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一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法
申请号	CN202410284526.0	申请日	2024-03-13	公开(公告)号	CN118013937A	公开(公告)日	2024-05-10
申请人	江苏省城市规划设计研究院有限公司;			发明人	韦胜; 汪晓春; 成吉楠;
摘要	本发明公开了一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法，涉及城市规划、地理信息系统、地图数据服务、地理信息安全等技术领域，首先，将研究区按照瓦片地图规则切分为大小相等的多层级瓦片网格。其次，根据多层级瓦片网格的级数，计算空间数据的地理空间坐标信息所在的瓦片网格。再，计算空间数据的坐标信息与所在瓦片网格的原点坐标信息之间的差值。最后，自动生成一组字符组合来表达数字和数学符号，并将上述中的差值转换所生成的字符串。地理空间坐标信息转译为瓦片网格原点坐标信息和所生成字符组合的集成，并可以反向计算出实际的地理空间坐标信息。本发明实现地理空间坐标信息的字化转译，有效保护了地理空间信息的安全。
权利要求	1.一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、将研究区按照瓦片地图规则切分为大小相等的多层级瓦片网格；步骤2、根据多层级瓦片网格的级数，计算空间数据的地理空间坐标信息所在的瓦片网格；步骤3、计算地理空间坐标信息与所在瓦片网格的原点坐标信息之间的差值；步骤4、随机生成一组字符组合来表达数字和数学符号，并根据字符组合将步骤3中的差值转换所生成的字符串；步骤5、将地理空间坐标信息转译为瓦片网格原点坐标信息和步骤4所生成字符组合，并反向计算出实际的地理空间坐标信息。 2.根据权利要求1所述的一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法，其特征在于，步骤中1具体如下：步骤1.1、将地理空间设置为多个级别的瓦片网格；步骤1.2、每个级别上每个瓦片网格的左下角坐标作为瓦片网格的原点坐标。 3.根据权利要求1所述的一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法，其特征在于，步骤2中包括以下步骤：步骤2.1、根据所设置的多层级瓦片网格的级数，给出每个瓦片网格的编号；步骤2.2、通过地理矢量叠加计算，判断出所输入空间数据的地理空间坐标信息P所在的瓦片网格的编号Q。 4.根据权利要求3所述的一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法，其特征在于，步骤3中包括以下步骤：步骤3.1、计算编号为Q的瓦片网格的原点坐标Q1；步骤3.2、再计算P与Q1之间的差值R，R保留正负值符号。 5.根据权利要求4所述的一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法，其特征在于，步骤4中包括以下步骤：步骤4.1、采用一组不重复的字符组合F代表数字和数学符号，每个数字或数学符号用多个不同字符来表示，但一个字符只能代表唯一的一个数字或数学符号；步骤4.2、用字符组合F表达出R的值。 6.根据权利要求5所述的一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法，其特征在于，步骤5中包括以下步骤：步骤5.1、空间数据的地理坐标信息转译为Q和R的组合；步骤5.2、先计算出编号为Q的瓦片网格的原点坐标值，其次将R反转换为数字，最后将所计算出的原点坐标值与R反转换后的数字值相加即得到实际的地理空间坐标信息。
说明书全文	一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法技术领域 [0001] 本发明涉及城市规划、旅游规划、城市交通、复杂网络建模技术领域，特别是涉及一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法。背景技术 [0002] 当前，空间数据在社会经济发展中发挥着越来越重要的作用。例如，人们的日常生活离不开在线地图空间数据，规划现场调研需要实施上传地理坐标定位信息等。空间数据也因为其存储了地理空间坐标信息而在信息安全领域受到了极大关注。与此同时，瓦片地图数据应用技术在当前也得到了极大的发展。由于对瓦片地图数据的使用质量要求越来越高，近些年来，矢量瓦片地图应用的领域越来越广泛，逐步地在代替栅格瓦片地图。矢量瓦片地图和栅格瓦片地图之间的一个显著区别是：矢量瓦片地图带有地理实体的较为精确地理坐标信息，而栅格瓦片地图一般无法反映出地理实体的精确地理坐标信息，更多是以图片的形式反映地理实体现状情况。但是，二者都具有的一个特点是按照一定规则划分的规则瓦片网格，每个瓦片网格的四个顶点地理坐标，可以根据所在的瓦片地图级别数等参数推算出来。 [0003] 本发明基于这样的背景，提出精确的地理空间坐标信息可以与每个瓦片网格的某个顶点坐标之间建立数学计算关系。由于每个瓦片网格的某个顶点坐标是可以推算出来的，那么就可以再根据上述的数学计算关系反推算出实际地理空间坐标。尽管地理空间坐标信息可以与每个瓦片网格的某个顶点坐标之间建立数学计算关系，但这个计算结果应该需要进一步加密处理，以在使用者保护数据安全。因为用实际的数字表达地理空间坐标安全性较差，通常会将地理空间坐标由数字转译为其他形式的表达，如字符等。为此，本发明进一步提出如何利用数字的字符转译方法来保密地理空间坐标数据的技术。发明内容 [0004] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足而提供一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法，本发明能够基于瓦片地图原理，实现地理空间坐标信息的字化转译，有效保护了地理空间信息的安全。 [0005] 本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：根据本发明提出的一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法，包括以下步骤：步骤1、将研究区按照瓦片地图规则切分为大小相等的多层级瓦片网格；步骤2、根据多层级瓦片网格的级数，计算空间数据的地理空间坐标信息所在的瓦片网格；步骤3、计算地理空间坐标信息与所在瓦片网格的原点坐标信息之间的差值；步骤4、随机生成一组字符组合来表达数字和数学符号，并根据字符组合将步骤3中的差值转换所生成的字符串；步骤5、将地理空间坐标信息转译为瓦片网格原点坐标信息和步骤4所生成字符组合，并反向计算出实际的地理空间坐标信息。 [0006] 作为本发明所述的一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法进一步优化方案，步骤中1具体如下：步骤1.1、将地理空间设置为多个级别的瓦片网格；步骤1.2、每个级别上每个瓦片网格的左下角坐标作为瓦片网格的原点坐标。 [0007] 作为本发明所述的一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法进一步优化方案，步骤2中包括以下步骤：步骤2.1、根据所设置的多层级瓦片网格的级数，给出每个瓦片网格的编号；步骤2.2、通过地理矢量叠加计算，判断出所输入空间数据的地理空间坐标信息P所在的瓦片网格的编号Q。 [0008] 作为本发明所述的一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法进一步优化方案，步骤3中包括以下步骤：步骤3.1、计算编号为Q的瓦片网格的原点坐标Q1；步骤3.2、再计算P与Q1之间的差值R，R保留正负值符号。 [0009] 作为本发明所述的一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法进一步优化方案，步骤4中包括以下步骤：步骤4.1、采用一组不重复的字符组合F代表数字和数学符号，每个数字或数学符号用多个不同字符来表示，但一个字符只能代表唯一的一个数字或数学符号；步骤4.2、用字符组合F表达出R的值。 [0010] 作为本发明所述的一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法进一步优化方案，步骤5中包括以下步骤：步骤5.1、空间数据的地理坐标信息转译为Q和R的组合；步骤5.2、先计算出编号为Q的瓦片网格的原点坐标值，其次将R反转换为数字，最后将所计算出的原点坐标值与R反转换后的数字值相加即得到实际的地理空间坐标信息。 [0011] 本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：（1）本发明提供了一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法，可实现地理空间坐标信息的字符化转译，保护了地理空间信息数据的安全；（2）本发明基于瓦片地图的设计原理，提出了一种利用瓦片地图切分实现地理空间坐标的字符转译方法。附图说明 [0012] 图1是本发明的整体流程示意图。 [0013] 图2a是第一层级瓦片网格的构成示意图。 [0014] 图2b是第二层级瓦片网格的构成示意图。 [0015] 图2c是第三层级瓦片网格的构成示意图。 [0016] 图3是多层级瓦片网格关系的构成示意图。 [0017] 图4是瓦片网格的层级与坐标值关系示意图。 [0018] 图5是瓦片网格的原点与地理坐标之间差值计算的示意图。 [0019] 图6是数字或数学符号用字符代表的示意图。 [0020] 图7是差值的数字值转换为字符组合结果示例的示意图。