CN112509453A - 基于移动设备的景区实景导览图电子化导览方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动设备的景区实景导览图电子化导览方法及系统，属于景区移动电子导览领域，涵盖了从景区实景导览图绘制阶段到电子化及导览的整个流程，可计算实景导览图的实际绘制范围，再根据所使用的基础地图的地面分辨率，即可得出在对应层级下展示的实景导览图的最佳分辨率，解决实景导览图在地图展示过程中模糊或锐化的问题，可以在移动设备中更快速、更优质地在每一个地图层级中展示实景导览图，为了给游客提供更加优质的景区导览体验，推动智慧景区的发展。

Description

基于移动设备的景区实景导览图电子化导览方法及系统

技术领域

本发明涉及图像数据处理技术领域，具体属于景区移动电子导览领域，尤其是涉及一种基于移动设备的景区实景导览图电子化导览的方法。

背景技术

2015年1月10日，原国家旅游局印发的《关于促进智慧旅游发展的指导意见》提出：到2016年，建设一批智慧旅游景区、智慧旅游企业和智慧旅游城市，建成国家智慧旅游公共服务网络和平台。到2020年，形成系统化的智慧旅游价值链网络。这个意见的出台表明，我国智慧旅游进入了一个实质发展期。

现阶段市面上所流行的百度地图、高德地图等商业地图在景区内部的表述过于简单、笼统且缺乏直观性与美观性，景区内部游览点、厕所等旅游重要要素和路网信息的缺失更是常态，并不能很好地为游客提供游览参考。而市面上的部分小众软件虽然已有将景区导览图叠加至商业地图的操作，但是其导览图大多为卡通风格的手绘地图，在对于景区游览要素、路网信息的还原程度上不够细致和生动，在实际游览体验中，导览效果欠佳。再者，目前这部分软件大多停留在结合导览图展示用户当前位置的静态导览阶段，而缺少实际的动态游览帮助，存在一定的局限性。

发明内容

本发明的发明目的是，提供一种基于移动设备的景区实景导览图电子化导览的方法，对原始实景导览图的分辨率进行调整输出适应各个缩放层级的最佳分辨率导览图，并且能够根据用户的游览需求实时为游客规划景区行程游览路线进行动态导览。

为达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

基于移动设备的景区实景导览图电子化导览方法，包括以下内容：

S1、实地调绘采集数据，绘制景区实景导览图；

S2、基于所使用的基础底图，对景区实景导览图进行空间化，进行基于一阶多项式变换的地理配准，将导览图纠正到基础底图中；

S3、对纠正到基础底图上的导览图的分辨率进行调整，输出适应地图各个缩放层级的最佳分辨率导览图；

S4、将导览图进行切片并发布成地图服务格式，供移动设备调用；

S5、在移动设备中加载地图服务，根据移动设备的GPS定位或北斗定位信息，在所显示的导览图上展示移动设备当前所在的位置；

S6、根据用户选定的所有游览点及移动设备当前所在的位置，在所显示的导览图上展示为本次行程规划出所有游览点的游览顺序及游览路线。

作为一选项，步骤S1具体内容为：先进行景区实地数据调绘，包括对景区内部的“吃、住、行、游、购、娱、厕”的旅游要素点的位置信息、图文信息的采集以及对景区内部的路网信息的采集；再根据所采集的数据绘制景区实景导览图，所绘制的景区实景导览图以写实的风格准确地表述该景区旅游要素的实际位置、图文及路网信息。

作为一选项，步骤S2具体内容如下：

S21、在导览图中选取若干具有特征性的点位作为控制点，选取的控制点应均匀地分布在导览图的上；

S22、在所使用的基础底图中同步找到S21中所选取的控制点所表示的位置，并记录这些控制点位置的经纬度信息；

S23、通过以上一一对应的控制点及实际位置经纬度信息，对实景导览图进行基于一阶多项式变换的地理配准，将导览图准确地纠正到基础底图中。

作为一选项，步骤S3具体内容如下：

S31、取S2中纠正到基础底图上的导览图的最小外接矩形；

S32、获取S31中最小外接矩形的左上角坐标以及右上角坐标，计算该导览图中所绘制内容的宽度在现实中的现实宽度d；现实宽度d的计算公式为：

d＝R*arcos[cos(Y₁)*cos(Y₂)*cos(X₁-X₂)+sin(Y₁)*sin(Y₂)]

