專利名稱：快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的方法和計算機(jī)程序的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用計算機(jī)程序快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的方法，特別 涉及一種利用計算機(jī)程序從城市規(guī)劃柵格圖像中快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的 方法，能夠快速統(tǒng)計出城市規(guī)劃中各類使用性質(zhì)不同的用地面積，主要應(yīng)用于 城市規(guī)劃編制和審批領(lǐng)域中。
二背景技術(shù)：
城市規(guī)劃是一項復(fù)雜和系統(tǒng)的技術(shù)工作。為了保證規(guī)劃的科學(xué)性和可操作 性，國家制定了一套完整的定量評價和控制指標(biāo)體系，如各類建設(shè)用地指標(biāo)、 人均建設(shè)用地指標(biāo)等。這些經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的核心是各類使用性質(zhì)不同的規(guī)劃用 地的面積，用地面積的統(tǒng)計和核算是城市規(guī)劃編制、評審和審批的重要步驟。
城市規(guī)劃編制成果主要有兩種表達(dá)方式，即基于CAD繪制的矢量圖形文件 和基于PHOTOSHOP繪制的柵格圖像文件。CAD是規(guī)劃部門最廣泛使用的矢量繪圖 軟件系統(tǒng)，它能夠繪制城市規(guī)劃方案的各種圖形和量算規(guī)劃用地面積。這是目 前規(guī)劃用地面積統(tǒng)計的主要方式，它需要統(tǒng)計者用CAD中的"面積量算"命令 逐一量算出規(guī)劃圖形上的每一個地塊面積，然后再按使用性質(zhì)的不同對所有地 塊進(jìn)行歸類求和從而統(tǒng)計出每一類性質(zhì)不同的城市用地面積。然而城市規(guī)劃中 用地面積大(以平方公里或公頃計算)，地塊數(shù)量眾多，城市用地類型多(10大 類)，用地地塊和道路形狀復(fù)雜(多邊形或曲線形)，因此用地面積的統(tǒng)計和核 算復(fù)雜煩瑣、工作量巨大，而且易出現(xiàn)漏計多計、計算結(jié)果不一致、準(zhǔn)確度不 高等各種缺點和不足。
柵格圖像也是規(guī)劃編制成果的常用表達(dá)方式。城市規(guī)劃柵格圖像沒有空間 坐標(biāo)信息，僅僅是一個二維的平面圖像，它通過不同的顏色來表示不同性質(zhì)的 城市用地，每一種性質(zhì)不同的城市用地用一種特定的顏色表示。國家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn) 《城市規(guī)劃制圖標(biāo)準(zhǔn)》(CJJ/T97-2003)對城市規(guī)劃中的十大類用地的表示顏色 做了具體規(guī)定。柵格圖像的優(yōu)點在于其層次清楚，直觀而明確地表達(dá)出城市規(guī) 劃各類用地的布局情況，因此它被大量用于規(guī)劃設(shè)計成果的提交和匯報展示中。 但是規(guī)劃柵格圖像的缺點在于它不能像矢量圖形那樣量算出各種用地的面積， 對于規(guī)劃評審部門無法定量掌握規(guī)劃編制部門提交的規(guī)劃方案，無法對方案的 經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行校核。這就可能造成一些規(guī)劃編制單位為使自己的方案滿足國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范而虛造指標(biāo)的現(xiàn)象。因此，在保證高準(zhǔn)確度的前提下如何快速統(tǒng) 計城市規(guī)劃中各類用地的面積，減少工作量，縮短統(tǒng)計時間，提高統(tǒng)計的效率 和自動化水平是規(guī)劃編制和審批人員急待解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的方法和統(tǒng)計的計算 機(jī)程序，能夠從城市規(guī)劃柵格圖像數(shù)據(jù)中快速準(zhǔn)確地統(tǒng)計出各類性質(zhì)不同的城 市規(guī)劃用地面積，克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點和不足，為解決城市規(guī)劃 用地面積統(tǒng)計這一技術(shù)問題提供了一種新的技術(shù)方案。本發(fā)明可以提高城市規(guī) 劃用地面積統(tǒng)計的速度和準(zhǔn)確度，縮短統(tǒng)計時間，具有效率高、速度快、自動 化的優(yōu)點，在城市規(guī)劃領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。
