用于准备地理多边形表示的方法与流程

1.本发明涉及一种计算机实施的方法，用于准备限定如数字卫星和/或航空图像上所示的土地块的地理多边形的表示。本发明还涉及一种计算机程序产品、一种计算机可读存储介质、一种电信号以及一种计算机设备。


背景技术：

2.地理形状(多边形)可能是地图上被像素化的土地块，这些土地块用于表示房地产、农业农场、森林、公园和其他聚合的土地资产。地理多边形范围的传送通常通过表示多边形的边(顶点)的gps坐标数组实现。边的坐标数组使用比如csv、shapefile、kml等各种文件格式以数字方式表示。
3.但是，由于信息的性质，将地理多边形的形状从一个实体传送到另一个实体(尤其是在离线模式下)通常可能是很困难的。虽然传统方法是告知地理多边形形状的最准确的方法，但它本身并不是用户友好的。


技术实现要素：

4.本发明的目的是克服或至少减轻前述问题。
5.根据本发明的第一方面，这个目的以及其他目的通过一种计算机实施的方法来实现，该方法包括：接收限定如数字卫星和/或航空图像上所示的土地块的地理多边形的第一表示，该第一表示包括至少表示地理多边形的角(顶点)的纬度和经度坐标；基于该第一表示，
[0006]-确定地理多边形的几何中心，
[0007]-确定地理多边形在南北方向上的长度的一半，并提供表示所确定的地理多边形在南北方向上的半长的前两个字母数字字符xx，
[0008]-确定地理多边形在东西方向上的宽度的一半，并提供表示所确定的地理多边形在东西方向上的半宽的接下来两个字母数字字符yy，
[0009]-确定预选数量的不同形状中的哪个形状与地理多边形最匹配，并从表中检索表示该形状的第五个字母数字字符z，以及
[0010]-确定地理多边形的主轴线，并提供表示所确定的主轴线相对于南北方向的角度的第六个字母数字字符a；以及
[0011]
准备地理多边形的第二表示，该第二表示包括地理多边形的几何中心、前两个字母数字字符、接下来两个字母数字字符、第五个字母数字字符以及第六个字母数字字符。
[0012]
通过本发明，可以使用更少的数据来表示土地块，但在准确度上的损失是可以控制的*。这进而有助于传送该土地块的位置和延伸范围。例如，限定土地块的15角地理多边形的第一表示可能至少包含15
×2×
6＝180个数字(这里每个角的gps坐标包括两个六位数字)，而相同的土地块的第二表示可能仅包含(1
×2×
6)+2+2+1+1＝18个字符。例如，这意味着可以使用限制为160个字符的sms消息将第二表示传输到更基础的手机(也称为功能电
话)，这在可能不容易获得更先进的智能电话的社区中确实很有用。此外，农民可以通过(例如，记忆或在sms消息中的)第二表示轻松地将他们的土地块的(大致)位置和形状传送给比如银行等机构，这些机构正在慢慢地使用卫星图像来分析农民的信贷价值。
[0013]
换言之，本发明可以对数据进行编码(地理多边形的第一表示-》第二表示)以得到可靠的和/或高效的传输或存储(以及对应的解码)。
[0014]
*初步测试表明，在表示大多数地理多边形方面的平均准确度为90％。
[0015]
此外，由于本发明的算法非常“简单”/不是资源密集型的，第二表示可以离线构建(即没有互联网连接)，这允许本发明也可以用于互联网连接可能不存在或至少不稳定的偏远农村地区。
[0016]
地理多边形的第一表示可以例如通过(手动)标记如数字卫星和/或电子地图服务的航空图像上所示的土地块的角来提供。此外，地理多边形的几何中心可以称为地理多边形的质心，例如可以使用几何分解来确定。此外，地理多边形的主轴线可以是惯性积为零的轴线。
[0017]
确定地理多边形的几何中心可以包括确定表示地理多边形的几何中心的纬度坐标latc和经度坐标longc，其中，纬度坐标和经度坐标包括在地理多边形的第二表示中。因此，第二表示可以是(latc，longc)[xx yy za]，例如，(57.7065，11.9687)[12 53 8 5]。替代性地，地理多边形的几何中心可以在第二表示中，例如由三词地址(what3words)提供的三个单词表示，这可以使第二表示更容易记住。三词地址已为世界上的每个3m的正方形分配了唯一的3词地址，例如，///节省.严格.颜料(///save.strictly.pigment)。
[0018]
