CN111611412A - 一种遥感影像地物建档数据的生成方法 - Google Patents

一种遥感影像地物建档数据的生成方法 Download PDF

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Abstract

一种遥感影像地物建档数据的生成方法，根据重要性程度从大到小对众包地理信息数据预处理后的地物进行权重赋值；之后在遥感影像中待建档地物的缓冲区内搜索出所有方位指示物，并在搜索出的方位指示物中确定出该待建档地物最终方位指示物；生成待建档地物的示意图以及该待建档地物与其最终方位指示物共同组成的示意图；然后，计算待建档地物相对于该最终方位指示物的方位角度，并结合距离对该待建档地物与最终方位指示物之间的关系信息进行语义描述；最终，将待建档地物的属性信息、示意图以及语义描述的关系信息一起组成该待建档地物的建档数据。该方法能自动快速的生成建档数据，无人工干预，减少了人工处理的工作量，提高了工作效率和准确率。

Description

一种遥感影像地物建档数据的生成方法
技术领域
本发明涉及遥感影像领域，特别涉及一种遥感影像地物建档数据的生成方法。
背景技术
为掌握全国土地利用变化情况，国家每年度都需要开展卫片执法、规划督察与遥感变化监测工作，在撰写报告或成果文档记录时，特别需要对监测出遥感影像中发生变化的图斑进行建档工作，在遥感影像变化监测的实际工作中，常需要对每个具体变化的地物图斑进行方位信息和属性信息描述，目前对具体变化的地物图斑进行方位信息描述时常采用人工判断的方法，人工选定能用于指示变化地物的指示物，另外，在对地物图斑进行属性信息描述时除了包含有该地物的地理位置、面积等属性信息以外，为了查看方便，属性信息描述时还需要提供该地物的示意图，目前获取地物示意图的方法常采用手动对遥感影像中的地物进行截取的方式生成地物的示意图。但由于通过人工方法进行方位指示物选定及地物示意图截取，容易受人为判断因素的影响从而造成建档数据不规范，且该人工方法的工作效率低，不适用于批量生成多个地物的建档数据。因此需要进一步改进。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的现状，提供一种能批量自动的生成建档数据，并可提高工作效率和准确率的遥感影像地物建档数据的生成方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种遥感影像地物建档数据的生成方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、对众包地理信息数据进行预处理，获取具有指示性的地物，构建成地物数据库；
步骤2、根据重要性程度从高到低对地物数据库中的所有地物进行排列，再根据重要性排列顺序按照权值从大到小依次对地物数据库中的所有地物进行赋值，构建成标准化的地物权重数据库；
步骤3、在遥感影像中找到待建档地物，并在该待建档地物的缓冲区内搜索出所有方位指示物，并在搜索出的方位指示物中确定出该待建档地物最终方位指示物；最终方位指示物确定的具体步骤为：
步骤3-1、在遥感影像中生成以待建档地物为中心的缓冲区；
步骤3-2、提取出该缓冲区内所有具有权重赋值的地物，并将提取出的地物作为该待建档地物的方位指示物；
步骤3-3、计算出缓冲区内每个方位指示物的中心点与待建档地物图斑中心点之间的距离hi；
步骤3-4、从标准化的地物权重数据库中调出步骤3-2中提取出的该待建档地物的方位指示物对应的权重，计算距离hi的倒数与每个方位指示物对应权重的乘积，并在上述结果中选取出最大数值对应的方位指示物，则该方位指示物为最终方位指示物；
步骤4、生成待建档地物的示意图以及该待建档地物与其最终方位指示物共同组成的示意图；
步骤5、以最终方位指示物为参考点，计算出待建档地物相对于该最终方位指示物的方位角度，并结合步骤3-3中计算得到的待建档地物与该最终方位指示物之间的距离对该待建档地物与最终方位指示物之间的关系信息进行语义描述；
步骤6、将待建档地物的属性信息、步骤4中待建档地物的示意图、该待建档地物与其最终方位指示物共同组成的示意图以及步骤5中待建档地物与最终方位指示物之间的关系信息对应的语义描述一起组成该待建档地物的建档数据。
具体的，所述步骤1中的众包地理信息数据包括建成区内的POI数据、路网数据以及建成区外的地理实体数据。
在本方案中，所述步骤3中待建档地物的缓冲区确定范围为：建成区内以待建档地物为中心半径为n公里范围内则为待建档地物的缓冲区，建成区外以待建档地物为中心半径为m公里范围内则为待建档地物的缓冲区，其中，n小于m。
作为改进，所述步骤4中待建档地物的示意图生成方法为：在遥感影像中画出待建档地物的最小外接矩形，并以该最小外接矩形的中心点为中心，以最小外接矩形的长边的i倍为边长，生成待建档地物的示意图对应的正方形出图范围，并根据设定的图幅大小生成待建档地物的示意图；i为大于1的常数；
