CN110823233A - 一种基于坐标变换的地图模型构建方法及系统 - Google Patents

一种基于坐标变换的地图模型构建方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提出一种基于坐标变换的地图模型构建方法，包括以下步骤：从地图选取任意坐标点A和坐标点B，获取其像素坐标，并采用实地用仪器测得坐标点A和坐标点B的经纬度；计算坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的地理距离s1；计算坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2、坐标点A和坐标点B的像素距离s2；计算当前地图的Y轴与正北的偏转角a3；计算当前地图的比例尺C；根据当前地图的比例尺C、坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，并结合无人机航拍实景图进行建模，获得基于坐标变换的地图模型。本发明还提出了一种基于坐标变换的地图模型构建系统。

Description

一种基于坐标变换的地图模型构建方法及系统
技术领域
本发明涉及地理信息处理技术领域，更具体地，涉及一种基于坐标变换的地图模型构建方法及系统。
背景技术
随着社会不断进步和计算机信息技术不断发展，各种地理信息系统被应用于各个领域当中。目前所应用的地图系统在导航、日常查看地图并未能满足用户对高清实景图的需求，特别的，在特定需求下，如配电网建模、小区域建模等需要自定义地理信息和偏远地区地理信息不足的情况下，主要采用线网图，而实景图存在定位不准确的问题。
发明内容
本发明为克服上述现有技术所述的地图系统所使用的实景图存在定位不准确的缺陷，提供一种基于坐标变换的地图模型构建方法，以及一种基于坐标变换的地图模型构建系统。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案如下：
一种基于坐标变换的地图模型构建方法，包括以下步骤：
S1：从地图选取任意坐标点A和坐标点B，获取坐标点A和坐标点B的像素坐标，并采用实地用仪器测得所述坐标点A和坐标点B的经纬度；
S2：根据所述坐标点A和坐标点B的经纬度计算坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的地理距离s1；
S3：根据所述坐标点A和坐标点B的像素坐标计算坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2、坐标点A和坐标点B的像素距离s2；
S4：根据所述夹角a1和夹角a2，计算当前地图的Y轴与正北的偏转角a3；
S5：根据所述地理距离s1和像素距离s2，计算当前地图的比例尺C；
S6：根据所述当前地图的比例尺C、坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，并结合无人机航拍实景图进行建模，获得基于坐标变换的地图模型。
本技术方案中，通过对已知的两个坐标点进行坐标变换，得到地图模型的相关系数，即当前地图的比例尺C、坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，然后根据地图模型的相关系数，结合无人机航拍实景图进行建模，获得基于坐标变换的地图模型，该地图模型在实际应用中，可根据已知的坐标点的经纬度及地图模型的相关系数得到目标坐标点的经纬度，从而提高定位准确度。
优选地，S2步骤中，所述坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1的计算步骤如下：
S21：根据所述坐标点A和坐标点B的纬度，计算坐标点A和坐标点B的矫正半径RavgA、RavgB，其计算公式如下：
RavgA＝Rh+(Rw-Rh)*(90-latA)/90
RavgB＝Rh+(Rw-Rh)*(90-latB)/90
其中，Rh表示极半径，Rw表示赤道半径，latA表示坐标点A的纬度，latB表示坐标点B的纬度；
S22：在地图上选取一坐标点C，且所述坐标点C同时满足坐标点C与坐标点A的经度相同、坐标点C与坐标点B的纬度相同，即坐标点C的经纬度为C(lonA,latB)；
S23：计算坐标点A和坐标点C之间的弧长Hac以及坐标点C和坐标点B之间的弧长Hcb，其计算公式如下：
Hac＝(latB-latA)*RavgA
Hcb＝(lonB-lonA)*RlatB
RlatB＝RavgB*cos(latBo)
其中，RlatB表示坐标点B在纬度位置的平面半径；
S24：根据弧长Hac以及弧长Hcb，计算所述坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1，其计算公式如下：
Ha＝atan(|Hcb/Hac|)
a1＝Ha/(π/180)
其中，Ha表示坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1的弧度，然后根据经纬度的差值在地图中的象限，得到坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1。
