CN110502595A - 一种从规划地图中拾取经纬信息的方法 - Google Patents

Abstract

本发明是一种从公开发布的零散规划地图图片中拾取地物经纬信息和描述信息的方法，其基本原理是在城市尺度上，假定所有规划地图都是墨卡托投影制式地图并源于规划部门严格管理从而保持规范的空间地理关系，由此确定了规划地图像素坐标、互联网地图墨卡托坐标、大地经纬坐标的转换算法。其基本步骤是1.通过定位点建立规划地图像素坐标与互联网地图墨卡托坐标的比例关系；2.在规划地图上用标注、画圆、多折线、多方形、矩形等工具依图绘制；3.通过同显功能在互联网地图绘制相应图形以直观辅助信息拾取；4.规划地图的绘制图形可输入相应描述信息；5.图形化辅助取得的地物经纬和描述信息经分层去重后保存到城市规划数据库。

Description

一种从规划地图中拾取经纬信息的方法

技术领域：

本发明涉及非结构化数据转换领域，是一种从政府公开发布的规划地图图片中拾取有价值的规划地物经纬信息和描述信息，从而将非结构化的地图图片实现结构化的数据保存和商业利用的方法。

背景技术：

大数据服务是近年来互联网发展的一个发展热点，要做大数据服务，首先要确定大数据的来源，并采集清洗入库，再通过各种数据挖掘算法提取有价值的数据，并创新应用。本人发现每天在互联网上公开发布的规划地图网页数据就是很好的大数据来源，只是像海里的氚一样人们还没有找到高效的开发途径。

规划地图是用于反映区域开发、利用、保护和治理的长远计划的一种实用性专题地图。其编制是国家或地方计划部门根据国民经济建设发展需要，提出计划部署，指明开发、利用的过程。规划地图编制过程是保密的，但是涉及民生的规划地图通常会不定期发布，用于指导企业和公民合理规划自己的置业布局。

规划信息对社会生产生活是很重要的信息，比如购房除考虑现状配套之外，未来的周边规划信息是非常重要的考虑因素。但是规划地图上有价值的规划信息，对于规划部门之外的人们来说，则是零散的、混乱的、难以评估的。首先规划地图发布主体是多元的，由各级政府规划部门发布或者同级不同部门发布；其次规划信息涵盖的时效长短不一，有长远规划，有短期规划；再次规划信息发布的渠道和样式也是多样的，有些直接在规划局网站上公布，有些则通过新闻媒体公布；最后规划执行是个动态过程，进度变更和规划变更都是很常见的。因此，长期以来散乱的规划信息只能通过人为加工理解，公众无法取得比较全面的、系统化、可视化的信息展示。

规划地图虽然来源多样，但终归属于地图范畴，由政府部门严格管理，地图编制要求是规范的，其经纬信息必定是符合经纬坐标系定义要求并保持规范的空间地理关系。因此，基于规划地图的地图本质属性，所有规划地图的地物信息都可以提取出经纬信息，并通过统一的经纬坐标系，将各种来源的规划地图中提取的地物信息进行全面的、系统的、可视化的信息展示。

因此，采集公开发布的各种渠道来源的规划地图，在地图范畴的经纬坐标系以及编制部门严格管理的前提下，规划地图上的地物信息存在内在的统一性，将这些信息提取出来，转化为结构化的数据，将非常有价值，也具有转化的可能性。但是长期以内，人们都没有意识到这些数据的价值或者是没有好的方案实现从非结构化的图片上提取出结构化的数据，从而熟视无睹这些互联网上免费的大数据黄金宝藏。

发明内容：

1.从规划地图上拾取地物经纬信息的原理

地图绘制方式有很多种，比如高斯投影、墨卡托投影、勃兰特投影等。但是在城市尺度下用于公众展示的规划地图，并不是一个精度要求很高的领域，因此，将所有通过公开渠道得到的规划地图都认为是墨卡托投影地图，在一般公众尺度的规划理解意义来说已经是足够了。其中像百度地图、谷歌地图、高德地图等都是基于墨卡托投影实现的地图。

规划地图除绘制方式之外，还存在比例尺问题，但是不同比例尺地图在墨卡托投影中都是平行平面，各比例地图上的墨卡托坐标具有比例关系，由于地图上的像素坐标与墨卡托坐标存在函数映射，因此，规划地图上的像素坐标和互联网地图上的墨卡托坐标可以建立确定比例关系。而互联网地图的墨卡托坐标与大地坐标系存在函数映射，因此，通过规划地图上的像素坐标可以建立与大地坐标系的函数映射。

由此，通过假定所有规划地图为墨卡托投影制式地图，确定规划地图像素坐标和百度地图墨卡托坐标(以百度地图为例)的比例关系，以及地物经纬的空间固定比例关系，我们可以通过图形化界面在规划地图上选择矩形对角线上的两点(即能够确保比例值计算的两点)，并通过人在百度地图上找到相应的定位，从而建立规划地图像素坐标与百度经纬坐标的映射关系，实现规划地图像素坐标系与百度经续坐标系的转换算法。同时，在依图绘制规划地图地物信息过程中，人工录入地物信息，如公园、学校、大型综合体等分类信息，最终，我们就可以建立一个城市的综合规划地理数据库，以用于应用创新。