為解決上述技術(shù)問題而達(dá)到本發(fā)明目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的
一種快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的方法，包括以下步驟
1、 在圖像處理軟件PHOTOSHOP中預(yù)處理規(guī)劃柵格圖像，預(yù)處理后的圖像上 沒有文字和圖例，圖像分辨率為300dpi，圖像格式是16位灰度模式下的TIF格 式，每一類不同性質(zhì)的城市用地用具有不同灰度值的顏色表示。
2、 把上述預(yù)處理后的TIF格式的規(guī)劃圖像轉(zhuǎn)換成IMG格式的標(biāo)準(zhǔn)圖像，該 標(biāo)準(zhǔn)圖像具有灰度值、不同灰度值對應(yīng)的像素數(shù)量、像素大小屬性信息。
3、 對標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行地理坐標(biāo)配準(zhǔn)和校正。用戶根據(jù)城市的實際地理坐標(biāo)情 況，在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃圖像上選取四個不同方位的參考點對圖像實施地理坐標(biāo)配準(zhǔn)和 校正。這些參考點可以是道路中心線交叉點、地塊之間的相鄰點以及其他可以 明確定位的空間位置。由于規(guī)劃編制和管理部門擁有城市基礎(chǔ)地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)， 因此可以方便獲取參考點的地理坐標(biāo)數(shù)據(jù)。經(jīng)過配準(zhǔn)和校正后的規(guī)劃圖像就可 以納入到一個具體的地理坐標(biāo)系統(tǒng)中，從而使不具有空間位置信息的二維平面 圖像具有了真實的地理空間位置和距離信息，構(gòu)成圖像的每一個像素?fù)碛邢嗟?且真實的面積大小。
4、 計算不同性質(zhì)的城市規(guī)劃用地面積
1) 提取配準(zhǔn)和校正后的規(guī)劃圖像的灰度值、不同灰度值所對應(yīng)的像素數(shù)量 以及像素的面積大小。
2) 對不同灰度值所對應(yīng)的像素數(shù)量進(jìn)行大小排序，前n個較大值對應(yīng)圖像 上具有該n個灰度值的顏色所表示的n類規(guī)劃用地。
53)分別用像素的數(shù)量值乘以像素的面積得到該n類不同性質(zhì)的城市規(guī)劃用 地面積。
5、統(tǒng)計結(jié)果輸出為JPG格式的統(tǒng)計餅狀圖像文件和EXCEL的表格文件，以 方便進(jìn)一步的編輯處理。
一種快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的計算機(jī)程序，包括以下步驟
1、 基于.NET平臺和ArcObjects技術(shù)，采用面向?qū)ο蟮慕M件技術(shù)開發(fā)快速 統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的計算機(jī)程序。
2、 安裝并運行程序，加載經(jīng)過PHOTOSHOP預(yù)處理后的符合快速統(tǒng)計城市規(guī) 劃用地面積方法所要求的規(guī)劃圖像，轉(zhuǎn)換圖像到標(biāo)準(zhǔn)IMG格式。
3、 對標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行地理坐標(biāo)配準(zhǔn)和校正，用鼠標(biāo)光標(biāo)選擇規(guī)劃圖像上四個 不同方向上的參考點，在程序彈出的"輸入地理坐標(biāo)"對話框中輸入各參考點 的地理坐標(biāo)(見圖3)，輸入完畢后點"確定"按鈕完成圖像的配準(zhǔn)和校正。
