！ ＩＳＳ￣ＯＮ ＡＮｉ）｛ Ｓ。ｉ，＼７．Ｃｔ ｌ探讨与研究 基于网络地图服务的卫星影像数据获取 及整合技术 文／李阳 摘要：在铁路工程前期设计阶段往往会遇到航飞影像不足的问题，影响了设计工作的正常进 行。随着网络地图服务（ＷＭＳ）的推广与应用，可以利源解决这一问题。本Ｙａｈｏｏ、Ｇｏｏｇｌｅ、百度等免费的ｗＭｓ影像资 ｖ；（Ｇｏｏｇｌｅ影像资源为例，阐述了其投影和数据分割方式及原理，并提出影像瓦 片ＵＲＬ的构造方法。利用多线程技术实现了影像数据的获取、拼接及整合。 关键词：地图服务；影像；瓦片；下载；拼接 引言 计成本的投入，提高设计效率。目前提供 ＷｅｂＭｅ ｒｃａｔｏ ｒ投影方式，该投影原理与 Ｍｅｒｃａｔｏ ｒ投影原理的主要区别是认为地球 为球体而非椭球体。投影公式如下。。 ：在铁路工程前期设计阶段需要大范 ＷＭＳ的公司有Ｇｏｏｇｌｅ、Ｙａｈｏｏ、百度、 围的影像资料，然而在此阶段却难以获取 高德等等。综合考虑影像数据覆盖范围及 ，本文以ＧｏｏｇＩｅ影像 足够的航飞影像资料，尤其是针对国外项 数据质量等因素”目，影响了设计工作的正常进行。计算 数据为例，阐述一种新的影像数据获取方 机及网络技术的快速发展促进了ＷＭＳ的 推广与应用，多数ＷＭＳ影像数据具有免 费、时效性高、无需用户维护等优点。鉴 于前期设计阶段经度要求不高，我们可以 ＩＸ＝Ｒ・ 【Ｙ：Ｒ￣ｌｎ［ｔａｎ（ｚｃ／４一 ／２）］公 地球半径，取６３７８１３７．０ｍ： 投影坐标： 大地坐标，分别表示经度和纬度。 ＷｅｂＭｅｒｃａｔｏｒ投影以赤道为标准纬 法，直接构造影像瓦片ＵＲＬ，并通过其从 式（１—１］ 服务器下载影像数据，该方法具有高效、 稳定和精度高等优点。 １影像坐标系统 利用ｗＭＳ影像资料来解决航飞影像资料 Ｇ ＯＯ ｇｌ ｅｍ ａ Ｐ（以下简称ＧＭ） 不足这一问题，可以一定程度减少前期设 是ＧＯＯｇＩｅ公司ＷＭＳ产品之一，采用 线，本初子午线为经线，两者交点为 中国储运网Ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ ｃｈｉｎａｃｈｕｙｕｎ ｃｏｍ １ ０３ 探讨与研究ＤＩＳＣＵＳＳＩＯＮ ＡＮＤ ＲＥＳＥＡＲＣＨ 坐标原点，分别以东、北为正方向，东 率低，无法充分利用计算机性能及网络带 西向投影范围为【１８０。Ｗ，１８０。Ｅ】，对 宽。因此，引入多线程技术提高瓦片数据 应投影后Ｘ坐标范围为ｆ一２００３７５０８．３４， ＋２００３７５０８．３４】，为了便于显示，将基 下载效率 。 为了平衡用户请求，引入“任务池” 本地图裁剪为正方形，所以投影后Ｙ坐标 概念。将待下载的瓦片信息好放入“任务 范围与Ｘ的范围一致，投影后纬度范围为 ［８５ ０５。Ｓ，８５．０５。Ｎ 。 ２．影像瓦片数据管理方式 影像瓦片采用四叉树方式管理并存 储，每个瓦片大小均为２５６×２５６像素， 瓦片最高级别为２２级，最低级别为０级， 瓦片等级每提高１级，瓦片便为４块。 第ｎ级影像整个投影区域包含４ 块影像瓦 片，Ｘ、Ｙ方向各均分为２ 份，为便于管 理，引入瓦片坐标概念，左上角瓦片的 坐标为（Ｏ，Ｏ），右下角瓦片的坐标为 （２”一ｌ，２ 一１）。 每个影像瓦片都有唯一的ＵＲＬ标识， 通过该标识即可实现影像瓦片的下载。利 用网页分析工具查看ＧＭ页面即可以得到 影像瓦片的ＵＲＬ信息。网页元素中影像瓦 片对应ＵＲＬ为 ｍｔ１．ｇｏｏｇｌｅ ｃｏｍ／ｖｔ／ｌｙｒｓ＝ｈ＠２１ ８０００ Ｏ００＆ｈｌ＝ｅｎ＆ｓ ｒｃ＝ａｐｐ＆ｘ＝２１ ６＆ｙ＝９４＆ｚ＝８ ＆ｓ＝Ｇａｌｉｌｅ ＵＲＬ各字段均有特定含义。