式中，d为现实宽度，R为地球平均半径，X1为导览图左上角坐标经度，X2为导览图右上角坐标经度，Y1为导览图左上角坐标纬度，Y2为导览图右上角坐标纬度；

S33、计算出该现实宽度d在对应的缩放层级下所占的像素大小w；像素大小w的计算公式为：

式中，w像素大小，d为现实宽度，r为在该缩放层级level下的地面分辨率；

S34、等比例调整纠正到基础底图上的导览图的分辨率，使得其宽度变为w像素，得到在该缩放层级的最佳分辨率导览图；

S35、重复进行S3及S4操作，得到每一缩放层级的最佳分辨率导览图；

S36、为地图每个缩放层级设置显示相应的最佳分辨率导览图，使得每一个缩放层级都能展示与之对应的最佳分辨率导览图。

作为一选项，步骤S4具体内容为：将S2及S3中所设置好的导览图进行紧凑型切片，切片好的数据通过ArcgisServer或Geoserver发布成WMTS服务。

由于采用上述技术方案，本发明具有以下有益效果：

本发明使用了写实的实景风格导览图，对原始实景导览图的分辨率进行调整输出适应各个缩放层级的最佳分辨率导览图，并且能够根据用户的游览需求实时为游客规划景区行程游览路线进行动态导览，可以在移动设备中更快速、更优质地在每一个地图层级中展示实景导览图。

附图说明

图1是本发明的导览图电子化方法流程图。

图2是本发明的导览图电子化导览方法流程图。

图3是本发明的导览图地理配准纠正示意图。

图4是本发明的纠正到基础底图上的导览图的最小外接矩形示意图。

具体实施方式

以下结合附图对发明的具体实施进一步说明。

实施例1

如图1所示，本实施例的基于移动设备的景区实景导览图电子化方法，包括以下内容：

步骤S1、实地调绘采集数据，绘制景区实景导览图。

先进行景区实地数据调绘，包括对景区内部的“吃、住、行、游、购、娱、厕”的旅游要素点的位置信息、图文信息的采集以及对景区内部的路网信息的采集；再根据所采集的数据绘制景区实景导览图，所绘制的景区实景导览图以写实的风格准确地表述该景区旅游要素的实际位置、图文及路网信息。

步骤S2、基于所使用的基础底图，对景区实景导览图进行空间化，进行基于一阶多项式变换的地理配准，将导览图纠正到基础底图中。具体内容如下：

S21、在导览图中选取若干具有特征性的点位作为控制点，选取的控制点应均匀地分布在导览图的上；

S22、在所使用的基础底图中同步找到S21中所选取的控制点所表示的位置，并记录这些控制点位置的经纬度信息；

S23、通过以上一一对应的控制点及实际位置经纬度信息，对实景导览图进行基于一阶多项式变换的地理配准，将导览图准确地纠正到基础底图中。

步骤S3、对纠正到基础底图上的导览图的分辨率进行调整，输出适应地图各个缩放层级的最佳分辨率导览图。具体内容如下：

S31、取S2中纠正到基础底图上的导览图的最小外接矩形；

S32、获取S31中最小外接矩形的左上角坐标以及右上角坐标，计算该导览图中所绘制内容的宽度在现实中的现实宽度d；现实宽度d的计算公式为：

d＝R*arcos[cos(Y₁)*cos(Y2)*cos(X1-X2)+sin(Y₁)*sin(Y₂)]

式中，d为现实宽度，R为地球平均半径，X1为导览图左上角坐标经度，X2为导览图右上角坐标经度，Y1为导览图左上角坐标纬度，Y2为导览图右上角坐标纬度；

S33、计算出该现实宽度d在对应的缩放层级下所占的像素大小w；像素大小w的计算公式为：

式中，w像素大小，d为现实宽度，r为在该缩放层级level下的地面分辨率；

S34、等比例调整纠正到基础底图上的导览图的分辨率，使得其宽度变为w像素，得到在该缩放层级的最佳分辨率导览图；

S35、重复进行S3及S4操作，得到每一缩放层级的最佳分辨率导览图；

S36、为地图每个缩放层级设置显示相应的最佳分辨率导览图，使得每一个缩放层级都能展示与之对应的最佳分辨率导览图。

步骤S4、将导览图进行切片并发布成地图服务格式，供移动设备调用。

将S2及S3中所设置好的导览图进行紧凑型切片，切片好的数据通过ArcgisServer或Geoserver发布成WMTS服务。

如上述，该电子化方法使用了写实的实景风格导览图，对原始实景导览图的分辨率进行调整输出适应各个缩放层级的最佳分辨率导览图，可以在移动设备中更优质地在每一个地图层级中展示实景导览图。