优选地，S2步骤中，所述坐标点A和坐标点B的地理距离s1为根据坐标点A和坐标点C之间的弧长Hac以及坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1计算得到，其计算公式如下：
s1＝Hac/cos(a1)。
优选地，S3步骤中，计算坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2的具体步骤如下：
S31：根据坐标点A和坐标点B的像素坐标(xA,yA)、(xB,yB)，计算坐标点A和坐标点B的像素半径RA、RB，其计算公式如下：
RA＝Rh+(Rw-Rh)*(90-yA)/90
RB＝Rh+(Rw-Rh)*(90-yB)/90；
S32：根据坐标点C的像素坐标(xC,yC)，计算坐标点A和坐标点C之间的弧长Hac′以及坐标点C和坐标点B之间的弧长Hcb′，其计算公式如下：
Hac′＝(yB-yA)*RA
Hcb′＝(xB-xA)*RyB
RyB＝RB*cos(yB o)
其中，RyB表示坐标点B在Y轴方向上的平面半径；
S33：根据弧长Hac′以及Hcb′，计算所述坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，其计算公式如下：
Ha′＝atan(|Hcb′/Hac′|)
a2＝Ha′/(π/180)
其中，Ha′表示坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2所对应的弧度，然后根据坐标点A和坐标点B的像素坐标差值在地图中的象限，得到坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2。
优选地，S3步骤中，所述坐标点A和坐标点B的像素距离s2的计算公式如下：
s2＝Hac′/cos(a2)。
优选地，S5步骤中，所述当前地图的比例尺C的计算公式如下：
C＝s2/s1。
本发明还提出了一种基于坐标变换的地图模型构建系统，应用上述一种基于坐标变换的地图模型构建方法，包括由无人机航拍实景图构建的地图模型、经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层、应用层，其中：
所述经纬度存放层用于存放地图模型中各坐标点的经纬度；
所述像素坐标存放层用于存放地图模型中各坐标点的像素坐标；
所述相关系数存放层用于存放经应用层数据处理后输出的坐标点相关系数；
所述应用层分别与所述经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层连接，所述应用层用于根据从经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层获取的数据进行处理，得到坐标点的经纬度、像素坐标、相关系数，并输出到经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层中。
优选地，相关系数存放层中存储的相关系数包括但不仅限于地图模型的比例尺、地图模型Y轴与正北方向的偏转角，以及坐标点之间的地理距离、像素距离、纬度差弧长、经度差弧长、纬度差弧度、经度差弧度、纬度差角度、经度差角度。
优选地，应用层中对经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层获取的数据进行处理的内容包括但不仅限于：
1)根据所述经纬度存放层输入的2个目标坐标点的纬度，计算2个目标坐标点连线与正北方向的夹角a，然后输入到所述相关系数存放层中进行存储；
2)根据所述经纬度存放层输入的2个目标坐标点的纬度，计算2个目标坐标点的地理距离s，然后输入到所述相关系数存放层中进行存储；
3)根据所述像素坐标存放层输入的2个目标坐标点的像素坐标，计算2个目标坐标点的像素距离s’，然后输入到所述相关系数存放层中进行存储；
4)根据所述经纬度存放层输入的2个目标坐标点的纬度lat1、lat2，以及所述相关系数存放层输入的2个目标坐标点的地理距离S、2个目标坐标点连线与正北方向的夹角a，计算2个目标坐标点的纬度差弧长H1、经度差弧长H2、纬度差弧度rad1、经度差弧度rad2、纬度差角度aw、经度差角度aj，或者计算地图模型的比例尺C、地图模型Y轴与正北方向的偏转角a3，然后输出到所述相关系数存放层中进行存储；计算2个目标坐标点的经纬度(lon,lat)，然后输出到所述经纬度存放层中存储。
优选地，应用层处理内容4)中，计算2个目标坐标点的纬度差弧长H1的计算公式如下：
H1＝S*cos(a)；
计算2个目标坐标点的经度差弧长H2的计算公式如下：
H2＝S*sin(a)；
计算2个目标坐标点的纬度差弧度rad1的计算公式如下：
Ravg1＝Rh+(Rw-Rh)*(90-lat1)/90
rad1＝H1/Ravg1；
计算2个目标坐标点的经度差弧度rad2的计算公式如下：
