一種實現整合多路網數據的地圖構建方法及裝置的製作方法
2023-05-23 09:06:06
專利名稱：一種實現整合多路網數據的地圖構建方法及裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及地理信息系統技術領域，特別涉及一種實現整合多路網數據的地圖構建方法及裝置。
背景技術：
在地理信息系統(GIS)技術的應用中，通常用一個地層來表示一個在平面空間上連續的地理實體，對於在平面空間上不具有連續 性的地理實體，則需要多個地層來表示，例如，一個樓宇內的樓層內部結構，由於樓宇內不同樓層的數據在平面空間上不具有連續性，通常用一個地層來表示一個樓層的內部結構，n個樓層則需n個地層來表示。這種地圖的組織結構導致在構建區域級的GIS應用中，需要數十、數百乃至數千數萬個地層的支持。如此大規模地層的參與，對實現構建區域高效率的路徑規劃或者地理信息的管理，都帶來了極大的困難。目前，從跨樓層的路徑規劃角度來說，國內有學者提出利用地圖連接表的方式進行多層地圖組織。當涉及對不同樓層間的路徑規劃應用時，首先查找地圖連接表，得到兩個樓層之間的最短連接路徑，並確定兩個樓層上的兩個樓層連接點，然後分別利用樓層各自地圖的路網數據進行起點到連接點、連接點到終點的路徑規劃，從而得到從起點到終點的最優路徑。該方法由於其組織方式仍然建立在多層地圖組織之上，實現起來需要進行兩次路徑規劃和一次數據表查找，麻煩、且效率低，而且因為涉及到數據表的檢索，檢索效率較低，無法支持區域級大場景下的路徑規劃。
發明內容
有鑑於此，本發明的主要目的在於提供一種實現整合多路網數據的地圖構建方法及裝置以實現將整合區域內地理實體的線狀路網數據整合到一個整合地圖中的目的，使得基於該方法得到的整合地圖可實現高效率的路徑規劃和地理信息的管理。本發明提供了一種實現整合多路網數據的地圖構建方法，該方法具體包括獲取地理實體的線狀路網數據和所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄，所述地理實體至少為2個，每個所述地理實體由唯一標識號標識，所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄包括所述地理實體的唯一標識號、所述地理實體之間相鄰的連通節點的坐標和連通成本；將所述地理實體的線狀路網數據中的地理要素，按照空間數據格式要求，添加到整合地圖的線狀路網數據中；根據所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄，判斷所述地理實體之間相鄰的節點是否連通，對於連通的相鄰節點，在所述整合地圖中添加所述地理實體之間相鄰的連通節點間的線段，將所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄的信息，按照空間數據格式要求，添加到整合地圖的線狀路網數據的屬性中以描述所述線段。該方法還包括生成所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄的步驟，具體實現步驟為獲取所述地理實體的線狀路網數據；選擇所述地理實體之間的相鄰的連通節點，獲取所述地理實體的唯一標識號和所述地理實體之間相鄰的連通節點的坐標；記錄所述地理實體之間相鄰的連通成本。優選地，該方法還包括將所述線狀路網數據中的地理要素的真實坐標轉換為偏移坐標。相應地，該方法還包括將所述線狀路網數據中的地理要素的偏移坐標轉換為真實坐標。針對所述整合地圖的應用，該方法還包括利用所述整合地圖的線狀路網數據，獲得指定起始點和終點的路徑信息，所述路徑信息包括路徑通過的地理實體的唯一標識號和 地理要素的坐標，具體實現步驟包括獲得指定起始點和終點的坐標,起始點和終點的所在地理實體的唯一標識號；利用所述起始點的坐標和終點的坐標，通過路徑搜索方法搜索所述整合地圖的線狀路網數據，所述整合地圖的線狀路網數據包括了所述起始點地理實體、終點地理實體和經過點地理實體的地理要素及相應地理實體的唯一標識號；根據搜索結果獲得路徑信息，所述路徑信息包括路徑通過的地理實體的唯一標識號和地理要素的坐標。