專利名稱：基于地理信息系統(tǒng)的城市基本實(shí)體編碼方法及自動(dòng)化算法的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種信息技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，尤指一種基于地理信息系統(tǒng)的城市基本實(shí)體編碼方法及自動(dòng)化算法的實(shí)現(xiàn)。
隨著城市建設(shè)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，地理信息的共享已經(jīng)成為發(fā)展城市信息化、提高城市規(guī)劃、建設(shè)和管理水平的重要手段。而對(duì)城市基本實(shí)體進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化編碼是實(shí)施實(shí)體信息共享的必要條件之一。例如，要實(shí)施道路信息的共享，數(shù)據(jù)維護(hù)單位必須應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的道路編碼供數(shù)據(jù)使用單位進(jìn)行鏈接和引用。
長久以來，對(duì)城市各類實(shí)體進(jìn)行編碼，主要采用人為劃分區(qū)域，人為分配編碼值的方式。為滿足編碼的唯一性要求，對(duì)實(shí)體增長的對(duì)策主要是人為預(yù)留編碼的方式。對(duì)于城市建設(shè)快速發(fā)展的今天，不僅城市的舊城改造會(huì)引起實(shí)體數(shù)量和位置的變化，而且城市的市郊結(jié)合部建設(shè)發(fā)展非常之快，按常規(guī)則預(yù)留的編碼一般不能滿足實(shí)體變化和增長的需要。為滿足實(shí)體編碼唯一性要求，只能臨時(shí)采用特殊方式對(duì)超過預(yù)留數(shù)的實(shí)體進(jìn)行編碼，從而破壞了編碼規(guī)則的一致性，造成編碼方式的多重性。此外，傳統(tǒng)的編碼方式是由人根據(jù)預(yù)設(shè)的原則和條件進(jìn)行編碼，不可避免地含有人為因素。尤其當(dāng)由不同的人進(jìn)行編碼時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生僅大原則相同的不同代碼，從而影響編碼的規(guī)律性。
一個(gè)實(shí)用的編碼必須具備一致性、唯一性和擴(kuò)展性。作為理想的編碼體系還必須具有客觀性和普遍適用性原則?，F(xiàn)行的很多編碼方式存在缺陷的原因在于1)從單一要素或局部區(qū)域應(yīng)用，缺乏整體性研究；2)在技術(shù)層面上沒有找到一種兼顧并體現(xiàn)編碼原則的編碼方法和計(jì)算機(jī)輔助自動(dòng)化編碼的算法。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服上述不足之處，本發(fā)明的主要目的旨在提供一種城市基本實(shí)體編碼方法，即根據(jù)實(shí)體在城市中的地理位置并按照規(guī)定算法，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行代碼生成的方式。
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是基本實(shí)體矢量圖制作，調(diào)查和實(shí)驗(yàn)確定實(shí)體位置點(diǎn)之間的最小距離，根據(jù)城市形態(tài)確定城市網(wǎng)格形態(tài)并制作城市網(wǎng)格圖，并確定整個(gè)編碼長度和結(jié)構(gòu)等技術(shù)問題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是該裝置由城市基本實(shí)體矢量圖、地理空間數(shù)據(jù)庫及計(jì)算機(jī)軟硬件組成。
城市基本實(shí)體是城市中產(chǎn)生信息的地理基本要素，在地理信息系統(tǒng)中，實(shí)體抽象為基本幾何圖形要素點(diǎn)、線、面，形成實(shí)體矢量圖，可以表現(xiàn)城市基本實(shí)體的地理分布形態(tài)。城市基本實(shí)體編碼方法是利用實(shí)體在城市中的地理位置，通過地理信息系統(tǒng)軟件技術(shù)、規(guī)定算法及代碼生成的方式完成。
