基于GIS的室内地图服务系统关键技术研究与设计实现

中图分类号：TP391密级：公开UDC：620学校代码：10094讶I解菡丈李硕士学位论文(学历工程硕士)基于GIS的室内地图服务系统关键技术研究与设计实现KeyTechnologyResearchandDesignofIndoorMapService、SystemBasedonGIS作者姓名：指导教师：学科专业：研究方向：论文开题日期：邵敬敬张朝晖副教授李文斌教授计算机技术图形图像处理与计算机辅助设计2013年05月31日学位论文原创性声明本人所提交的学位论文基于GIS的室内地图服务系统关键技术研究与设计实现，是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的原创性成果。除文中己经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中标明。本声明的法律后果由本人承担。论文作者(签名)：3f；移；清乏勿降年岁月22日舯撕确认(签孙艄矽乒凇绛年箩月殂日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解河北师范大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权河北师范大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在年解密后适用本授权书)论文作者(签名)：习饿饭勿砰年f月22Et指导教师(签名)弼留埠狮年r月丝日摘要StrategyAnalytics研究数据表明，人们平均80至90的时间在室内活动。伴随城市的发展与建设，大型室内建筑物如商厦、展览中心、机场和博物馆鳞次栉比，而且建筑物内部结构日趋复杂化。传统的室外地图服务已经不能满足人们的需求，室内地图服务应运而生。遗憾的是，新兴应用领域的室内地图在我国地图市场上一直是一个空白，如何利用室内环境生成地图，并实现更加实用、真实的室内地图系统，成为这一领域的热点。本论文总结和分析了室内地图的研究现状。就开发一个室内地图服务系统中的关键技术，如：室内地图制作、瓦片切割以及路径规划等展开了研究。论文的主要工作分为三个方面。第一，室内地图制作方面。通过分析大型建筑物的室内环境的空间结构，设计了室内地图的概念模型。在此基础上，结合室内地图数据访问的需求，对室内地图的组织结构和转换流程进行了探索，实现了从矢量地图到瓦片制作的过程。运用室外地图制作流程的核心思想，并结合室内空间结构的特点，提出了室内地图的制作方法。第二，瓦片切割方面。室内地图以墨卡托投影为基准，通过地理坐标系、像素坐标系、瓦片坐标系三者之间的转换制作瓦片金字塔地图。并研究了相关的切片工具、地理参考信息模型、瓦片存储策略。运用室外瓦片切割的准则，结合室内多楼层的结构特点，进行同一建筑物的分楼层瓦片切割。第三，路径规划方面。室内地图路径规划主要包含同楼层路径规划、跨楼层路径规划、途经点路径规划等三方面。根据不同情况设计了相应的最短路径规划算法，并对室内地图路网模型及数据存储结构进行了设计。同楼层路径规划沿用室外地图路径规划的算法思想，跨楼层路径规划则额外考虑了楼层间的联通关系的记录。综合上面的研究，开发了室内地图服务系统(目前已部署运行)。该系统可以为iOS客户端用户提供地图瓦片、路径规划、POI搜索等服务。系统的实际运行效果良好，并己投入生产，创造了一定的经济效益和社会效益。关键词：GIS室内地图路径规划坐标系转换瓦片AbstractStrategyAnalyticsstudiesshowthat，onaverage，peoplespend80一90timeonindoorsactivitiesWiththedevelopmentofthecity,largebuildingssuchascommercialbuildings，exhibitioncenters，airportsandmuseumshavesprungupTheinternalstructureofthosenewbuildingsbecomemoreandmorecomplexoutdoormaphasbeenunabletomeetpeopleSneedsAsThesearesult，rvicesgivenbytraditionalindoormapserviceshaveemergedHowtotakeadvantageoftheindoorenvironmenttogenerateamap，andtoachievemorepractical，realindoormapsystem，becomeahotspotinthisfieldThisthesissummarizesandmaalyzestheresearchstatusaboutindoormapsSomekeytechnicalissuesaboutdevelopinganindoormapservicesystem，suchasindoormapmaking，tilecuttingandrouteplanningarcdiscussedMainworkareasfollowsFiIsLpaltisaboutmakingindoormapsByanalyzingthespatialstructureoflargebuildingsindoorenvironment，aconceptualmodelofindoormapsisdesignedTherefore，takingintoaccounttheneedsofindoormapdataaccess，organizationalstructureandconversionprocessesofindoormapsareexploredAnd，themakingprocessfromvectormapstotilesisimplementedCombiningthecoreideaofoutdoor-basedmapproductionprocesswiththecharacteristicsoftheinteriorspacestructure，productionmethodsforindoormapisproposedSecondaspectisabouttilecuringMercatorprojectionasabenchmark，byconvertingcoordinatesamonggeographiccoordinates，pixelcoordinatesandtilecoordinates，themapoftilepyramidtileisproducedAlso，therelevantslicingtool，georeferencedinformationmodelandtilestoragestrategyaresurveyedByapplyingthecriteriaforcuttingoutdoortiles，howtoCutthetilesofdifferentfloorinasamebuildingisdiscussedThethirdoneisaboutpathplanningItmainlycontainspathplanningofsamefloor,differentfloorandwaypointconstraintForthesethreecases，relatedshortestpathplanningalgorithmsaredesignedAtthesainetime，roadnetworkmodelofindoormapsanddatastructurearegivenThepanningmethodofsamefloorfollowsthepathplanningalgorithmSideaofoutdoormaps，Inthesituationofdifferentfloors，weconsiderunicomrelationsbetweenfloorsIVInthiswork，anindoormapservicesystemisdevelopedItcanprovidemaptiles，pathplanningandPOIsearchforiOSAPPsThissystemhasbeenputintorealusageOnonehand，itfullyvalidatedourworkOntheotherhand，itcreatedacertainamountofeconomicandsocialbenefitsKeyWords：GIS，IndoorMap，RoadGuidance，coordinatesystemtransformation，TilesV目录摘要IIIAbstract11I，1绪论111研究背景和意义112国内外研究现状，113研究内容及方案21。