该方法可以进一步包括旋转地理多边形以使所确定的主轴线与南北方向对齐。这可以有助于和加速确定半长、半宽和/或哪个形状与地理多边形最匹配。
[0019]
因此，可以由如此旋转的地理多边形来确定所述长度的一半和所述宽度的一半。
[0020]
表示所确定的地理多边形在南北方向上的半长的前两个字母数字字符xx可以通过将所确定的半长除以所述数字卫星和/或航空图像的像素大小来提供，其中，表示所确定的地理多边形在东西方向上的半宽的接下来两个字母数字字符yy通过将所确定的半宽除以所述数字卫星和/或航空图像的像素大小来提供。如通常在卫星或航空图像领域所采用的，图像的像素大小(分辨率)是指图像的每个像素在地面上所覆盖的距离。哨兵(sentinel)卫星图像的像素大小(分辨率)可以例如是30m，对于500m的示例性半长来说，这意味着假如前两个字母数字字符xx是数字0-9，则它们将变为500/30＝17(四舍五入到最接近的整数)。这里的最大半长(和半宽)为99*30＝2970m，这对于农业而言通常就足够了。
[0021]
确定预选数量的不同形状中的哪个形状与地理多边形最匹配可以包括将不同形状覆盖在旋转后的地理多边形上以确定哪种不同形状以最准确的方式覆盖旋转后的地理多边形。例如，可以通过查看覆盖的形状和地理多边形的非交叉区域来迭代地确定哪种不同形状以最准确的方式覆盖旋转后的地理多边形。预选数量的不同形状可以例如包括圆形、矩形、菱形、三角形、椭圆形、正方形和梯形。这些形状可以近似于大多数土地块/农场。
[0022]
前两个字母数字字符、接下来两个字母数字字符、第五个字母数字字符和第六个字母数字字符可以是数字，例如0-9。因此，示例性第二表示可以是(57.7065，11.9687)[12 53 8 5]。
[0023]
替代性地，至少前两个字母数字字符和接下来两个字母数字字符可以是(拉丁)字
母。因此，另一个示例性第二表示可以是(57.7065，11.9687)[rg ah 85]。英文字母表有26个字母，产生262＝676个不同的双字母组合，这进而意味着最大半长(和半宽)可以增加到676*30＝20km(对于30m的像素大小来说)。
[0024]
第五个字母数字字符和/或第六个字母数字字符也可以是字母。这可以提高粒度。
[0025]
该方法可以进一步包括将地理多边形的所述第二表示传输到电子设备，例如，如上所述，在sms消息中传输到手机。
[0026]
该方法可以进一步包括在显示器上显示地理多边形的所述第二表示，由此它可以写在纸上或由用户(农民)记忆。显示器例如可以是执行本方法的计算机设备的显示器。
[0027]
第二表示可以按原样传输和/或显示(即，作为短语，例如，(57.7065，11.9687)[12 53 8 5])，或者例如编码为qr码。
[0028]
该方法可以例如由智能电话或平板计算机上的app执行，通常使用智能电话或平板计算机的处理器和存储器。
[0029]
根据本发明的第二方面，提供了一种计算机实施的方法，该方法包括：接收地理多边形的第二表示，该第二表示由根据第一方面的计算机实施的方法准备；基于第二表示恢复地理多边形；以及显示覆盖在数字卫星和/或航空图像上的恢复后的地理多边形。第二方面的方法可以认为与第一方面的方法互相关联(第一方面：编码-第二方面：解码)。
[0030]
基于第二表示恢复地理多边形可以基本上包括反向执行本发明的第一方面的算法。此外，应该理解，恢复后的地理多边形可以是原始地理多边形的近似值。
[0031]
此外，由于本发明的算法非常简单，地理多边形的第二表示可以离线恢复(即，没有互联网连接)，这允许本发明也可以用于互联网连接可能不存在或至少不稳定的偏远农村地区。
[0032]
因此，在该第二方面，农民可以只带着第二表示来到银行，从而银行可以很容易地在数字卫星和/或航空图像上看到该农民的土地块，以便例如分析农民的信贷价值。
[0033]
根据本发明的第三方面，提供了一种包括计算机程序代码的计算机程序产品，当在计算机设备上执行时，该计算机程序代码执行根据第一方面和/或根据第二方面的方法。该计算机程序产品可以是非暂态计算机程序产品。该计算机设备例如可以是前述的智能电话或平板计算机。该计算机程序产品可以是app。
[0034]
根据本发明的第四方面，提供了一种包括根据第三方面的计算机程序产品的计算机可读存储介质。
[0035]
根据本发明的第五方面，提供了一种在载波上实施并在电介质上传播的电信号，该电信号包括根据第三方面的计算机程序产品。