本發明還提供了一種實現整合多路網數據的地圖構建裝置，該裝置具體包括獲取單元用於獲取地理實體的線狀路網數據和所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄，所述地理實體至少為2個，每個所述地理實體由唯一標識號標識，所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄包括所述地理實體的唯一標識號、所述地理實體之間相鄰的連通節點的坐標和連通成本，將所述地理實體的線狀路網數據和所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄發送至地圖構建單元；地圖構建單元用於將所述地理實體的線狀路網數據中的地理要素，按照空間數據格式要求，添加到整合地圖的線狀路網數據中，根據所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄，判斷所述地理實體之間相鄰的節點是否連通，對於連通的相鄰節點，在所述整合地圖中添加所述地理實體之間相鄰的連通節點間的線段，將所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄的信息，按照空間數據格式要求，添加到整合地圖的線狀路網數據的屬性中以描述所述線段。其中，所述獲取單元還包括連通關係記錄單元用於獲取所述地理實體的線狀路網數據，選擇所述地理實體之間的相鄰的連通節點，獲取所述地理實體的唯一標識號和所述地理實體之間相鄰的連通節點的坐標，記錄所述地理實體之間相鄰的連通成本。針對所述整合地圖的應用，該裝置還包括坐標正序轉換單元用於將所述線狀路網數據中的地理要素的真實坐標轉換為偏移坐標。坐標逆序轉換單元用於將所述線狀路網數據中的地理要素的偏移坐標轉換為真實坐標。
路徑規劃單元用於利用所述整合地圖的線狀路網數據，獲得指定起始點和終點的路徑信息，所述路徑信息包括路徑通過的地理實體的唯一標識號和地理要素的坐標。可見本發明具有如下有益效果由於本方法將多個地理實體的線狀路網數據整合到一個整合地圖中，又根據地理實體之間的相鄰連通關係記錄在整合地圖中添加地理實體之間相鄰的連通節點間的線段，並且根據相鄰連通關係記錄中的連通成本添加到整合地圖的線狀路網數據的屬性中描述所述線段，使得多個地理實體的線狀路網數據整合為一個邏輯上無縫連接的完整的線狀路網數據，有利於實現對路網數據中的地理信息的有效管理，高效率的路徑規劃等應用；本方法還提供了將地理實體的地理要素的真實坐標轉換為偏移坐標的方法，由地理實體的唯一標識號和地理要素的真實坐標轉換為偏移坐標，有利於進行數據的可視化管理和數據質量檢查，並且符合空間信息行業內的規範，而且，在後續整合地圖的線狀路網數據應用中，尤 其路徑規劃應用，可直接得到地理實體的唯一標識號，如樓層號、樓宇號，和真實坐標這兩類必要信息，無需再利用額外的資料庫或者數據屬性表對其進行記錄，也無需再通過查詢，對執行路徑規劃應用來說，可提高路徑規劃的效率。
圖I是本發明一種實現整合多路網數據的地圖構建方法步驟圖例；圖2是本發明生成地理實體之間的相鄰連通關係記錄的步驟圖例；圖3是本發明將線狀路網數據中的地理要素的真實坐標轉換為偏移坐標的步驟圖例；圖4是本發明將線狀路網數據中的地理要素的偏移坐標轉換為真實坐標的步驟圖例；圖5是本發明利用整合地圖實現路徑規劃的步驟圖例；圖6是本發明一種實現整合多路網數據的地圖構建裝置組成圖例。
具體實施例方式為使本發明的上述目的、特徵和優點能夠更加明顯易懂，下面結合附圖和具體實施方式
對本發明實施例作進一步詳細的說明。本發明提供了一種實現整合多路網數據的地圖構建方法，該方法將整合區域內地理實體的線狀路網數據整合到一個整合地圖中，並在整合地圖中添加地理實體之間的連通關係，使得基於該方法得到的整合地圖可實現高效率的路徑規劃和地理信息的管理。該方法實現步驟參見圖I，具體包括S11、獲取地理實體的線狀路網數據和所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄，所述地理實體至少為2個，每個所述地理實體由唯一標識號標識，所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄包括所述地理實體的唯一標識號、所述地理實體之間相鄰的連通節點的坐標和連通成本；S12、將所述地理實體的線狀路網數據中的地理要素，按照空間數據格式要求，添加到整合地圖的線狀路網數據中；S13、根據所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄，判斷所述地理實體之間相鄰的節點是否連通，對於連通的相鄰節點，在所述整合地圖中添加所述地理實體之間相鄰的連通節點間的線段，將所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄的信息，按照空間數據格式要求，添加到整合地圖的線狀路網數據的屬性中以描述所述線段。需要說明的是，根據本發明實施的實際情況，所述地理實體可以是一個樓宇內的樓層，也可以是區域內的樓宇，例如，本發明整合的是一個樓宇內各個樓層的線狀路網數據，則地理實體指的是各個樓層，地理實體的線狀路網數據指的是各個樓層的線狀路網數據，所述地理實體的唯一標識號指的是樓層號，最後獲得的整合地圖則是該樓宇的線狀路網數據；再例如，本發明整合的是一個區域內幾個樓宇的線狀路網數據，則地理實體指的是各個樓宇、樓宇間外部實體，地理實體的線狀路網數據指的是各個樓宇的線狀路網數據、樓宇外部實體的線狀路網數據，所述地理實體的唯一標識號指的是樓宇號，最後獲得的整合地圖則是該區域的線狀路網數據。所述相鄰連通關係記錄，可以記錄在一個數據表中，也可以用一個類似的數據結 構將該記錄所表達的連通關係記錄下來，例如整合一個樓宇內各個樓層的線狀路網數據，其中I層、2層和3層之間的連通關係在所述相鄰連通關係記錄中記錄如下
