一种基于坐标变换的地图模型构建方法及系统技术方案

本发明专利技术提出一种基于坐标变换的地图模型构建方法，包括以下步骤：从地图选取任意坐标点A和坐标点B，获取其像素坐标，并采用实地用仪器测得坐标点A和坐标点B的经纬度；计算坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的地理距离s1；计算坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2、坐标点A和坐标点B的像素距离s2；计算当前地图的Y轴与正北的偏转角a3；计算当前地图的比例尺C；根据当前地图的比例尺C、坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，并结合无人机航拍实景图进行建模，获得基于坐标变换的地图模型。本发明专利技术还提出了一种基于坐标变换的地图模型构建系统。

A method and system of map model construction based on coordinate transformation

【技术实现步骤摘要】
一种基于坐标变换的地图模型构建方法及系统
本专利技术涉及地理信息处理
，更具体地，涉及一种基于坐标变换的地图模型构建方法及系统。
技术介绍
随着社会不断进步和计算机信息技术不断发展，各种地理信息系统被应用于各个领域当中。目前所应用的地图系统在导航、日常查看地图并未能满足用户对高清实景图的需求，特别的，在特定需求下，如配电网建模、小区域建模等需要自定义地理信息和偏远地区地理信息不足的情况下，主要采用线网图，而实景图存在定位不准确的问题。
技术实现思路
本专利技术为克服上述现有技术所述的地图系统所使用的实景图存在定位不准确的缺陷，提供一种基于坐标变换的地图模型构建方法，以及一种基于坐标变换的地图模型构建系统。为解决上述技术问题，本专利技术的技术方案如下：一种基于坐标变换的地图模型构建方法，包括以下步骤：S1：从地图选取任意坐标点A和坐标点B，获取坐标点A和坐标点B的像素坐标，并采用实地用仪器测得所述坐标点A和坐标点B的经纬度；S2：根据所述坐标点A和坐标点B的经纬度计算坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的地理距离s1；S3：根据所述坐标点A和坐标点B的像素坐标计算坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2、坐标点A和坐标点B的像素距离s2；S4：根据所述夹角a1和夹角a2，计算当前地图的Y轴与正北的偏转角a3；S5：根据所述地理距离s1和像素距离s2，计算当前地图的比例尺C；S6：根据所述当前地图的比例尺C、坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，并结合无人机航拍实景图进行建模，获得基于坐标变换的地图模型。本技术方案中，通过对已知的两个坐标点进行坐标变换，得到地图模型的相关系数，即当前地图的比例尺C、坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，然后根据地图模型的相关系数，结合无人机航拍实景图进行建模，获得基于坐标变换的地图模型，该地图模型在实际应用中，可根据已知的坐标点的经纬度及地图模型的相关系数得到目标坐标点的经纬度，从而提高定位准确度。优选地，S2步骤中，所述坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1的计算步骤如下：S21：根据所述坐标点A和坐标点B的纬度，计算坐标点A和坐标点B的矫正半径RavgA、RavgB，其计算公式如下：RavgA＝Rh+(Rw-Rh)*(90-latA)/90RavgB＝Rh+(Rw-Rh)*(90-latB)/90其中，Rh表示极半径，Rw表示赤道半径，latA表示坐标点A的纬度，latB表示坐标点B的纬度；S22：在地图上选取一坐标点C，且所述坐标点C同时满足坐标点C与坐标点A的经度相同、坐标点C与坐标点B的纬度相同，即坐标点C的经纬度为C(lonA,latB)；S23：计算坐标点A和坐标点C之间的弧长Hac以及坐标点C和坐标点B之间的弧长Hcb，其计算公式如下：Hac＝(latB-latA)*RavgAHcb＝(lonB-lonA)*RlatBRlatB＝RavgB*cos(latBo)其中，RlatB表示坐标点B在纬度位置的平面半径；S24：根据弧长Hac以及弧长Hcb，计算所述坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1，其计算公式如下：Ha＝atan(|Hcb/Hac|)a1＝Ha/(π/180)其中，Ha表示坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1的弧度，然后根据经纬度的差值在地图中的象限，得到坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1。优选地，S2步骤中，所述坐标点A和坐标点B的地理距离s1为根据坐标点A和坐标点C之间的弧长Hac以及坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1计算得到，其计算公式如下：s1＝Hac/cos(a1)。