专利名称：沟道长度计算方法与装置的制作方法
技术领域：
本申请涉及地理信息技术领域，特别是涉及一种沟道长度计算方法与装置。
背景技术：
在地理信息系统中，侵蚀沟通常是指线形伸展的槽形凹地，是暂时性流水形成的侵蚀地貌。其主要发育在半干旱气候带的松散沉积层上，在植被稀疏的缓坡地区，侵蚀沟可以发展得很快，使地形遭受强烈的分割，蚕食耕地，破坏道路，造成大量的水土流失。因此， 需要对侵蚀沟的情况进行普查和分析，进而制定相应的治理策略。在对侵蚀沟进行普查和分析的过程中，沟道长度计算是必不可少的步骤。其中，从主沟或者支沟沟头中心至沟尾中心沿沟底中线的曲线的长度，称为主沟或者支沟的长度， 一条侵蚀沟的长度为主沟和各支沟的长度和。一般情况下，计算沟道长度是按照沟道线上点序列的坐标值来计算长度的。gp， 按照沟道线的X、I、Z坐标值，通过距离公式计算每一段的长度，然后求和得到总的沟道线的长度。这种计算方法在小范围内因地球的球面投影到平面上造成的变形误差较小，因而是适合的，也是准确的。但是，由于地球是椭圆形，球面投影到平面上造成的变形误差很大 (如图I所示)，所以在大范围或全国一个张图中计算会有很大的误差，尤其是越靠近极地误差越大。比如，在第一次全国水利普查的侵蚀沟道专项普查中，如果按照标准分幅的地图上每幅图上分别进行侵蚀沟道提取(其中有一项参数是计算侵蚀沟道长度)然后计算侵蚀沟道长度。这时候在普查完成以后要把全国所有的侵蚀沟道拼接成全国一幅图时，由于投影误差，从而使得边界处不能完好的拼接，如果用手工调整连接接边处的沟道线，那将是一项非常繁重的工作。而如果想要拼接完好，则需要按照特定的投影拼接成一幅图，那么计算出来的沟道长度误差太大，达不到所要求的精度。可见，无论哪种方式，都不能满足侵蚀沟道普查的需求。

发明内容
本申请所要解决的技术问题是提供一种沟道长度计算方法与装置，以解决现有大范围拼接地图，如全国一张图的情况下，沟道长度计算不准确的问题。为了解决上述问题，本申请公开了一种沟道长度计算方法，包括从一幅地图中确定待计算长度的沟道，其中，所述一幅地图包括多幅通过第一坐标投影方式拼接的分幅地图；确定所述沟道在多个投影分带中，所述投影分带为所述分幅地图采用的第二坐标投影方式下的投影分带；按照所述沟道所在的投影分带对所述沟道进行切割，使切割后的多条子沟道中的每条子沟道在一个所述投影分带中；按照所述第二坐标投影方式，分别对所述每条子沟道进行投影变换；计算投影变换后的所述每条子沟道的长度，并对所述每条子沟道的长度进行求和，获得所述待计算长度的沟道的长度。优选地，所述第一坐标投影方式为阿尔伯斯投影。
优选地，所述第二坐标投影方式为高斯-克吕格投影。优选地，所述投影分带为所述高斯-克吕格投影下的三度投影带。优选地，所述计算投影变换后的所述每条子沟道的长度的步骤包括获得投影变换后的所述每条子沟道的沟道线上点序列的坐标值；根据所述点序列的坐标值计算所述每条子沟道的长度。为了解决上述问题，本申请还公开了一种沟道长度计算装置，包括确定模块，用于从一幅地图中确定待计算长度的沟道，其中，所述一幅地图包括多幅通过第一坐标投影方式拼接的分幅地图；分割模块，用于确定所述沟道在多个投影分带中，所述投影分带为所述分幅地图采用的第二坐标投影方式下的投影分带；按照所述沟道所在的投影分带对所述沟道进行切割，使切割后的多条子沟道中的每条子沟道在一个所述投影分带中；变换模块， 用于按照所述第二坐标投影方式，分别对所述每条子沟道进行投影变换；计算模块，用于计算投影变换后的所述每条子沟道的长度，并对所述每条子沟道的长度进行求和，获得所述待计算长度的沟道的长度。优选地，所述第一坐标投影方式为阿尔伯斯投影。优选地，所述第二坐标投影方式为高斯-克吕格投影。优选地，所述投影分带为所述高斯-克吕格投影下的三度投影带。优选地，所述计算模块，用于获得投影变换后的所述每条子沟道的沟道线上点序列的坐标值；根据所述点序列的坐标值计算所述每条子沟道的长度；对所述每条子沟道的长度进行求和，获得所述待计算长度的沟道的长度。