一種基于地理信息系統(tǒng)的城市基本實(shí)體編碼方法及自動(dòng)化算法，該方法利用計(jì)算機(jī)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)對(duì)城市基本實(shí)體進(jìn)行編碼，即利用地理信息系統(tǒng)技術(shù)將城市中產(chǎn)生信息的城市基本實(shí)體抽象為基本幾何圖形要素點(diǎn)、線、面，形成矢量圖，對(duì)矢量圖中每一基本實(shí)體比照其位置點(diǎn)在反映城市形態(tài)的基本網(wǎng)格圖中的對(duì)應(yīng)位置來完成實(shí)體代碼的編制，具體工作步驟是步驟1.基本實(shí)體矢量圖制作
1)對(duì)編碼實(shí)體圖形進(jìn)行特征定義，決定實(shí)體抽象形式(點(diǎn)、線、面)，將其轉(zhuǎn)換為基本幾何要素點(diǎn)、線、面(多邊形)矢量圖；2)然后根據(jù)城市數(shù)字化地圖制作實(shí)體的邏輯特征圖，為點(diǎn)、線、面(多邊形)的計(jì)算機(jī)矢量圖，簡稱實(shí)體矢量圖；步驟2.類型分辨1)實(shí)體類型是線、面(多邊形)，先進(jìn)行實(shí)體位置點(diǎn)計(jì)算；2)實(shí)體類型是點(diǎn)，可直接進(jìn)行編碼計(jì)算；步驟3.實(shí)體位置點(diǎn)計(jì)算1)根據(jù)被編碼實(shí)體在城市中的實(shí)際形態(tài)，可以將其抽象為點(diǎn)、線、面的形態(tài)；2)對(duì)于每一個(gè)抽象形式的實(shí)體，都定義其上存在一個(gè)位置點(diǎn)，用作編碼的依據(jù)；3)采用下列方式對(duì)抽象實(shí)體求出位置點(diǎn)點(diǎn)—點(diǎn)本身位置；單折線(單段折線)為兩端連成直線的中點(diǎn)；多折線(多段單折線組成)是多折線中點(diǎn)所處位置的單折線的中點(diǎn)；面(多邊形)是按設(shè)定的算法，是選擇位于多邊形內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)；步驟4.測(cè)定單元間最小距離1)對(duì)于同類實(shí)體，需要進(jìn)行實(shí)體間位置點(diǎn)最小距離的測(cè)定；
2)如果需要編碼的有幾類實(shí)體且屬同一系列，則每一類都要測(cè)定單元間最小距離，最終取其中最小值者；步驟5.網(wǎng)格生成1)首先根據(jù)編碼實(shí)施區(qū)域的范圍和形態(tài)劃分編碼區(qū)域，編碼區(qū)域的基本形狀為平行四邊形，編碼區(qū)域根據(jù)實(shí)施區(qū)域的形態(tài)劃分為2或4個(gè)分區(qū)；2)然后根據(jù)編碼區(qū)域和同類單元位置點(diǎn)間最小距離制作編碼網(wǎng)格圖；步驟6.編碼計(jì)算1)利用實(shí)體的矢量圖和編碼網(wǎng)格圖計(jì)算出實(shí)體的編碼，整個(gè)編碼工作步驟都是被設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)和GIS軟件的支持下完成的；2)編碼的計(jì)算主要依據(jù)編碼實(shí)體位置點(diǎn)所處的網(wǎng)格位置，對(duì)于一個(gè)編碼實(shí)體總可以找到它的位置點(diǎn)在編碼網(wǎng)格中的位置；3)編碼全部使用數(shù)字字符，整個(gè)編碼結(jié)構(gòu)為(類別碼)+分區(qū)碼+基本網(wǎng)格碼+細(xì)分碼其中類別碼用于一個(gè)編碼體系中不同類實(shí)體的區(qū)別，如道路為1，路段為2；分區(qū)碼取實(shí)體位置點(diǎn)所在區(qū)域的分區(qū)值；
基本網(wǎng)格碼取實(shí)體位置點(diǎn)所在網(wǎng)格的位置序列值，由X向位置序列值和Y向位置序列值共同組成，序列值字符化后應(yīng)等長，不足部分以字符“0”補(bǔ)足；細(xì)分碼的值取之實(shí)體位置點(diǎn)在細(xì)分網(wǎng)格中的位置值；4)對(duì)每一個(gè)實(shí)體對(duì)照其位置點(diǎn)，分別算出編碼的各個(gè)組成部分；5)最后合并構(gòu)成完整的編碼；步驟7.編碼存儲(chǔ)編碼與實(shí)體圖形共同記錄在制定的數(shù)據(jù)庫中。
