电子地图数据处理方法技术

本发明专利技术公开了一种用于手机端地图处理的方法，主要步骤为：删除原始地图数据中在手机端电子地图不用的多余属性；执行地图裁剪，实现了一次选择多区域多图层裁剪，自动识别并根据用户要求处理裁剪结果中多个地理实体具有相同标识的情况；执行地图压缩，压缩分为无损压缩和有损压缩，无损压缩可以做到不影响原地图的精度和信息量，有损压缩在损失部分地图精度的前提下实现最大限度的压缩，支持用户输入压缩限差以获取更加符合实际应用要求的地图；自动识别和保留地图上的特征点，支持用户指定额外特征点；有损压缩采取先压缩公共边再压缩多边形本身的策略，有效的防止了压缩失真现象；对于由原始地图数据引起的压缩失真，保证压缩后数据的准确性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种地理信息系统
，特别涉及一种数字城管手机端的电 子地图数据处理方法。
技术介绍
在现代信息化发展的过程中，电子地图已经深入人们生活的方方面面，特别 是手机中也开始使用电子地图。在数字城管应用系统中，街道巡逻员发现城市管 理方面的问题后要利用手机进行问题上报，手机端必须能够提供事发位置的详细 信息(坐标与标准地址)，另外还应提供所有城市管理部件的信息并在地图上以特 定图标显示。地图中的城市基础地理信息包括主要道路、次要道路、河流、建筑 物以及街道范围、责任网格、万米单元网格等，城市管理部件包括路灯、树木、 各种井盖、公交站亭、邮筒、绿地等几十甚至上百个图层，所有这些地图信息加 在一起对于手机的存储量来说是相当可观的；另外手机还受到传输速度的限制， 因此应用于手机端的地图必须在保持一定信息量的基础上尽可能压縮其数据量。城管系统中每个街道巡逻员都会负责一定的巡逻区域，而对于责任之外的区 域他并不关心，因此没有必要把整个城市的地图存储到每个巡逻员的手机上，只 存储他的责任区域即可，这就涉及到了地图裁剪问题。 裁剪操作完成后，如果地图数据量还是很大，就需要进行地图压縮。目前应 用比较广泛的地图矢量数据压缩方法是道格拉斯-普克算法，其基本思想是设曲 线由点序列P1， P2，…，Pn构成，计算曲线内所有点Pi (i=2， 3，…，n-1)到直 线PlPn的距离Di，选取其中距离最大点Pk，如果Dk小于给定的精度限差，则去 掉PlPn内的所有点，反之Pk作为保留点。利用保留点Pk将原始曲线分割为两段 PlPk、 PkPn，用同样的方法对他们曲线之间的离散点进行检测，确定下一批保留 点。依次方法反复进行，直到两点之间的最大距离小于精度限差为止。道格拉斯-普克算法用递归实现，从整体到局部，由粗到细来压缩曲线，其优点是具有平移 和旋转的不变性，给定曲线和限差后，其压縮结果一致。但是，道格拉斯-普克算 法在压縮过程中也存在一些问题，主要表现为无法保证特征点不被删除。特征 点是指反应实际地貌的一些关键点，比如道路的交点和某些转折点，如果这些点 被丢弃会造成地形失真和空间分析上的误差。如图2所示，如果点2和点3被删 除的话曲线将会严重失真，这时点2和3应被作为特征点保留。多边形压縮公共 边界失真问题。如图3a和图3b所示，多边形A的起始点为1，多边形B的起始点 为2，压縮后多边形间出现缝隙。无法消除原始数据对压縮造成的影响。实际应用 中用户提供的原始数据可能存在微小失真状况，现实世界中相邻的两个多边形反4应到地图上可能并不相邻，它们之间存在细微的裂缝与重合，可是这种微小的失 真现象在原始数据的精度要求之内并不影响其应用。根据道格拉斯-普克算法的原 理可以推出，多边形压縮必然导致这种细微失真的放大，而且随着压縮限差的扩 大而扩大，有时会达到影响计算和分析结果的地步。
技术实现思路
专利技术目的本专利技术针对现有技术的不能同时满足高压縮量和正常使用，提供 一种更加完备的手机端地图裁剪和压縮的。技术方案本专利技术公开了一种，其特征在于，该方法 包括以下步骤步骤l，根据选择，删除原始地图数据中在手机端电子地图相应属性信息，如 果处理后地图数据量等于或小于预定要求，手机端电子地图以不超过5MB为宜， 满足条件则执行步骤20，否则执行步骤2;步骤2，判断是否需要按区域裁剪地图，是则执行步骤3，否则执行步骤5;步骤3，进行地图裁剪；步骤4，检测并消除由于地理实体跨区域而造成的裁剪后多个地理实体具有相同标识问题，如果地图数据量等于或小于预定压縮量要求，手机端地图一般以不超过5MB为宜，满足条件则执行步骤20，否则执行步骤5;步骤5，检査数据类型，如果是点图层则执行步骤20，如果是线图层或面图 层则执行步骤6;步骤6，以与相邻点的夹角和距离为依据，提取反映线和多边形形状的关键点 作为特征点；步骤7，指定步骤6以外未检测到的特征点；步骤8，根据实际应用中地图精度和压缩数据量方面的需求判断地图压縮方法，如果严格要求地图精度，则选择无损压縮，执行步骤9;如果比较关注压縮量， 则选择有损压缩，执行步骤10;步骤9，执行无损压縮后，执行步骤19;步骤IO，确定并输入有损压縮的压縮限差；步骤ll，检査数据类型，如果是线图层执行步骤17，如果是面图层则执行步 骤12;步骤12，根据原始地图数据是否存在微小失真以及压縮后要求的地图精度判断是否需要执行拓扑检验处理，是则执行步骤14，否则执行步骤13;步骤13，通过矢量地图数据格式转换，添加拓扑信息，并进行强制拓扑检验处理；'步骤14，采用双向穷举法提取多边形的公共边； 步骤15，采用道格拉斯-普克算法压縮公共边； 步骤16，采用道格拉斯-普克算法压縮多边形，执行步骤18; 步骤17，采用道格拉斯-普克算法压縮线图层； 步骤18，输出压縮后的地步骤19，检验压縮后的地图中点是否脱离了原来区域并且数据量是否达到了预定要求，两个条件都满足则执行步骤20，否则返回步骤8; 步骤20，得到处理完成的手机端地图。