[0036]
根据本发明的第六方面，提供了一种计算机设备，例如智能电话或平板计算机，该计算机设备被配置为执行根据第一方面和/或根据第二方面的方法。该计算机设备可以被配置为通过app执行根据第一方面和/或根据第二方面的方法。app可以使用计算机设备的处理器和存储器在计算机设备上运行或执行。
附图说明
[0037]
现在将参考示出了本发明当前优选实施例的附图来更详细地描述本发明的这些和其他方面。
[0038]
图1示意性地展示了根据本发明的方面的计算机设备。
[0039]
图2是根据本发明的方面的方法的流程图。
[0040]
图3a至图3g展示了本方法的各个步骤。
具体实施方式
[0041]
图1展示了根据本发明的方面的计算机设备100。计算机设备100在这里是智能电话(例如，iphone或android手机)。替代性地，计算机设备100可以是平板计算机(例如，ipad)或膝上型计算机或台式计算机。
[0042]
计算机设备100包括电子显示器102。电子显示器102可以具有触摸屏，使得它除了示出信息之外还可以用作用户输入设备。计算机设备100还可以包括处理器104、存储器106以及存储设备108。计算机设备100还可以包括gps接收器110和无线通信装置112。
[0043]
接下来，计算机设备100可以被配置为通过app 114(计算机程序产品)来执行下文详述的各种特定步骤或动作。app 114可以下载到计算机设备100上并存储在前述存储设备108上。app 114可以使用前述处理器104和存储器106在移动计算设备10上运行或执行。
[0044]
转向图2，图2是根据本发明的第一方面(左)和第二方面(右)的方法的流程图。
[0045]
在s1处，根据第一方面的方法包括接收限定如数字卫星和/或航空图像16上所示的土地块14的地理多边形12的第一表示10，参见图3a。土地块14例如可以是农业农场，但替代性地可以是房地产、森林、公园等。数字卫星和/或航空图像16可以例如是哨兵卫星图像。第一表示10包括纬度坐标lat1-4和经度坐标long1-4，它们表示地理多边形12的角(顶点)18a-d。这里，地理多边形12是(倾斜的)矩形，但它可以具有任何多边形形状。
[0046]
在s0处，地理多边形12的第一表示10可以通过(手动)标记如数字卫星和/或电子地图服务的航空图像16上所示的土地块14的角18a-d来提供。例如，当数字卫星和/或航空图像16显示在前述计算机设备(智能电话)100的电子显示器102上时，用户可以使用类似于他们的手指或触控笔的定点设备来标记角18a-d。
[0047]
在s2处，该方法确定地理多边形12的几何中心(质心)20，参见图3b。地理多边形12的几何中心20可以例如使用几何分解来确定，这是一种本身已知的技术。几何中心20优选地由纬度坐标latc和经度坐标longc表示，例如57.7065和11.9687。
[0048]
在s3处，该方法确定地理多边形12的主轴线22，参见图3c。主轴线22是惯性积为零的轴线。主轴线22关于质心坐标longc和latc的取向可以通过使用以下方式获得：
[0049][0050]
其中，i
longc
、i
latc
和i
longclatc
分别表示关于东西方向30的惯性矩、关于南北方向24的惯性矩，以及关于东西方向30和南北方向24的惯性积。角度θ
p
是从质心的东西方向30逆时针测量的正数。根据角度θ
p
，可以得出与南北方向24的角度θ。
[0051]
在s3处，该方法进一步提供表示所确定的主轴线22相对于南北方向24的角度θ的(第六个)字母数字字符a。字母数字字符a例如可以是数字0-9，其中，a＝0表示0度，并且a＝9表示324度。字母数字字符a可以例如使用公式a＝(与竖直轴线24顺时针形成的角度θ)/36得出。这里，角度θ约为20度，因此，a＝1。
[0052]
在s4处，该方法可以包括旋转地理多边形12以使所确定的主轴线22与南北方向24
对齐，参见图3d。
[0053]