4、 在接下來的"用地統(tǒng)計結(jié)果"界面中選擇輸入圖像上規(guī)劃用地的類別數(shù)， 點"開始統(tǒng)計"按鈕，程序會自動提取圖像的灰度值、每一灰度值所對應(yīng)的像 素數(shù)量、像素的真實面積大小，并用前n個較大的像素數(shù)量值乘以像素的面積 得到n類不同性質(zhì)的城市規(guī)劃用地面積(見圖5)。
5、 在程序統(tǒng)計得到的"統(tǒng)計結(jié)果"表中，選擇每一類用地的使用性質(zhì)后， 點"統(tǒng)計分析"按鈕，把統(tǒng)計結(jié)果以JPG格式的統(tǒng)計餅狀圖像和EXCEL表格文 件的形式輸出(見圖6)，方便了進(jìn)一步的編輯處理。
為了使用方便，程序以"米"為統(tǒng)計計算單位，常用的命令用形象化的按 鈕表示，包括圖像放大、縮小、全屏顯示、移動、選取圖像配準(zhǔn)和校正的參考 點、加載圖像等。
藉由上述技術(shù)方案.，本發(fā)明具有以下有益效果
1、 本發(fā)明提供了一種新的統(tǒng)計方法，從常用的規(guī)劃柵格圖像數(shù)據(jù)入手解決 了快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的技術(shù)問題。本發(fā)明所提供的計算機(jī)程序設(shè)計了 對規(guī)劃柵格圖像數(shù)據(jù)的支持和處理功能，能夠快速完成規(guī)劃柵格數(shù)據(jù)的讀取、 轉(zhuǎn)換、統(tǒng)計分析和輸出。可以提高城市規(guī)劃用地面積統(tǒng)計的速度和準(zhǔn)確度，縮 短統(tǒng)計核算的時間，減輕了規(guī)劃用地面積統(tǒng)計的工作量，具有效率高、速度快、 自動化的優(yōu)點。
2、 可以為規(guī)劃編制和審批提供一個供決策參考的客觀、定量的技術(shù)指標(biāo)數(shù)據(jù)。城市規(guī)劃編制部門應(yīng)用本發(fā)明，可以適時檢査規(guī)劃方案的經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)情
況，為方案編制提供參考依據(jù)；城市規(guī)劃審核部門應(yīng)用本發(fā)明可對規(guī)劃編制部 門報送的規(guī)劃方案指標(biāo)進(jìn)行核算，既可以為方案審批提供參考又可以杜絕虛造 指標(biāo)的行為。
3、在其他工程規(guī)劃領(lǐng)域中涉及計算用地面積的，如土地規(guī)劃、景觀規(guī)劃等, 只要表達(dá)其編制成果的柵格圖像符合本發(fā)明要求并且可以獲取圖像上參考點坐 標(biāo)的，均可以應(yīng)用本發(fā)明的方法和程序快速統(tǒng)計出用地面積。
四

圖l是技術(shù)流程圖。
圖2是加載到程序中的經(jīng)ra0T0SH0P預(yù)處理后的規(guī)劃柵格圖像。
圖3是程序運行中的圖像配準(zhǔn)和校正界面。
圖4是IMG格式的標(biāo)準(zhǔn)圖像屬性信息表。
圖5是程序運行中的城市規(guī)劃用地面積統(tǒng)計界面。
圖6是程序運行中的城市規(guī)劃用地面積統(tǒng)計輸出界面。
五具體實施例方式
本發(fā)明的主要技術(shù)原理城市規(guī)劃圖像中用不同的顏色表示不同性質(zhì)的用 地類型，把這種彩色圖像轉(zhuǎn)成16位TIF格式的灰度圖像后，原圖中的各種顏色 用具有不同級別灰度值的灰色來代替表示。而將TIF格式轉(zhuǎn)成IMG格式后則可 以獲取圖像的各種屬性信息，包括灰度值、每一灰度值對應(yīng)的像素數(shù)量、像素 面積大小。此時的像素面積是不真實的。將圖像按照真實的地理坐標(biāo)進(jìn)行配準(zhǔn) 和校正后，圖像具有真實的地理空間位置和距離信息，每個像素也就具有了真 實的面積大小。這樣提取圖像灰度值及其對應(yīng)的像素數(shù)量、每個像素的真實面 積就可以統(tǒng)計計算出各類不同性質(zhì)的城市規(guī)劃用地面積。
以下結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步描述。
1、 在圖像處理軟件ra0T0SH0P中把規(guī)劃圖像處理成16位TIF格式的灰度 圖像，圖像上沒有文字和圖例，圖像分辨率為300dpi，每一類不同性質(zhì)的城市 規(guī)劃用地用具有不同灰度值的顏色表示，如圖2所示。