Rlat1＝Ravg1*cos(lat1o)
rad2＝H1/Rlat1；
计算2个目标坐标点的纬度差角度aw的计算公式如下：
aw＝(H1/Ravg1)/(π/180)；
计算2个目标坐标点的经度差角度aj的计算公式如下：
aj＝(H1/Rlat1)/(π/180)。
与现有技术相比，本发明技术方案的有益效果是：通过对已知的两个坐标点进行坐标变换，得到地图模型的相关系数，并结合无人机航拍实景图应用于地图模型的构建，能够有效提高定位准确度。
附图说明
图1为实施例1的基于坐标变换的地图模型构建方法的流程图。
图2为实施例1的坐标点的位置示意图。
图3为实施例2的基于坐标变换的地图模型构建系统的结构示意图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；
对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
实施例1
本实施例中提出了一种基于坐标变换的地图模型构建方法，如图1所示，分别为本实施例的一种基于坐标变换的地图模型构建方法的流程图。
本实施例提出的一种基于坐标变换的地图模型构建方法包括以下步骤：
S1：从地图选取任意坐标点A和坐标点B，获取坐标点A和坐标点B的像素坐标，并采用实地用仪器测得坐标点A和坐标点B的经纬度，其中坐标点A的经纬度为(lonA,latA)，坐标点B的经纬度为(lonB,latB)。
S2：根据坐标点A和坐标点B的经纬度计算坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的地理距离s1。
如图2所示，为本实施例坐标点的位置示意图。
本步骤中，坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1的计算步骤如下：
S21：根据坐标点A和坐标点B的纬度，计算坐标点A和坐标点B的矫正半径RavgA、RavgB，其计算公式如下：
RavgA＝Rh+(Rw-Rh)*(90-latA)/90
RavgB＝Rh+(Rw-Rh)*(90-latB)/90
其中，Rh表示极半径，且Rh取值为6356725m；Rw表示赤道半径，且Rw取值为6356725m；latA表示坐标点A的纬度，latB表示坐标点B的纬度；
由于地球的赤道半径与极半径并不相同，因此本实施例中需要先矫正在特定点处的半径；
S22：在地图上选取一坐标点C，且坐标点C同时满足坐标点C与坐标点A的经度相同、坐标点C与坐标点B的纬度相同，即坐标点C的经纬度为C(lonA,latB)；
S23：计算坐标点A和坐标点C之间的弧长Hac以及坐标点C和坐标点B之间的弧长Hcb，其计算公式如下：
Hac＝(latB-latA)*RavgA
Hcb＝(lonB-lonA)*RlatB
RlatB＝RavgB*cos(latBo)
其中，RlatB表示坐标点B在纬度位置的平面半径；
本步骤中，由于坐标点C的纬度与坐标点B的纬度相同，所以坐标点AC的连线与坐标点AB的连线的纬度跨度相同，即坐标点A和坐标点B纬度差值为坐标点AC连线的弧度，然后通过弧度和半径即可求出AC弧线的弧长Hac；同理，由于坐标点C的经度与坐标点A的经度相同，所以坐标点CB连线与坐标点AB连线的经度跨度相同，为坐标点A和坐标点B的经度差值，且为坐标点CB连线的弧度，考虑到坐标点CB连线的半径不是地球半径，而是坐标点B所在与赤道平行的平面，其半径为BO2，即∠OBO2为坐标点B的纬度，再通过三角函数进行坐标变换，计算得到坐标点C和坐标点B之间的弧长Hcb；
S24：根据弧长Hac以及弧长Hcb，计算坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1，其计算公式如下：
Ha＝atan(|Hcb/Hac|)
a1＝Ha/(π/180)
其中，Ha表示坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1的弧度，然后根据经纬度的差值在地图中的象限，得到坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1；
其中，由于CA向北，CB向东，所以三角形ABC可以看作为一个直角三角形，使用反正切函数进行坐标变换可以计算得到坐标点AB连线与正北的夹角所对应的弧度，再通过弧度转换角度计算得到坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1。
而坐标点A和坐标点B的地理距离s1为根据坐标点A和坐标点C之间的弧长Hac以及坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1计算得到，其计算公式如下：
s1＝Hac/cos(a1)。
S3：根据坐标点A和坐标点B的像素坐标计算坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2、坐标点A和坐标点B的像素距离s2。
本步骤中，计算坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2的具体步骤如下：