因此，从规划地图上拾取经纬信息的原理可归结为几点：

1)假定所有城市规划地图都是墨卡托投影制式地图，并保持规范的空间地理关系；

2)通过图形化界面选定规划地图上两点与百度地图对应两点，确定规划地图像素坐标系与百度地图经纬坐标系的映射关系；

3)通过图形化界面依图拾取规划地图上的地物像素坐标信息，推导出相应的百度地图经纬坐标信息。

2.规划地图像素坐标到互联网地图经纬坐标的转换算法

互联网地图以百度地图为例：

1)由定位操作，得两个定位点Pmp1{pixel：mercator：point}、Pmp2{pixel：mercator：point}。定位点包括规划地图像素点pixel{x，y}、百度墨卡托点mercator{x，y}、百度经纬点point{lng，lat}。

2)计算比例参数

kx＝(pmp2.pixel.x-pmp1.pixel.x)/(pmp2.mercator.x-pmp1.mercator.x)；

ky＝(pmp2.pixel.y-pmp1.pixel.y)/(pmp2.mercator.y-pmp1.mercator.y)；

在墨卡托投影中，基于规划地图像素平面与百度墨卡托坐标平面平行，将坐标原点处于同一射线上，则X轴Y轴坐标值具有确定比例关系；

3)计算规划地图上任意点(pixeln)像素坐标对应的百度墨卡托坐标

mx＝(pixeln.x-pmp1.pixel.x)/kx+pmp1.mercator.x；

my＝(pixeln.y-pmp1.pixel.y)/ky+pmp1.mercator.y；

4)百度墨卡托坐标转换为百度经纬坐标(调用互联网地图转换接口)。

3.从规划地图依图拾取地物的步骤

规划地图依图拾取地物流程图如图1所示：

1)确定城市之后，从当地规划部门网站、本地论坛等互联网公开渠道通过技术或人工取得相关的确保规范空间地理关系的规划地图，提取地图像素长宽信息等。

2)确定规划地图上地物的分层因素集，比如幼儿园、小学、中学、高中、大学等，以支持后续地物描述信息分类。

3)在图形化辅助界面上进行定位点操作，即在规划地图区选择矩形对角线上的两点(即能够确保比例值计算的两点)，并按系统提示在互联网地图区找到对应的两点，由此，取得规划地图区的像素坐标和互联网地图区的墨卡托坐标和经纬坐标信息，建立对应的映射，计算相应的比例参数。

4)在规划地图上依图所示使用绘制工具拾取标注、圆、多折线、多方形、矩形等地物图形。

5)可以通过同显功能，将规划地图上的地物图形同步显示在互联网地图上，以直观方式确定采集的地物经纬信息。

6)在规划地图上绘制的地物图形支持选择分层分类和录入描述信息。

7)上述拾取到的地物信息转换为经纬信息，基于物地类型分层(如房产板块层)，与已有数据库同层地物进行图形重叠率检查，基于规划时间等多种因素以确定去留，从而实现分层去重。

8)采集的规划地图经上述图形化拾取保存到城市规划数据库

附图说明：

1)图1规划地图地物信息拾取流程图

2)图2图形化辅助界面功能分区示意图

3)图3定位及核心范围同显图

4)图4规划图浙江财经文华校区标注和同显图

具体实施方式：

本发明主要有规划地图采集系统、规划地图图形化拾取系统、规划地图地物信息存储系统组成。这三个系统是按照功能设置的软件系统，可以分别由三台服务器通过互联网或内部网相连。这些服务器可以是各种品牌和配置的服务器或云服务器，相应的操作系统可以是多种选择，如Windows、Linux、Solaris等。

其中最核心的是规划地图图形化拾取系统，采用BS开发方案，使用JavaScript语言开发。而这之中最为关键的是规划地图图形绘制技术的实现，技术方案有多种选择如SVG技术、DIV技术或H5的Canvas技术，通常选择SVG的Path元素实现，因为互联网地图上的图形一般也是用SVG技术。

各子系统的具体功能如下：

●规划地图采集系统：以城市为基础，从规划部门网站、本地论坛下载规划地图信息，并采集地图原始长宽信息等。

●规划地图图形化拾取系统：将规划地图导入图形化拾取界面，该界面如图2所示包括三个区域，即规划地图区、互联网地图区和操作工具区。操作工具区包括定位点、同显等操作功能以及标注、圆、多折线、多边形、矩形等绘制功能。下面以杭州市古荡单元控规图为例说明拾取过程：