所述步骤4中待建档地物及其最终方位指示物共同组成的示意图生成方法为：在遥感影像中画出待建档地物和其最终方位指示物共同的最小外接矩形，并以该最小外接矩形的中心点为中心，以最小外接矩形的长边的j倍为边长，生成建档地物及其最终方位指示物共同组成的示意图对应的正方形出图范围，并根据设定的图幅大小生成待建档地物及其最终方位指示物共同组成的示意图；j为大于1的常数。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过对地物进行权重赋值，构建标准化的地物权重数据库，从而能自动快速的确定出待建档地物最终的方位指示物，同时利用自动化操作的方法生成待建档地物的示意图以及该待建档地物与其方位指示物共同组成的示意图，且对计算出待建档地物相对于该最终方位指示物的方位角度及距离进行语义描述，因此该方法能自动快速的生成地物的建档数据，无人工干预，极大了减少了人工处理的工作量，提高了工作效率和准确率，适用于批量化生成地物的建档数据。
附图说明
图1为本发明实施例中遥感影像地物建档数据生成方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
如图1所示，一种遥感影像地物建档数据的生成方法，包括以下步骤：
步骤1、对众包地理信息数据进行预处理，获取具有指示性的地物，构建成地物数据库；
众包地理信息数据包括建成区内的POI数据、路网数据以及建成区外的地理实体数据等，该众包地理信息数据为地理测绘部门整理而得到的，建成区内是指城市行政区内实际已成片开发建设、市政公用设施和公共设施基本具备的区域，该区域的地物密集程度高；建成区外则指的是地物密集程度低的山区等，其中，POI数据、路网数据以及地理实体数据中的指示物数量较多，且有些地物的方位指示参考性意义不大，为了减少工作量且提高地物的参考性，因此需要对众包地理信息数据进行预处理，筛选出参考意义相对较明显的地物，即得到具有指示性的地物；
POI数据按照类别分成：购物、餐饮、生活服务、交通设施、旅游景点、休闲娱乐、体育健身、教育培训、文化传媒、医疗、金融、地产、公司企业、政府机构等类别，其中，购物分为购物中心、百货商场、超市、便利店、集市等；其中购物又分为购物中心、超市、商铺等，这POI数据中有些地物的知名度不足，因此当用知名度不足的POI点时用户并不清楚该POI点的具体位置，则该POI点的参考意义不大，所以需要提前对POI点进行筛选，提高指示性；另外，路网数据主要包括道路，道路分为公路、快速路、城市内的主干道、次干道和支路等等，但由于公路的范围延伸较广，不方便用户确认出具体的位置，因此单纯的道路信息的指示性并不足，从而需要对路网数据进行处理后获得道路交叉口等指示物数据；建成区外(尤其是山区)可能出现方位指示物不足的情况，因此增加了水库、湖泊等天然水体，景点景区以及水工设施、建筑等地理实体数据作为指示物；
步骤2、根据重要性程度从高到低依次对地物数据库中的所有地物进行排列，再根据重要性排列顺序按照权值从大到小依次对地物数据库中的所有地物进行赋值，构建成标准化的地物权重数据库；其中，重要性程度为知名度、面积大小或新旧程度等能分辨地物重要性的特征；地物对应的权重依次按照重要性程度从高到低的顺序逐步变小，重要性程度高的地物对应的权重大于重要性程度低的地物对应的权重；当然，当地物数据库中的地物较大时，则根据重要性程度对各个类别的地物进行排列，按照类别的重要性程度排列；
步骤3、在遥感影像中找到待建档地物，并在该待建档地物的缓冲区内搜索出所有方位指示物，并在搜索出的方位指示物中确定出该待建档地物最终方位指示物；最终方位指示物确定的具体步骤为：
步骤3-1、在遥感影像中生成以待建档地物为中心的缓冲区；
其中，建成区内以待建档地物为中心半径为n公里范围内则为待建档地物的缓冲区，建成区外以待建档地物为中心半径为m公里范围内则为待建档地物的缓冲区，其中，n小于m的常数。本实施例中，n＝1；m＝5；
步骤3-2、提取出该缓冲区内所有具有权重赋值的地物，并将提取出的地物作为该待建档地物的方位指示物；
步骤3-3、计算出缓冲区内每个方位指示物的中心点与待建档地物图斑中心点之间的距离hi；
其中，当方位指示物为POI点或路网数据衍生出的道路交叉点，POI点或路网数据衍生出的道路交叉点的中心点则对应为该点的坐标，即可以直接计算该POI点或道路交叉点与待建档地物图斑中心点之间的距离；当方位指示物为地理实体数据时，则需要先计算该地理实体的中心点，再计算出该地理实体的中心点与待建档地物图斑中心点之间的距离；另外，遥感影像中每个地物的坐标对应为经纬度或实际地理位置中的坐标，因此可通过计算方位指示物与待建档地物图斑中心点两点之间的距离，则得到方位指示物与待建档地物图斑中心在实际地理位置中的实际距离；
即：