S31：根据坐标点A和坐标点B的像素坐标(xA,yA)、(xB,yB)，计算坐标点A和坐标点B的像素半径RA、RB，其计算公式如下：
RA＝Rh+(Rw-Rh)*(90-yA)/90
RB＝Rh+(Rw-Rh)*(90-yB)/90；
S32：根据坐标点C的像素坐标(xC,yC)，计算坐标点A和坐标点C之间的弧长Hac′以及坐标点C和坐标点B之间的弧长Hcb′，其计算公式如下：
Hac′＝(yB-yA)*RA
Hcb′＝(xB-xA)*RyB
RyB＝RB*cos(yB o)
其中，RyB表示坐标点B在Y轴方向上的平面半径；
S33：根据弧长Hac′以及Hcb′，计算坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，其计算公式如下：
Ha′＝atan(|Hcb′/Hac′|)
a2＝Ha′/(π/180)
其中，Ha′表示坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2所对应的弧度，然后根据坐标点A和坐标点B的像素坐标差值在地图中的象限，得到坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2。
而坐标点A和坐标点B的像素距离s2的计算公式如下：
s2＝Hac′/cos(a2)。
S4：根据夹角a1和夹角a2，计算当前地图的Y轴与正北的偏转角a3。
S5：根据地理距离s1和像素距离s2，计算当前地图的比例尺C。
本步骤中，当前地图的比例尺C的计算公式如下：
C＝s2/s1。
S6：根据当前地图的比例尺C、坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，并结合无人机航拍实景图进行建模，获得基于坐标变换的地图模型。
本实施例中，通过对已知的两个坐标点进行坐标变换，得到地图模型的相关系数，即当前地图的比例尺C、坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，然后根据地图模型的相关系数，结合无人机航拍实景图进行建模，获得基于坐标变换的地图模型，该地图模型在实际应用中，可根据已知的坐标点的经纬度及地图模型的相关系数得到目标坐标点的经纬度，从而提高定位准确度。
实施例2
本实施例提出一种基于坐标变换的地图模型构建系统，应用于实施例1提出的一种基于坐标变换的地图模型构建方法。如图3所示，为本实施例的基于坐标变换的地图模型构建系统的结构示意图。
本实施例提出的基于坐标变换的地图模型构建系统中，包括由无人机航拍实景图构建的地图模型1、经纬度存放层2、像素坐标存放层3、相关系数存放层4、应用层5，其中：
经纬度存放层2与地图模型1连接，用于存放地图模型1中各坐标点的经纬度；
像素坐标存放层3与地图模型1连接，用于存放地图模型1中各坐标点的像素坐标；
相关系数存放层4与应用层5连接，用于存放经应用层5数据处理后输出的坐标点相关系数；
应用层5分别与经纬度存放层2、像素坐标存放层3、相关系数存放层4连接，应用层用于根据从经纬度存放层2、像素坐标存放层3、相关系数存放层4获取的数据进行处理，得到坐标点的经纬度、像素坐标、相关系数，并输出到经纬度存放层2、像素坐标存放层3、相关系数存放层4中。
本实施例中，相关系数存放层中存储的相关系数包括但不仅限于地图模型的比例尺、地图模型Y轴与正北方向的偏转角，以及坐标点之间的地理距离、像素距离、纬度差弧长、经度差弧长、纬度差弧度、经度差弧度、纬度差角度、经度差角度。
本实施例中，应用层中对经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层获取的数据进行处理的内容包括：
1)根据经纬度存放层输入的2个目标坐标点的纬度，计算2个目标坐标点连线与正北方向的夹角a，然后输入到相关系数存放层中进行存储；
2)根据经纬度存放层输入的2个目标坐标点的纬度，计算2个目标坐标点的地理距离s，然后输入到相关系数存放层中进行存储；
3)根据像素坐标存放层输入的2个目标坐标点的像素坐标，计算2个目标坐标点的像素距离s’，然后输入到相关系数存放层中进行存储；
4)根据经纬度存放层输入的2个目标坐标点的纬度lat1、lat2，以及相关系数存放层输入的2个目标坐标点的地理距离S、2个目标坐标点连线与正北方向的夹角a，计算2个目标坐标点的纬度差弧长H1、经度差弧长H2、纬度差弧度rad1、经度差弧度rad2、纬度差角度aw、经度差角度aj，或者计算地图模型的比例尺C、地图模型Y轴与正北方向的偏转角a3，然后输出到相关系数存放层中进行存储；计算2个目标坐标点的经纬度(lon,lat)，然后输出到经纬度存放层中存储，其中：
计算2个目标坐标点的纬度差弧长H1的计算公式如下：
H1＝S*cos(a)；
计算2个目标坐标点的经度差弧长H2的计算公式如下：
H2＝S*sin(a)；
计算2个目标坐标点的纬度差弧度rad1的计算公式如下：
Ravg1＝Rh+(Rw-Rh)*(90-lat1)/90