与现有技术相比，本申请具有以下优点本申请针对按照特定的投影(第一坐标投影方式)拼接成一幅图，如按照阿尔伯斯投影将多个分幅地图拼接成一个地图(如全国一个张图)时，沟道计算不准确的问题，首先判断待计算的沟道是否在一个待转换的一种坐标投影方式(分幅地图采用的第二坐标投影方式)的投影分带中，如是否在高斯-克吕格投影的三度带或六度带中；当待计算的沟道跨越多个投影分带，则按照投影分带对该沟道进行分割；进而将分割后的各子沟道按照待转换的坐标投影方式进行投影转换，然后再根据投影转换后的各子沟道的坐标计算各子沟道的长度，之后求和获得总的沟道长度。在对沟道进行分割及投影转换后，沟道的坐标被还原为与地图拼接前沟道所在的分幅地图中的坐标最为接近的坐标，这样有效解决了因分幅地图的边界拼接而造成的沟道变形误差大，沟道长度计算不准确的问题，减少了沟道投影误差，提高了沟道长度的计算精度。


图I是现有技术中的一种坐标投影的变形误差；图2是根据本申请实施例一的一种沟道长度计算方法的步骤流程图；图3是根据本申请实施例二的一种沟道长度计算方法的步骤流程图；图4是根据本申请实施例三的一种沟道长度计算装置的结构框图。
具体实施例方式为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式
对本申请作进一步详细的说明。实施例一参照图2，示出了根据本申请实施例一的一种沟道长度计算方法的步骤流程图。本实施例的沟道长度计算方法包括以下步骤步骤S102 :从一幅地图中确定待计算长度的沟道。其中，所述一幅地图包括多幅通过第一坐标投影方式拼接的分幅地图。因分幅地图在其自身采用的投影方式下拼接成一幅时，边界处不能完好的拼接。 为此，常采用不同于分幅地图投影方式的其它投影方式进行拼接，以使边界拼接完好，但由此进一步加大了投影造成的变形误差，使得沟道长度计算不准确。步骤S104 :确定待计算长度的沟道在多个投影分带中。本步骤中，先判断待计算长度的沟道是否在一个投影分带中，若否，则说明该沟道在多个投影分带中，执行步骤S106 ;若是，则说明该沟道在一个投影分带中，对这一条沟道执行步骤S108。其中，所述投影分带为分幅地图采用的第二坐标投影方式下的投影分带。如前所述，第一坐标投影方式和第二坐标投影方式为不同的投影方式，如第一坐标投影方式为阿尔伯斯投影，第二坐标投影方式为高斯-克吕格投影，其投影分带为三度带或六度带，等等。但不限于此，在实际应用中，任意适当的坐标投影方式和投影分带均可参照本实施例进行沟道计算，如第一坐标投影方式为兰伯特，第二坐标投影方式为UTM。步骤S106 :按照待计算长度的沟道所在的投影分带对该沟道进行切割，使切割后的多条子沟道中的每条子沟道在一个投影分带中。如，原沟道跨越了第一、二、三投影分带，则切割后，该沟道在第一、二、三投影分带的部分分别成为了单独的三个子沟道。步骤S108 :按照第二坐标投影方式，分别对每条子沟道进行投影变换。第二坐标投影方式是分幅地图采用的投影方式，投影变换后，在第一坐标投影方式下的子沟道的坐标被还原为第二坐标投影方式下的坐标。步骤SllO :计算投影变换后的每条子沟道的长度，并对每条子沟道的长度进行求和，获得待计算长度的沟道的长度。通过本实施例，针对按照第一坐标投影方式，将多幅分图拼接成一幅图时，沟道计算不准确的问题，首先判断待计算的沟道是否一个在分幅地图采用的第二坐标投影方式的投影分带中；当待计算的沟道跨越多个投影分带，则按照投影分带对该沟道进行分割；进而将分割后的各子沟道按照第二坐标投影方式进行投影转换，然后再根据投影转换后的各子沟道的坐标计算各子沟道的长度，之后求和获得总的沟道长度。在对沟道进行分割及投影转换后，沟道的坐标被还原为与地图拼接前沟道所在的分幅地图中的坐标最为接近的坐标，这样有效解决了因分幅地图的边界拼接而造成的沟道变形误差大，沟道长度计算不准确的问题，减少了沟道投影误差，提高了沟道长度的计算精度。实施例二参照图3，示出了根据本申请实施例二的一种沟道长度计算方法的步骤流程图。本实施例中，基础数据为采用阿尔伯斯圆锥等面积投影的全国版图内的沟道图。 也即，本实施例针对全国一个张图中的沟道长度计算，即由多个分幅地图将全国范围拼接到一个地图中的沟道长度的计算。其中，分幅地图自身采用高期-克吕格投影，为使边界拼接完好，使用阿尔伯斯投影将分幅地图拼接成一幅全国地图。为使沟道长度计算更为准确， 效果更好，本实施例中的投影分带采用高斯-克吕格的三度带。