Figure BDA0002496549370000041
hi为第i个方位指示物与待建档地物图斑中心点的距离；xi为第i个方位指示物的中心点对应在遥感影像中的横坐标，yi为第i个方位指示物的中心点对应在遥感影像中的纵坐标；x0为待建档地物图斑中心点对应在遥感影像中的横坐标，y0为待建档地物图斑中心点对应在遥感影像中的纵坐标；
步骤3-4、从标准化的地物权重数据库中调出步骤3-2中提取出的该待建档地物的方位指示物对应的权重，计算距离hi的倒数与每个方位指示物对应权重的乘积，并在上述结果中选取出最大数值对应的方位指示物，则该方位指示物为最终方位指示物；
以公式对上述算法进行表述，即：max(Indi)，其中，Indi为距离hi的倒数与该方位指示物对应权重的乘积，
Figure BDA0002496549370000051
wi为第i个方位指示物对应的权重；即从Indi中选取出最大数值，则该数值对应的方位指示物为最终的方位指示物；
步骤4、生成待建档地物的示意图以及该待建档地物与其最终方位指示物共同组成的示意图；
其中，待建档地物的示意图生成方法为：在遥感影像中画出待建档地物的最小外接矩形，并以该最小外接矩形的中心点为中心，以最小外接矩形的长边的i倍为边长，生成待建档地物的示意图对应的正方形出图范围，并根据设定的图幅大小生成待建档地物的示意图；i为大于1的常数；本实施例中，i＝1.5；
待建档地物及其最终方位指示物共同组成的示意图生成方法为：在遥感影像中画出待建档地物和其最终方位指示物共同的最小外接矩形，并以该最小外接矩形的中心点为中心，以最小外接矩形的长边的j倍为边长，生成建档地物及其最终方位指示物共同组成的示意图对应的正方形出图范围，并根据设定的图幅大小生成待建档地物及其最终方位指示物共同组成的示意图；j为大于1的常数；本实施例中，j＝1.2；
其中，上述在遥感影像中画出待建档地物的最小外接矩形以及待建档地物和其最终方位指示物共同的最小外接矩形可以通过地图制图软件实现，在生成示意图时只需在软件中设定该操作，即可自动获取最小外接矩形，无需人为画出最小外接矩阵；因此该方法更加自动化，减少了人为操作造成的误差；
在生成待建档地物的示意图以及该待建档地物与其最终方位指示物共同组成的示意图时则以上述的出图范围为基准，并根据实际需要设定出图幅大小从而生成能看清待建档地物的示意图，通过上述出图范围限定了示意图中需要显示的内容，且以该系统化的生成方法为标准，能自动生成的待建档地物的示意图以及该待建档地物与其方位指示物共同组成的示意图，且生成的示意图更加规范，避免了手动截取时造成的出图范围不一致性；
步骤5、以最终方位指示物为参考点，计算出待建档地物相对于该最终方位指示物的方位角度，并结合步骤3-3中计算得到的待建档地物与该最终方位指示物之间的距离对该待建档地物与最终方位指示物之间的关系信息进行语义描述；
其中，计算待建档地物相对于该最终方位指示物的方位角度的方法采用现有的方法，另外，在实际使用中，用户只需了解待建档地物相对于最终方位指示物的方位信息即可，无需了解具体的方位角度，因此可通过现有方法对计算得到的方位角度进行判断，得到方位信息，方位信息包括东、南、西、北、东南、西南、西北和东北方向；
另外，在实际中每个方向均允许一定角度的偏差，因此本实施例中方向的判断标准为：以正东、正南、正西、正北、东南、西南、东北、西北八个方向为中轴，将圆周8等分划分，以各个方向为中心的45度区间内的方位角，均定义为以中轴方向的方位，即，偏离正东方向22.5度以内的方向，皆语义化为东方向。为避免临界角度双重判定，仅顺时针方向偏离22.5度判定为中轴方位，逆时针方向偏离22.5度不判定为该中轴方位；
为了形成统一化的语义描述形式，本实施例中按照“待建档地物名称+位于+最终方位指示物名称+方位信息+约+距离+处”的文字规则自动生成统一的语义描述；
步骤6、将待建档地物的属性信息、步骤4中待建档地物的示意图、该待建档地物与其最终方位指示物共同组成的示意图以及步骤5中待建档地物与最终方位指示物之间的关系信息对应的语义描述一起组成该待建档地物的建档数据。
其中，待建档地物的属性信息为现有资料中已经存在的属性信息，包括面积、长度、所处的县市区或乡镇街道等信息，还有根据实际需求或者业务需求生成的其他附属属性，例如描述这个待建档地物是耕地、林地、草地、建筑物等等属性。
本发明中通过建立标准化的地物权重数据库，并根据具体的计算方法确定出最终方位指示物，从而无需人工干涉，即可自动实现方位指示物的确定；另外，为了能对地物生成示意图，本发明中根据地物的最小外接矩形生成出图范围，确定地物的显示区域，从而能自动批量化自动出图；且根据统一的语义描述形式获取地物与其最终方位指示物的关系信息，最终通过上述自动获取的信息组成建档数据。因此本发明中的建档数据生成方法为自动化生成方法，提高了工作效率和准确率，通过建立起统一的标准能进行批量生成。