实施例2

在前述基于移动设备的景区实景导览图电子化方法的基础上，下述将说明基于移动设备的景区实景导览图电子化导览方法。

如图2所示，本实施例的基于移动设备的景区实景导览图电子化导览方法，包括以下内容：

步骤S1、实景导览图的绘制：实地调绘采集数据，绘制景区实景导览图。

绘制实景导览图前需到景区实地进行数据调绘，包括对景区内部的“吃、住、行、游、购、娱、厕”等旅游要素点的位置信息、图文信息的采集以及景区内部路网的信息采集。调绘完成后根据所采集的数据绘制景区实景导览图，所绘制的景区实景导览图能以写实的风格准确地表述该景区旅游要素的实际位置、路网信息等内容。

步骤S2、对实景导览图进行空间化：基于所使用的基础底图，对景区实景导览图进行空间化，进行基于一阶多项式变换的地理配准，将导览图纠正到基础底图中。

景区实景导览图在绘制过程中一般都会经过一定的艺术加工处理，因而在相对位置及方位角度上并不一定是与所使用的的地图底图一致，因而，常规地对图像进行平移变化并不能很好地使得景区导览图与地图底图重合。本发明在对导览图进行空间化时采用如下步骤：

(1)在导览图中选取若干具有特征性的点位(通常选取路网的拐点)作为控制点，选取的控制点应均匀地分布在导览图的上。

在所使用的基础底图中同步找到步骤(1)中所选取的控制点所表示的位置，并记录这些控制点位置的经纬度信息。

通过以上一一对应的控制点及实际位置经纬度信息，对实景导览图进行基于一阶多项式(仿射)变换的地理配准，将导览图准确地纠正到基础底图中，参见图3。

步骤S3、输出适应各层级地图的最佳分辨率导览图：对纠正到基础底图上的导览图的分辨率进行调整，输出适应地图各个缩放层级的最佳分辨率导览图。

过高分辨率的导览图在地图层级缩小时，会显得锐化、刺眼；过低分辨率的导览图又会在地图层级放大时变得模糊。因而只有根据所使用底图的切片方案，在地图缩放至不同的层级时，调用显示不同分辨率的导览图，才能达到更加优质的展示效果。具体实现步骤如下：

取步骤S2中纠正到基础底图上的导览图的最小外接矩形(MBR)，参见图4。

获取(1)中最小外接矩形的左上角坐标以及右上角坐标。进而可以计算出该导览图中所绘制的内容宽度在现实中的实际宽度(d)。在计算小范围现实宽度(d)时，可将地球近似看作是完美球体，其计算公式为：

d＝R*arcos[cos(Y₁)*cos(Y₂)*cos(X1-X₂)+sin(Y₁)*sin(Y₂)]

式中，d为现实宽度，R为地球平均半径，X1为导览图左上角坐标经度，X2为导览图右上角坐标经度，Y1为导览图左上角坐标纬度，Y2为导览图右上角坐标纬度。

(1)通过计算出的导览图实际跨度及底图切片方案，可以计算出该宽度在对应的缩放级别下所占的像素大小。其计算公式如下：

式中，w像素大小，d为现实宽度，r为在该缩放等级level下的地面分辨率。

(2)等比例调整现有导览图的分辨率，使得导览图的宽度变为为w像素。即可得出在该缩放层级下，最佳分辨率的导览图。

(3)重复进行(3)、(4)步骤，即可得出每一缩放层级的最佳分辨率导览图。

为不同地图缩放层级设置显示对应的最佳分辨率的导览图，使得每一个缩放层级都能展示与之对应的最佳分辨率的导览图。

步骤S4、地图切片及服务的发布：将所有的导览图进行切片并发布成地图服务格式，供移动设备调用。

空间化后，景区导览图想要应用到移动端，还需要进行切片并发布成服务供移动设备调用。

将步骤S2中所设置好的导览图进行紧凑型切片，紧凑型切片相对于传统地将图片切割为多张.png文件的松散型切片而言，有着更小的体积，更优质的索引方式，也能更加便利地进行服务的发布。切片好的数据可通过ArcgisServer或Geoserver等发布成WMTS服务。

