专利名称：一种利用数据库自动制图的集成方法
技术领域：
本发明涉及地理信息系统，尤其涉及一种利用数据库自动制图的集成方法。
背景技术：
地图是地球科学观测与调查研究成果的主要表现形式和分析研究的重要手段。数字制图是通过一些数字处理方法对数据进行处理、分析和显示，最后进行制图输出。在信息技术快速发展的今天，数字制图技术给人们带来了很大的方便。与传统的手工专题图制图相比，数字制图具有高效、便捷、准确等优点，而且极大地丰富了地图符号、注记及色彩的表现。随着遥感、地理信息系统和计算机技术的快速发展，地图制图领域进一步被扩展。基于遥感影像和GIS矢量数据制作专题图的制图技术已经广泛应用于农业制图、林业制图、土地利用现状图、生态环境制图等各个方面。目前国内外大多数GIS系统偏重于空间数据的管理、查询与分析，虽然也具有制图功能，却难以满足公开出版地图编制的需要。因此，如何在现有GIS技术的基础上，建立满足公开版地图制图需要的地图数据库，并研究满足公开版地图制图需要的数据库可视化技术是解决上述问题的重点。基于数据库的地图制图由于采用数据库作为制图输出的数据源，可以减少数据的冗余。标准分幅裁剪是分幅制图输出过程中数据准备的一个重要环节，即将目标区域的遥感影像和矢量数据按照标准比例尺分幅进行裁剪。地理信息系统的建设中，数据库的建设极为重要，基础地形库的建设大概要占到整个系统的70%甚至更高。因此，若在建库的过程中碰到问题，将导致建库的困难，甚至无法完成建库的工作。要解决建库遇到的各种问题并顺利完成建库，就要对建库的整个过程进行分析，从中找出影响建库的最主要的因素，并认真的分析这些因素产生的根本原因，制定出这些问题的解决方案，完成建库工作。目前制图行业所使用的建库方案是一种面向过程的建库方案，建库过程缺乏自动化机制，人工干预过多，导致建库工作持续时间过长，生产效率低下。同时现有很多GIS和遥感软件提供对数据的标准分幅裁剪，但少有能够进行标准分幅批量裁剪，更缺少对影像数据和矢量数据的一体化批量分幅裁剪。此外，现有系统中的裁剪与制图工作是分开处理的，这在很大程度上限制了地图的生产效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于针对现有技术中缺少对影像数据和矢量数据的一体化批量分幅裁剪的缺陷，提供一种利用数据库自动制图的集成方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种利用数据库自动制图的集成方法，包括以下步骤:
步骤SI)、加载矢量地图集数据，创建地理数据库；
步骤S2)、加载目标区域的多幅影像和多层矢量地图要素；利用遥感影像与矢量地图的仿射变换来完成影像与矢量地图的一体化处理；步骤S3)、将一体化处理过的的影像和矢量地图叠加显示，绘制数据外包边界框和图幅网格，可视化交互式选择待裁剪图幅；
步骤S4)、批量裁剪加载的多幅影像和多个矢量地图，批量生成多个图幅裁剪结果；对于一体化处理过的影像和矢量按照所设定的分割要求对图层进行分割处理，并生成相应的图幅；
步骤S5)、输出影像与矢量一体化批量分幅裁剪结果和制图。按上述方案，所述步骤S2中遥感影像与矢量地图的仿射变换的一体化处理方法为:分别在遥感影像和矢量地图上人工概略选3飞个对应点，建立遥感影像与地面平面坐标间的仿射变换关系；利用仿射变换将矢量地图数据投射到遥感影像上，作为遥感影像上线状信息提取的初值；将GIS矢量数据信息与遥感影像相应线状地物信息进行融合，解算出遥感影像的外参数，实现新的遥感影像和矢量地图的自动配准，使得遥感影像和矢量地图一体化；
按上述方案，所述遥感影像与矢量地图的仿射关系采用以下二元三次多项式描述:
权利要求
1.一种利用数据库自动制图的集成方法，其特征在于，包括以下步骤: 步骤SI)、加载矢量地图集数据，创建地理数据库； 步骤S2)、加载目标区域的多幅影像和多层矢量地图要素；利用遥感影像与矢量地图的仿射变换来完成影像与矢量地图的一体化处理； 步骤S3)、将一体化处理过的的影像和矢量地图叠加显示，绘制数据外包边界框和图幅网格，可视化交互式选择待裁剪图幅； 步骤S4)、批量裁剪加载的多幅影像和多个矢量地图，批量生成多个图幅裁剪结果；对于一体化处理过的影像和矢量按照所设定的分割要求对图层进行分割处理，并生成相应的图幅； 步骤S5)、输出影像与矢量一体化批量分幅裁剪结果和制图。