2、 運行程序，加載預(yù)處理后的圖像到程序中，把它轉(zhuǎn)換成IMG格式的標(biāo)準(zhǔn) 圖像，
3、 對標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行地理坐標(biāo)配準(zhǔn)和校正，如圖3所示。選取圖像上四個不 同方向的參考點，本例選擇圖上四個地塊之間的交點為參考點，如圖3所示四個圓圈內(nèi)的交點。在彈出的"輸入地理坐標(biāo)"對話框中分別輸入各個參考點的
真實地理坐標(biāo)，本例中右下角參考點坐標(biāo)為(3681248， 524339)，左下角參考 點坐標(biāo)為(3681199， 523877)，左上角參考點坐標(biāo)為(3681465, 523730)，右 上角參考點坐標(biāo)為(3681527， 524320),輸入完畢后點"確定"按鈕完成圖像 的坐標(biāo)配準(zhǔn)和校正。這樣不具有地理空間信息的單純二維平面圖像具有了真實 的地理空間位置和距離信息，構(gòu)成圖像的每一個像素具有相等且真實的面積大 小。
4、 用地面積統(tǒng)計。本例中有七類城市用地，分別是道路用地、居住用地、 工業(yè)用地、市政設(shè)施用地、公共設(shè)施用地、綠化用地和未定義性質(zhì)的用地，這 七類用地分別由具有不同灰度值的灰色來表示。在程序運行中的"用地統(tǒng)計結(jié) 果"界面中選擇圖像上規(guī)劃用地的類別數(shù)，本例選"7"，即七類用地。點"開 始統(tǒng)計"按鈕，程序會自動提取圖像的灰度值、每一灰度值所對應(yīng)的像素數(shù)量、 像素的真實面積大小，用前七個較大的像素數(shù)量值乘以像素的面積得到七類不 同性質(zhì)的城市規(guī)劃用地面積，如圖4和圖5所示。圖4為前七個數(shù)量較大值的 像素信息，value表示灰度值，count表示具有該灰度值的像素數(shù)量；圖5為程 序運行中的"用地統(tǒng)計結(jié)果"界面。
5、 在程序統(tǒng)計得到的"統(tǒng)計結(jié)果"表中，選擇每一類用地的使用性質(zhì)后， 點"統(tǒng)計分析"按鈕，把統(tǒng)計結(jié)果以JPG格式的統(tǒng)計餅狀圖像和EXCEL表格文 件的形式輸出，方便了進(jìn)一步的編輯處理。其中"未定義性質(zhì)"的用地因不在 國家標(biāo)準(zhǔn)十大類用地之中，程序在輸出時將其排除，如圖6所示。
經(jīng)過在規(guī)劃部門的實際應(yīng)用，證明程序使用效果良好，提高了統(tǒng)計速度， 統(tǒng)計誤差基本上被限制在3%以內(nèi)。如本實施例在CAD中量算六類城市規(guī)劃用地 總面積為539278米2，程序統(tǒng)計值為537240米2,準(zhǔn)確度達(dá)到99%。相對于城市 總體規(guī)模(數(shù)平方公里)來說，該統(tǒng)計精度完全滿足實際需要。
權(quán)利要求
1、一種快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的方法，其特征在于包括以下步驟A、在圖像處理軟件PHOTOSHOP中對城市規(guī)劃柵格圖像進(jìn)行預(yù)處理；B、轉(zhuǎn)換預(yù)處理后的圖像為標(biāo)準(zhǔn)圖像格式；C、對標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行地理坐標(biāo)配準(zhǔn)和校正；D、提取配準(zhǔn)和校正后的圖像的灰度值、不同灰度值所對應(yīng)的像素數(shù)量以及像素的面積大小，計算各類不同性質(zhì)的城市規(guī)劃用地面積；E、把統(tǒng)計結(jié)果以圖和表的形式輸出。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的方法，其特征在于該步 驟A中預(yù)處理后的圖像上沒有文字和圖例，圖像分辨率為300dpi,圖像格式是 16位灰度模式下的TIF格式，每一類不同性質(zhì)的城市用地用具有不同灰度值的 顏色表示。
