图片与配准区域一致。

通过上一步骤计算的配准信息，对栅格图片进行配准，将栅格图片按照计算的旋转角度进行旋转，以及将栅格图片按缩放比例进行缩放，以将栅格图片准确的配准到配准区域。

本实施例中，通过获取待配准的栅格图片，确定栅格图片的基准点，并在WebGIS中栅格图片对应的配准区域，确定基准点配准后的目标点，进而根据基准点和目标点，计算栅格图片的配准信息；再根据配准信息对栅格图片进行配准，使配准后的栅格图片与配准区域一致，通过上述方式，可以仅在WebGIS中进行处理，既不用下载GIS软件，不会产生额费用；也不需要用户去学习软件操作，降低了用户的学习成本，仅需要确定栅格图片的基准点和配准后的目标点，即可直接在WebGIS将待配准的栅格图片进行配准，操作十分简单，降低了用户的使用门槛。

实施例二

图2是本发明实施例二提供的基于WebGIS的栅格图片的配准方法的流程示意图。如图2所示，本实施例提供一种基于WebGIS的栅格图片的配准方法，应用于WebGIS中，包括：

步骤201、获取待配准的栅格图片；

其中，待配准的栅格图片可以为航拍图、制图软件导出的图片、通过卫星影像或扫描地图等多种来源获取的图片等。获取到栅格图片后，计算机便会记录栅格图片的初始宽度、初始高度、初始角度以及地图当前的缩放比例。

步骤202、获取栅格图片的中心点，以及，确定用户选择的特征点；将中心点和特征点确定为栅格图片的基准点；

对于计算机来说，任何图片均为矩形，而计算机只显示出栅格图片的实际形状，剩余部分为透明格式，因此栅格图片的中心点即为矩形对角线的交点，栅格图片的初始角度即为矩形的初始角度，通常为0度。对于特征点的选择，用户可以通过观察栅格图片来进行选择，例如，选择一些顶角或者是图形中较为有特征的位置作为特征点，如图3a所示，特征点A和特征点B为用户选取的特征点，两个特征点均在栅格图片的顶角位置，其中，特征点A、特征点B以及中心点形成了三角形T。

步骤203、在WebGIS中栅格图片对应的配准区域内，获取用户选择的目标点；

其中，配准区域为用户通过观察WebGIS中的地理数据，选择出的与栅格图片的形状相同的区域。进而，通过观察配准区域，选择出与特征点位置相对应的目标点。参照图3b，图3b为栅格图片待配准的地理图，经观察在左下角位置与栅格图片的图形相似，因此将其作为配准区域，经观察配准区域，可以很容易选出与上述特征点对应的目标点。

步骤204、根据基准点和目标点，计算栅格图片的配准信息；

其中，配准信息包括：配准后图片的中心点坐标、配准后图片的缩放比例、配准后图片的旋转角度。本步骤中，应用数学中的三角形相似定律进行计算。

具体的，步骤204包括：

步骤2041、获取基准点的坐标和目标点的坐标；

基于上述描述，基准点包括栅格图片的中心点和用户选择的特征点，其中，特征点包括第一特征点和第二特征点；目标点包括第一目标点和第二目标点。本实施例中，将第一特征点记为A，第二特征点记为B，中心点记为O，第一目标点记为A1，第二目标点记为B1。

步骤2042、根据基准点的坐标和目标点的坐标计算配准后图片的中心点坐标、配准后图片的缩放比例、配准后图片的旋转角度；

本实施例中，将配准后图片的中心点记为O1。

具体计算方法包括：

根据第一特征点的坐标和第二特征点的坐标，计算得到第一直线的水平夹角，第一直线是第一特征点和第二特征点确定的直线；

即：第一直线BA的水平夹角：

式中：Ax表示第一特征点的x轴坐标，Ay表示第一特征点的y轴坐标，Bx表示第二特征点的x轴坐标，By表示第二特征点的y轴坐标。

根据第一特征点的坐标和栅格图片的中心点的坐标，计算得到第二直线的水平夹角，第二直线是第一特征点和栅格图片的中心点确定的直线；

即：第二直线OA的水平夹角

式中：Ox表示中心点的x轴坐标，Oy表示中心点的y轴坐标。

根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标，计算得到第三直线的水平夹角，第三直线是第一目标点和第二目标点确定的直线；