31研究内容一2132研究方案一314论文组织结构515本章小结62地理信息系统一72、GIS镯食1。22GIS基本功能823GIS开发824本章小结93室内地图制作流程1031使用工具1032部分制作流程。11321调整采集的室内数据的比例与方位角11322MapInfo经纬度配准。13323制作道路图层一1533实验结果与解析1734本章小结174地图瓦片生成l841墨卡托投影法l842地图坐标系19421地理坐标系19422像素坐标系一19VI423瓦片坐标系一20424坐标系转换一2243地理参考信息模型23431WMSj13432WFS23433WCS，24434TMS2444切片工具MapTiler2445实验结果与解析30451服务器端瓦片存储30452客户端瓦片存储一3046本章小结，325室内地图路径规划算法3351最短路径问题的分类3352最短路径规划算法34521Dijkstra算法34522A幸算法35523TSP36524K-最短路径算法3853室内地图路网模型设计39531室内地图路网的抽象一39532室内地图路网模型的数据处理40533室内地图路网模型的建立4054室内地图路网模型数据存储结构设计42541邻接矩阵一42542边列表一43543邻接表一4455实验结果与解析4456本章小结45VlI6室内地图系统仿真4661系统功能分析46611服务器端系统功能分析一46612iOS客户端系统功能分析一5062系统仿真研究56621服务器端仿真研究一56622iOS客户端仿真研究一6563iOS客户端应用实现69631系统整体介绍一69632系统关键实现实例展示一7364本章小结767总结与展望7771工作总结7772工作展望78参考文献80致谢83攻读硕上期间参与项目一84l绪论11研究背景和意义近几年，随着社会的进步和发展，人们的生活水平日益提高，对地理信息的需求在衣食住行等各个方面也在不断的增长。而随着手持移动设备1的普及，电子地图在访问上的便利性明显优于传统的纸质地图，通过手持移动设备可以随时随地访问电子地图。关于电子地图的各种探索和研究，相关地图系统的开发层出不穷【5】【61。现如今，室外地图技术已经相当成熟，渗透到人们生活的方方面面，随时随地为所有人和事物提供个性化信息服务。但是对于大部分时间置身于日渐复杂的建筑物中人们来说，室外电子地图已经不能满足他们的需求，这时室内地图应运而生。比如置身于一个大型商场中，必须在有限的时问内购买指定的商品，直接去找商场的平面图和商品的位置需要浪费一定的时间，如果手机上有一款室内电子地图，甚至可以在路上直接找到要买的商品的位置，规划出购买商品的最短路径，将极大的方便你的出行。室内地图可以将大型建筑物的平面图在手持移动设备上展现出来，从而使建筑物内使用手持移动设备的用户可以迅速定位到指定的商家、银行、卫生问、休息区等，疏通了人、位置、商家三者之间的关系。用户还可以随时了解建筑物内的各种消息，并且分类搜索感兴趣的商品。为用户对未知建筑物的认识提供了极大的便利1。因此，室内地图的研究十分重要，它的研究与实现不仅具有关键的学术价值，而且具有巨大的实际应用前景。12国内外研究现状目前，室内地图研究处于领先地位的是国外，而中国涉足此领域的公司和科研机构很少。在国外，在2011年无线协会年会上，诺基亚公司发布了DestinationMaps服务，推出该服务主要为用户提供室内路线、室内方向和室内导航等信息。Google在2011年11月在移动设备中增加了室内地图的相关服务，超过1万座大型建筑的室内地图被该应用覆盖。同一年，现在已经覆盖主要欧洲国家的必应室内地图由微软发布。在国内，2012年5月百度PC端上线了精细化位置信息的室内导航地图。高德于同年9月份发布了安卓手机可以使用的室内地图功能。统计资料显示，全世界的人们有8790的时间在室内活动，由此带来的位置信息服务、室内定位、室内导航一定会有庞大需求。也必定有广阔的前景和空间在等待着刚兴起的中国市场。13研究内容及方案131研究内容本系统服务器端运用的三大关键技术的逻辑关系以及服务器与客户端之间的关系如图11所示：图1I系统示意图整个室内地图服务系统顺利进行的关键步骤是室内地图制图。室内地图制作是瓦片切割和路径规划技术实现的前提和基础。只有地图以更好更快的方式(瓦片的形式)显示出来了，路径规划的功能才更有意义。在室内地图服务系统中，路径规划是核心功能，而最短路径规划算法是路径规划的首选算法。