专利名称：快速统计城市规划用地面积的方法和计算机程序的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用计算机程序快速统计城市规划用地面积的方法，特别 涉及一种利用计算机程序从城市规划栅格图像中快速统计城市规划用地面积的 方法，能够快速统计出城市规划中各类使用性质不同的用地面积，主要应用于 城市规划编制和审批领域中。
二背景技术：
城市规划是一项复杂和系统的技术工作。为了保证规划的科学性和可操作 性，国家制定了一套完整的定量评价和控制指标体系，如各类建设用地指标、 人均建设用地指标等。这些经济技术指标的核心是各类使用性质不同的规划用 地的面积，用地面积的统计和核算是城市规划编制、评审和审批的重要步骤。
城市规划编制成果主要有两种表达方式，即基于CAD绘制的矢量图形文件 和基于PHOTOSHOP绘制的栅格图像文件。CAD是规划部门最广泛使用的矢量绘图 软件系统，它能够绘制城市规划方案的各种图形和量算规划用地面积。这是目 前规划用地面积统计的主要方式，它需要统计者用CAD中的"面积量算"命令 逐一量算出规划图形上的每一个地块面积，然后再按使用性质的不同对所有地 块进行归类求和从而统计出每一类性质不同的城市用地面积。然而城市规划中 用地面积大(以平方公里或公顷计算)，地块数量众多，城市用地类型多(10大 类)，用地地块和道路形状复杂(多边形或曲线形)，因此用地面积的统计和核 算复杂烦琐、工作量巨大，而且易出现漏计多计、计算结果不一致、准确度不 高等各种缺点和不足。
栅格图像也是规划编制成果的常用表达方式。城市规划栅格图像没有空间 坐标信息，仅仅是一个二维的平面图像，它通过不同的颜色来表示不同性质的 城市用地，每一种性质不同的城市用地用一种特定的颜色表示。国家行业标准 《城市规划制图标准》(CJJ/T97-2003)对城市规划中的十大类用地的表示颜色 做了具体规定。栅格图像的优点在于其层次清楚，直观而明确地表达出城市规 划各类用地的布局情况，因此它被大量用于规划设计成果的提交和汇报展示中。 但是规划栅格图像的缺点在于它不能像矢量图形那样量算出各种用地的面积， 对于规划评审部门无法定量掌握规划编制部门提交的规划方案，无法对方案的 经济技术指标进行校核。这就可能造成一些规划编制单位为使自己的方案满足国家标准规范而虚造指标的现象。因此，在保证高准确度的前提下如何快速统 计城市规划中各类用地的面积，减少工作量，缩短统计时间，提高统计的效率 和自动化水平是规划编制和审批人员急待解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种快速统计城市规划用地面积的方法和统计的计算 机程序，能够从城市规划栅格图像数据中快速准确地统计出各类性质不同的城 市规划用地面积，克服了上述现有技术中存在的缺点和不足，为解决城市规划 用地面积统计这一技术问题提供了一种新的技术方案。本发明可以提高城市规 划用地面积统计的速度和准确度，縮短统计时间，具有效率高、速度快、自动 化的优点，在城市规划领域中具有广阔的应用前景。
为解决上述技术问题而达到本发明目的，本发明是这样实现的
一种快速统计城市规划用地面积的方法，包括以下步骤
1、 在图像处理软件PHOTOSHOP中预处理规划栅格图像，预处理后的图像上 没有文字和图例，图像分辨率为300dpi，图像格式是16位灰度模式下的TIF格 式，每一类不同性质的城市用地用具有不同灰度值的颜色表示。
2、 把上述预处理后的TIF格式的规划图像转换成IMG格式的标准图像，该 标准图像具有灰度值、不同灰度值对应的像素数量、像素大小属性信息。
3、 对标准图像进行地理坐标配准和校正。用户根据城市的实际地理坐标情 况，在标准规划图像上选取四个不同方位的参考点对图像实施地理坐标配准和 校正。这些参考点可以是道路中心线交叉点、地块之间的相邻点以及其他可以 明确定位的空间位置。由于规划编制和管理部门拥有城市基础地理坐标数据， 因此可以方便获取参考点的地理坐标数据。经过配准和校正后的规划图像就可 以纳入到一个具体的地理坐标系统中，从而使不具有空间位置信息的二维平面 图像具有了真实的地理空间位置和距离信息，构成图像的每一个像素拥有相等 且真实的面积大小。
4、 计算不同性质的城市规划用地面积
1) 提取配准和校正后的规划图像的灰度值、不同灰度值所对应的像素数量 以及像素的面积大小。
2) 对不同灰度值所对应的像素数量进行大小排序，前n个较大值对应图像 上具有该n个灰度值的颜色所表示的n类规划用地。
53)分别用像素的数量值乘以像素的面积得到该n类不同性质的城市规划用 地面积。
5、统计结果输出为JPG格式的统计饼状图像文件和EXCEL的表格文件，以 方便进一步的编辑处理。