連通點I所連通點I的連通點I的連通點2所連通點2的連通點2的連通點I與在樓層真實地理真實地理在樓層真實地理真實地理連通點2連坐標-橫坐坐標-級坐坐標-橫坐坐標-縱坐通成本
4-f4-t--kr-
啊、啊、例、4 '
I 層__XXXXtYYYY12 層__XXXX2YYYY2####
連通點2所連通點2的連通點2萄連通點3財連通點3的連通點3的連通點2與在樓層真實地理真實地理在樓層真實地理真實地理連通點3連坐標-橫坐坐標-縱坐坐標-橫坐坐標-縱坐通成本
啊、傾、個7、
2&XXXX2 YYYY2 3 層XXXX3 YYYY3 ####其中，連通點I與連通點2是I層與2層之間的連通的連接點，連通點2與連通點3為2層與3層之間的連通的連接點，如相鄰樓層的電梯口、樓梯口 ； I層、2層、3層均為所述地理實體的唯一標識號;####為連通點之間的連通成本，可以使用連通兩點所需花費的時間、路徑長度等要素來表徵連通成本，還可以使用無窮大或者負數表示這兩個點之間不連通，即無法從一個點抵達另一個點，或者默認為不在該相鄰連通關係記錄內的地理實體之間為不連通的地理實體；還例如整合一個小區內幾個樓宇和樓宇間外部實體的線狀路網數據，其中I棟樓、2棟樓和樓宇間外部實體之間的連通關係在所述相鄰連通關係記錄中記錄如下，所述樓宇間外部實體如樓宇間外部道路
權利要求
1.一種實現整合多路網數據的地圖構建方法，其特徵在於，包括 獲取地理實體的線狀路網數據和所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄，所述地理實體至少為2個，每個所述地理實體由唯一標識號標識，所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄包括所述地理實體的唯一標識號、所述地理實體之間相鄰的連通節點的坐標和連通成本； 將所述地理實體的線狀路網數據中的地理要素，按照空間數據格式要求，添加到整合地圖的線狀路網數據中； 根據所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄，判斷所述地理實體之間相鄰的節點是否連通，對於連通的相鄰節點，在所述整合地圖中添加所述地理實體之間相鄰的連通節點間的線段，將所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄的信息，按照空間數據格式要求，添加到整合地圖的線狀路網數據的屬性中以描述所述線段。
2.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，還包括生成所述地理實體之間的相鄰連 通關係記錄的步驟，具體包括 獲取所述地理實體的線狀路網數據； 選擇所述地理實體之間的相鄰的連通節點，獲取所述地理實體的唯一標識號和所述地理實體之間相鄰的連通節點的坐標； 記錄所述地理實體之間相鄰的連通成本。
3.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，還包括將所述線狀路網數據中的地理要素的真實坐標轉換為偏移坐標。
4.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，所述將線狀路網數據中的地理要素的真實坐標轉換為偏移坐標的步驟具體包括 計算出所述線狀路網數據中所有地理要素的真實坐標的最大整數位位數； 利用所述最大整數位位數與所述地理實體的唯一標識號的位數，確定偏移坐標的位數，所述偏移坐標位數至少比所述最大整數位位數與所述地理實體的唯一標識號的位數之和大一位； 利用所述偏移坐標的位數，將所述地理實體唯一標識號和真實坐標根據以下條件轉換到所述偏移坐標中 在所述偏移坐標中，所述地理實體唯一標識號與所述真實坐標之間由至少一位預設的固定字符分隔； 所述偏移坐標的橫坐標或者縱坐標，其中包含的地理實體唯一標識號做偏移處理，所述偏移處理後，偏移坐標的橫坐標與縱坐標中包含的地理實體唯一標識號每一位均不同。
5.根據權利要求3所述的方法，其特徵在於，還包括將所述線狀路網數據中的地理要素的偏移坐標轉換為真實坐標。
