[发明专利]一种时间地图的绘制方法

摘要

本发明公开了一种时间地图的绘制方法。涉及地图绘制领域。包括以下步骤：S1：绘制区域内地理点位置信息的采集，选定所需要绘制的区域范围，确定该区域内所需要在地图上显示的地理点，采集显示的地理点的位置信息，采集的方式可以调用百度地图API对数据库中的地理位置信息进行读取，或采用“国家地理基础信息中心”提供的相关数据。相比于已有的技术，本发明实现了时间地图的核心功能，即读出绘制区域内任意两点的通行时间，使用者在使用时间地图时，既可以看出地理点与地理点的相对位置关系，又可以根据比例尺读出地理点间的通行距离。同时，对模型和算法的优化使得整个计算和绘制过程耗时短，对精度分析则保证了时间地图的精准度。

主权项

一种时间地图的绘制方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：绘制区域内地理点位置信息的采集，选定所需要绘制的区域范围，确定该区域内所需要在地图上显示的地理点，采集显示的地理点的位置信息。采集的方式可以调用百度地图API对数据库中的地理位置信息进行读取，或采用“国家地理基础信息中心”提供的相关数据。地理位置信息的表示形式，可以采用经纬度表示，也可以用其他坐标系的形式表示。S2：绘制区域内地理点之间通行时间信息的采集，在S1选定绘制区域内所需要显示的地理点之后，选择各个地理点之间通行采用的交通方式。选定采用的交通方式后，对不同的交通方式采用不同的时间信息采集方法。S3：地理位置信息及通行时间信息的预处理，地理位置信息及通行时间信息的预处理在Excel中进行。设绘制区域内需要显示的地理点的有n个，地理点的位置信息由经纬度表示，经度为横坐标，纬度为纵坐标，则横坐标构成1×n的矩阵，纵坐标也为1×n的矩阵。设绘制区域内需要显示的地理点的有n个，绘制区域内需要显示的地理点之间的通行时间信息以n×n的矩阵表示，这里假定出发地与目的地往返的时间一致，因此该n×n矩阵以上三角矩阵或下三角矩阵的形式表示，特别地，出发地与目的地相同时，通行时间为0。S4：时间地图模型的建立，一个地理点可能与多个地理点存在通行通道，对应多个通行时间，但在二维平面地图上，任意三点间关系便可确定三点的相对位置，当待定点与超过两点存在时间距离关系时，便无法实现对所有关系的精确描述，只能使尽量满足所有关系，因此时间的绘制便转化成了最优化问题。本发明提出的时间地图模型采用非线性最小二乘法问题进行表示，表达式如下：式中，i，j&#8212；&#8212；地理实体的编号；L&#8212；&#8212；所有地理实体所构成的集合；tij&#8212；&#8212；i，j两地的通行时间，假设tij＝tji；xi，yi&#8212；&#8212；地理点在时间地图上的横纵坐标.S5：时间地图模型的求解基于Matlab平台，借助添加保角规则的优化的Leverberg－Marquardt方法进行编程，实现对时间地图模型的求解。算法对目标函数的变量给出近似值并线性化，以近似解的变量最小化作为正则条件，对导入的经纬度坐标进行反复迭代计算，直至满足精度要求的坐标配置，将满足精度要求的坐标在二维平面展示，即为绘制的时间地图。S6：时间地图绘制结果的精度分析如S4所述，绘制的时间地图无法精确保证地图上任意两点间的距离即为两点间的通行时间，但只要保证足够的精度，对使用者不会产生大的认知障碍。因此，需要对绘制的时间地图进行精度分析，以确保时间地图的准确性，本发明提供了绘制前后任意两点间通行时间的相关性的算法，认为当绘制后时间地图上90％的地理点之间的通行时间与真实的通行时间的相关性达到90％时即为满足要求。S7：时间地图上行政边界的添加绘制区域内行政边界的坐标数据可以通过调用百度地图API对数据库中的地理位置信息进行读取，在时间地图显示的地理点绘制完成的基础上，将绘制后的(已完成坐标变换)地理点的坐标，以及未完成变换的行政边界坐标进行归一化处理，并将两张图放置于同一图层，进行拉伸变换，即可得到该区域内带有行政边界的时间地图。