对路径规划算法在客户端进行仿真实现，是为了验证路径规划算法可以在室内地图上实现最优路径规划方案，同时也验证了室内地图服务系统的可靠性。本论文研究内容涉及室内地图服务系统一些关键技术，包括室内地图制作、瓦片切割、路径规划。本文研究工作涉及以下三方面：第一，室内地图制作。通过了解大型建筑物的室内地理环境的空间结构，规划出室内地图的概念模型，而且在概念模型的基础上综合室内地图数据访问的需要，对室内地图的转换流程和组织结构进行了研究，从而实现从矢量地图到瓦片制作的过程81。第二，瓦片切割。室内地图以墨卡托投影为基准，通过地理坐标系、像素坐标系、瓦片坐标系三者之间的转换制作瓦片金字塔地图。并研究了相关的切片工具、地理参考信息模型、瓦片存储策略。第三，路径规划。室内地图路径规划主要包含同楼层路径规划、跨楼层路径规划、途经点路径规划等三方面。根据不同情况研究相应的最短路径规划算法，并对室内地图路网模型及数据存储结构进行设计。132研究方案室内地图服务系统设计过程中，尝试过五种研究方案，下面对方案进行介绍和优缺点分析。WmSGeoServer专lOS客户端图12研究方案一方案描述：使用GeoServer制作室内地图，通过WMS方式为iOS客户端提供室内地图瓦片。优点：流程简单，方便编程。缺点：直接使用WMS形式，请求参数复杂详细，暴露过多服务器端信息，不利于服务器信息的封装。GWCREST,TMSGeoSeel-_瓦诗啼iOS客户端图13研究方案二方案描述：使用GeoServer制作室内地图，并运用GWC进行切片缓冲，通过REST91接口描述瓦片各元素之间关系。TMS10】使用更简单的URL请求方式，iOS客户端使用ZOomlevelxyPng的方式请求室内地图瓦片【jll。优点：iOS客户端请求瓦片更便捷，室内地图服务器端更好实现信息隐藏。缺点：GWC效率低。shpMapTierREST,TMSGeoSeFve曲地图专瓦沣一lOS客户端图14研究方案三方案描述：使用GeoServer制作shp格式的室内地图，并运用MapTileU2l生成瓦片，通过REST接口描述瓦片各元素之间关系。TMS使用更简单的URL请求方式，iOS客户端使用zoomlevelxypng的方式清求室内地图瓦片。优点：MapTiler配置简单，支持快速栅格地图发布。缺点：GeoServer只支持发布shp格式的地图数据。而MapTiler不能对shp格式数据进行切片，故无法实现。Tif“L，。l”Fa“FJAut。cAD骂地图Ma。p。T。i。l，e。r瓦等一一!竺!竺三，一，籼。s客户端Maplnfo图15研究方案四方案描述：使用AutoCADU31整理采集地图数据，使用MaplnfoU4配准经纬度生成室内地图，并运用MapTiler生成瓦片，通过REST接151描述瓦片各元素之间关系。TMS使用更简单的URL请求方式，iOS客户端使用zoomlevelxypng的方式请求室内地图瓦片。优点：AutoCAD制作的地图格式与MapTiler需要的格式可以匹配。缺点：AutoCAD制作地图，地图放大时数据模糊，无法保证每个级别都有清晰的图片。TifBmpAfcGIsj西地图竺置竺曼翌片!竺：竺兰羹。s客户端图16研究方案五方案描述：使用ArcGIS【15】制作室内地图，并运用MapTiler生成瓦片，组成瓦片各。元素之间关系使用REST接口进行叙述。TMS使用更简单的URL请求方式，iOS客户4端使用zoomlevelxypng的方式请求室内地图瓦片。优点：ArcGIS制作的室内地图层次分明、每个级别数据，方便室内地图数据更新。综上所述，结合每种方案的优缺点，本系统决定采用方案五。14论文组织结构本论文通过对室内地图的研究现状进行分析和总结，在室内地图服务系统中主要研究了制作室内地图、瓦片切割和路径规划等关键技术。本文的章节安排如下：第l章为绪论，主要介绍室内地图的研究背景和研究意义，国内外室内地图研究现状、以及本论文研究内容及方案。第2章为地理信息系统，主要阐述了GIS的简介、基本功能、开发模式、发展趋势等四个方面。在室内地图服务系统开发中，地理信息系统作为基础知识而存在。第3章该部分主要介绍了室内地图制作流程。包括室内地图制作工具介绍和制作流程中关键步骤的分析。整个室内地图服务系统顺利进行的关键步骤是室内地图制图。室内地图制作是瓦片切割和路径规划技术实现的前提和基础。第4章详细介绍了地图瓦片生成的相关技术。