所述的基于地理信息系統(tǒng)的城市基本實(shí)體編碼方法及自動(dòng)化算法的各類實(shí)體位置點(diǎn)C計(jì)算的方法為1)點(diǎn)類實(shí)體P在城市坐標(biāo)系中的描述為P(x，y)，其中x為橫坐標(biāo)值、y縱坐標(biāo)值C＝P(x，y)2)單根折線類實(shí)體(簡稱單折線)L在城市坐標(biāo)系中的描述為L(P1(x1，y1)，P2(x2，y2)，…，Pn(xn，yn))，L由一組點(diǎn)P1…Pn連接的直線組成，其中P(x，y)為折線拐點(diǎn)在坐標(biāo)系中的位置，x為橫坐標(biāo)值、y縱坐標(biāo)值C＝P((x1-xn)/2+x1，(y1-yn)/2+y1)3)多根折線類實(shí)體(簡稱多折線)L在城市坐標(biāo)系中的描述為L(L1(c1)，L2(c2)，…，Lm(cm)，…，Ln(cn))，由一組單折線L1…Ln組成，其中cm為單折線位置點(diǎn)在坐標(biāo)系中的位置C＝P(cm)P(L(long/2))□Lm(long為實(shí)體的總長度，Lm是實(shí)體總長的中點(diǎn)所在的折線段)4)多邊形(又稱面)類實(shí)體P在城市坐標(biāo)系中的描述為P(P1(x1，y1)，P2(x2，y2)，…，Pn(xn，yn))，由一組點(diǎn)P1…Pn連接而成的封閉折線形成，其計(jì)算步驟是a)首先計(jì)算多邊形坐標(biāo)范圍的中心點(diǎn)Pcenter設(shè)實(shí)體P在坐標(biāo)系中X的最大值為xmax，最小值為xmin，Y的最大值為ymax，最小值為yminPcenter＝P((xmax-xmin)/2，(ymax-ymin)/2)b)如果Pcenter□多邊形P(Pcenter在多邊形內(nèi))，則C＝Pcenter；c)否則(Pcenter在多邊形外)，在離Pcenter最近的多邊形與y軸相交的兩個(gè)交點(diǎn)中間生成位置點(diǎn)Cy＝(ymax-ymin)/2；所述的基于地理信息系統(tǒng)的城市基本實(shí)體編碼方法及自動(dòng)化算法的網(wǎng)格生成方法，是根據(jù)城市形態(tài)生成的分區(qū)域和單元間最小距離Dt計(jì)算出編碼網(wǎng)格，具體工作步驟是1)第一層基本網(wǎng)格根據(jù)四邊形形態(tài)建立邊長為a的正方形網(wǎng)格，網(wǎng)格Y向等距分配，X向網(wǎng)格自上而下起始點(diǎn)等距后移，后移規(guī)律符合四邊形Y向邊的斜率k2)第二層細(xì)分網(wǎng)格根據(jù)編碼區(qū)域范圍的大小和同類單元間允許的最小間距決定網(wǎng)格是否需要細(xì)分；其細(xì)分步驟是a)、如果基本網(wǎng)格邊長a*√2已經(jīng)滿足同類單元位置點(diǎn)間距小于最小距離Dt，即，a*√2＜Dt，不需要在繪制細(xì)分網(wǎng)格；b)、如果基本網(wǎng)格邊長a*√2大于Dt，則需對(duì)每個(gè)基本網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)分，可以進(jìn)行3×3細(xì)分或10×10細(xì)分，要點(diǎn)是保證細(xì)分后a*√2小于Dt。
本發(fā)明的有益效果是基本實(shí)體編碼方法滿足編碼一致性、唯一性的要求，具有很好的可擴(kuò)展性，對(duì)于城市基本實(shí)體具備客觀性和普遍適用性，可以由此形成一個(gè)城市的編碼體系；編碼由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，可以保證編碼工作的高效和編碼規(guī)則的完全統(tǒng)一；代碼產(chǎn)生的方式基于實(shí)體在城市中的地理位置，所產(chǎn)生的編碼與城市坐標(biāo)值或經(jīng)緯度無直接的關(guān)系，代碼可公開、廣泛地使用，不存在安全問題。
附

圖1是本發(fā)明編碼工作流程方框圖；
