[發(fā)明專利]一種面向點要素分布特征表達的夜景圖制作方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410135451.6
• 申請日: 2014-04-04
• 公開（公告）號: CN103871091A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 伍鐘潔;芮一康;沈定濤;郟建;王結(jié)臣
• 申請（專利權(quán)）人: 南京大學(xué)
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00
• 代理公司: 南京同澤專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 蔡晶晶

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種面向點要素分布特征表達的夜景圖制作方法，屬于地圖制圖學(xué)、計算機圖形學(xué)與物理學(xué)中光衰減模型的交叉應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

地圖是完成客觀存在與空間信息可視化的重要媒介，地圖表達中將現(xiàn)實世界各類要素抽象為點、線、面三種要素。地圖表達中點狀地圖符號是地理空間信息可視化中一種重要的表現(xiàn)形式，點狀地圖符號用于各類實際及抽象的實體地物、點狀特征、注記的表達，如地名地物、測量控制點、雷達站等，在測繪測量、導(dǎo)航定位、態(tài)勢顯示、視景仿真等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。點狀地圖符號的不同表達方式，對反映各類點狀地理要素的客觀、形象、清晰程度有著不同的影響。

目前，對于點狀地理要素的表達主要有兩種方式。一種是定點符號法，該方法是通過采用不同形狀、大小、顏色和結(jié)構(gòu)的符號，來表達點狀要素的空間分布及其數(shù)量和質(zhì)量特征。該方法以點的形狀、結(jié)構(gòu)、顏色等特征，重點用于區(qū)分不同實物的類別、組成、質(zhì)量等特征，便于識圖和定位。另一種是點數(shù)法，該方法中每個點表示一個實物或一定的數(shù)值，通過點的分布范圍表示某種現(xiàn)象分布的大致范圍，而點的數(shù)量表示現(xiàn)象的大致數(shù)量。該方法將點與地理空間范圍大致結(jié)合，重點表現(xiàn)現(xiàn)象的數(shù)量及空間密度等特征。

點狀符號的地圖表達，需重點關(guān)注點本身的表現(xiàn)形式以及點狀地理要素與地理空間的聯(lián)系。但上訴兩種點狀要素表達的主要方法中，均以單一的點圖標表現(xiàn)實物，缺乏直觀性和藝術(shù)性，當空間范圍與點數(shù)據(jù)量不成比例時，易出現(xiàn)失真、表達不清晰的狀況。同時一維的點符號與二維甚至三維的地理空間范圍通常難以聯(lián)系，嚴重影響了讀圖效果及對點要素與周圍地理環(huán)境的空間分析。

2011年，美國國家海洋和大氣管理局（NOAA）發(fā)布了一組“世界可再生能源與燈光”的衛(wèi)星圖，用于展示人類在夜間使用電燈的變化情況。該類圖片被俗稱為“夜景圖”，通過燈光光點亮度和光輻射范圍的疊加，可明顯區(qū)分光點集聚和分散程度。光點密集地區(qū)燈光最為閃亮，連成大塊圓點狀；而分散地區(qū)光點亮度較低，連成網(wǎng)狀。這類圖片具有美觀、可視化程度高的特點，且均形成一定的覆蓋范圍，與底圖緊密聯(lián)系，對地圖中點的表達具有適用性。目前，夜景圖制作主要有以下幾種方法，一是通過衛(wèi)星、航拍等方法獲取實測夜景圖。二是通過計算機合成的方法，將原始地圖數(shù)據(jù)庫進行疊加制作燈光夜景圖，該方法耗時較長。三是采用圖片修改軟件通過調(diào)整原始底圖亮度明暗度和畫面整體色彩，再加入燈光效果來制作圖片夜景效果。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服上述技術(shù)問題，提出一種面向點要素分布特征表達的夜景圖制作方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出的技術(shù)方案是：1.一種面向點要素分布特征表達的夜景圖制作方法，包括以下步驟:

第一步、點狀數(shù)據(jù)輸入——讀取需進行表達的點狀數(shù)據(jù)集，所述點數(shù)據(jù)具有各自的序號、坐標數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)；

第二步、屬性數(shù)據(jù)歸一化處理——獲取圖層中所有點狀數(shù)據(jù)需要表達的屬性數(shù)據(jù)值，并根據(jù)該字段的數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果進行各個點狀要素屬性數(shù)據(jù)的歸一化處理；

第三步、點狀符號可視化——根據(jù)各個點狀數(shù)據(jù)歸一化的屬性數(shù)值，繪制面積大小不一的點狀符號，通過點符號的面積大小區(qū)別表達各個點狀數(shù)據(jù)屬性值，并根據(jù)點狀符號的面積大小確定各點狀符號的光照范圍；

第四步、圖層?xùn)鸥窕鶕?jù)給定的用于柵格劃分的行、列數(shù)，將整個點狀圖進行柵格化，生成若干像元并確定每個像元的中心點坐標；

第五步、計算像元與點符號的距離——以各個點狀符號的中心為原點，計算圖中各個像元到該點的距離；

第六步、空間關(guān)系判斷——根據(jù)像元中心點與點狀符號的拓撲關(guān)系，獲取各像元與點狀符號的隸屬關(guān)系；根據(jù)像元中心點與點狀符號光照范圍的拓撲關(guān)系，獲取各像元與點狀符號光照范圍的隸屬關(guān)系；

第七步、計算像元光照強度——將每個點狀符號看作一個光源，針對屬于點狀符號光照范圍內(nèi)的像元，根據(jù)像元中心點到對應(yīng)點狀符號邊緣的距離，計算該像元受到該點狀符號的光照強度，對于隸屬于多個點狀符號光照范圍內(nèi)的像元，則將受到的來自各個點狀符號的光照強度進行累加；

第八步、點狀符號燈光效果模擬制圖——對各像元根據(jù)光照強度進行一次渲染并進行平滑處理，實現(xiàn)對每個點符號的燈光效果模擬制圖，獲得與點狀要素屬性相關(guān)的夜景圖。

本發(fā)明面向點要素分布特征表達的夜景圖制作方法，進一步的改進在于：