具体实施方式 [0021] 下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：步骤1、参见附图1，将研究区按照瓦片地图规则切分为大小相等的多层级瓦片网格；步骤1.1、将地理空间设置为多个级别的瓦片网格；参见附图2a，第一层级瓦片网格的构成是由一个瓦片所组成。参见附图2b，第二层级瓦片网格的构成是由4个瓦片所组成。参见附图2c，第三层级瓦片网格的构成是由16个瓦片所组成。 [0022] 根据图2a、图2b、图2c，不难发现每一个层级（除第一个层级外）是上一个层级瓦片数的4倍，且一个瓦片在下一个层级中会被均等划分为4个大小一样的瓦片。 [0023] 在每个层级，实际工作中会根据每个瓦片的横纵坐标关系，给予一个固定的横纵坐标轴编号。 [0024] 参见附图3，每个层级的瓦片网格在下一层级时，被进一步的等分。由此可见，瓦片网格是有着固定规则切分而成的，每个层级的瓦片网格数量是不一样的。那么，整个地理空间是被大小一致的瓦片所切分，每个瓦片所代表的地理空间范围也是固定的。当然，实际工作中需要根据瓦片的层级数以及每个瓦片的像素来确定。总而言之，瓦片地图技术可以通过一个瓦片所在编号以及层级数就可以知道整个瓦片所代表的地理空间范围。 [0025] 参见附图4，根据层级，每个瓦片所表达的地理空间范围是固定的。这也意味着可以根据瓦片网格的编号和层级就可以推算出每个瓦片网格的地理坐标信息。 [0026] 步骤1.2、每个级别上每个瓦片网格的左下角坐标作为瓦片网格的原点坐标。 [0027] 这样处理的好处是实际工作中只需要按照每个瓦片固定的一个标识性坐标点来作为判断其他空间位置点坐标的参考标准。 [0028] 步骤2、根据多层级瓦片网格的级数，计算空间数据的地理空间坐标信息所在的瓦片网格；步骤2.1、根据所设置的多级瓦片网格的级数，给出每个瓦片网格的编号；步骤2.2、通过地理矢量叠加计算，判断出所输入空间数据的地理空间坐标信息（记为P）所在的瓦片网格编号，记为Q。 [0029] 这样处理的原因是:对于要进行字符转译的地理空间坐标，首先要知道这个地理空间坐标所在的瓦片格网编号。当然，根据步骤1分析结论，还需要知道所对应的多级瓦片网格的级数。 [0030] 步骤3、计算地理空间坐标信息与所在瓦片网格的原点坐标信息之间的差值。 [0031] 参见附图5，在计算出一个地理空间坐标信息所在的瓦片网格后，由于每个瓦片网格的原点坐标信息是可以推算出来的（因为每个瓦片网格的地理空间范围是固定的，那么四个坐标点的位置也是固定可以知道的）。那么，就可以计算出这个地理空间坐标信息与其所在瓦片网格的原点坐标信息之间的差值。 [0032] 步骤3.1、计算Q的原点坐标，记为Q1；步骤3.2、再计算P与Q1之间的差值，结果保留正负值符号，并记为R。 [0033] 该步骤的目的是使得：实际应用中只需要通过瓦片编号、多级瓦片网格的级数、以及该步骤中所计算出来的差值就可以反推算出正确的地理空间坐标。那么在实际应用中，瓦片编号、多级瓦片网格的级数、以及该步骤中所计算出来的差值对于很多人来说是陌生的，或者说只要对其中某个部分进行保密处理，则使用者很难计算出正确的地理空间坐标。换句话而言，就是将地理空间坐标换成了3个部分所组成。 [0034] 一般而言，两个地理空间坐标点之间的差值可以通过横纵坐标2个维度上差值来表达。例如，附图5中差值是由横坐标和纵坐标2个维度上差值所共同构成的。 [0035] 步骤4、自动生成一组字符组合来表达数字和数学符号，并将步骤3中的差值转换所生成的字符串。 [0036] 步骤4.1、参见附图6，用一组不重复的字符组合（记为F）代表数字和数学符号，每个数字或数学符号可以有多个不同字符来表示，但一个字符只能代表唯一的一个数字或数学符号；因为步骤3.2中差值就是由数字和数学符号所组成，那么就可以用字符来表示这些数字和数学符号。这样本发明又进一步对差值结果进行了加密处理，使得地理空间数据的安全性得到了进一步的保护。 [0037] 当然，为了取得更好的加密效果，可以让多个字符来代表某个数字或者数学符号。例如，附图6中，字符“W”和“G”都代表了数字“3”。 [0038] 步骤4.2、用字符组合F表达出R的值。 [0039] 参见附图7，差值中3.46和2.48可以根据附图6中规则，进行替换，所得到的转移字符分别为“WUAS”和“DUBP”。 [0040] 步骤5、地理空间坐标信息转译为瓦片网格原点坐标信息和步骤4所生成字符组合的集成，并可以反向计算出实际的地理空间坐标信息。 [0041] 步骤5.1、空间数据的地理坐标信息转译为瓦片网格编号Q和R的组合；步骤5.2、在反向计算出实际的空间数据的地理坐标信息时，先计算出瓦片网格编号Q的原点坐标值，其次将R反转换为数字，最后将所计算出的原点坐标值与R反转换后的数字值相加。 [0042] 以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

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