一种快速统计城市规划用地面积的计算机程序，包括以下步骤
1、 基于.NET平台和ArcObjects技术，采用面向对象的组件技术开发快速 统计城市规划用地面积的计算机程序。
2、 安装并运行程序，加载经过PHOTOSHOP预处理后的符合快速统计城市规 划用地面积方法所要求的规划图像，转换图像到标准IMG格式。
3、 对标准图像进行地理坐标配准和校正，用鼠标光标选择规划图像上四个 不同方向上的参考点，在程序弹出的"输入地理坐标"对话框中输入各参考点 的地理坐标(见图3)，输入完毕后点"确定"按钮完成图像的配准和校正。
4、 在接下来的"用地统计结果"界面中选择输入图像上规划用地的类别数， 点"开始统计"按钮，程序会自动提取图像的灰度值、每一灰度值所对应的像 素数量、像素的真实面积大小，并用前n个较大的像素数量值乘以像素的面积 得到n类不同性质的城市规划用地面积(见图5)。
5、 在程序统计得到的"统计结果"表中，选择每一类用地的使用性质后， 点"统计分析"按钮，把统计结果以JPG格式的统计饼状图像和EXCEL表格文 件的形式输出(见图6)，方便了进一步的编辑处理。
为了使用方便，程序以"米"为统计计算单位，常用的命令用形象化的按 钮表示，包括图像放大、縮小、全屏显示、移动、选取图像配准和校正的参考 点、加载图像等。
藉由上述技术方案.，本发明具有以下有益效果
1、 本发明提供了一种新的统计方法，从常用的规划栅格图像数据入手解决 了快速统计城市规划用地面积的技术问题。本发明所提供的计算机程序设计了 对规划栅格图像数据的支持和处理功能，能够快速完成规划栅格数据的读取、 转换、统计分析和输出。可以提高城市规划用地面积统计的速度和准确度，縮 短统计核算的时间，减轻了规划用地面积统计的工作量，具有效率高、速度快、 自动化的优点。
2、 可以为规划编制和审批提供一个供决策参考的客观、定量的技术指标数据。城市规划编制部门应用本发明，可以适时检査规划方案的经济技术指标情
况，为方案编制提供参考依据；城市规划审核部门应用本发明可对规划编制部 门报送的规划方案指标进行核算，既可以为方案审批提供参考又可以杜绝虚造 指标的行为。
3、在其他工程规划领域中涉及计算用地面积的，如土地规划、景观规划等, 只要表达其编制成果的栅格图像符合本发明要求并且可以获取图像上参考点坐 标的，均可以应用本发明的方法和程序快速统计出用地面积。
四
图l是技术流程图。
图2是加载到程序中的经ra0T0SH0P预处理后的规划栅格图像。
图3是程序运行中的图像配准和校正界面。
图4是IMG格式的标准图像属性信息表。
图5是程序运行中的城市规划用地面积统计界面。
图6是程序运行中的城市规划用地面积统计输出界面。
五具体实施例方式
本发明的主要技术原理城市规划图像中用不同的颜色表示不同性质的用 地类型，把这种彩色图像转成16位TIF格式的灰度图像后，原图中的各种颜色 用具有不同级别灰度值的灰色来代替表示。而将TIF格式转成IMG格式后则可 以获取图像的各种属性信息，包括灰度值、每一灰度值对应的像素数量、像素 面积大小。此时的像素面积是不真实的。将图像按照真实的地理坐标进行配准 和校正后，图像具有真实的地理空间位置和距离信息，每个像素也就具有了真 实的面积大小。这样提取图像灰度值及其对应的像素数量、每个像素的真实面 积就可以统计计算出各类不同性质的城市规划用地面积。
以下结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步描述。
1、 在图像处理软件ra0T0SH0P中把规划图像处理成16位TIF格式的灰度 图像，图像上没有文字和图例，图像分辨率为300dpi，每一类不同性质的城市 规划用地用具有不同灰度值的颜色表示，如图2所示。
2、 运行程序，加载预处理后的图像到程序中，把它转换成IMG格式的标准 图像，
3、 对标准图像进行地理坐标配准和校正，如图3所示。选取图像上四个不 同方向的参考点，本例选择图上四个地块之间的交点为参考点，如图3所示四个圆圈内的交点。在弹出的"输入地理坐标"对话框中分别输入各个参考点的
真实地理坐标，本例中右下角参考点坐标为(3681248， 524339)，左下角参考 点坐标为(3681199， 523877)，左上角参考点坐标为(3681465, 523730)，右 上角参考点坐标为(3681527， 524320),输入完毕后点"确定"按钮完成图像 的坐标配准和校正。这样不具有地理空间信息的单纯二维平面图像具有了真实 的地理空间位置和距离信息，构成图像的每一个像素具有相等且真实的面积大 小。