本专利技术中，所述无损压縮为删除地图数字化过程造成的冗余点；包括以下步 骤(a)计算点Pi和点Pi+1确定的直线，记为直线L; (b)判断点Pi+2是否在 直线L上，是则去掉点Pi+1计数i=i+l并继续步骤(b)，否则计数i^+l返回步 骤(a)。本专利技术中，步骤14中先读入图层中的所有多边形，再依次提取公共边。本专利技术中，步骤14中一次性读入图层中的所有多边形并在内存中备份，所有 压縮操作完成后再一次性写回地图数据库。步骤12中判断原始地图是否添加拓扑信息，步骤13通过数据格式转换添加拓 扑信息、强制拓扑检验并转回原来数据格式。本专利技术中，步骤10中输入点到直线或多边形边界的最小距离，则获得地图精 度髙。有益效果本专利技术提供了一套完整的手机端地图处理方法，包括删除多余属 性、地图裁剪、地图压縮，针对传统算法的不足提出了相应解决方案，通过引入 "多边形池"和原始数据拓扑检测机制是地图压縮更加精确，同时集成了多种地 图处理方法，使用户可以根据具体应用需求做出更多的选择。 附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术做更进一步的具体说明。 图1为本专利技术所述方法的流程图。 _' 图2为特征点实例及检测机制说明。 图3为多边形边界压縮失真问题的说明。 图4为地图裁剪中的地理实体跨区域问题。 具体实施例方式如图1所示，本专利技术公开了本专利技术公开了一种，该方法包括以下步骤.6(1) 删除在手机端电子地图不用的属性信息。以数字城管为例，原始地图出于查询、计算、统计等空间分析的考虑添加了很多属性数据，使地图包含了更多的信息量，而在手机端并不需要做空间分析操作，只要能唯一确定一个部件实体即可(包括位置信息和唯一标识)，所以大多数的属性对于手机端来说都是多余属性。本专利技术提供了去掉这些无用属性的功能，系统会自动罗列出地图的属性列表，由用户决定保留哪些。如果处理后地图数据量等于或小于预定要求执行步骤(20),否则执行步骤(2)。使用者可以在程序开始阶段，输入所需要的属性信息以及使用者的压缩量要求。删除原始地图数据的多余属性为本领域较为通用的技术。(2) 判断是否需要按区域裁剪地图，是则执行步骤(3)，否则执行步骤(5)。(3) 执行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电子地图数据处理方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：　（１）根据选择，删除原始地图数据中在手机端电子地图相应属性信息，如果处理后地图数据量等于或小于压缩量预定要求，则执行步骤（２０），否则执行步骤（２）；　（２）判断是否需要按区域裁剪地图，是则执行步骤（３），否则执行步骤（５）；　（３）进行地图裁剪；　（４）检测并消除由于地理实体跨区域而造成的裁剪后多个地理实体具有相同标识问题，如果地图数据量等于或小于压缩量预定要求，则执行步骤（２０），否则执行步骤（５）；　（５）检查数据类型，如果是点图层则执行步骤（２０），如果是线图层或面图层则执行步骤（６）；　（６）以与相邻点的夹角和距离为依据，提取反映线和多边形形状的关键点作为特征点；　（７）指定步骤（６）以外未检测到的特征点；　（８）根据实际应用中地图精度和压缩数据量方面的需求判断地图压缩方法，如果严格要求地图精度，则选择无损压缩，执行步骤（９）；如果比较关注压缩量，则选择有损压缩，执行步骤（１０）；　（９）执行无损压缩后，执行步骤（１９）；（１０）确定并输入有损压缩的压缩限差；　（１１）检查数据类型，如果是线图层执行步骤（１７），如果是面图层执行步骤（１２）；　（１２）根据原始地图数据是否存在微小失真以及压缩后要求的地图精度判断是否需要执行拓扑检验处理，是则执行步骤（１４），否则执行步骤（１３）；　（１３）通过矢量地图数据格式转换，添加拓扑信息，并进行强制拓扑检验处理；　（１４）采用双向穷举法提取多边形的公共边；　（１５）采用道格拉斯－普克算法压缩公共边；　（１６）采用道格拉斯－普克算法压缩多边形，执行步骤（１８）；　（１７）采用道格拉斯－普克算法压缩线图层；　（１８）输出压缩后的地图；　（１９）检验压缩后的地图中点是否脱离了原来区域并且数据量是否达到了压缩量预定要求，两个条件都满足则执行步骤（２０），否则返回步骤（８）；　（２０）得到处理完成的手机端地图。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴伯军，鲁士仿，金岩，李小云，康杰伟，郝建光，
申请(专利权)人：南京莱斯信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84[]