但本领域技术人员应当明了，上述投影方式和投影分带均为示例性说明，其它任意适当投影方式或投影分带(如高斯-克吕格的六度带)等均可参照本实施例实现沟道长度计算。本实施例的沟道长度计算方法包括以下步骤步骤S202 :从采用阿尔伯斯圆锥等面积投影的全国版图内的沟道图中选择一条沟道。步骤S204 :检测确定沟道范围不在一个高斯-克吕格投影的三度投影带里。—般情况中，在高斯-克吕格投影下，超过一个三度带的范围就被认为是大范围， 就会显现出投影变形的误差，需要进行处理。本实施例中，高斯-克吕格投影的三度分带，从东经I. 5度的经线开始，每隔3度
为一带，用1，2，3，......表示，全球共划分120个投影带，即东经I. 5 4. 5度为第I带，
其中央经线的经度为东经3度，东经4. 5 7. 5度为第2带，其中央经线的经度为东经6度， 检测一条沟道是否在一个三度投影带中，只要检测一条沟道的每个坐标点是否在同一个三度带中(如果是公里或米，线投影转换成经纬度坐标即可)。步骤S206 :按照三度投影带进行切割。例如，沟道在第一和二带中，而第一至二带的经度为东经I. 5-7. 5度。此时，应该按照东经I. 5-7. 5，第一分带和第二分带处的经度为4. 5度，所以用经度=4. 5 (是一条直线)去切割沟道线(曲线)，其它依次类推。步骤S208 :切割的每条子沟道线按照高斯-克吕格进行分带投影变换(每个带分别进行投影变换)。针对不同的坐标投影方式，投影变换的方式也有多种。本步骤中，本领域技术人员可以采用任意适当的投影变换方式，将每条子沟道的坐标从阿尔伯斯投影坐标转换为高斯-克吕格投影坐标，本申请以此不作限制。投影变换的具体过程也可以由本领域技术人员参照现有技术进行，在此不再赘述。步骤S210 :按照投影变换后的子沟道线上的点计算沟道长度(每个带分别计算长度)。投影变换以后，可以按照普通的计算线段长度的方法(多线段的长度计算方法， 沟道线是x、y、z坐标序列组成，计算是计算每一段的长度然后加和)。具体地，先获得投影变换后的每条子沟道的沟道线上点序列的坐标值；然后再根据点序列的坐标值分别计算每条子沟道的长度。步骤S212 :对计算的子沟道的长度进行求和。通过求和，获得整条待计算长度的沟道的总长度。步骤S214 :返回计算结果。通过本实施例，减少了在全国一个张图下计算沟道长度的误差，提高了沟道长度计算精度，提供了一种在全国一张图的情况下计算沟道长度的有效方法。现有的地图拼接过程中，阿尔伯斯投影和高斯-克吕格投影是最为普遍使用的投影方式，本实施例的沟道长度计算方法能够广泛地应用于现有的大范围沟道图中，减少投影误差，提高计算精度。此外，采用高斯-克吕格的三度投影带，进一步提高了沟道长度计算的准确性，计算效果更好。实施例三参照图4，示出了根据本申请实施例三的一种沟道长度计算装置的结构框图。本实施例的沟道长度计算装置包括确定模块302，用于从一幅地图中确定待计算长度的沟道，其中，所述一幅地图包括多幅通过第一坐标投影方式拼接的分幅地图；分割模块304，用于确定所述沟道在多个投影分带中，所述投影分带为分幅地图采用的第二坐标投影方式下的投影分带；按照所述沟道所在的投影分带对所述沟道进行切割，使切割后的多条子沟道中的每条子沟道在一个投影分带中；变换模块306，用于按照第二坐标投影方式，分别对每条子沟道进行投影变换；计算模块308，用于计算投影变换后的每条子沟道的长度，并对每条子沟道的长度进行求和，获得待计算长度的沟道的长度。优选地，第一坐标投影方式为阿尔伯斯投影。优选地，第二坐标投影方式为高斯-克吕格投影。优选地，投影分带为高斯-克吕格投影下的三度投影带。优选地，计算模块308，用于获得投影变换后的每条子沟道的沟道线上点序列的坐标值；根据点序列的坐标值计算每条子沟道的长度；对每条子沟道的长度进行求和，获得待计算长度的沟道的长度。本实施例的沟道长度计算装置用于实现前述多个方法实施例中相应的沟道长度计算方法，并具有相应的方法实施例的有益效果，在此不再赘述。本申请的沟道长度计算方案应用动态投影的方法计算沟道长度，解决了现有大范围地图在一种投影下不能够准确地计算出沟道长度的缺陷，减少了投影误差，也提高了沟道长度计算精度。本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上对本申请所提供的一种沟道长度计算方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式