步骤S5、进行定位：在移动设备中加载地图服务，根据移动设备的GPS定位或北斗定位信息，在所显示的导览图上展示移动设备当前所在的位置。使用主流的地图引擎(例如openlayer.js、leaflet.js)加载步骤S4中发布的地图服务，并将移动设备获取到的定位信息、方位角信息转换成与底图坐标系一直的经纬度信息，加载展示至移动设备地图上。

调用移动设备(手机、平板)等的GPS模块，可以获取到当前用户所在的位置。一般移动设备的GPS模块获取到的经纬度坐标为真实位置坐标，因而在展示定位位置前，还需将坐标转换至与所用底图一致的坐标系。例如，底图使用的是百度地图，需将原始GPS坐标转换为BD09坐标。若底图使用的是高德地图，则需将原始GPS坐标转换为GCJ-02坐标。调用移动设备的陀螺仪模块，可以获取到用户当前手机朝向的角度(既方位角)。将获取到的经纬度及方位角实时更新至导览图上，即可为用户提供基础的导览服务。

步骤S6、行程规划：根据用户选定的所有游览点及移动设备当前所在的位置，在所显示的导览图上规划并展示出本次行程所有游览点的游览顺序及游览路线。

行程规划旨在解决游客对于不熟悉的景区，无法根据自己所想要游览的游览点规划游览顺序及路线的问题。游客只需在移动端系统上选择好自己想要去游览的N个游览点，便可得出一条优质的游览路径。

本步骤解决的问题类似于旅行商问题(TSP)，但是由于无需存在回到原点的回路，因而其又不完全同于传统TSP。TSP是经典的NP问题，综合考虑时间复杂度及实际体验效果，本步骤采用了贪心算法的策略，通过多次寻找局部最优解，进而获取整体的行程规划路线。具体实现思路如下：

(1)获取用户选定的N个游览点，将其归为集合U{A,B,C……N}。定义一个空队列Q用于记录已游览过的游览点，定义一个空队列R用于记录所选取的路线折点。

(2)根据所获取到的定位信息，确定用户当前所在的位置，并将此位置的经纬度坐标作为原点(S点)。

(3)计算原点S点至U{A,B,C……N}的各点的距离，该距离根据选用的基础底图的不同，可通过不同的地图服务API如：“百度Web服务API”、“高德Web服务API”去获得。选取S点至集合U{A,B,C……N}中各点的路线距离最短的点(假设为点O)，将该点O进行队列Q的入队操作，将S点至该点O的路线折点进行队列R的入队操作，并将点O从队列U{A,B,C……N}中移除。

(4)以步骤(3)中选取入队的点O作为新的原点(S点)，再次进行步骤(3)操作，以选取行程的下一个游览点。

(5)递归步骤(3)、(4)，直至集合U{A,B,C……N}变为空集。

(6)此时队列Q的队列顺序，即为本次行程规划的各游览点的游览顺序。

(7)将队列R中的各折点按照队列顺序连接起来，即可得到为本次行程规划的游览路线。

如上述，本发明的电子化导览方法使用了写实的实景风格导览图，对原始实景导览图的分辨率进行调整输出适应各个缩放层级的最佳分辨率导览图，并且能够根据用户的游览需求实时为游客规划景区行程游览路线进行动态导览，可以在移动设备中更快速、更优质地在每一个地图层级中展示实景导览图，为了给游客提供更加优质的景区导览体验，推动智慧景区的发展。