包括地图投影方式、坐标系转换以及切片工具。只有地图以更好更快的方式(瓦片的形式)显示出来了，路径规划的功能才更有意义。第5章详细介绍了室内地图路径规划算法。包括最短路径问题分类、最短路径规划算法介绍和室内地图路径规划类别，还从室内地图路网模型设计和室内地图路网模型数据存储结构设计等方面进行了叙述。在室内地图服务系统中，路径规划是核心功能，而最短路径规划算法是路径规划的首选算法。第6章为室内地图系统仿真，主要从系统功能分析、系统仿真研究和iOS客户端应用实现等方面进行了叙述。其中室内地图系统功能分析和室内地图系统仿真研究都是从服务器和iOS客户端两方面进行分析的。对路径规划算法在客户端进行仿真实现，是为了验证路径规划算法可以在室内地图上实现最优路径规划方案，同时也验证了室内地图服务系统的可靠性。第7章对室内地图服务系统关键技术研究与设计实现进行总结和评价，并对后续室内地图的研究工作进行了展望。15本章小结本章首先从整体上介绍了室内地图的研究背景和意义，接着对国内外室内地图的研究现状进行分析，最后给出了本论文的主要研究内容和论文的详细组织结构。62地理信息系统在室内地图服务系统开发中，地理信息系统作为基础知识而存在。地理信息系统(GeographicInformationSystem，缩写：GIS)是利用计算机的先进技术对地球表面的环境和物体所固有的信息进行获取、存储、检索、分析并以地理空间定位数据的形式进行显示，并建立相应的数据库管理系统【16】。21GIS简介个完整的GIS应用系统有五个组成部分，分别为硬件、软件、数据和人员以及方法【17l。硬件硬件作为GIS软件和数据的载体存在，一般的硬件包括微型计算机和大型计算机等，并且同时支持单机、网络等很多环境。GIS硬件系统还有可能包括外部设备，例如数字化仪、磁带机和扫描仪。软件软件是保证GIS正常运行所必不可少的各种程序。GIS软件主要提供存储和分析以及显示地理信息的功能。地理信息输入软件、数据库系统软件和支持数据处理分析显示的软件等为主要软件部件。数据数据是GIS最基础组成部分和基本操作对象。数据主要由可采用栅格、矢量两种形式的空间数据和属性数据组成。GIS的最终目的是获取地理数据并且按照人们需要的方式显示数据。人员人员是GIS的能动部分。人员的合同协作、从业水平是决定GIS建设成功与否的一个决定性因素。方法方法是指地理信息数据的综合分析方法，称为应用模型。方法是通过研究专业领域的某些具体对象与操作流程而总结出来规律的表现。GIS应用主要是运用正确的应用模型来解决实际问题。22GIS基本功能一个功能相对齐全的GI$系统应具备以下五项功能，它们分别为【18】：户数据输入数据输入是创建地理信息数据库必不可少的过程。数据输入的功能是指将多种形式、多种来源的地理信息转换成计算机可识别的数字形式的各类功能。数据编辑数据编辑包括两大部分，分别为图形编辑和数据比较规范的属性编辑。拓扑关系建立、图幅拼接、投影变换、图形整饰等是图形编辑的基本功能。属性编辑主要运用关系数据库实现数据的管理。数据存储和管理GIS应用成功与否的决定性因素是地理信息空间数据的有效组织和管理。GI$系统的主要数据存储结构是矢量数据结构和光栅数据结构以及矢栅一体化数据结构。GIS系统所能执行的功能很大程度上取决于数据存储结构的选择。空问查询和分析OlS的核心是空间查询和空问分析。GIS的空间分析由空间检索、空问拓扑叠加分析、空间模型分析三部分组成。GIS工作的终极目标是通过分析地理数据得到的结论来解决实际问题。可视化表达和输出GIS重要功能之一是地理空问数据结果的可视化表达。用户通过人机交互的方式以适合的形式选择显示的对象，例如根据要素的密集程度，可以放缩显示图形数据。GIS不但能够输出全要素地图信息，而且可分层输出各类专题图。23GIS开发应用型GIS的开发一般分为两种方式，分别为独立开发和二次开发。而二次开发又可以分为单纯二次开发和集成二次开发fJ9】。独立开发独立开发是指从地理空间数据的采集、编辑地理空间数据、到地理空间数据的处理分析和结果输出，丌发者独立设计所有的算法，然后在一定操作系统的平台上选取某种程序设计语言进行编程实现，而不依赖于任何GIS工具软件。单纯二次开发单纯二次开发是指全部依靠于GIS的工具软件所提供的二次开发语言进行GIS应用系统的开发。集成二次开发集成二次开发是指通过专门GIS的工具或其组件实现GIS系统的基本功能，同时选择可视化的开发工具，进行二者的集成开发。