附圖2是本發(fā)明網(wǎng)格基本形態(tài)設(shè)置示意圖；附圖3是本發(fā)明基本網(wǎng)格形態(tài)示意圖；附圖4是本發(fā)明細(xì)分網(wǎng)格一示意圖；附圖5是本發(fā)明細(xì)分網(wǎng)格二示意圖；附圖6是本發(fā)明單根折線位置點(diǎn)計(jì)算示意圖；附圖7是本發(fā)明多根折線位置點(diǎn)計(jì)算示意圖；附圖8是本發(fā)明多邊形位置點(diǎn)計(jì)算P在多邊形內(nèi)的示意圖；附圖9是本發(fā)明多邊形位置點(diǎn)計(jì)算P在多邊形外的示意圖；附圖10是本發(fā)明的實(shí)施例之一道路示意圖；附圖11是本發(fā)明的實(shí)施例之二上海市區(qū)域網(wǎng)格形態(tài)示意圖。
附圖中標(biāo)號(hào)說明1—基本實(shí)體矢量圖制作；2—類型分辯；3—實(shí)體位置點(diǎn)計(jì)算；4—單元間最小距離Dt測(cè)定；5—網(wǎng)格生成；6—編碼計(jì)算；7—編碼存儲(chǔ)。
一種基于地理信息系統(tǒng)的城市基本實(shí)體編碼方法及自動(dòng)化算法，該方法應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，將在城市中產(chǎn)生信息的地理基本要素—城市基本實(shí)體抽象為基本幾何圖形要素點(diǎn)、線、面，形成矢量圖，并結(jié)合規(guī)定算法，利用計(jì)算機(jī)軟硬件完成城市各類基本實(shí)體代碼編制。具體工作步驟是步驟1.基本實(shí)體矢量圖制作1的步驟為1)首先對(duì)編碼實(shí)體圖形進(jìn)行特征定義，決定實(shí)體抽象形式(點(diǎn)、線、面)，將其轉(zhuǎn)換為基本幾何要素點(diǎn)、線、面矢量(多邊形)圖；2)然后根據(jù)城市數(shù)字化地圖制作實(shí)體的邏輯特征圖，為點(diǎn)、線、面(多邊形)的計(jì)算機(jī)矢量圖，簡稱實(shí)體矢量圖；步驟2.類型分辨2的步驟為1)實(shí)體類型為線、面，先進(jìn)行實(shí)體位置點(diǎn)計(jì)算；2)實(shí)體類型是點(diǎn)，可直接進(jìn)行編碼計(jì)算；步驟3.實(shí)體位置點(diǎn)計(jì)算3的步驟為1)根據(jù)被編碼實(shí)體在城市中的實(shí)際形態(tài)，可以將其抽象為點(diǎn)、線、面的形態(tài)；2)對(duì)于每一個(gè)抽象形式的實(shí)體，都定義其上存在一個(gè)位置點(diǎn)，用作編碼的依據(jù)；3)采用下列方式對(duì)抽象實(shí)體求出位置點(diǎn)點(diǎn)—點(diǎn)本身位置；單折線(單段折線)是兩端連成直線的中點(diǎn)；多折線(多段單折線組成)—多折線中點(diǎn)所在單折線的中點(diǎn)；面或多邊形—按設(shè)定的算法是位于多邊形內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)；步驟4.單元間最小距離Dt測(cè)定4的步驟為1)進(jìn)行同類實(shí)體位置點(diǎn)間最小距離的測(cè)定；2)如果有幾類實(shí)體需要編碼且屬同一系列，則每一類都要測(cè)定單元間最小距離，最終取其中最小值者；步驟5.網(wǎng)格生成5的步驟為請(qǐng)參閱附圖2所示，可以分成1、2、3、4四個(gè)部分的分區(qū)，然后根據(jù)象限區(qū)和單元間最小距離Dt計(jì)算出編碼網(wǎng)格；1)首先根據(jù)編碼實(shí)施區(qū)域的范圍和形態(tài)劃分編碼區(qū)域，編碼區(qū)域的基本形狀為平行四邊形，編碼區(qū)域根據(jù)實(shí)施區(qū)域的形態(tài)劃分為2或4個(gè)分區(qū)；2)然后根據(jù)編碼區(qū)域和同類單元位置點(diǎn)間最小距離制作編碼網(wǎng)格圖；步驟6.