优选地，S3步骤中，计算坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2的具体步骤如下：S31：根据坐标点A和坐标点B的像素坐标(xA,yA)、(xB,yB)，计算坐标点A和坐标点B的像素半径RA、RB，其计算公式如下：RA＝Rh+(Rw-Rh)*(90-yA)/90RB＝Rh+(Rw-Rh)*(90-yB)/90；S32：根据坐标点C的像素坐标(xC,yC)，计算坐标点A和坐标点C之间的弧长Hac′以及坐标点C和坐标点B之间的弧长Hcb′，其计算公式如下：Hac′＝(yB-yA)*RAHcb′＝(xB-xA)*RyBRyB＝RB*cos(yBo)其中，RyB表示坐标点B在Y轴方向上的平面半径；S33：根据弧长Hac′以及Hcb′，计算所述坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，其计算公式如下：Ha′＝atan(|Hcb′/Hac′|)a2＝Ha′/(π/180)其中，Ha′表示坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2所对应的弧度，然后根据坐标点A和坐标点B的像素坐标差值在地图中的象限，得到坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2。优选地，S3步骤中，所述坐标点A和坐标点B的像素距离s2的计算公式如下：s2＝Hac′/cos(a2)。优选地，S5步骤中，所述当前地图的比例尺C的计算公式如下：C＝s2/s1。本专利技术还提出了一种基于坐标变换的地图模型构建系统，应用上述一种基于坐标变换的地图模型构建方法，包括由无人机航拍实景图构建的地图模型、经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层、应用层，其中：所述经纬度存放层用于存放地图模型中各坐标点的经纬度；所述像素坐标存放层用于存放地图模型中各坐标点的像素坐标；所述相关系数存放层用于存放经应用层数据处理后输出的坐标点相关系数；所述应用层分别与所述经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层连接，所述应用层用于根据从经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层获取的数据进行处理，得到坐标点的经纬度、像素坐标、相关系数，并输出到经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层中。优选地，相关系数存放层中存储的相关系数包括但不仅限于地图模型的比例尺、地图模型Y轴与正北方向的偏转角，以及坐标点之间的地理距离、像素距离、纬度差弧长、经度差弧长、纬度差弧度、经度差弧度、纬度差角度、经度差角度。优选地，应用层中对经纬度存放层、像素坐标存放层、相关系数存放层获取的数据进行处理的内容包括但不仅限于：1)根据所述经纬度存放层输入的2个目标坐标点的纬度，计算2个目标坐标点连线与正北方向的夹角a，然后输入到所述相关系数存放层中进行存储；2)根据所述经纬度存放层输入的2个目标坐标点的纬度，计算2个目标坐标点的地理距离s，然后输入到所述相关系数存放层中进行存储；3)根据所述像素坐标存放层输入的2个目标坐标点的像素坐标，计算2个目标坐标点的像素距离s’，然本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于坐标变换的地图模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：/nS1：从地图选取任意坐标点A和坐标点B，获取坐标点A和坐标点B的像素坐标，并采用实地用仪器测得所述坐标点A和坐标点B的经纬度；/nS2：根据所述坐标点A和坐标点B的经纬度计算坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的地理距离s1；/nS3：根据所述坐标点A和坐标点B的像素坐标计算坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2、坐标点A和坐标点B的像素距离s2；/nS4：根据所述夹角a1和夹角a2，计算当前地图的Y轴与正北的偏转角a3；/nS5：根据所述地理距离s1和像素距离s2，计算当前地图的比例尺C；/nS6：根据所述当前地图的比例尺C、坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，并结合无人机航拍实景图进行建模，获得基于坐标变换的地图模型。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于坐标变换的地图模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：从地图选取任意坐标点A和坐标点B，获取坐标点A和坐标点B的像素坐标，并采用实地用仪器测得所述坐标点A和坐标点B的经纬度；
S2：根据所述坐标点A和坐标点B的经纬度计算坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的地理距离s1；
S3：根据所述坐标点A和坐标点B的像素坐标计算坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2、坐标点A和坐标点B的像素距离s2；
S4：根据所述夹角a1和夹角a2，计算当前地图的Y轴与正北的偏转角a3；
S5：根据所述地理距离s1和像素距离s2，计算当前地图的比例尺C；
S6：根据所述当前地图的比例尺C、坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1、坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，并结合无人机航拍实景图进行建模，获得基于坐标变换的地图模型。