3、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的方法，其特征在于該步 驟B中轉(zhuǎn)換后的標(biāo)準(zhǔn)圖像是IMG格式的圖像。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的方法，其特征在于該步 驟C中在標(biāo)準(zhǔn)圖像上選擇四個不同方向上的參考點，賦予參考點真實的地理坐 標(biāo)以完成圖像的配準(zhǔn)和校正，使圖像具有真實的空間位置和距離信息。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的方法，其特征在于該步 驟D中計算面積的方法進(jìn)一步包括1) 對不同灰度值所對應(yīng)的像素數(shù)量進(jìn)行大小排序，前n個較大值對應(yīng)圖像 上具有該n個灰度值的顏色所表示的n類規(guī)劃用地。2) 分別用像素的數(shù)量值乘以像素的面積得到該n類不同性質(zhì)的城市規(guī)劃用 地面積。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的方法，其特征在于該步 驟E中輸出的是JPG格式的統(tǒng)計餅狀圖像文件和EXCEL的表格文件，方便了進(jìn) 一步的編輯處理。
7、 一種快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的計算機(jī)程序，當(dāng)在計算機(jī)上安裝和執(zhí)行時， 被安排來使所述計算機(jī)完成快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積，其特征在于包括以下 步驟A、 基于.NET平臺和ArcObjects技術(shù)，采用面向?qū)ο蟮慕M件技術(shù)開發(fā)快速統(tǒng)計 城市規(guī)劃用地面積的計算機(jī)程序；B、 安裝并運行程序，加載符合權(quán)利要求2中所述的規(guī)劃圖像，轉(zhuǎn)換圖像到標(biāo)準(zhǔn)IMG格式；c、對標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行地理坐標(biāo)配準(zhǔn)和校正，用鼠標(biāo)光標(biāo)選擇所需參考點，在程序彈出的"輸入地理坐標(biāo)"對話框中輸入各參考點的地理坐標(biāo)，輸入完畢后點"確定"按鈕完成圖像的配準(zhǔn)和校正；D、 在接下來的"用地統(tǒng)計結(jié)果"界面中選擇輸入圖像上規(guī)劃用地的類別數(shù)，點 "開始統(tǒng)計"按鈕，程序會自動執(zhí)行權(quán)利要求1中的步驟D和權(quán)利要求5中的步驟統(tǒng)計不同類別的城市規(guī)劃用地面積；E、 在程序計算得到的"統(tǒng)計結(jié)果"表中，選擇每一類用地的使用性質(zhì)后，點"統(tǒng) 計分析"按鈕，把統(tǒng)計結(jié)果以JPG格式的統(tǒng)計餅狀圖像和EXCEL表格文件的形 式輸出，方便了進(jìn)一步的編輯處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及快速統(tǒng)計城市規(guī)劃用地面積的方法和計算機(jī)程序，主要應(yīng)用于城市規(guī)劃編制和審批領(lǐng)域中。它包括以下步驟1.對城市規(guī)劃圖像預(yù)處理；2.轉(zhuǎn)換圖像為標(biāo)準(zhǔn)格式圖像；3.對標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行地理坐標(biāo)配準(zhǔn)和校正；4.獲取配準(zhǔn)和校正后的圖像的灰度值、不同灰度值對應(yīng)的像素數(shù)量和像素面積，計算各類規(guī)劃用地的面積；5.把統(tǒng)計結(jié)果以圖和表的形式輸出。統(tǒng)計的計算機(jī)程序基于.NET平臺和ArcObjects技術(shù)，采用面向?qū)ο蟮慕M件技術(shù)開發(fā)而成。應(yīng)用本發(fā)明解決了城市規(guī)劃用地面積快速統(tǒng)計的技術(shù)問題，提高了統(tǒng)計的速度和準(zhǔn)確度，減輕了統(tǒng)計的工作量，實現(xiàn)了城市規(guī)劃用地面積統(tǒng)計的自動化。
文檔編號G06F17/50GK101510273SQ200810124649
公開日2009年8月19日 申請日期2008年8月28日 優(yōu)先權(quán)日2008年8月28日
發(fā)明者何金廖, 宗躍光, 張曉瑞, 松 薛, 昱 韓 申請人:南京大學(xué)