4、 用地面积统计。本例中有七类城市用地，分别是道路用地、居住用地、 工业用地、市政设施用地、公共设施用地、绿化用地和未定义性质的用地，这 七类用地分别由具有不同灰度值的灰色来表示。在程序运行中的"用地统计结 果"界面中选择图像上规划用地的类别数，本例选"7"，即七类用地。点"开 始统计"按钮，程序会自动提取图像的灰度值、每一灰度值所对应的像素数量、 像素的真实面积大小，用前七个较大的像素数量值乘以像素的面积得到七类不 同性质的城市规划用地面积，如图4和图5所示。图4为前七个数量较大值的 像素信息，value表示灰度值，count表示具有该灰度值的像素数量；图5为程 序运行中的"用地统计结果"界面。
5、 在程序统计得到的"统计结果"表中，选择每一类用地的使用性质后， 点"统计分析"按钮，把统计结果以JPG格式的统计饼状图像和EXCEL表格文 件的形式输出，方便了进一步的编辑处理。其中"未定义性质"的用地因不在 国家标准十大类用地之中，程序在输出时将其排除，如图6所示。
经过在规划部门的实际应用，证明程序使用效果良好，提高了统计速度， 统计误差基本上被限制在3%以内。如本实施例在CAD中量算六类城市规划用地 总面积为539278米2，程序统计值为537240米2,准确度达到99%。相对于城市 总体规模(数平方公里)来说，该统计精度完全满足实际需要。
权利要求
1、一种快速统计城市规划用地面积的方法，其特征在于包括以下步骤A、在图像处理软件PHOTOSHOP中对城市规划栅格图像进行预处理；B、转换预处理后的图像为标准图像格式；C、对标准图像进行地理坐标配准和校正；D、提取配准和校正后的图像的灰度值、不同灰度值所对应的像素数量以及像素的面积大小，计算各类不同性质的城市规划用地面积；E、把统计结果以图和表的形式输出。
2、 根据权利要求1所述的快速统计城市规划用地面积的方法，其特征在于该步 骤A中预处理后的图像上没有文字和图例，图像分辨率为300dpi,图像格式是 16位灰度模式下的TIF格式，每一类不同性质的城市用地用具有不同灰度值的 颜色表示。
3、 根据权利要求1所述的快速统计城市规划用地面积的方法，其特征在于该步 骤B中转换后的标准图像是IMG格式的图像。
4、 根据权利要求1所述的快速统计城市规划用地面积的方法，其特征在于该步 骤C中在标准图像上选择四个不同方向上的参考点，赋予参考点真实的地理坐 标以完成图像的配准和校正，使图像具有真实的空间位置和距离信息。
5、 根据权利要求1所述的快速统计城市规划用地面积的方法，其特征在于该步 骤D中计算面积的方法进一步包括1) 对不同灰度值所对应的像素数量进行大小排序，前n个较大值对应图像 上具有该n个灰度值的颜色所表示的n类规划用地。2) 分别用像素的数量值乘以像素的面积得到该n类不同性质的城市规划用 地面积。
6、 根据权利要求1所述的快速统计城市规划用地面积的方法，其特征在于该步 骤E中输出的是JPG格式的统计饼状图像文件和EXCEL的表格文件，方便了进 一步的编辑处理。
7、 一种快速统计城市规划用地面积的计算机程序，当在计算机上安装和执行时， 被安排来使所述计算机完成快速统计城市规划用地面积，其特征在于包括以下 步骤A、 基于.NET平台和ArcObjects技术，采用面向对象的组件技术开发快速统计 城市规划用地面积的计算机程序；B、 安装并运行程序，加载符合权利要求2中所述的规划图像，转换图像到标准IMG格式；c、对标准图像进行地理坐标配准和校正，用鼠标光标选择所需参考点，在程序弹出的"输入地理坐标"对话框中输入各参考点的地理坐标，输入完毕后点"确定"按钮完成图像的配准和校正；D、 在接下来的"用地统计结果"界面中选择输入图像上规划用地的类别数，点 "开始统计"按钮，程序会自动执行权利要求1中的步骤D和权利要求5中的步骤统计不同类别的城市规划用地面积；E、 在程序计算得到的"统计结果"表中，选择每一类用地的使用性质后，点"统 计分析"按钮，把统计结果以JPG格式的统计饼状图像和EXCEL表格文件的形 式输出，方便了进一步的编辑处理。
全文摘要
本发明涉及快速统计城市规划用地面积的方法和计算机程序，主要应用于城市规划编制和审批领域中。它包括以下步骤1.对城市规划图像预处理；2.转换图像为标准格式图像；3.对标准图像进行地理坐标配准和校正；4.获取配准和校正后的图像的灰度值、不同灰度值对应的像素数量和像素面积，计算各类规划用地的面积；5.把统计结果以图和表的形式输出。统计的计算机程序基于.NET平台和ArcObjects技术，采用面向对象的组件技术开发而成。应用本发明解决了城市规划用地面积快速统计的技术问题，提高了统计的速度和准确度，减轻了统计的工作量，实现了城市规划用地面积统计的自动化。
文档编号G06F17/50GK101510273SQ200810124649
公开日2009年8月19日 申请日期2008年8月28日 优先权日2008年8月28日
发明者何金廖, 宗跃光, 张晓瑞, 松 薛, 昱 韩 申请人:南京大学