rad1＝H1/Ravg1；
计算2个目标坐标点的经度差弧度rad2的计算公式如下：
Rlat1＝Ravg1*cos(lat1o)
rad2＝H1/Rlat1；
计算2个目标坐标点的纬度差角度aw的计算公式如下：
aw＝(H1/Ravg1)/(π/180)；
计算2个目标坐标点的经度差角度aj的计算公式如下：
aj＝(H1/Rlat1)/(π/180)。
本实施例中，地图模型1由无人机航拍实景图构建而成，并通过实景图所形成的图像获得目标坐标点的像素坐标，然后存储在像素坐标存放层3中；根据由无人机航拍实景图构建的地图模型1，通过实地用仪器获得坐标点的经纬度数据，然后存储在经纬度存放层2中；应用层根据已知的坐标点经纬度、像素坐标计算得到该地图模型1的偏转角及比例尺，然后输出到地图模型1中对地图模型1进一步训练，得到基于坐标变换的地图模型。在使用过程中，根据输入的已知坐标的经纬度、像素坐标、坐标距离等数据，可以得到相应的相关系数并输出。本实施例通过基于无人机航拍实景图与坐标变换构建地图模型，并通过根据比例尺和偏转角对地图模型进行构建，能够提高地图模型定位的准确度。
相同或相似的标号对应相同或相似的部件；
附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于坐标变换的地图模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：从地图选取任意坐标点A和坐标点B，获取坐标点A和坐标点B的像素坐标，并采用实地用仪器测得所述坐标点A和坐标点B的经纬度；
S2：根据所述坐标点A和坐标点B的经纬度计算坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的地理距离s1；
S3：根据所述坐标点A和坐标点B的像素坐标计算坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2、坐标点A和坐标点B的像素距离s2；
S4：根据所述夹角a1和夹角a2，计算当前地图的Y轴与正北的偏转角a3；
S5：根据所述地理距离s1和像素距离s2，计算当前地图的比例尺C；
S6：根据所述当前地图的比例尺C、坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，并结合无人机航拍实景图进行建模，获得基于坐标变换的地图模型。
2.根据权利要求1所述的基于坐标变换的地图模型构建方法，其特征在于：所述S2步骤中，所述坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1的计算步骤如下：
S21：根据所述坐标点A和坐标点B的纬度，计算坐标点A和坐标点B的矫正半径RavgA、RavgB，其计算公式如下：
RavgA＝Rh+(Rw-Rh)*(90-latA)/90
RavgB＝Rh+(Rw-Rh)*(90-latB)/90
其中，Rh表示极半径，Rw表示赤道半径，latA表示坐标点A的纬度，latB表示坐标点B的纬度；
S22：在地图上选取一坐标点C，且所述坐标点C同时满足坐标点C与坐标点A的经度相同、坐标点C与坐标点B的纬度相同，即坐标点C的经纬度为C(lonA,latB)；
S23：计算坐标点A和坐标点C之间的弧长Hac以及坐标点C和坐标点B之间的弧长Hcb，其计算公式如下：
Hac＝(latB-latA)*RavgA
Hcb＝(lonB-lonA)*RlatB
RlatB＝RavgB*cos(latBo)
其中，RlatB表示坐标点B在纬度位置的平面半径；
S24：根据弧长Hac以及弧长Hcb，计算所述坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1，其计算公式如下：
Ha＝atan(|Hcb/Hac|)
a1＝Ha/(π/180)
其中，Ha表示坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1的弧度，然后根据经纬度的差值在地图中的象限，得到坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1。
3.根据权利要求2所述的基于坐标变换的地图模型构建方法，其特征在于：所述S2步骤中，所述坐标点A和坐标点B的地理距离s1为根据坐标点A和坐标点C之间的弧长Hac以及坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1计算得到，其计算公式如下：
s1＝Hac/cos(a1)。
4.根据权利要求2所述的基于坐标变换的地图模型构建方法，其特征在于：所述S3步骤中，计算坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2的具体步骤如下：
S31：根据坐标点A和坐标点B的像素坐标(xA,yA)、(xB,yB)，计算坐标点A和坐标点B的像素半径RA、RB，其计算公式如下：
RA＝Rh+(Rw-Rh)*(90-yA)/90
RB＝Rh+(Rw-Rh)*(90-yB)/90；