即：第三直线B1A1的水平夹角

式中：A1x表示第一目标点的x轴坐标，A1y表示第一目标点的y轴坐标，B1x表示第二目标点的x轴坐标，B1y表示第二目标点的y轴坐标。

根据第一直线的水平夹角、第二直线的水平夹角和第三直线的水平夹角，计算得到第四直线的水平夹角；

即：第四直线O1A1的水平夹角R_O1A1＝R_OA-R_BA-R_B1A1；

根据第一特征点的坐标和栅格图片的中心点的坐标，计算得到第一线段的长度，第一线段是第一特征点和栅格图片的中心点组成的线段；

即：第一线段OA的长度

根据第一特征点的坐标和第二特征点的坐标，计算得到第二线段的长度，第二线段是第一特征点和第二特征点组成的线段；

即：第二线段AB的长度

根据第一目标点的坐标和第二目标点的坐标，计算得到第三线段的长度，第三线段是第一目标点和第二目标点组成的线段；

即：第三线段A1B1的长度

根据第四直线的水平夹角、第一线段的长度、第二线段的长度和第三线段的长度，计算得到配准后图片的中心点坐标；

即：O1的x轴坐标

O1的y轴坐标

根据第二线段的长度和第三线段的长度，计算得到配准后图片的缩放比例；

即：配准缩放比

根据第一直线的水平夹角和第三直线的水平夹角，计算得到配准后图片的旋转角度。

即：旋转角度

步骤205、根据配准信息对栅格图片进行配准，以使配准后的栅格图片与配准区域一致。

在步骤204中，已经计算出了栅格图片的配准信息，由于栅格图片的大小、角度等与配准区域不匹配，因此，需要通过配准信息对栅格图片进行配准。具体的，步骤205包括：

步骤2051、将配准后图片的中心点坐标所对应的点，确定为配准后的栅格图片的中心点；

步骤2052、根据配准后图片的缩放比例和栅格图片的初始尺寸，计算得到配准后的栅格图片的尺寸；

其中，初始尺寸包括初始长度和初始宽度，栅格图片的初始长度和初始宽度即为上述矩形的长度和宽度；

在步骤204中已经计算出了缩放比例，将栅格图片的初始尺寸乘以缩放比，便可以得到与配准区域大小相同的栅格图片。具体的，步骤2052包括：

将初始长度与配准后图片的缩放比例的乘积值，确定为配准后的栅格图片的长度；

将初始宽度与配准后图片的缩放比例的乘积值，确定为配准后的栅格图片的宽度。

步骤2053、将配准后图片的旋转角度确定为配准后的栅格图片的旋转角度。

在步骤2052中已经将栅格图片的大小调整为与配准区域相同，通过计算出的旋转角度，将栅格图片进行旋转，得到与配准区域角度一致的栅格图片，此时经过配准的栅格图片的大小及角度均与配准区域相同，将配准后的栅格图片移至配准区域，便可以完成对栅格图片的配准。

步骤206、获取WebGIS的当前地图的缩放比例，并将当前地图的缩放比例与配准后的栅格图片的尺寸对应存储。

步骤207、在当前地图的缩放比例更改后，根据更改后的缩放比例、更改前的缩放比例与配准后的栅格图片的尺寸的对应关系，计算得到栅格图片更改后的尺寸；

步骤208、在WebGIS中，根据更改后的尺寸显示相应大小的栅格图片。

在步骤206至步骤208中，通过将当前地图的缩放比例与配准后的栅格图片的尺寸对应存储，可以在用户想要调节地图的缩放比时，将栅格图片同时更改，以对应地图的缩放后的大小。

实施例三

图4是本发明实施例三提供的基于WebGIS的栅格图片的配准设备的结构示意图。如图4所示，本实施例提供一种基于WebGIS的栅格图片的配准设备，包括：

处理器401，以及与处理器相连接的存储器402；

存储器用于存储计算机程序；

处理器用于调用并执行存储器中的计算机程序，以执行如实施例一或二中的基于WebGIS的栅格图片的配准方法。

本实施例的具体实现方案可以参见上述实施例一和实施例二中的基于WebGIS的栅格图片的配准方法实施例中的相关说明，此处不再赘述。

实施例四

本实施例提供一种存储介质，存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现如实施例一或实施例二中基于WebGIS的栅格图片的配准方法。

本实施例的具体实现方案可以参见前述实施例一和实施例二记载的基于WebGIS的栅格图片的配准方法实施例中的相关说明，此处不再赘述。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指至少两个。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行装置执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种栅格图片的配准方法，其特征在于，应用于WebGIS中，包括：

获取待配准的栅格图片，并确定所述栅格图片中的基准点；

获取所述基准点的坐标和所述目标点的坐标；

根据所述基准点的坐标和所述目标点的坐标计算配准后图片的配准信息；其中，所述配准信息包括：配准后图片的中心点坐标、配准后图片的缩放比例、配准后图片的旋转角度；

根据所述配准信息对所述栅格图片进行配准，以使配准后的栅格图片与所述配准区域一致；

其中，所述基准点包括：所述栅格图片的中心点和用户选择的特征点，所述特征点包括第一特征点和第二特征点，所述目标点包括第一目标点和第二目标点；

所述根据所述基准点的坐标和所述目标点的坐标计算配准后图片的配准信息，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述栅格图片的基准点，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述配准区域为用户选择的；所述在WebGIS中所述栅格图片对应的配准区域内，确定所述基准点配准后的目标点，包括：

在所述配准区域中，获取用户选择的所述目标点。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述配准信息对所述栅格图片进行配准，以使配准后的栅格图片与所述配准区域一致，包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，还包括：

7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述初始尺寸包括初始长度和初始宽度；

8.一种基于WebGIS的栅格图片的配准设备，其特征在于，包括：

处理器，以及与所述处理器相连接的存储器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于调用并执行所述存储器中的所述计算机程序，以执行如权利要求1-7任一项所述的方法。