一种基于城区建筑群高清栅格地图矢量化的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于城区建筑群高清栅格地图矢量化的方法，包括如下步骤：1)、高清栅格地图的获取；2)、提取高清栅格地图信息；3)、建立管理工作空间；4)、导入地理信息数据库；5)、地理信息配准；6)、导出文件；7)、数据转换；8)、完成矢量化。本发明专利技术的基于城区建筑群高清栅格地图矢量化的方法，其能够以较精确的地理信息配比技术处理信息量较大的城区建筑高清栅格地图，并能得到较好的矢量化结果。

A Vectorization Method Based on High Definition Grid Map of Urban Buildings

The invention discloses a method for vectorization of high-definition raster map based on urban buildings, which includes the following steps: 1) acquisition of high-definition raster map; 2) extraction of high-definition raster map information; 3) establishment of management space; 4) importation of geographic information database; 5), geographic information registration; 6), export documents; 7), data conversion; 8) completion of vectorization. The invention is based on the vectorization method of high-definition raster map of urban building group, which can process high-definition raster map of urban building with more accurate geographic information matching technology, and can obtain better vectorization results.

【技术实现步骤摘要】
一种基于城区建筑群高清栅格地图矢量化的方法
本专利技术涉及建筑地图矢量化方法，特别是一种基于城区建筑高清栅格地图的矢量化方法。
技术介绍
随着城镇化速度加快，基于城镇化的地理信息系统数据要求也越来越广泛，GIS数据作为研究所需要的基础数据成为了至关重要的一部分。而目前流行的地图软件提供的均是栅格地图，并不具有地理信息系统数据。所以需要人为对栅格地图进行矢量化配比。为弥补我国城区建筑地理信息系统信息的不足，需选用栅格地图进行矢量化的方法，对城区建筑地理信息数据库提供基础信息。但是平时我们所能获得的地图几乎都是分辨率较低的栅格地图，缺点是稍微放大观察建筑信息时会失真，因此不适合进行精准的地理信息系统研究，会导致矢量化不准确。而矢量图的特点就是不会随着图像的放大或缩小而出现失真额情况，而且都是由体积很小的点所组成。故本专利技术提供一种基于高清TIF栅格地图的地图矢量化方法，其能够以较精确的地理信息配比技术处理含有信息量较大的城区建筑高清栅格地图，并能达到较好的矢量化结果。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于高清TIF栅格地图的地图矢量化方法，其能够以较精确的地理信息配比技术处理信息量较大的城区建筑高清栅格地图，并能得到较好的矢量化结果。本专利技术解决其技术问题是通过以下技术方案实现的：一种基于城区建筑群高清栅格地图矢量化的方法，其特征在于：包括以下步骤：1)、高清栅格地图的获取：通过高清地图软件获取城区建筑群的高清栅格地图；2)、提取高清栅格地图信息：对城区建筑群的高清栅格地图的信息进行提取，所述信息包括像素列数和行数、波段数、像素大小、源类型、像素深度、空间参考坐标系及基准面，确保DPI在300以上；3)、建立管理工作空间：通过地理信息系统软件，建立管理工作空间，保证后续的矢量化数据均保存在该空间中，然后在该空间下构建地理信息数据库，地理信息数据库构建要素包括点、线、面数据集；4)、导入地理信息数据库：在地理信息系统软件ArcGIS中导入下载的高清栅格地图和管理工作空间以及构建的地理信息数据库，并生成地理信息库图层。确定构建的地理信息数据库信息和高清栅格地图信息相互匹配，包括地理坐标系和投影坐标系；5)、地理信息配准：在地理信息库图层中对高清栅格地图进行地理信息配准，对配比原点坐标以及X轴与Y轴进行确立，确定X轴与Y轴的比例尺在1:400～1：1000之间，并且确保比例尺与现实比例匹配；6)、导出文件：在地图软件ArcGIS中对高清栅格地图进行矢量化操作，导出SHP格式结果文件；7)、数据转换：通过Qgis数据转化软件将SHP格式结果文件转为逗号分隔值文件格式文件；8)、完成矢量化：完成高清栅格地图矢量化。本专利技术的优点和有益效果为：1、本专利技术的基于城区建筑群高清栅格地图矢量化的方法，通过BIGEMAP、ArcGis、Qgis软件的协同配合，快速完成栅格地图矢量化的工作，适合工作条件有限、不具备高性能机器视觉设备以及不借助高级算法的情况下，完成高清栅格地图矢量化的任务。2、本专利技术的基于城区建筑群高清栅格地图矢量化的方法，可以通过将每栋建筑进行特殊的GTN编号，然后将配准好的地理信息数据和GTN数据进行匹配，将得到的地理信息数据和建筑的动态数据(例如局部地区典型气象数据以及冷热负荷等)以及静态信息(例如窗墙比、窗导热系数和墙体导热系数等)相结合，通过R语言等具有ASCII码编写功能的数据进行结合，生成类似于IDF文件的能耗模拟数据文件，生成之后的文件可以放入EnergyPlus和DeST等能耗模拟软件中进行能耗模拟，进而完成基于城区建筑群的能耗模拟工作，保证计算的速度和配比的精准性。