基于像素扫描的热图数据提取方法及系统技术方案

基于像素扫描的热图数据提取方法及系统，包括：读取位图的长和宽，定义位图的定位点；设置图例字典、比例尺、定位点经纬度坐标合预设布点间距；从定位点开始，按照预设布点间距，从左向右、从上向下逐行扫描位图中的像素，得到像素矩阵阵列，像素矩阵阵列中相邻像素的距离与比例尺、定位点经纬度坐标、预设布点间距有关；同步获取像素的RGB值；从图例字典中，获取与像素的RGB值的颜色距离最小值对应的色值作为像素的近似颜色，以色值对应的图例名作为像素的物理含义；以表格的形式输出各点像素的经纬度坐标以及图例名。本发明专利技术通过逐像素扫描确定采样点的经纬度，通过RGB色值比较确定采样点数据信息以提升热图数据提取效率和准确性。点数据信息以提升热图数据提取效率和准确性。点数据信息以提升热图数据提取效率和准确性。

【技术实现步骤摘要】
基于像素扫描的热图数据提取方法及系统


[0001]本专利技术属于图像处理
，具体地，涉及基于像素扫描的热图数据提取方法及系统。

技术介绍

[0002]热图是现代环境科学领域广泛用于污染物分布情况等数据的可视化工具之一。基于普通克里金插值法和回归克里金模型绘制的热图在实现了分布可视化的同时仍具有较高精度。
[0003]现有技术中，由于缺乏获得原始分布数据的途径，环境科学领域大尺度分布模拟研究往往需要查阅大量文献以获得预测模型所需的点位数据。经调研，由于缺乏可用的数据提取方法，现有点位数据提取采用的方法多为运用经纬度定位软件人工定位并肉眼比较图例确定点位经纬度与对应数据。这种方法不仅费时费力效率极低，而且肉眼观察的本质属性造成其精确度无法保证，具有较大误差。
[0004]GetData软件，支持BMP、JPEG、和PCX四种图像格式，基于位图与坐标的紧密联系，能快速进行数据的转化，即GetData软件通过读取位图像素点坐标确定目标点与坐标原点的横纵坐标差值求得图上距离差，再通过预定义的坐标轴标度与长度所求得的数值与图上距离的比值关系，进而求得目标点的坐标。该软件的运用范围为图表(折线图，曲线图等)，能通过坐标轴起点终点与数值跨度结合像素测距实现对应点数据的读取，本质上为根据坐标点与坐标轴原点和坐标点之间的距离比值结合坐标轴总长的比例进行X与Y坐标的确定，属于像素测距的应用。该软件实现了对含坐标轴图表中点数据的自动化提取，但仍无法处理面状数据，具有一定局限性。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种基于像素扫描的热图数据提取方法及系统，通过逐像素扫描结合地图比例尺定位定距的方法确定所需采样点的经纬度信息，通过RGB色值比较确定点位数据信息以提升热图数据提取效率和准确性。
[0006]本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]一种基于像素扫描的热图数据提取方法，包括：
[0008]步骤1，导入位图格式的热图；读取位图的长和宽，并定义位图的定位点；
[0009]步骤2，设置图例字典、比例尺、定位点经纬度坐标以及预设布点间距；
[0010]步骤3，从定位点开始，按照预设布点间距，从左向右、从上向下逐行扫描位图中的像素，得到一个像素矩阵阵列，像素矩阵阵列中各相邻像素之间的距离可变，并且与比例尺、定位点经纬度坐标以及预设布点间距有关；；
[0011]步骤4，执行步骤3的像素扫描过程时，同步获取所扫描的各点像素的RGB值；从图例字典中，获取与像素的RGB值的颜色距离最小值对应的色值作为像素的近似颜色，以色值对应的图例名作为像素的物理含义；
[0012]步骤5，以表格的形式输出各点像素的经纬度坐标以及各点像素对应的图例名。
[0013]图例字典包括：图例名，色值；图例名与色值一一对应。
[0014]定位点坐标采用经纬度表示，其中，南纬为负，北纬为正；将位图的左上角定位点定义为坐标原点。
[0015]预设布点间距根据数据提取的实际精度需求确定。
[0016]步骤3包括：
[0017]步骤3.1，根据定位点的纬度坐标和预设布点间距，基于经纬度与距离的对应关系，将预设布点间距转化为实际布点间距；
[0018]步骤3.2，根据比例尺，将实际布点间距转化为图上布点间距，以像素的个数作为像素读取间隔；
[0019]步骤3.3，从坐标原点开始，按照图上布点间距，从左向右逐行扫描位图中的像素，得到一个像素矩阵阵列，在像素矩阵阵列中各相邻像素之间的距离为图上布点间距；
[0020]步骤3.4，基于像素矩阵阵列，根据坐标原点的经纬度坐标以及预设布点间距，按照累加规律，得到像素矩阵阵列中各像素的经纬度坐标。
[0021]从坐标原点开始，按照图上布点间距先对第一行进行从左向右的扫描，获取读取点的像素；扫描至第一行的最右端的读取点时，自动向下移至第二行并进行第二行像素的扫描，其中两行之间的间距为图上布点间距；直到最后一行扫描完毕，得到一个像素矩阵阵列，像素矩阵阵列中的每一元素均为读取点的像素，并且各相邻像素之间的距离为图上布点间距。
[0022]像素矩阵阵列中相邻像素之间的经纬度坐标差距在数值上与预设布点间距相等。
[0023]累加规律如下：