Claims (4)

1.一种遥感影像地物建档数据的生成方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、对众包地理信息数据进行预处理，获取具有指示性的地物，构建成地物数据库；
步骤2、根据重要性程度从高到低依次对地物数据库中的所有地物进行排列，再根据重要性排列顺序按照权值从大到小依次对地物数据库中的所有地物进行赋值，构建成标准化的地物权重数据库；
步骤3、在遥感影像中找到待建档地物，并在该待建档地物的缓冲区内搜索出所有方位指示物，并在搜索出的方位指示物中确定出该待建档地物最终方位指示物；最终方位指示物确定的具体步骤为：
步骤3-1、在遥感影像中生成以待建档地物为中心的缓冲区；
步骤3-2、提取出该缓冲区内所有具有权重赋值的地物，并将提取出的地物作为该待建档地物的方位指示物；
步骤3-3、计算出缓冲区内每个方位指示物的中心点与待建档地物图斑中心点之间的距离hi；
步骤3-4、从标准化的地物权重数据库中调出步骤3-2中提取出的该待建档地物的方位指示对应的权重，计算距离hi的倒数与每个方位指示物对应权重的乘积，并在上述结果中选取出最大数值对应的方位指示物，则该方位指示物为最终方位指示物；
步骤4、生成待建档地物的示意图以及该待建档地物与其最终方位指示物共同组成的示意图；
步骤5、以最终方位指示物为参考点，计算出待建档地物相对于该最终方位指示物的方位角度，并结合步骤3-3中计算得到的待建档地物与该最终方位指示物之间的距离对该待建档地物与最终方位指示物之间的关系信息进行语义描述；
步骤6、将待建档地物的属性信息、步骤4中待建档地物的示意图、该待建档地物与其最终方位指示物共同组成的示意图以及步骤5中待建档地物与最终方位指示物之间的关系信息对应的语义描述一起组成该待建档地物的建档数据。
2.根据权利要求1所述的遥感影像地物建档数据的生成方法，其特征在于：所述步骤1中的众包地理信息数据包括建成区内的POI数据、路网数据以及建成区外的地理实体数据。
3.根据权利要求2所述的遥感影像地物建档数据的生成方法，其特征在于：所述步骤3中待建档地物的缓冲区确定范围为：建成区内以待建档地物为中心半径为n公里范围内则为待建档地物的缓冲区，建成区外以待建档地物为中心半径为m公里范围内则为待建档地物的缓冲区，其中，n小于m。
4.根据权利要求1所述的遥感影像地物建档数据的生成方法，其特征在于：所述步骤4中待建档地物的示意图生成方法为：在遥感影像中画出待建档地物的最小外接矩形，并以该最小外接矩形的中心点为中心，以最小外接矩形的长边的i倍为边长，生成待建档地物的示意图对应的正方形出图范围，并根据设定的图幅大小生成待建档地物的示意图；i为大于1的常数；
所述步骤4中待建档地物及其最终方位指示物共同组成的示意图生成方法为：在遥感影像中画出待建档地物和其最终方位指示物共同的最小外接矩形，并以该最小外接矩形的中心点为中心，以最小外接矩形的长边的j倍为边长，生成建档地物及其最终方位指示物共同组成的示意图对应的正方形出图范围，并根据设定的图幅大小生成待建档地物及其最终方位指示物共同组成的示意图；j为大于1的常数。
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