因为独立开发GIS难度相当大，而单纯二次开发又受GIS工具所提供编程语言的局限差强人意，因此GIS应用开发的主流为结合GIS的工具软件和可视化的开发语言的集成二次开发。24本章小结本章详细介绍了地理信息系统的相关概念和基本功能。地理信息系统是运用计算机应用技术的信息化工具。在地理空间信息数据采集、地理空间信息数据管理和地图绘制等过程中都涉及到了地理信息系统知识的运用。9室内地图制作流程室内地图服务系统开发前必须开展室内地图制作的工作，整个室内服务系统顺利进行的关键步骤是室内地图制图。因此，需要制作出一份不但符合应用平台导入数据的室内地图，而且还需要方便后期测试维护和优化。室内地图制作过程中需要注意的事项是要求建筑物管理者提供一份建筑物实际比例的CAD图，所有的楼层结构必须和实际情况相符合。本系统进行室内地图制作准备的工具如下：MaplnfoProfessional110，AutoCAD2014，基站小工具(百度网页上定位建筑物的方位角)，QQ等截图工具20】。31使用工具(1)MaplnfoProfessionalMaplnfoProfessional，是基于Windows平台的一整套强大的地图化解决方案，能够直观的展现数据和地理信息的关系，可以使用复杂详细数据的分析能力帮助使用者从地理角度更好的理解信息所蕴含的意义，使得分析功能和桌面地图化更容易更快【211。使用MaplnfoPr6fessional可以连接到本地和服务器端的数据库，也可增强报表和数据的表现力，从而找到隐含的模式或者趋势以便做出高效有意义的决策。MaplnfoProfessional拥有六个显著的特点，它们分别是【14】：易于使用和集成MaplnfoProfessional十分的灵活，容易与系统集成，界面友好。方便的数据MaplnfoProfessional支持系列的数据格式，主要包括常见的电脑文件格式(例如访问DBF和CSV文件、MicrosoftExcel)矛I空间关系数据库格式(PostGIS、SQLServer、SQLite和ODBC兼容的数据库)以及空间数据格式(AutoCADDXFDWG、DGN)。出色的数据创建和编辑功能MaplnfoProfessional能够访问一个CAD数据创建和编辑工具并且编辑表格数据值和名称，还允许用户在一个应用程序改变所有的地图和数据，以节省用户的时间和精力。10灵活的地图显示和可视化选项MaplnfoProfessional的简单易用的地图显示向导和详细的定制选项允许所有技能水平的用户快速创建漂亮的地图。用户也可以使用统计或任何数学函数集合值在一个符号或颜色的基础上计算出值的点或者区域相关联，例如根据用户数量查看销售区域。分享用户的制作结果MapInfoProfessional拥有广泛的数据共享和发布选项，因此分享制作结果十分简单。对于共享数据，用户可以保存或导出为yl：多常用的格式满44-足需求的完整套件MaplnfoProfessional，一组全面的集成产l锗包括桌面、服务器、网络和数据产品，是MaplnfoGIS套件的一部分。(2)AutoCADAutoCAD(AutoComputerAidedDesign)，主要用于二维绘图、详细绘制和设计文档以及基本三维设计，二维绘图的标准格式是dwg，已经成为国际上十分流行的绘图工具。AutoCAD拥有精良的用户使用界面，使用命令行模式或者交互菜单模式就可以执行各种类型的操作。非计算机人员使用多文档的设计环境可以快速的入门。它具有普遍的适用性，能够在各类微型计算机和工作站上F常的运行，而且支持各种图形显示设备(分辨率从320x320到20481024)40多种。32部分制作流程室内地图服务系统应该针对地铁、展会、商场等建筑物的室内地图的以下特点进行设计和制作：(1)多数建筑物是分楼层的，一个建筑物的设计就必须支持多个楼层进行设计，将每个楼层单独设计成一幅室内地图。(2)根据建筑物特点记录其中的POI信息，例如商场中记录扶梯、公共设施、商铺在占寸o(3)要可以详细记录室内地图上各楼层之间的联通关系，用于路径规划。下面以dwg格式的唐山力达广场一楼的建筑平面图处理过程为例，描述部分室内地图制作过程。321调整采集的室内数据的比例与方位角从开始菜单打丌AutoCAD2014，在AutoCAD2014窗口中加载唐山万达广场一楼的dwg格式的数据，如图31所示：童鎏岂怎垂耍变薹2耋l醒蛰Z童墼黧委兰。三i殛im重,奎矗ii避窑i垂薹堑垦垦銮壁!