2.根据权利要求1所述的基于坐标变换的地图模型构建方法，其特征在于：所述S2步骤中，所述坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1的计算步骤如下：
S21：根据所述坐标点A和坐标点B的纬度，计算坐标点A和坐标点B的矫正半径RavgA、RavgB，其计算公式如下：
RavgA＝Rh+(Rw-Rh)*(90-latA)/90
RavgB＝Rh+(Rw-Rh)*(90-latB)/90
其中，Rh表示极半径，Rw表示赤道半径，latA表示坐标点A的纬度，latB表示坐标点B的纬度；
S22：在地图上选取一坐标点C，且所述坐标点C同时满足坐标点C与坐标点A的经度相同、坐标点C与坐标点B的纬度相同，即坐标点C的经纬度为C(lonA,latB)；
S23：计算坐标点A和坐标点C之间的弧长Hac以及坐标点C和坐标点B之间的弧长Hcb，其计算公式如下：
Hac＝(latB-latA)*RavgA
Hcb＝(lonB-lonA)*RlatB
RlatB＝RavgB*cos(latBo)
其中，RlatB表示坐标点B在纬度位置的平面半径；
S24：根据弧长Hac以及弧长Hcb，计算所述坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1，其计算公式如下：
Ha＝atan(|Hcb/Hac|)
a1＝Ha/(π/180)
其中，Ha表示坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1的弧度，然后根据经纬度的差值在地图中的象限，得到坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1。


3.根据权利要求2所述的基于坐标变换的地图模型构建方法，其特征在于：所述S2步骤中，所述坐标点A和坐标点B的地理距离s1为根据坐标点A和坐标点C之间的弧长Hac以及坐标点A和坐标点B的连线与正北的夹角a1计算得到，其计算公式如下：
s1＝Hac/cos(a1)。


4.根据权利要求2所述的基于坐标变换的地图模型构建方法，其特征在于：所述S3步骤中，计算坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2的具体步骤如下：
S31：根据坐标点A和坐标点B的像素坐标(xA,yA)、(xB,yB)，计算坐标点A和坐标点B的像素半径RA、RB，其计算公式如下：
RA＝Rh+(Rw-Rh)*(90-yA)/90
RB＝Rh+(Rw-Rh)*(90-yB)/90；
S32：根据坐标点C的像素坐标(xC,yC)，计算坐标点A和坐标点C之间的弧长Hac′以及坐标点C和坐标点B之间的弧长Hcb′，其计算公式如下：
Hac′＝(yB-yA)*RA
Hcb′＝(xB-xA)*RyB
RyB＝RB*cos(yBo)
其中，RyB表示坐标点B在Y轴方向上的平面半径；
S33：根据弧长Hac′以及Hcb′，计算所述坐标点A和坐标点B的连线与Y轴的夹角a2，其计算公式如下：
Ha′＝atan(|Hcb′/Hac′|)
a2＝Ha′/(π/180...

【专利技术属性】
技术研发人员：武婷竹，徐宁，李志雄，于乔，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司，广东电网有限责任公司中山供电局，
类型：发明
国别省市：广东;44