该导览方法涵盖了从景区实景导览图绘制阶段到电子化及导览的整个流程，可计算实景导览图的实际绘制范围，再根据所使用的基础地图的地面分辨率，即可得出在对应层级下展示的实景导览图的最佳分辨率，解决实景导览图在地图展示过程中模糊或锐化的问题。通过对实景导览图进行紧凑型切片处理，更能以更小的体积、更快的速度向用户进行展示导览图。结合移动设备进行定位，以贪心算法的思想，即时根据游客的需求为游客规划出景区游览路线，近一步地提高了游客在景区里的导览体验。

实施例3

在前述基于移动设备的景区实景导览图电子化导览方法的基础上，下述将说明基于移动设备的景区实景导览图电子化导览系统，其中各模块详细说明参见实施例2。

本实施例的基于移动设备的景区实景导览图电子化导览方法，包括以下内容：

绘制模块：用于实地调绘采集数据，绘制景区实景导览图；

配准纠正模块：用于基于所使用的基础底图，对景区实景导览图进行空间化，进行基于一阶多项式变换的地理配准，将导览图纠正到基础底图中；

缩放调整模块：用于对纠正到基础底图上的导览图的分辨率进行调整，输出适应地图各个缩放层级的最佳分辨率导览图；

切片及发布模块：用于将导览图进行切片并发布成地图服务格式，供移动设备调用；

定位模块：用于在移动设备中加载地图服务，根据移动设备的GPS定位或北斗定位信息，在所显示的导览图上展示移动设备当前所在的位置；

路线规划模块：用于根据用户选定的所有游览点及移动设备当前所在的位置，在所显示的导览图上规划并展示出本次行程所有游览点的游览顺序及游览路线。

如上述，本发明导览系统使用了写实的实景风格导览图，对原始实景导览图的分辨率进行调整输出适应各个缩放层级的最佳分辨率导览图，并且能够根据用户的游览需求实时为游客规划景区行程游览路线进行动态导览，可以在移动设备中更优质地在每一个地图层级中展示实景导览图。

上述说明是针对本发明较佳可行实施例的详细说明和例证，但这些描述并非用以限定本发明所要求保护范围，凡本发明所提示的技术教导下所完成的同等变化或修饰变更，均应属于本发明所涵盖专利保护范围。

Claims (10)

1.一种基于移动设备的景区实景导览图电子化方法，其特征在于，包括以下内容：

S1、实地调绘采集数据，绘制景区实景导览图；

S2、基于所使用的基础底图，对景区实景导览图进行空间化，进行基于一阶多项式变换的地理配准，将导览图纠正到基础底图中；

S3、对纠正到基础底图上的导览图的分辨率进行调整，输出适应地图各个缩放层级的最佳分辨率导览图；

S4、将导览图进行切片并发布成地图服务格式，供移动设备调用。

2.根据权利要求1所述的基于移动设备的景区实景导览图电子化方法，其特征在于，所述步骤S1具体内容为：先进行景区实地数据调绘，包括对景区内部的“吃、住、行、游、购、娱、厕”的旅游要素点的位置信息、图文信息的采集以及对景区内部的路网信息的采集；再根据所采集的数据绘制景区实景导览图，所绘制的景区实景导览图以写实的风格准确地表述该景区旅游要素的实际位置、图文及路网信息。

3.根据权利要求1所述的基于移动设备的景区实景导览图电子化方法，其特征在于，所述步骤S2具体内容如下：

S21、在导览图中选取若干具有特征性的点位作为控制点，选取的控制点应均匀地分布在导览图的上；

S22、在所使用的基础底图中同步找到S21中所选取的控制点所表示的位置，并记录这些控制点位置的经纬度信息；

S23、通过以上一一对应的控制点及实际位置经纬度信息，对实景导览图进行基于一阶多项式变换的地理配准，将导览图准确地纠正到基础底图中。

4.根据权利要求1所述的基于移动设备的景区实景导览图电子化方法，其特征在于：所述步骤S3具体内容如下：

S31、取S2中纠正到基础底图上的导览图的最小外接矩形；

S32、获取S31中最小外接矩形的左上角坐标以及右上角坐标，计算该导览图中所绘制内容的宽度在现实中的现实宽度d；

S33、计算出该现实宽度d在对应的缩放层级下所占的像素大小w；

S34、等比例调整纠正到基础底图上的导览图的分辨率，使得其宽度变为w像素，得到在该缩放层级的最佳分辨率导览图；

S35、重复进行S3及S4操作，得到每一缩放层级的最佳分辨率导览图；

S36、为地图每个缩放层级设置显示相应的最佳分辨率导览图，使得每一个缩放层级都能展示与之对应的最佳分辨率导览图。

5.根据权利要求4所述的基于移动设备的景区实景导览图电子化方法，其特征在于：所述S32的现实宽度d的计算公式为：

d＝R*arcos[cos(Y₁)*cos(Y₂)*cos(X₁-X₂)+sin(Y₁)*sin(Y₂)]