型翌生重塾Ir羔一I矗龋蹦拦矗墨_翻啦捌龃啊_曩_翠鼬_岛瞳攀斟一_图31AutoCAD2014主窗口数据示意图打丌百度地图，搜索唐山万达广场，切换到卫星地图，在百度地图上测量实际建筑的长度币宽度，与Autnl川图中的长度锩岌进行匹配，测量过程如阁j2所示：图32测量建筑物长宽示意图在百度卫星地图上使用工具(罗盘Protractor)查看唐山万达广场的方位角大约是98。左右。如图jj听石j：图33工具查看方位角示意图322Maplnfo经纬度配准从丌始菜单打丌Maplnfo，使用Maplnfo：j=|J一丌图片，选择的文件类型是“栅格图像”如图34所示：固打开查找范围Ct)新建复件去Lii；ii；E!ii；ii?j、。f搠!：2_垒黑曼。；固，爹。翌v型霉紫爹警跫奠“一!慧：x#t130_9886pncj怒?琴慧馨冀。簟蠢4搿#一1302886ill文件名凹)：IFl。”bmp7。塑茎里!。j文件类型cr)i棚格图像9bil=1d：4gen：$adf：ivll取消首选视图【P】：自动Vj帮助m)tjM积r好；臻意剖漠磊l玄啦瘘鹰fc10?1ap|n0位置【1标准位置【；1图34MapInfo打丌栅格图像不：在上图(图34)点击打开，则出现图35的界面，点击配准进行图像的经纬度配准。鬻阐熏鬻熏l爹鬟鬻霪紧j爹攀蕊墓您想简单地显示图像或酉i准它使其具有地理坐标吗?一”一”?；显示；香8准fRlv_，-Hvmu-v，*一61，图35栅格图像选择配准界面点击增加按钮，选中需要配准的位置，可以输入控制点的经纬度坐标，如图36所奢藿慧繇整i篓i撼燃鹪熬煞纛纂蘸蹇黧魏蕊生辨i黧溺燃黪黪翳纛隧鞴黼灌裁嚣缫鬻懑赣黧滋鬟麓瓣黼冀霪羹纛!：!“_黟3卜_mlillf牙J、E。l查找在图塞或地l灞鞴鲢罐攀=蠢零鬻。爹i雾麓j漩瓣i垮妇。j：。编辑此控制点的信息；r擎嚣露礓?撩。：纛，。毒标注|P11。lii!每毯=艰t璺，神帮z，i_j_嚣孙l煅|O0000013deg：叫。一ri_i姆，to000000deg：。毒杀i；_ImageX：180a吲2。藿蔫。虿i：l。d捌t毒一事”鬻|ImageY：1430；bj手毒8。蕊：囊i陵痨照j。jIjj翱消：。l囊意脚蠼；j!燃餐譬冀。、；一。盖；i蕊j。一i一崔黛器翦竺罐8l&飞罗5“如k；整娑81。砘；ji：2一Hl臻一l；|。二二篡、，io。j，蠢二。羔：三v、1q“M磊；+从地固中选择IPJ，j确定、|i取蒲l单位投影帮助图36增加控制点页面依次两剩余的边角的点经纬度填写好，则图片的矢量化和经纬度配准完成。在同级目录下会生成一个TAB文件(如图37所示)。在图层范围内移动鼠标，则左下角会显示经纬度信息(如图38所示)。pp伊：，圜导JNO；三点A：耋互导T直e乏_i譬iMF王ti釜T93图37tab文件示意图正在稳惫：无逸器：无图38tab文件示意图323制作道路图层在MapInfo中导入的地图中，自定义一个道路网络拓扑结构，以之为例描述道路图层的制作流程。新添加的道路图层如图39所示：图39道路图层示意图点击图层控制的按钮，选中结点图层右击，选择查看属性表(如图310所示)，就可以看到相应结点的经纬度信息(如图311所示)。16骥麟燃赣|薹；鬻囊鬟鼙羹l漆垂囊爹鬃嚣夏誊薹妻掣毒嚣每。麓j#l巷强一：缸踅撼蠛q嘲毽淞l，l啪t“7l培瞪j辅懿嚣蘩鬻鬻鬻攀粪鬻爹s鬻毒。冀o。盎鹜尊：3：i!i蔓羹摹皇。t三i!oj甍爵嚣皇曩!菘删笆嚣x萎嚣!鼍器缝一孑鼍茬图310图层控制示意图猢骥骥藜黪鬓零霎爨黟2鬻雾ij罄攀攀蘩；霉；辨萋i攀鬻罄i攀篝：骜_I謦萝二。震r嚣：。：=i；jF蝴一i罐图4结惹g雄图20131120144719地圉装暑虽主甏溺鋈鬟骥麟麟熏*燃QQ鼓蓥2013112。144719图311属性表示意图namelongitude圆4616node24253nOde3node4nodesnode6node7node8node9nodelOnodellnodel2nodel3nodel4nodel535572343267517251047235064一4081250913102575g19350Iatitude25651886222l22d126812409lg78lg612431316731212883268133G22685蓬j123455789012345c可以将表另存为数据库格式，从而方便道路数据的导入，如图312所示：另存裹圈挥存剐獬叭瓣存，矗，硪、0。截粤2嘲?20耋144717。一i墅曼i丽i紊一一。