及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。
权利要求
1.一种沟道长度计算方法，其特征在于，包括从一幅地图中确定待计算长度的沟道，其中，所述一幅地图包括多幅通过第一坐标投影方式拼接的分幅地图；确定所述沟道在多个投影分带中，所述投影分带为所述分幅地图采用的第二坐标投影方式下的投影分带；按照所述沟道所在的投影分带对所述沟道进行切割，使切割后的多条子沟道中的每条子沟道在一个所述投影分带中；按照所述第二坐标投影方式，分别对所述每条子沟道进行投影变换；计算投影变换后的所述每条子沟道的长度，并对所述每条子沟道的长度进行求和，获得所述待计算长度的沟道的长度。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述第一坐标投影方式为阿尔伯斯投影。
3.根据权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述第二坐标投影方式为高斯-克吕格投影。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述投影分带为所述高斯-克吕格投影下的三度投影带。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述计算投影变换后的所述每条子沟道的长度的步骤包括获得投影变换后的所述每条子沟道的沟道线上点序列的坐标值；根据所述点序列的坐标值计算所述每条子沟道的长度。
6.一种沟道长度计算装置，其特征在于，包括确定模块，用于从一幅地图中确定待计算长度的沟道，其中，所述一幅地图包括多幅通过第一坐标投影方式拼接的分幅地图；分割模块，用于确定所述沟道在多个投影分带中，所述投影分带为所述分幅地图采用的第二坐标投影方式下的投影分带；按照所述沟道所在的投影分带对所述沟道进行切割， 使切割后的多条子沟道中的每条子沟道在一个所述投影分带中；变换模块，用于按照所述第二坐标投影方式，分别对所述每条子沟道进行投影变换；计算模块，用于计算投影变换后的所述每条子沟道的长度，并对所述每条子沟道的长度进行求和，获得所述待计算长度的沟道的长度。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述第一坐标投影方式为阿尔伯斯投影。
8.根据权利要求6或7所述的装置，其特征在于，所述第二坐标投影方式为高斯-克吕格投影。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，所述投影分带为所述高斯-克吕格投影下的三度投影带。
10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述计算模块，用于获得投影变换后的所述每条子沟道的沟道线上点序列的坐标值；根据所述点序列的坐标值计算所述每条子沟道的长度；对所述每条子沟道的长度进行求和，获得所述待计算长度的沟道的长度。
全文摘要
本申请提供了一种沟道长度计算方法与装置，其中，沟道长度计算方法包括从一幅地图中确定待计算长度的沟道，其中，所述一幅地图包括多幅通过第一坐标投影方式拼接的分幅地图；确定所述沟道在多个投影分带中，所述投影分带为所述分幅地图采用的第二坐标投影方式下的投影分带；按照所述沟道所在的投影分带对所述沟道进行切割，使切割后的多条子沟道中的每条子沟道在一个所述投影分带中；按照所述第二坐标投影方式，分别对所述每条子沟道进行投影变换；计算投影变换后的所述每条子沟道的长度，并对所述每条子沟道的长度进行求和，获得所述待计算长度的沟道的长度。通过本申请，减少了沟道投影误差，提高了沟道长度的计算精度。
文档编号G01B11/03GK102610159SQ20121005863
公开日2012年7月25日 申请日期2012年3月7日 优先权日2012年3月7日
发明者李团宏 申请人:北京地拓科技发展有限公司