ｍｔＯ、 ｋｈｍ０表示地图影像服务器，ｌｙｒｓ表示图 层，ｈｌ表示标注语言种类，ｘ、Ｙ、ｚ分别表 示瓦片坐标。影像瓦片ＵＲＬ中包含了影像 瓦片的类型、坐标和等级等信息，根据瓦 片的属性调整相应字段参数即可构造指定 影像瓦片的ＵＲＬ。 ３影像数据的获取 根据前文方法构造相应ＵＲＬ，通过 Ｃｕ ｒｌ等工具即可实现对应影像瓦片数据下 载，由于数据量较大，传统单线程下载效 １ ０４ Ｃｈｉｎａ ｓｔｏｒａｇｅ＆ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｍａｇａｚｉｎｅ 池”，当某一个线程开始执行或完成上一 个任务后向“任务分派模块”发送“任务 请求”，由“任务分派模块”从“任务 池”中获取任务。成功，则将任务信息发 送给该线程，并将该任务记录从“任务 池”中删除，如果“任务池”中没有任务 记录则向该进程发送退出消息，线程正常 退出，直至最后一个线程正常退出 向系 统发送下载完成消息。通过“任务池”的 分配方式，最大化减小了网络传输速度对 下载数据的影响。 ４影像拼接及数据整合 铁路工程中常用的投影为高斯投 影或Ｕ Ｔ Ｍ投影，而下载的影像采用 ＷｅｂＭｅ ｒｃａｔｏ ｒ投影方式，因此，影像数 据需进行重采样、重投影及裁剪等后期处 理，影像数据的后期处理可利用ＧＤＡＬ实 现 ，根据瓦片坐标拼接影像瓦片，拼接 后得到目标范围内ＷｅｂＭｅ ｒｃａｔｏｒ投影系统 下的影像，利用ＧＤＡＬＷａｒｐ功能对拼接后 影像重投影，并且可结合ＳＲＴＭ、ＧＤＥＭ 等高程数据生成三维空间模型。 ５结论 以（１ ２３．４２。Ｅ，１ ２３．４７。Ｅ， ４１ ７６。Ｎ，４１．７９。Ｎ）范围作为测试区 域，影像等级设为１９，该区域内共包含瓦 片７２ ６５个，处理后影像数据与ＳＲＴＭ数 据合成三维空间模型如图５～１所示。 文中所述方法具有效率高、运行稳 定和精度高等优点。该方法同样适用于 Ｙａｈｏｏ、百度等网络地图服务。与航飞影 ２０１ ７ ０９ 图５—１三维空间模型 像相比，ＷＭＳ影像具有覆盖范围广、成 本低和实时性高等优点，精度可满足铁路 项目前期设计阶段要求，利用ＷＭＳ影像 数据与ＳＲＴＭ、ＧＤＥＭ等数据合成的三维 空间模型在铁路工程前期设计阶段，对于 指导线路走向选择以及站场选址等有着十 分重要意义。围 （作者单位：中国铁路设计院集团有 限公司） 参考文献 【１】江宽，龚小鹏．ＧｏｏｇｌｅＡＰＩ－）￣－发详 解：ＧｏｏｇｌｅＭａｐｓ－￣ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ Ｓ￣４合璧 （第２版）北京：电子工业出版社，２０１０． ［２］马谦．智慧地图：ＧｏｏｇｌｅＥａｒｔｈ／ Ｍａｐｓ／ＫＭＬ核心开发技术揭秘北京：电子 工业出版社．２０１０． 【３】，蔡伯根，上官伟，王剑 ．基于Ｗｅｂ墨卡托投影的地图算法研究与实 现Ｕ】．计算机应用研究，２０１２，２９（１２）： ４７９３￣４７９６． ［４］寇曼曼，王勤忠，谭同德 ．Ｇｏｏｇ１ｅＭａｐ数字栅格地图算法及应用Ｕ］． 计算机技术与发展，２０１２，２２（４）： ２０４￣２０６． 【５］李晶媛，韩慧莲．基于ＨＴＴＰ协议的 多线程下栽工具的实现．电脑开发与应用 ｌ＿Ｉ】．２００９，２２（１０）：５２￣５４． 【６】刘亚东，李青元，谭海，秦科学 ．开源库ＧＤＡＬ７％其在影像拼接中的应用ＩＪ］． 数字技术与应用．２０１２，（２）：８８￣８９．