S32：根据坐标点C的像素坐标(xC,yC)，计算坐标点A和坐标点C之间的弧长Hac′以及坐标点C和坐标点B之间的弧长Hcb′，其计算公式如下：
Hac′＝(yB-yA)*RA
Hcb′＝(xB-xA)*RyB
RyB＝RB*cos(yB o)
其中，RyB表示坐标点B在Y轴方向上的平面半径；
S33：根据弧长Hac′以及Hcb′，计算所述坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，其计算公式如下：
Ha′＝atan(|Hcb′/Hac′|)
a2＝Ha′/(π/180)
其中，Ha′表示坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2所对应的弧度，然后根据坐标点A和坐标点B的像素坐标差值在地图中的象限，得到坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2。
5.根据权利要求4所述的基于坐标变换的地图模型构建方法，其特征在于：所述S3步骤中，所述坐标点A和坐标点B的像素距离s2的计算公式如下：
s2＝Hac′/cos(a2)。
6.根据权利要求5所述的基于坐标变换的地图模型构建方法，其特征在于：所述S5步骤中，所述当前地图的比例尺C的计算公式如下：
C＝s2/s1。
7.一种基于坐标变换的地图模型构建系统，其特征在于：包括由无人机航拍实景图构建的地图模型、经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层、应用层，其中：
所述经纬度存放层用于存放地图模型中各坐标点的经纬度；
所述像素坐标存放层用于存放地图模型中各坐标点的像素坐标；
所述相关系数存放层用于存放经应用层数据处理后输出的坐标点相关系数；
所述应用层分别与所述经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层连接，所述应用层用于根据从经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层获取的数据进行处理，得到坐标点的经纬度、像素坐标、相关系数，并输出到经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层中。
8.根据权利要求7所述的基于坐标变换的地图模型构建系统，其特征在于：所述相关系数存放层中存储的相关系数包括但不仅限于地图模型的比例尺、地图模型Y轴与正北方向的偏转角，以及坐标点之间的地理距离、像素距离、纬度差弧长、经度差弧长、纬度差弧度、经度差弧度、纬度差角度、经度差角度。
9.根据权利要求7所述的基于坐标变换的地图模型构建系统，其特征在于：所述应用层中对经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层获取的数据进行处理的内容包括但不仅限于：
1)根据所述经纬度存放层输入的2个目标坐标点的纬度，计算2个目标坐标点连线与正北方向的夹角a，然后输入到所述相关系数存放层中进行存储；
2)根据所述经纬度存放层输入的2个目标坐标点的纬度，计算2个目标坐标点的地理距离s，然后输入到所述相关系数存放层中进行存储；
3)根据所述像素坐标存放层输入的2个目标坐标点的像素坐标，计算2个目标坐标点的像素距离s’，然后输入到所述相关系数存放层中进行存储；
4)根据所述经纬度存放层输入的2个目标坐标点的纬度lat1、lat2，以及所述相关系数存放层输入的2个目标坐标点的地理距离S、2个目标坐标点连线与正北方向的夹角a，计算2个目标坐标点的纬度差弧长H1、经度差弧长H2、纬度差弧度rad1、经度差弧度rad2、纬度差角度aw、经度差角度aj，或者计算地图模型的比例尺C、地图模型Y轴与正北方向的偏转角a3，然后输出到所述相关系数存放层中进行存储；计算2个目标坐标点的经纬度(lon,lat)，然后输出到所述经纬度存放层中存储。
10.根据权利要求9所述的基于坐标变换的地图模型构建系统，其特征在于：所述应用层处理内容4)中，计算2个目标坐标点的纬度差弧长H1的计算公式如下：
H1＝S*cos(a)；
计算2个目标坐标点的经度差弧长H2的计算公式如下：
H2＝S*sin(a)；
计算2个目标坐标点的纬度差弧度rad1的计算公式如下：
Ravg1＝Rh+(Rw-Rh)*(90-lat1)/90
rad1＝H1/Ravg1；
计算2个目标坐标点的经度差弧度rad2的计算公式如下：
Rlat1＝Ravg1*cos(lat1o)
rad2＝H1/Rlat1；
计算2个目标坐标点的纬度差角度aw的计算公式如下：
aw＝(H1/Ravg1)/(π/180)；
计算2个目标坐标点的经度差角度aj的计算公式如下：
aj＝(H1/Rlat1)/(π/180)。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111638537A (zh) * 2020-08-03 2020-09-08 成都瑞达科讯科技有限公司 一种室内室外多技术融合定位方法