6.根據權利要求4所述的方法，其特徵在於，還包括將所述偏移坐標轉換為所述地理要素的真實坐標信息和所述地理實體的唯一標識號信息，其轉換步驟具體包括 比較所述偏移坐標的橫坐標與縱坐標，通過所述預設的固定字符確定所述偏移坐標中所述地理實體唯一標識號與真實坐標之間的分隔位置； 通過所述分隔位置確定所述地理要素的真實坐標和所述地理實體的唯一標識號。
7.根據權利要求I所述的方法，其特徵在於，還包括利用所述整合地圖的線狀路網數據，獲得指定起始點和指定終點的路徑信息，所述路徑信息包括路徑通過的地理實體的唯一標識號和地理要素的坐標，具體實現步驟包括 獲得指定起始點和指定終點的坐標，起始點和終點的所在地理實體的唯一標識號； 利用所述起始點的坐標和終點的坐標，通過路徑搜索方法搜索所述整合地圖的線狀路網數據，所述整合地圖的線狀路網數據包括了所述起始點地理實體、終點地理實體和經過點地理實體的地理要素及相應地理實體的唯一標識號； 根據搜索結果獲得路徑信息，所述路徑信息包括路徑通過的地理實體的唯一標識號和地理要素的坐標。
8.根據權利要求7所述的方法，其特徵在於， 所述指定起始點和指定終點的坐標具體為指定起始點和指定終點的真實坐標； 所述整合地圖的線狀路網數據中地理要素的坐標為偏移坐標，所述偏移坐標由所述地理要素的真實坐標與所述地理實體的唯一標識號轉換獲得； 所述利用所述起始點的坐標和終點的坐標，通過路徑搜索方法搜索所述整合地圖的線狀路網數據，得到路徑信息的步驟之前，還包括 通過所述偏移坐標由所述地理要素的真實坐標與所述地理實體的唯一標識號轉換的轉換方法，將所述起始點和終點的真實坐標轉換為偏移坐標； 所述利用所述起始點的坐標和終點的坐標，通過路徑搜索方法搜索所述整合區域地圖的線狀路網數據，得到路徑信息的步驟之後，還包括 將得到的所述路徑信息中地理要素的偏移坐標轉換為真實坐標和地理實體的唯一標識號。
9.一種實現整合多路網數據的地圖構建裝置，其特徵在於，包括 獲取單元用於獲取地理實體的線狀路網數據和所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄，所述地理實體至少為2個，每個所述地理實體由唯一標識號標識，所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄包括所述地理實體的唯一標識號、所述地理實體之間相鄰的連通節點的坐標和連通成本，將所述地理實體的線狀路網數據和所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄發送至地圖構建單元； 地圖構建單元用於將所述地理實體的線狀路網數據中的地理要素，按照空間數據格式要求，添加到整合地圖的線狀路網數據中，根據所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄，判斷所述地理實體之間相鄰的節點是否連通，對於連通的相鄰節點，在所述整合地圖中添加所述地理實體之間相鄰的連通節點間的線段，將所述地理實體之間的相鄰連通關係記錄的信息，按照空間數據格式要求，添加到整合地圖的線狀路網數據的屬性中以描述所述線段。
10.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，所述獲取單元還包括 連通關係記錄單元用於獲取所述地理實體的線狀路網數據，選擇所述地理實體之間的相鄰的連通節點，獲取所述地理實體的唯一標識號和所述地理實體之間相鄰的連通節點的坐標，記錄所述地理實體之間相鄰的連通成本。
11.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，還包括， 坐標正序轉換單元用於將所述線狀路網數據中的地理要素的真實坐標轉換為偏移坐標。
12.根據權利要求11所述的裝置，其特徵在於，還包括， 坐標逆序轉換單元用於將所述線狀路網數據中的地理要素的偏移坐標轉換為真實坐標。
13.根據權利要求9所述的裝置，其特徵在於，還包括， 路徑規劃單元用於利用所述整合地圖的線狀路網數據，獲得指定起始點和終點之間的路徑信息，所述路徑信息包括路徑通過的地理實體的唯一標識號和地理要素的坐標。
全文摘要
本發明公開了一種實現整合多路網數據的地圖構建方法及裝置，以實現將整合區域內地理實體的線狀路網數據整合到一個整合地圖中的目的，又根據地理實體之間的相鄰連通關係記錄、在整合地圖中添加地理實體之間相鄰的連通節點間的線段，並且根據相鄰連通關係記錄中的連通成本添加到整合地圖的線狀路網數據的屬性中描述所述線段，使得多個地理實體的線狀路網數據整合為一個邏輯上無縫連接的完整的線狀路網數據，有利於實現對路網數據中的地理信息的有效管理和高效率的路徑規劃等應用。
文檔編號G01C21/32GK102749083SQ201210248169
公開日2012年10月24日 申請日期2012年7月17日 優先權日2012年7月17日
發明者劉天悅, 孫旭, 彭玲, 楊麗娜, 池天河 申請人:中國科學院遙感應用研究所