[發明專利]基于形狀保真的地圖坐標轉換方法

有效

• 申請號: 200910062981.1
• 申請日: 2009-07-03
• 公開（公告）號: CN101586963A
• 公開（公告）日: 2009-11-25
• 發明（設計）人: 朱敦堯;戴澤軍;宋向勃;王鵬;馮穎;夏丹
• 申請（專利權）人: 光庭導航數據(武漢)有限公司
• 主分類號: G01C21/32
• 分類號: G01C21/32
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司
• 代理人: 王 超

技術領域

本發明屬于電子地圖領域，特別是涉及一種導航電子地圖數據格式轉換過程。

背景技術

導航電子地圖數據格式轉換過程中，經常需要將高精度的坐標系統向低精度的坐標系統轉換。通常的坐標轉換方法是對坐標進行比例變換后，做四舍五入或直接截斷處理。由于舍入誤差引起的LINK(路段)角度變化，常出現道路形狀失真和LINK反轉等問題。給導航系統的地圖匹配和語音引導造成麻煩，同時影響導航系統的地圖顯示效果。

相關名詞解釋：

1.MESH(網孔)

導航系統為了方便管理和查詢地圖數據，通常按一定的地理坐標范圍，將地圖數據分幅存儲。這樣的一個地理坐標范圍稱為一個MESH，每個MESH按地理位置和范圍大小，分配一個唯一標識，稱為MESH?CODE(網孔編號)。本發明所基于的坐標格式都是用整數表示的相對于MESH左下角偏移的MESH內正規化坐標，是一種相對坐標，且所有坐標均為整數。

2.NODE(結點)

導航地圖中用于表示道路連通網絡，虛擬出來的節點對象。可以近似的理解為現實道路的一個路口。在MESH邊界上的NODE稱為邊界NODE，邊界NODE用于關聯不同MESH的道路數據的接續關系。本發明認為，邊界NODE接續且只接續兩條不同MESH的LINK。

3.LINK(路段)

導航地圖中用于表示NODE與NODE之間通路的曲線型對象，由兩個NODE和若干形狀點組成。可以近似的理解為現實道路連接兩個路口的一段道路。

4.形點壓縮

為了在道路形狀和數據容量之間取得一個平衡，需要用形點壓縮算法去除不必要的形狀點。現在常用的形點壓縮算法有道格拉斯形點壓縮算法和距離限差形點壓縮算法。

5.LINK反轉

由于坐標系統差異和轉換方法誤差，造成目標數據的道路相位關系與原始數據相比發生重疊或逆轉問題。如圖1所示，左圖為原始數據；中圖為按直接截斷方式轉換得到的目標數據，發生了LINK反轉。中圖目標數據中L1和L2出現了逆轉，L3和L4出現了重疊。

發明內容

本發明所要解決的問題是：提供一種基于形狀保真的地圖坐標轉換方法，使用該方法在導航電子地圖坐標系統轉換，特別是高精度坐標系統向低精度坐標系統轉換的過程中，能在避免產生LINK反轉問題的基礎上，最大限度地減小道路網絡的形狀失真。

本發明所采用的技術方案的步驟包括：

1)坐標換算，即建立一個高精度的虛擬坐標系統，使原始坐標系和目標坐標系在該坐標系下同時可見；

2)坐標移動，即在保持道路網形狀的基礎上，將所有坐標從原始坐標系移動到目標坐標系；

3)坐標正規化，即通過坐標縮放，將虛擬坐標系統轉換為目標坐標系統；

4)形點壓縮，即在保持道路基本形狀和不引起新的LINK反轉的基礎上，去掉不必要的形狀點。

5)LINK反轉處理，即通過移動目標坐標，解決既存的LINK反轉問題。

本發明的優點是：當原始坐標系統精度高于目標坐標系統或兩個坐標系統不成比例時，可以避免產生LINK反轉問題，最大限度地保持道路網的整體形狀。

附圖說明

圖1是本發明和現有技術在避免產生LINK反轉問題上的對比例子。

圖2是必須恢復被道格拉斯形點壓縮算法刪除掉的必要形狀點的例子。

圖3是必須處理LINK反轉的例子。

圖4是實施流程圖。

圖5是實際效果對比圖。

具體實施方式

如圖4所示，本發明的實現方式，在開始之后包括以下步驟：

1)坐標換算

坐標換算的目的是在原始坐標基礎上乘以一定的系數，得到一個高精度的虛擬坐標系，使原始坐標系和目標坐標系的網格線都可以在該虛擬坐標系下找到對應的坐標，這樣坐標移動時只需要將原始坐標移動到附近的最合適的目標坐標，不存在舍入誤差問題。這是坐標移動和坐標正規化的必要準備。

系數的確定方法如下：

將虛擬坐標系的坐標系大小定義為原始坐標系大小和目標坐標系大小的最小公倍數原始坐標系統寬長比(X方向大小為長度，Y方向大小為寬度)以及目標坐標系統長寬比的乘積。