3、本专利技术的基于城区建筑群高清栅格地图矢量化的方法，通过栅格地图的矢量化，能够最后转换成的地理坐标逗号分隔值文件格式数据文件和建筑模拟的相关文件数据(气象参数、围护结构特性、内部得热、暖通系统等)相结合，最终完成基于城市地理信息系统的建筑能耗模拟研究。在传统的建筑能耗模拟中，以EnergyPlus为例，如果要进行大批量的建筑能耗模拟，需要通过EnergyPlus本身的编辑器IDFEditor对建筑的几何参数和非几何参数进行编辑。还有一种方法是采用SketchUp的插件OpenStudio对建筑进行可视化的参数编辑，虽然和之前的IDFEditor相比做到了可视化编辑，但是如果要模拟城市建筑能耗状况还是需要做大量的重复性工作。4、本专利技术的基于城区建筑群高清栅格地图矢量化的方法，其能够以较精确的地理信息配比技术处理含有信息量较大的城区建筑高清栅格地图，并能达到较好的矢量化结果。附图说明图1是通过商业软件BIGEMAP下载的高清TIF地图；图2是通过ArcMap软件进行地理配准(确定图像的坐标原点、X轴和Y轴)；图3是通过矢量化软件ArcMap进行矢量化配比；图4是将ArcMap导出的SHP格式的文件通过Qgis文件转化成需要的逗号分隔值文件格式(CSV)；图5是最后得到的逗号分隔值文件格式的部分数据；图6为本专利技术的方法流程图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本专利技术的保护范围。一种对于高清栅格地图的矢量化方法，包括以下步骤：1)、高清栅格地图的获取：通过高清地图软件获取城区建筑群的高清栅格地图；对所研究的地理信息建筑的坐标位置、朝向进行信息汇总，必要时需要进行实地考察与测量，查询完毕后，通过高清地图软件BIGEMAP下载格式为TIF的高清栅格地图文件，得到图1。得到的高清栅格地图分辨率高，方便之后的配比工作。2)、提取高清栅格地图信息：对城区建筑群的高清栅格地图的信息进行提取，所述信息包括像素列数和行数、波段数、像素大小、源类型、像素深度、空间参考坐标系及基准面，确保DPI在300以上，DPI是衡量图像像素的参数之一；对高清栅格地图进行核查，目的是之后进行地理信息数据库的建立时保证信息一致，防止在下一步的ArcCatalog中建立的文件地理信息数据库的参数与高清栅格地图的信息不匹配，导致不能在ArcGIS中进行地理配准。为了保证矢量化的精准度，确定高清栅格地图文件的DPI在300以上。3)、建立管理工作空间：通过地理信息系统软件ArcGIS中的ArcCatalog，建立管理工作空间，保证后续的矢量化数据均保存在该空间中，然后在该空间下构建地理信息数据库，地理信息数据库构建要素包括点、线、面数据集；ArcCatalog是用户组织、使用和管理工作空间和地理信息数据库。工作空间是指磁盘上的文件夹，用管理和操作地理信息系统(地图文档、影像和其他数据文件、地理处理模型、图层等)。工作空间提供了一个简单的方法来组织和共享地理信息的逻辑集合。4)、导入地理信息数据库：在地理信息系统软件ArcGIS中导入下载的高清栅格地图和管理工作空间以及构建的地理信息数据库，并生成地理信息库图层。确定构建的地理信息数据库信息和高清栅格地图信息相互匹配，包括地理坐标系和投影坐标系，例如地理坐标系和投影坐标系，在本专利中地理坐标系选用的是WGS_1984，投影坐标系选用的是WGS_1984_World_Mercator。由于地图软件的差异性。需要对重要参数进行确定，此时在Arc本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于城区建筑群高清栅格地图矢量化的方法，包括以下步骤：1)、高清栅格地图的获取：通过高清地图软件获取城区建筑群的高清栅格地图；2)、提取高清栅格地图信息：对城区建筑群的高清栅格地图的信息进行提取，所述信息包括像素列数和行数、波段数、像素大小、源类型、像素深度、空间参考坐标系及基准面，确保DPI在300以上；3)、建立管理工作空间：通过地理信息系统软件，建立管理工作空间，保证后续的矢量化数据均保存在该空间中，然后在该空间下构建地理信息数据库，地理信息数据库构建要素包括点、线、面数据集；4)、导入地理信息数据库：在地理信息系统软件ArcGIS中导入下载的高清栅格地图和管理工作空间以及构建的地理信息数据库，并生成地理信息库图层。确定构建的地理信息数据库信息和高清栅格地图信息相互匹配，包括地理坐标系和投影坐标系；5)、地理信息配准：在地理信息库图层中对高清栅格地图进行地理信息配准，对配比原点坐标以及X轴与Y轴进行确立，确定X轴与Y轴的比例尺在1:400～1：1000之间，并且确保比例尺与现实比例匹配；6)、导出文件：在地图软件ArcGIS中对高清栅格地图进行矢量化操作，导出SHP格式结果文件；7)、数据转换：通过Qgis数据转化软件将SHP格式结果文件转为逗号分隔值文件格式文件；8)、完成矢量化：完成高清栅格地图矢量化。...

【技术特征摘要】
1.一种基于城区建筑群高清栅格地图矢量化的方法，包括以下步骤：1)、高清栅格地图的获取：通过高清地图软件获取城区建筑群的高清栅格地图；2)、提取高清栅格地图信息：对城区建筑群的高清栅格地图的信息进行提取，所述信息包括像素列数和行数、波段数、像素大小、源类型、像素深度、空间参考坐标系及基准面，确保DPI在300以上；3)、建立管理工作空间：通过地理信息系统软件，建立管理工作空间，保证后续的矢量化数据均保存在该空间中，然后在该空间下构建地理信息数据库，地理信息数据库构建要素包括点、线、面数据集；4)、导入地理信息数据库：在地理信息系统软件ArcGIS中导入下载的高清...

【专利技术属性】
技术研发人员：田玮，傅兴，朱传琪，孟献昊，高秀玲，
申请(专利权)人：天津科技大学，
类型：发明
国别省市：天津,12