編碼計(jì)算6的步驟為1)利用實(shí)體的矢量圖和編碼網(wǎng)格圖計(jì)算出實(shí)體的編碼，整個(gè)編碼工作步驟都是被設(shè)計(jì)在計(jì)算機(jī)和GIS軟件的支持下完成的；2)編碼的計(jì)算主要依據(jù)編碼實(shí)體位置點(diǎn)所處的網(wǎng)格位置，對(duì)于一個(gè)編碼實(shí)體總可以找到它的位置點(diǎn)在編碼網(wǎng)格中的位置；3)編碼全部使用數(shù)字字符，整個(gè)編碼結(jié)構(gòu)為(類別碼)+分區(qū)碼+基本網(wǎng)格碼+細(xì)分碼其中類別碼用于一個(gè)編碼體系中不同類實(shí)體的區(qū)別；分區(qū)碼取實(shí)體位置點(diǎn)所在區(qū)域的分區(qū)值；網(wǎng)格碼取實(shí)體位置點(diǎn)所在網(wǎng)格的位置序列值，由X向位置序列值和Y向位置序列值共同組成，序列值字符化后應(yīng)等長，不足部分以字符“0”補(bǔ)足；基本網(wǎng)格碼取實(shí)體位置點(diǎn)所在網(wǎng)格的位置序列值；細(xì)分碼的值取之實(shí)體位置點(diǎn)在細(xì)分網(wǎng)格中的位置值；4)對(duì)每一個(gè)實(shí)體對(duì)照其位置點(diǎn)，分別算出編碼的各個(gè)組成部分，最后合并構(gòu)成完整的編碼；步驟7.編碼存儲(chǔ)7的步驟為編碼與實(shí)體圖形共同記錄在制定的數(shù)據(jù)庫中。附圖1中的虛線及虛線框圖表示為基本實(shí)體編碼流程的結(jié)果。所述的基于地理信息系統(tǒng)的城市基本實(shí)體編碼方法及自動(dòng)化算法的各類實(shí)體位置點(diǎn)C計(jì)算的方法，其具體工作步驟是1)點(diǎn)類實(shí)體P在城市坐標(biāo)系中的描述為P(x，y)，其中x為橫坐標(biāo)值、y為縱坐標(biāo)值C＝P(x，y)2)請(qǐng)參閱附圖6所示，單根折線類實(shí)體(簡稱單折線)L在城市坐標(biāo)系中的描述為L(P1(x1，y1)，P2(x2，y2)，…，Pn(xn，yn))，L由一組點(diǎn)P1…Pn連接的直線組成，其中P(x，y)為折線拐點(diǎn)在坐標(biāo)系中的位置，x為橫坐標(biāo)值、y縱坐標(biāo)值C＝P((x1-xn)/2+x1，(y1-yn)/2+y1)3)請(qǐng)參閱附圖7所示，多根折線類實(shí)體(簡稱多折線)L在城市坐標(biāo)系中的描述為L(L1(c1)，L2(c2)，…，Lm(cm)，…，Ln(cn))，由一組單折線L1…Ln組成，其中cm為單折線位置點(diǎn)在坐標(biāo)系中的位置C＝P(cm)P(L(long/2))□Lm(long為實(shí)體的總長度，Lm是實(shí)體總長的中點(diǎn)所在的折線段)4)請(qǐng)參閱附圖8、9所示，多邊形(又稱面)類實(shí)體P在城市坐標(biāo)系中的描述為P(P1(x1，y1)，P2(x2，y2)，…，Pn(xn，yn))，由一組點(diǎn)P1…Pn連接而成的封閉折線形成，其計(jì)算步驟是a)首先計(jì)算多邊形坐標(biāo)范圍的中心點(diǎn)Pcenter設(shè)實(shí)體P在坐標(biāo)系中X的最大值為xmax，最小值為xmin，Y的最大值為ymax，最小值為yminPcenter＝P((xmax-xmin)/2，(ymax-ymin)/2)
b)如果Pcenter□多邊形P(Pcenter在多邊形內(nèi))，則C＝Pcenter；c)否則(Pcenter在多邊形外)，在離Pcenter最近的多邊形與y軸相交的兩個(gè)交點(diǎn)中間生成位置點(diǎn)Cy＝(ymax-ymin)/2；所述的基于地理信息系統(tǒng)的城市基本實(shí)體編碼方法及自動(dòng)化算法的網(wǎng)格生成方法，是根據(jù)區(qū)域和單元間最小距離Dt計(jì)算出編碼網(wǎng)格，具體工作步驟是1)請(qǐng)參閱附圖3所示，第一層基本網(wǎng)格根據(jù)四邊形形態(tài)建立邊長為a的正方形網(wǎng)格，網(wǎng)格Y向等距分配，X向網(wǎng)格自上而下起始點(diǎn)等距后移，后移規(guī)律符合四邊形Y向邊的斜率k2)請(qǐng)參閱附圖4、5所示，第二層細(xì)分網(wǎng)格根據(jù)編碼區(qū)域范圍的大小和同類單元間允許的最小間距決定網(wǎng)格是否需要細(xì)分；其細(xì)分步驟是a)、如果基本網(wǎng)格邊長a*√2已經(jīng)滿足同類單元位置點(diǎn)間距小于最小距離Dt，即，a*√2＜Dt，不需要再繪制細(xì)分網(wǎng)格；b)、如果基本網(wǎng)格邊長a*√2大于Dt，則需對(duì)每個(gè)基本網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)分，可以進(jìn)行3×3細(xì)分或10×10細(xì)分，要點(diǎn)是保證細(xì)分后a*√2小于Dt。