2.如权利要求1所述的利用数据库自动制图的集成方法，其特征在于，所述步骤S2中遥感影像与矢量地图的仿射变换的一体化处理方法为:分别在遥感影像和矢量地图上人工概略选3飞个对应点，建立遥感影像与地面平面坐标间的仿射变换关系；利用仿射变换将矢量地图数据投射到遥感影像上，作为遥感影像上线状信息提取的初值；将GIS矢量数据信息与遥感影像相应线状地物信息进行融合，解算出遥感影像的外参数，实现新的遥感影像和矢量地图的自动配准，使得遥感影像和矢量地图一体化；
3.如权利要求2所述的利用数据库自动制图的集成方法，其特征在于，所述遥感影像与矢量地图的仿射关系采用以下二元三次多项式描述:X = ag+ajX+ ag Y+a3X2+a4XY+asY2+a6X3+a7X2Y+a8XY2+a9Y3+ax y = b0+b1X+b2Y+b3X2+b4XY+b5Y2+b6X3+(I)b7X2Y+b8XY2+b9Y3+by 式(I)中，其中ax，\为遥感影像与矢量地图上选取的参考点的误差系数； 将地图上每一线段的两端点P1 (X1, Y1)和己(^)投射到影像上，得到影像上的两点Pi (X1, Yi)与P2 (χ2, y2)，若该线段对应的特征点为P U，y)，则从点P到线段P1P2沿χ或y方向的距离分量\或\应当为零；如果不为零则带入式(I)中求得遥感影像参数( , B1,-Sig b。，bi，...，bg)，^i^中 ax = Xj+cos Θ (y-y^ -χ by = yj+sin Θ (X-X1)I(其中Θ为遥感影像地面投影角，0彡Θ ^ 180° )。
4.如权利要求1所述的利用数据库自动制图的集成方法，其特征在于，在步骤S4中，所述裁剪是一种可对影像与矢量数据同时批量处理的标准分幅裁剪，影像数据的裁剪操作中所用算法是改进后的快速扫描线裁剪算法。
5.如权利要求1所述的利用数据库自动制图的集成方法，其特征在于，在步骤S4中，矢量地图的裁剪操作中所用的裁剪算法是改进后的多边形Sutherland-Hodgman裁剪算法，其方法如下描述:该算法的基本思想是每次用窗口的一条边界及其延长线来裁剪多边形的各边；多边形通常由它的顶点序列来表示，经过裁剪规则针对某条边界裁剪后，结果形成新的顶点序列，又留待下条边界进行裁剪，直到窗口的所有边界都裁剪完毕，算法形成最后的顶点序列，构成一个或多个多边形； 当多边形一个顶点Pi相对于窗口某条边界及其延长线进行剪裁时，包括下列五种情况: ` 1、顶点Pi在内侧，前一顶点Pg也在内侧，则将Pi纳入新的顶点序列；` 2、顶点Pi在内侧，前一顶点Pg在外侧，则先求交点Q，再将Q、Pi依次纳入新的顶点序列； `3、顶点Pi在外侧，前一顶点Pg在内侧，则先求交点Q，再将Q纳入新的顶点序列，并排序； ` 4、顶点Pi与前一顶点Pg均在外侧，则顶点序列中不增加新的顶点； `5、顶点Pi在外侧，前一顶点Pg在内侧且后一个顶点Pi+1也在内侧的时候，分别得到Qi, Qi+1，且记录Qi和Qi+1之间不用连线； 考虑多边形相对于一条边界及其延长线进行裁剪的算法为:` 1.假设为矩形窗口的左边界，从主函数得到待裁剪多边形的顶点序列P[12]、顶点序列数η、窗口一条边界的参数xl ；`2.赋初值:首先将顶点序列中的最后一个顶点赋给前一顶点S;然后设置初始标志Hag1，若S在边界内侧，则将初始标志flagl置为O ;否则将初始标志Hag1置为I ;再设新的顶点序列数j置为O ;接着设置初始标志fIag2，及不需要连线的相邻顶点序列R[I2];若S在边界外侧且S前一个顶点和后一个顶点都在边界内侧，则将flag2置为O ;否则将flag2置为I ;` 3.对多边形各顶点进行裁剪规则处理，结果放入新的多边形顶点序列Q[][2]中，其具体算法过程如下:
全文摘要
本发明本发明涉及地理信息系统，尤其涉及一种利用数据库自动制图的集成方法，其步骤入下步骤1、地图数据库建库准备。步骤2、加载矢量地图集，自动建库。步骤3、加载目标区域的多幅影像和多层矢量图数据要素；影像和矢量一体化处理。步骤4、叠加显示加载的影像和矢量图，绘制数据外包边界框和图幅网格，可视化交互式选择待裁剪图幅；步骤5、影像和矢量图一体化批量裁剪，批量裁剪加载的多幅影像和多个矢量图，批量生成多个图幅裁剪结果；步骤6、遥感影像与矢量地图集一体化输出。该方法不需要频繁进行数据格式转换，不需要大量重复性劳动即可实现遥感影像与矢量地图一体化自动制图。
文档编号G06F17/30GK103150328SQ201310001938
公开日2013年6月12日 申请日期2013年1月5日 优先权日2013年1月5日
发明者吴信才, 谢忠, 吴冰, 吕建军, 刘福江, 林伟华, 罗显刚, 黄颖, 扈震, 左泽军, 陈占龙, 万林, 叶亚琴, 杨乃, 孙杰 申请人:武汉中地数码科技有限公司, 中国地质大学(武汉), 北京中地时空数码科技有限公司