[0024]1)像素矩阵阵列每一行中，从左至右，将坐标原点的经度坐标逐个累加预设布点间距得到各像素的经度坐标；
[0025]2)像素矩阵阵列中，从上至下的各行中，将坐标原点的纬度坐标逐个累加预设布点间距得到各像素的经度坐标。
[0026]步骤4包括：
[0027]步骤4.1，执行步骤3的像素扫描过程时，同步获取所扫描的各点像素的RGB值；
[0028]步骤4.2，确定所读取像素的RGB值在色彩空间中的坐标，以及图例字典中各色值在同一色彩空间中的坐标；
[0029]步骤4.3，计算所读取像素的RGB值与每个字典色值之间的欧式距离；
[0030]步骤4.4，获取与像素的RGB值的颜色距离最小值对应的色值作为像素的近似颜色，以色值对应的图例名作为像素的物理含义。
[0031]一种基于像素扫描的热图数据提取系统，包括：
[0032]导入模块，输入参数模块，像素经纬度测量模块，像素物理含义定义模块，输出模块；
[0033]导入模块，用于导入位图格式的热图；读取位图的长和宽，并定义位图的坐标原点；
[0034]输入参数模块，用于设置图例字典、比例尺、定位点经纬度坐标以及预设布点间距；
[0035]像素经纬度测量模块，用于从定位点开始，按照预设布点间距，从左向右逐行扫描位图中的像素，获取所扫描的各点像素的经纬度坐标，以坐标原点为起点、向右向下得到一个像素矩阵阵列，像素矩阵阵列中各相邻像素之间的距离可变，并且与比例尺、定位点经纬度坐标以及预设布点间距有关；
[0036]像素物理含义定义模块，用于执行步骤3的像素扫描过程时，同步获取所扫描的各点像素的RGB值；从图例字典中，获取与像素的RGB值的颜色距离最小值对应的色值作为像素的近似颜色，以色值对应的图例名作为像素的物理含义；
[0037]输出模块，用于以表格的形式输出各点像素的经纬度坐标以及各点像素对应的图例名。
[0038]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术提出的方法，实现了自动化布点，自动化比色识别，自动化制表输出结果，将处理一张含有100个分布图的时间由原来的一小时左右压缩至5分钟，极大地提高了处理效率和自动化程度。
[0039]本专利技术提出的方法，在比较颜色的步骤中使用读取RGB色值并比较的的方法代替肉眼观察，通过比较特定像素点颜色的RBG数值与预设图例像素点RBG数值的差值确定与该点最接近的图例值并制表输出，避免了人工观察与设备间的不一致性，并且显著提高了精度。
附图说明
[0040]图1是本专利技术提出的一种基于像素扫描的热图数据提取方法的流程图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于像素扫描的热图数据提取方法，其特征在于，包括：步骤1，导入位图格式的热图；读取位图的长和宽，并定义位图的定位点；步骤2，设置图例字典、比例尺、定位点经纬度坐标以及预设布点间距；步骤3，从定位点开始，按照预设布点间距，从左向右、从上向下逐行扫描位图中的像素，得到一个像素矩阵阵列，像素矩阵阵列中各相邻像素之间的距离可变，并且与比例尺、定位点经纬度坐标以及预设布点间距有关；步骤4，执行步骤3的像素扫描过程时，同步获取所扫描的各点像素的RGB值；从图例字典中，获取与像素的RGB值的颜色距离最小值对应的色值作为像素的近似颜色，以色值对应的图例名作为像素的物理含义；步骤5，以表格的形式输出各点像素的经纬度坐标以及各点像素对应的图例名。2.根据权利要求1所述的基于像素扫描的热图数据提取方法，其特征在于，包括：图例字典包括：图例名，色值；图例名与色值一一对应。3.根据权利要求1所述的基于像素扫描的热图数据提取方法，其特征在于，包括：定位点坐标采用经纬度表示，其中，南纬为负，北纬为正；将位图的左上角定位点定义为坐标原点。4.根据权利要求1所述的基于像素扫描的热图数据提取方法，其特征在于，包括：预设布点间距根据数据提取的实际精度需求确定。5.根据权利要求1所述的基于像素扫描的热图数据提取方法，其特征在于，包括：步骤3包括：步骤3.1，根据定位点的纬度坐标和预设布点间距，基于经纬度与距离的对应关系，将预设布点间距转化为实际布点间距；步骤3.2，根据比例尺，将实际布点间距转化为图上布点间距，以像素的个数作为像素读取间隔；步骤3.3，从坐标原点开始，按照图上布点间距，从左向右逐行扫描位图中的像素，得到一个像素矩阵阵列，在像素矩阵阵列中各相邻像素之间的距离为图上布点间距；步骤3.4，基于像素矩阵阵列，根据坐标原点的经纬度坐标以及预设布点间距，按照累加规律，得到像素矩阵阵列中各像素的经纬度坐标。6.根据权利要求5所述的基于像素扫描的热图数据提取方法，其特征在于，包括：从坐标原点开始，按照图上布点间距先对第一行进行从左向右的扫描，获取读取点的像素；扫描至第一行的最右端的读取点时，自动向下移至第二行并进行第二行像素的扫描，其中两行之间的间距为图上布点间距；直到最后一行扫...

【专利技术属性】
技术研发人员：程宇，马明睿，李一平，钟毅，韦婉霞，李丹萍，孙嘉慧，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：