1)定位点操作时，在规划地图区选择矩形对角线上的两点，如附图3中的丰潭路与文一西路交叉口及丰潭路与文二西路交叉口。同时，按系统提示在百度地图区找到对应的两点。由此，取得规划地图区的像素坐标和百度地图区的墨卡托坐标和经纬坐标信息，建立对应的映射，计算相应的比例参数。

2)规划地图区上支持标注、画圆、画多折线、画多边形、画矩形，如附图4中在规划地图上依图绘制浙江财经大学文华校区的边界。

3)同显功能是指将规划地图区上画出的相关地物信息，通过转换算法得到相应的百度经纬信息，并使用百度绘制工具同步显示在百度地图上，以便操作人直观理解规划地图的地物信息采集效果，如附图4在百度地图区上同步绘制的浙江财经大学文华校区。

4)规划地图区的每个操作覆盖物支持点击显示操作框，可以选择地物类型和覆盖物名称以及相关描述。如附图4的操作框。

●规划地图地物信息存储系统：由数据库组成，用于保存地物经纬信息、样式信息以及描述信息等。信息存储系统由一个后台数据库组成。这里所述的数据库是一个泛指概念，代表各种格式的关系型或NOSQL型数据库，而不局限于某种特定格式的数据库，可以选用商业数据库如DB2，Oracle，SQL Server等，也可以选择免费的数据库如MySQL，以及非关系型的HBase数据库等。

Claims (6)

1.一种从公开发布的零散规划地图图片中拾取地物经纬信息和描述信息的方法，其基本原理是1)假定所有规划地图都是墨卡托投影制式地图并源于规划部门的严格管理从而保持规范的空间地理关系2)基于规划地图像素坐标系与互联网地图墨卡托坐标系的平面平行关系确定比例关系3)基于墨卡托坐标与大地经纬坐标的关系，最终确定规划地图像素坐标与大地经纬坐标的转换映射。

2.基于权利要求1形成的规划地图像素坐标与大地经纬坐标的图形化辅助转换算法为(互联网地图以百度地图为例)：

1)由定位参考操作，得两个定位点Pmp1{pixel：mercator：point}、Pmp2{pixel：mercator：point}，定位点包括规划地图像素点pixel{x，y}、百度墨卡托点mercator{x，y}、百度经纬点point{lng，lat}；

2)计算比例参数

kx＝(pmp2.pixel.x-pmp1.pixel.x)/(pmp2.mercator.x-pmp1.mercator.x)；

ky＝(pmp2.pixel.y-pmp1.pixel.y)/(pmp2.mercator.y-pmp1.mercator.y)；

在墨卡托投影中，基于规划地图像素平面与百度墨卡托坐标平面平行，将坐标原点处于同一射线上，则X轴Y轴坐标值具有确定比例关系；

3)计算规划地图上任意点(pixeln)像素坐标对应的百度墨卡托坐标：

mx＝(pixeln.x-pmp1.pixel.x)/kx+pmp1.mercator.x；

my＝(pixeln.y-pmp1.pixel.y)/ky+pmp1.mercator.y；

4)百度墨卡托坐标转换为百度经纬坐标(调用互联网地图转换接口)。

3.基于权利要求2的图形化辅助区包括三个区域，即规划地图区、互联网地图区和操作工具区，操作工具区包括定位点、同显等操作功能以及标注、圆、多折线、多边形、矩形等绘制功能。

4.图形化辅助下的操作步骤如下：

1)定位点操作时，在规划地图区选择矩形对角线上的两点(即能够确保比例值计算的两点)，并按系统提示在互联网地图区找到对应的两点，由此，取得规划地图区的像素坐标和互联网地图区的墨卡托坐标和经纬坐标信息，建立对应的映射，计算相应的比例参数；

2)规划地图区上支持标注、画圆、画多折线、画多边形、画矩形等绘制功能，使用相应工具依图绘制规划地图上的地物信息；

3)通过同显功能将规划地图上的地物信息转换为互联网地图的经纬信息，并使用互联网地图绘制工具同步显示在互联网地图上，以便操作人直观理解规划地图的地物信息采集效果；

4)规划地图区的每个覆盖物支持点击显示操作框，可以选择地物类型和录入覆盖物名称以及相关描述信息；

5)上述拾取到的地物信息转换为经纬信息，基于物地类型分层(如房产板块层)，与已有数据库同层地物进行图形重叠率检查，基于规划时间等多种因素以确定去留；

6)将经过互联网地图同显验证过及分层去重的地物像素坐标、经纬坐标、描述信息等保存到数据库。

5.图形化同显功能，其特征是将在规划地图上基于像素坐标绘制的图形，通过权利要求2的坐标转换算法取得相应大地经纬坐标，并基于相同的绘制方法绘制在互联网地图上。

6.规划地图地物信息分层去重算法，其特征是规划地图上依图绘制的地物基于拾取目的及业务分类需要进行分层管理，来源于不同规划地图的同层地物，基于统一的大地经纬坐标系下，基于规划时间和图形重叠率等多种因素实现去重。