請(qǐng)參閱附圖10、11所示，以上海市道路、街坊、道路路段、道路節(jié)點(diǎn)實(shí)施為例1998年上海城市建設(shè)信息系統(tǒng)辦公室首次推出了《上海市中心城街坊編碼》、《上海市中心城道路編碼》，有不少業(yè)務(wù)部門進(jìn)行了參考應(yīng)用，如住宅局、環(huán)衛(wèi)局等。但因編碼范圍局限于上海市中心城區(qū)，無法覆蓋全部的實(shí)際應(yīng)用，編碼的進(jìn)一步推廣和應(yīng)用受到限制。為解決這個(gè)問題，我中心在前一階段工作的基礎(chǔ)上提出了對(duì)全市街坊、道路、道路路段、道路節(jié)點(diǎn)編碼的想法，取得了市信息辦、市技術(shù)監(jiān)督局的支持，于2002年上半年立項(xiàng)，2002年下半年開始編碼標(biāo)準(zhǔn)的研究。編碼具體實(shí)施過程如下1.基本實(shí)體矢量圖制作(1)編碼實(shí)體圖形特征定義(抽象為點(diǎn)、線、面)1)街坊多邊形。形成街坊的原則為城市化地區(qū)城市街坊是以城市道路、鐵路、河流等相對(duì)穩(wěn)定的城市地理要素包圍的完整地塊，具體范圍表示以上述要素的中心線來劃分，也包括郊縣的城鎮(zhèn)區(qū)域。
非城市化地區(qū)城鎮(zhèn)以外的區(qū)域?yàn)榉浅鞘谢貐^(qū)，選取相對(duì)穩(wěn)定的地理要素等級(jí)較高的道路(包括高速公路、普通公路、區(qū)域間主要道路)；主干河流(包括主灌溉渠)等作為劃分的邊界；選擇的原則是保證產(chǎn)生面積相對(duì)比較均勻的網(wǎng)格。
2)路段線(單折線)。每兩個(gè)最接近的自然路口(或河流)之間的道路段稱為路段，采用其中心線作為路段的編碼要素。
3)道路線(多折線)；由多個(gè)路段組成，采用整個(gè)道路中心線作為道路編碼要素。
4)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)。每個(gè)路段連接的頂點(diǎn)稱為道路的節(jié)點(diǎn)。(2)實(shí)體位置定義除道路節(jié)點(diǎn)是點(diǎn)狀要素具有明確的位置以外，街坊、道路和道路路段都是面狀和線狀要素，他們的具體位置是包括一系列點(diǎn)的集合，要在這個(gè)范圍內(nèi)定義出一個(gè)點(diǎn)作為整個(gè)實(shí)體確定編碼的位置點(diǎn)。具體定義和算法如下1)街坊—多邊形實(shí)體。如果要素X最大值、最小值和Y最大值、最小值組成矩形框的中心點(diǎn)在街坊多邊形內(nèi)，這個(gè)中心點(diǎn)即為街坊的位置點(diǎn)；如果這個(gè)中心點(diǎn)在街坊多邊形之外，則將其沿X軸移入距中心點(diǎn)最近位置兩條多邊形邊的中間位置，移動(dòng)后點(diǎn)的位置作為街坊的位置點(diǎn)。
2)道路節(jié)點(diǎn)—點(diǎn)實(shí)體；實(shí)體位置即是道路節(jié)點(diǎn)的位置。
3)道路路段—單根折線類實(shí)體；以路段的起始點(diǎn)和終止點(diǎn)為基準(zhǔn)，生成直線，以直線的中點(diǎn)作為路段的位置點(diǎn)。
4)道路—多根折線類實(shí)體道路；道路由n個(gè)路段組成；如果道路總長的1/2的點(diǎn)落在第m個(gè)路段(m＜n)指定第m個(gè)路段的位置點(diǎn)作為道路位置點(diǎn)。
(3)請(qǐng)參閱附圖10所示，為制作實(shí)際編碼實(shí)體的邏輯特征圖。
2.通過調(diào)查和實(shí)驗(yàn)確定實(shí)體位置點(diǎn)之間的最小距離Dt＝25m。
3.根據(jù)城市形態(tài)確定城市網(wǎng)格形態(tài)并制作城市網(wǎng)格圖，并確定整個(gè)編碼長度和結(jié)構(gòu)。如附圖11所示，為上海市區(qū)域網(wǎng)格形態(tài)圖。
權(quán)利要求
1.一種基于地理信息系統(tǒng)的城市基本實(shí)體編碼方法及自動(dòng)化算法，其特征在于該裝置由城市基本實(shí)體矢量圖、地理空間數(shù)據(jù)庫及計(jì)算機(jī)軟硬件組成。