式中，d为现实宽度，R为地球平均半径，X1为导览图左上角坐标经度，X2为导览图右上角坐标经度，Y1为导览图左上角坐标纬度，Y2为导览图右上角坐标纬度。

6.根据权利要求4所述的基于移动设备的景区实景导览图电子化方法，其特征在于：所述S33的像素大小w的计算公式为：

式中，w像素大小，d为现实宽度，r为在该缩放层级level下的地面分辨率。

7.根据权利要求1所述的基于移动设备的景区实景导览图电子化方法，其特征在于：所述步骤S4具体内容为：将S2及S3中所设置好的导览图进行紧凑型切片，切片好的数据通过ArcgisServer或Geoserver发布成WMTS服务。

8.一种基于移动设备的景区实景导览图电子化导览方法，基于权利要求1-7任一项所述的基于移动设备的景区实景导览图电子化方法，其特征在于：包括以下内容：

S1、实地调绘采集数据，绘制景区实景导览图；

S2、基于所使用的基础底图，对景区实景导览图进行空间化，进行基于一阶多项式变换的地理配准，将导览图纠正到基础底图中；

S3、对纠正到基础底图上的导览图的分辨率进行调整，输出适应地图各个缩放层级的最佳分辨率导览图；

S4、将导览图进行切片并发布成地图服务格式，供移动设备调用；

S5、在移动设备中加载地图服务，根据移动设备的GPS定位或北斗定位信息，在所显示的导览图上展示移动设备当前所在的位置；

S6、根据用户选定的所有游览点及移动设备当前所在的位置，在所显示的导览图上展示为本次行程规划出所有游览点的游览顺序及游览路线。

9.根据权利要求6所述的基于移动设备的景区实景导览图电子化导览方法，其特征在于：所述步骤S6采用贪心算法规划游览路线，具体内容如下：

(1)获取用户本次行程选定的N个游览点，将其归为集合U{A,B,C……N}；定义一个空队列Q用于记录已游览过的游览点，定义一个空队列R用于记录路线折点；

(2)获取移动设备当前所在的位置，记为S；

(3)计算原点S点至U{A,B,C……N}的各点的距离，选取S点至集合U{A,B,C……N}中各点的路线距离最短的点O，将该点O进行队列Q的入队操作，将S点至该点O的路线折点进行队列R的入队操作，并将点O从队列U{A,B,C……N}中移除；

(4)以步骤(3)中选取入队的点O作为新的原点S，再次进行步骤(3)操作，以选取行程的下一个游览点；

(5)递归步骤(3)、(4)，直至集合U{A,B,C……N}变为空集；

(6)此时队列Q的队列顺序，即为本次行程规划的各游览点的游览顺序；

(7)将队列R中的各路线折点按照队列Q队列顺序连接起来，即可得到本次行程的游览路线。

10.一种基于移动设备的景区实景导览图电子化导览系统，其特征在于，包括以下内容：

绘制模块：用于实地调绘采集数据，绘制景区实景导览图；

配准纠正模块：用于基于所使用的基础底图，对景区实景导览图进行空间化，进行基于一阶多项式变换的地理配准，将导览图纠正到基础底图中；

缩放调整模块：用于对纠正到基础底图上的导览图的分辨率进行调整，输出适应地图各个缩放层级的最佳分辨率导览图；

切片及发布模块：用于将导览图进行切片并发布成地图服务格式，供移动设备调用；

定位模块：用于在移动设备中加载地图服务，根据移动设备的GPS定位或北斗定位信息，在所显示的导览图上展示移动设备当前所在的位置；

路线规划模块：用于根据用户选定的所有游览点及移动设备当前所在的位置，在所显示的导览图上规划并展示出本次行程所有游览点的游览顺序及游览路线。

Images