[发明专利]地理PDF地图混合平面坐标系统模型及其构建方法

说明书

本发明涉及一种地理PDF地图混合平面坐标系统模型及其构建方法。PDF文档页面仅有基于像素的简单二维平面坐标系，现有的地理PDF地图案例中的平面坐标模型仅能够支持页面坐标、地理坐标和投影坐标之间的直接转换。本发明通过对地理PDF地图从生产到应用涉及到的全部六种平面直角坐标系进行聚合，并扩展利用三角网控制点坐标系，来定义二维地理PDF地图，从而构建出地理PDF地图混合平面坐标系统模型，使地理PDF地图用户不仅能获取地图中任意点的地理坐标和投影坐标，还能够直接还原其数据源原始坐标和模拟等比例尺纸图坐标，并在缺乏坐标系参数的情况下扩展非精确坐标系统构建。

技术领域

本发明涉及地理PDF地图制图技术领域，具体涉及一种地理PDF地图混合平面坐标系统模型及其构建方法。

背景技术

地理PDF地图是一种介于电子地图和纸质地图的新型地图产品。传统的电子地图和纸质地图各有优缺点，电子地图便于多尺度浏览，信息量大，但与GIS系统关联紧密，需不断升级维护；纸质地图适于长期保存，稳定可靠，但成图周期长，现势性不足。随着地图非专业用户的增加，便携式终端设备使用越来越广泛，很多用户希望在便携设备上使用跨平台的电子地图，新的地图产品与地理信息保障模式有着迫切需求。地理PDF地图的出现满足了这一需求。地理PDF地图区别于普通PDF格式的地图文件，它是在PDF格式地图文件中增加空间参考系统和地理信息数据等要素，能够使PDF形式的地图具备空间分析、量算等应用功能。这种方式的地图即所谓Geospatial PDF，具有地理空间特征的PDF数据。这种新型地图不仅能满足用户多尺度、高质量显示的要求，而且能够查询地理要素属性，用户还能获得一些简单分析功能，这些分析功能不依赖功能复杂的GIS系统。于是Geospatial PDF的核心之一就是在PDF地图数据中建立地理空间参考系(坐标系统)。因此，研究能适用于不同类型地理PDF地图，并能够支持多个坐标系转换的坐标系模型，对地理PDF地图大规模生产和应用具有重要意义。

汶建龙围绕要素编码、要素对象结构和分层结构提出并设计了一种地图跨媒介出版数据模型(汶建龙等，一种地图跨媒介出版数据模型，测绘学报[J].2015.44(8):936-942)，在属性查询和量算应用时，模型需要空间参考系统的支持，该模型并未涉及如何构建平面坐标系模型。现有的地理PDF地图空间参考建模方法主要有胡浩杰提出的屏幕坐标系和PDF用户坐标系转换模型(胡浩杰地理PDF地图制图关键技术研究，信息工程大学硕士论文，2011，郑州)和GeoPDF(美国的Layton Graphics公司开发出TerroGo Technologies制作的GeoPDF)的方法。胡浩杰提出的模型仅涉及制图系统屏幕坐标系和PDF用户坐标系的相互转换，而且并未在输出的地理PDF文件中植入平面坐标系统参数，因此其制作的地理PDF地图产品不具备独立的地理空间参考系，不能计算地理经纬度坐标、投影坐标等；GeoPDF文件具备独立的地理空间参考系，但GeoPDF空间参考模型主要问题有：(1)数据源可追溯性问题。GeoPDF空间坐标系支持地理坐标、投影坐标和页面坐标之间的直接相互转换，无法直接追溯还原到生产阶段数据源坐标系统，因此不能直接利用GeoPDF进行地理空间数据整合(将原始数据隐含于GeoPDF中)。(2)扩展性问题。GeoPDF的坐标系模型在生产制作普通GeoPDF地图时能依据数据源的空间参考系建立精确的坐标系统，但在生产制作诸如要闻地图、专题地图、目标图等特殊地图时，通常制图人员并不存有相关坐标系统的资料和参数，因而这些地理PDF地图的坐标系统难以精确构建。但用户又有构建非精确坐标系统以大致确定地理目标位置的应用需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种地理PDF地图混合平面坐标系统模型及其构建方法，使地理PDF地图用户不仅能获取地图中任意点的地理坐标和投影坐标，还能够直接还原其数据源原始坐标和模拟等比例尺纸图坐标，并在缺乏坐标系参数的情况下扩展非精确坐标系统构建。解决了地理PDF地图中的平面坐标模型难以直接支持数据源原始坐标、等比例尺纸图坐标和设备坐标直接转换的问题，为缺乏精准坐标系的特殊地理PDF地图建立平面坐标系提供了兼容的模型。

本发明所采用的技术方案为：