CN112037307A (zh) * 2020-09-15 2020-12-04 恒瑞通（福建）信息技术有限公司 一种在地图图片上绘制定位的方法及终端
CN113012047A (zh) * 2021-03-26 2021-06-22 广州市赋安电子科技有限公司 动态摄像头坐标映射建立方法、装置及可读存储介质
CN113611146A (zh) * 2021-06-30 2021-11-05 深圳市泰比特科技有限公司 一种基于nfc和方位角计算的规范停车方法

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5091869A (en) * 1990-04-16 1992-02-25 Expert Technologies, Inc. Computer integrated floor plan system
US8868375B1 (en) * 2014-05-21 2014-10-21 Locometric Ltd Generation of a floor plan
CN105469405A (zh) * 2015-11-26 2016-04-06 清华大学 基于视觉测程的同时定位与地图构建方法
CN106289285A (zh) * 2016-08-20 2017-01-04 南京理工大学 一种关联场景的机器人侦察地图及构建方法
CN107845060A (zh) * 2017-10-31 2018-03-27 广东中星电子有限公司 地理位置与对应的图像位置坐标转换方法及系统
CN108846084A (zh) * 2018-06-11 2018-11-20 成都山河空间信息技术有限公司 一种实景地图的生成系统和方法
CN109241233A (zh) * 2018-09-14 2019-01-18 东方网力科技股份有限公司 一种坐标匹配方法及装置
CN109916417A (zh) * 2019-02-20 2019-06-21 广州市山丘智能科技有限公司 一种地图建立方法、装置、计算机设备及其存储介质
CN110223233A (zh) * 2019-06-11 2019-09-10 西北工业大学 一种基于图像拼接的无人机航拍建图方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5091869A (en) * 1990-04-16 1992-02-25 Expert Technologies, Inc. Computer integrated floor plan system
US8868375B1 (en) * 2014-05-21 2014-10-21 Locometric Ltd Generation of a floor plan
CN105469405A (zh) * 2015-11-26 2016-04-06 清华大学 基于视觉测程的同时定位与地图构建方法
CN106289285A (zh) * 2016-08-20 2017-01-04 南京理工大学 一种关联场景的机器人侦察地图及构建方法
CN107845060A (zh) * 2017-10-31 2018-03-27 广东中星电子有限公司 地理位置与对应的图像位置坐标转换方法及系统
CN108846084A (zh) * 2018-06-11 2018-11-20 成都山河空间信息技术有限公司 一种实景地图的生成系统和方法
CN109241233A (zh) * 2018-09-14 2019-01-18 东方网力科技股份有限公司 一种坐标匹配方法及装置
CN109916417A (zh) * 2019-02-20 2019-06-21 广州市山丘智能科技有限公司 一种地图建立方法、装置、计算机设备及其存储介质
CN110223233A (zh) * 2019-06-11 2019-09-10 西北工业大学 一种基于图像拼接的无人机航拍建图方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111638537A (zh) * 2020-08-03 2020-09-08 成都瑞达科讯科技有限公司 一种室内室外多技术融合定位方法
CN111638537B (zh) * 2020-08-03 2020-11-06 成都瑞达科讯科技有限公司 一种室内室外多技术融合定位方法
CN112037307A (zh) * 2020-09-15 2020-12-04 恒瑞通（福建）信息技术有限公司 一种在地图图片上绘制定位的方法及终端
CN113012047A (zh) * 2021-03-26 2021-06-22 广州市赋安电子科技有限公司 动态摄像头坐标映射建立方法、装置及可读存储介质
CN113611146A (zh) * 2021-06-30 2021-11-05 深圳市泰比特科技有限公司 一种基于nfc和方位角计算的规范停车方法

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