2.一種基于地理信息系統(tǒng)的城市基本實(shí)體編碼方法及自動(dòng)化算法，該方法用計(jì)算機(jī)和地理信息系統(tǒng)技術(shù)，對(duì)城市基本實(shí)體進(jìn)行編碼，其特征在于將城市中產(chǎn)生信息的城市基本實(shí)體抽象為基本幾何圖形要素點(diǎn)、線、面，形成矢量圖，對(duì)矢量圖中每一基本實(shí)體比照其位置點(diǎn)在反映城市形態(tài)的基本網(wǎng)格圖中的對(duì)應(yīng)位置，來完成實(shí)體代碼的編制，具體工作步驟是步驟1.基本實(shí)體矢量圖制作的步驟為1)對(duì)編碼實(shí)體圖形進(jìn)行特征定義，決定實(shí)體抽象形式，將其轉(zhuǎn)換為基本幾何要素點(diǎn)、線、多邊形矢量圖；2)根據(jù)城市數(shù)字化地圖制作實(shí)體的邏輯特征圖，為點(diǎn)、線、多邊形的計(jì)算機(jī)矢量圖，簡稱實(shí)體矢量圖；步驟2.類型分辨的步驟為1)實(shí)體類型為線、多邊形，先進(jìn)行實(shí)體位置點(diǎn)計(jì)算；2)實(shí)體類型是點(diǎn)，可直接進(jìn)行編碼計(jì)算；步驟3.實(shí)體位置點(diǎn)計(jì)算的步驟為1)根據(jù)被編碼實(shí)體在城市中的實(shí)際形態(tài)，可以將其抽象為點(diǎn)、線、多邊形的形態(tài)；2)對(duì)于每一個(gè)抽象形式的實(shí)體，都定義其上存在一個(gè)位置點(diǎn)，用作編碼的依據(jù)；3)采用下列方式對(duì)抽象實(shí)體求出位置點(diǎn)點(diǎn)—點(diǎn)本身位置；單折線或單段折線，是兩端連成直線的中點(diǎn)；多折線或多段單折線組成，是多折線中點(diǎn)所在單折線的中點(diǎn)；多邊形是按設(shè)定的算法，是位于多邊形內(nèi)的一個(gè)點(diǎn)；步驟4.單元間最小距離測(cè)定的步驟為1)進(jìn)行同類實(shí)體間位置點(diǎn)間最小距離的測(cè)定；2)如果有幾類實(shí)體需要編碼且屬同一系列，則每一類都要測(cè)定單元間最小距離，最終取其中最小值者；步驟5.網(wǎng)格生成的步驟為1)首先根據(jù)編碼實(shí)施區(qū)域的范圍和形態(tài)劃分編碼區(qū)域，編碼區(qū)域的基本形狀為平行四邊形，編碼區(qū)域根據(jù)實(shí)施區(qū)域的形態(tài)劃分為2或4個(gè)分區(qū)；2)然后根據(jù)編碼區(qū)域和同類單元位置點(diǎn)間最小距離制作編碼網(wǎng)格圖；步驟6.編碼計(jì)算的步驟為1)利用實(shí)體的矢量圖和編碼網(wǎng)格圖計(jì)算出實(shí)體的編碼；2)編碼的計(jì)算主要依據(jù)編碼實(shí)體位置點(diǎn)所處的網(wǎng)格位置，對(duì)于一個(gè)編碼實(shí)體總可以找到它的位置點(diǎn)在編碼網(wǎng)格中的位置；3)整個(gè)編碼結(jié)構(gòu)為(類別碼)+區(qū)分碼+基本網(wǎng)格碼+細(xì)分碼其中類別碼用于一個(gè)編碼體系中不同類實(shí)體的區(qū)別；區(qū)分碼取實(shí)體位置點(diǎn)所在象限區(qū)域的值；基本網(wǎng)格碼取實(shí)體位置點(diǎn)所在網(wǎng)格的位置序列值；細(xì)分碼的值取之實(shí)體位置點(diǎn)在細(xì)分網(wǎng)格中的位置值；4)對(duì)每一個(gè)實(shí)體對(duì)照其位置點(diǎn)，分別算出編碼的各個(gè)組成部分；5)最后合并構(gòu)成完整的編碼；步驟7.編碼存儲(chǔ)的步驟為編碼與實(shí)體圖形共同記錄在制定的數(shù)據(jù)庫中。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于地理信息系統(tǒng)的城市基本實(shí)體編碼方法及自動(dòng)化算法，其特征在于所述的實(shí)體位置點(diǎn)C計(jì)算的方法，其具體工作步驟是1)點(diǎn)類實(shí)體P在城市坐標(biāo)系中的描述為P(x，y)，其中x為橫坐標(biāo)值、y縱坐標(biāo)值C＝P(x，y)2)單根折線類實(shí)體L在城市坐標(biāo)系中的描述為L(P1(x1，y1)，P2(x2，y2)，…，Pn(xn，yn))，L由一組點(diǎn)P1