在s5处，该方法包括确定旋转后的地理多边形12在南北方向24上的长度的一半26，参见图3e，其中，该长度的一半是两端与旋转后的地理多边形12相交的主轴线22的长度的1/2。在s5处，该方法进一步提供表示所确定的半长26的(前)两个字母数字字符xx。这两个字母数字字符xx可以通过将所确定的半长26除以数字卫星和/或航空图像16的像素大小来提供。对于给定像素大小为30m的500m的示例性半长26，假如前两个字母数字字符xx是数字0-9，则它们将变为500/30＝17(四舍五入到最接近的整数)。
[0054]
在s6处，该方法包括确定旋转后的地理多边形12在东西方向30上的宽度的一半28，参见图3f，其中，该宽度的一半是穿过几何中心20并垂直于主轴线22的轴线的长度的1/2，该主轴线两端与旋转后的地理多边形12相交。在s6处，该方法进一步提供表示所确定的半宽28的(接下来)两个字母数字字符yy。这两个字母数字字符yy可以通过将所确定的半宽28除以数字卫星和/或航空图像16的像素大小来提供。对于给定像素大小为30m的700m的示例性半宽26，假如接下来两个字母数字字符yy是数字0-9，则它们将变为700/30＝23(四舍五入到最接近的整数)。
[0055]
在s7处，该方法确定预选数量的不同形状中的哪个形状与(旋转后的)地理多边形12最匹配，并从表中检索表示该形状的(第五个)字母数字字符z。例如，该表可以是：
[0056][0057][0058]
特别地，确定哪个形状与地理多边形12最匹配可以包括在旋转后的地理多边形12上覆盖表中的不同形状，这些覆盖的形状基于所确定的半长26和半宽28进行调整，以确定哪种不同形状以最准确的方式覆盖旋转后的地理多边形12。即，每个覆盖和调整后的形状围绕质心旋转，并且在每次旋转时估计该形状与多边形12不相交的区域。因此，该方法针对表中的所有旋转可能性和形状得出不相交的区域。给定上表中的七种形状，以及36个不同的旋转角度，将会产生252种可能性。然后，选择相交期间面积损失最少的形状。这里，最具代表性的形状是矩形32(参见图3g)，其产生z＝1。
[0059]
在s8处，该方法准备地理多边形的第二表示，该第二表示包括地理多边形的几何中心(这里为(latc，longc))、前两个字母数字字符xx、接下来两个字母数字字符yy、第五个字母数字字符z、以及第六个字母数字字符a。因此，第二表示可以是(latc，longc)[xx yy za]，例如，(57.7065，11.9687)[17 23 1 1]。
[0060]
在s9处，该方法可以包括将地理多边形12的第二表示34传输到电子设备200，参见图1。例如，可以使用计算机设备100的无线通信装置112在sms消息中传输第二表示。接收电
子设备200可以是功能电话。
[0061]
替代性地或互补地，第二表示可以显示在计算机设备100的电子显示器102上(s10)。
[0062]
在s11处，根据本发明第二方面的方法包括由计算机设备100或者由运行相同app 114的另一个类似的计算机设备100’接收地理多边形12的第二表示34，参见图1。第二表示34(例如(57.7065，11.9687)[17 23 1 1])可以例如手动输入到计算机设备100’中。
[0063]
在s12处，该方法进一步包括通过“反向”执行步骤s2-s8，基于第二表示34恢复地理多边形12。也就是说，该方法可以得出z限定的形状，分别根据xx和yy调整半长和半宽，基于a旋转形状，并且基于latc和longc定位该形状。
[0064]
在s13处，该方法在计算机设备100’的电子显示器102上显示覆盖在数字卫星和/或航空图像上的恢复后的地理多边形12’，参见图1。因此，可以在数字卫星和/或航空图像上容易地识别土地块14。
[0065]
在本发明的示例性使用案例中，农民可以来到托管计算机设备100的机构或银行——并且可以在专家的帮助下——在数字卫星和/或航空图像16上识别他们的土地块14，这允许提供第一表示10。然后，计算机设备100基于第一表示10准备第二表示34，并将第二表示34通过sms发送到农民的功能电话。然后，农民可以带着他的功能电话去另一个机构或银行，并将第二表示34呈现给另一个机构或银行，该机构或银行然后使用另一个计算机设备100’进行重建，该另一个计算机设备允许显示和识别土地块14的数字卫星和/或航空图像，进而可以用于分析该农民的信贷价值。可以预期，本发明可以对农民(尤其是发展中国家的农民)有很大用处。
[0066]
本领域技术人员认识到，本发明绝不限于上述实施例。相反地，在所附权利要求的范围内，许多修改和变化是可能的。