一j赢；一1F：二二j一一。；存娄型nj；M印Info0tabJv职j自葶蜥_l溉燃型溉。，。一一一一一一一9转；F图312属性表另存为数据库表示意图33实验结果与解析结合上述室内地图制作的部分流程，：哿该流程运用到北京会源新燕莎的室内地图上，制作结果如图313所示：图313室内地图制作完成示意图为了室内室外更好融合，从而实现室内室外一体化导航，在制作流程中对室内地图进行经纬度配准，使得室内地图更真实的反应室内的布局结构。34本章小结本章首先介绍了室内地图制作流程对于室内地图服务系统的意义，接着简要的表述了制作流程中使用到的工具MapInfoProfessional矛【IAutoCAD，阐述了这些工具可以实现的功能。最后说明了调整采集室内数据比例方位角、经纬度配准、制作室内道路图层等部分制作流程。4地图瓦片生成瓦片切割是室内地图服务系统的关键技术之一。EquationChapter4Section1谷歌地图以瓦片技术突破了传统WebGIS的束缚，服务器端不再依赖于GIS应用程序，只需要解析客户端或浏览器端的请求寻找相应级别的已经切分好的图片并返回该图片即可。图片按照谷歌地图的算法切分，按照谷歌的文档结构存储。因此，根据谷歌地图的瓦片切分原理，可以将自定制的地图数据按照谷歌算法切分成相应的图片，生成的数据可以与谷歌地图合成新的地图信息数据，也可以独立使用这些数据【11】。本系统致力于在iOS移动客户端展示室内外结合的地图。室外地图目前采用的OpenStreetMap22】的地图瓦片数据，而OpenStreetMap与谷歌地图采用的切片算法一致，为了使审内地罔与OpenStreetMap结合，并方便以后扩展到与谷歌地图结合，本系统室内地图使用谷歌地图的切片算法。41墨卡托投影法地图投影是按照一定数学法则把地球椭球面上的经纬度线转换到平面上，使得地面的地理坐标(缈，兄)和平面直角坐标(x，y)建立起来函数关系的方法。绘制地图的数学基础之一即为地图投影。以式41表示投影的一般公式【23】。：三I：；I：三；，cz，100road000png。本系统室内地图瓦片请求采用的是TMS的形式。44切片工具MapTiler地图切片使用类似四叉树的方式进行地图切割，每一层图片数都是上一层的四倍，如图48所示：，to_oolI：ollo0o-l1_O1_1图48类似四又树切片地图切片保存格式：png。地图命名采用方式为：缩放级别(1evel)+行号(row)+列号(column)。按照上述的切割方式，对各级别的图幅进行编号，以1级(图49左)和2级(图49右)为例子，如下所示【281：0：0：00i0,1+0棚，20：08一O：lO，0：IaOa，Z，一0110t：0乜tO砬，l。O，2，2O，2，3000j0c、03nt：Oj_32。0培，3t：l，o0，lm，lol，8，2#I030l埘和I05：l，Of6l，O7t二l，lmln，l#11i2#ln，孓二l，lj奎115。j116；11l，20，12，lol岔，2pln，弦l，2，4t、I2i5cI2i6#l足7：-：l譬，0。l尽蛙一13i2+：lo瑟flB门，、1：3尽+I；36。l心，了*L，1iot：l翅?1：=lj彰2，l冬fI44。1，05；、l越懑ol，帮了。l龉00l，彭“I52“l，pl脚牡1155：lY56#157t3l惩m，l，6，l#l，6垃、i6|3p116矗#l俐501婚f6#l，耐70l疗舯l，Wll掰2lj7怨olni17SoU7：6+：l疗7：图49l和2级切片编号MapTiler是一款用于创建地图切片的桌面应用程序，将地理空间数据转换成与谷歌地图以及Earth相互兼容的切片，支持快速栅格地图发布。MapTiler在服务器端不需要额外的配置，任何简单文件配置都可以，切片遵循OSGEOTMS(TileMapService规范)。MapTiler的数据输入为任何具备地理配准信息的栅格图像，例如TIFF、JPEG等，也可利用ArcGIS、QGIS等GIS系统准备数据。以一组目录包含图像切片(可导入网络服务中)作为数据输出。经研究发现GoogleMaps、MicrosoftBingMaps、YahooMaps及包括OpenStreetMap在内的一系列服务都使用了同样的投影系统和切片格网，切片数据可以相互兼容。MapTiler可以使用这一切片格网定义进行快速的切片服务配置。下面以tif格式的世界地图切片过程描述MapTiler切片的流程，具体步骤如下