…Pn連接的直線組成，其中P(x，y)為折線拐點(diǎn)在坐標(biāo)系中的位置，x為橫坐標(biāo)值、y為縱坐標(biāo)值C＝P((x1-xn)/2+x1，(y1-yn)/2+y1)3)多根折線類實(shí)體L在城市坐標(biāo)系中的描述為L(L1(c1)，L2(c2)，…，Lm(cm)，…，Ln(cn))，由一組單折線L1…Ln組成，其中cm為單折線位置點(diǎn)在坐標(biāo)系中的位置C＝P(cm)P(L(long/2))□Lm(long為實(shí)體的總長度，Lm是實(shí)體總長中點(diǎn)所在的折線段)4)多邊形類實(shí)體P在城市坐標(biāo)系中的描述為P(P1(x1，y1)，P2(x2，y2)，…，Pn(xn，yn))，由一組點(diǎn)P1…Pn連接而成的封閉折線形成，其計(jì)算步驟是a)、首先計(jì)算多邊形坐標(biāo)范圍的中心點(diǎn)Pcenter設(shè)實(shí)體P在坐標(biāo)系中X的最大值為xmax，最小值為xmin，Y的最大值為ymax，最小值為yminPcenter＝P((xmax-xmin)/2，(ymax-ymin)/2)b)、如果Pcenter口多邊形P，Pcenter在多邊形內(nèi)，則C＝Pcenter；c)、否則表明Pcenter在多邊形外，在離Pcenter最近的多邊形與y軸相交的兩個(gè)交點(diǎn)中間生成位置點(diǎn)Cy＝(ymax-ymin)/2
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于地理信息系統(tǒng)的城市基本實(shí)體編碼方法及自動(dòng)化算法，其特征在于所述的網(wǎng)格生成方法是根據(jù)城市形態(tài)生成的分區(qū)和單元間最小距離Dt計(jì)算出編碼網(wǎng)格，具體工作步驟是1)第一層基本網(wǎng)格根據(jù)四邊形形態(tài)建立邊長為a的正方形網(wǎng)格，網(wǎng)格Y向等距分配，X向網(wǎng)格自上而下起始點(diǎn)等距后移，后移規(guī)律符合四邊形Y向邊的斜率k2)第二層細(xì)分網(wǎng)格根據(jù)編碼區(qū)域范圍的大小和同類單元間允許的最小間距決定網(wǎng)格是否需要細(xì)分；其細(xì)分步驟是a)、基本網(wǎng)格邊長a*√2已經(jīng)滿足同類單元位置點(diǎn)間距小于最小距離Dt，即，a*√2＜Dt，不需要再繪制細(xì)分網(wǎng)格；b)、如果基本網(wǎng)格邊長a*√2大于Dt，則需對(duì)每個(gè)基本網(wǎng)格進(jìn)行細(xì)分，可以進(jìn)行3×3細(xì)分或10×10細(xì)分，要點(diǎn)是保證細(xì)分后a*√2小于Dt。
全文摘要
一種涉及信息技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域，尤指一種基于地理信息系統(tǒng)的城市基本實(shí)體編碼方法及自動(dòng)化算法。該裝置由城市基本實(shí)體矢量圖、地理空間數(shù)據(jù)庫及計(jì)算機(jī)軟硬件組成；該方法應(yīng)用地理信息系統(tǒng)技術(shù)，將城市基本實(shí)體抽象為基本幾何圖形要素點(diǎn)、線、面的矢量圖，再通過編制網(wǎng)格圖，計(jì)算實(shí)體位置點(diǎn)，用計(jì)算機(jī)編程完成城市基本實(shí)體編碼。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)該方法滿足編碼一致性、唯一性的要求，具有很好的可擴(kuò)展性；編碼由計(jì)算機(jī)自動(dòng)完成，可以保證編碼工作的高效和編碼規(guī)則的完全統(tǒng)一；代碼產(chǎn)生的方式基于實(shí)體在城市中的地理位置，所產(chǎn)生的編碼與城市坐標(biāo)值或經(jīng)緯度無直接的關(guān)系，代碼可公開、廣泛地使用。
文檔編號(hào)G06F19/00GK1450499SQ03116679
公開日2003年10月22日 申請(qǐng)日期2003年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月29日
發(fā)明者倪麗萍, 羅明廉, 唐定富 申請(qǐng)人:上海城市發(fā)展信息研究中心