[发明专利]基于空间栅格分层定位的城市历史地图还原方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于空间栅格分层定位的城市历史地图还原方法，属于城市规划技术领域。

背景技术

城市历史地图是反映城市自然环境和政治、经济、文化状况及其沿革变化的记录载体，也是显示了较长的时期内地理条件和城市空间变迁。由于历史地图显示了城市历史上的空间格局，成为追溯历史发展沿革和探寻历史文脉的有效方法，为城市未来的发展建设提供借鉴依据，是城市规划工程选址和建设的重要依据。

然而由于城市历史地图绘制时期测绘技术的限制，历史地图的空间地物的图纸表现具有模糊性和意象性，其内涵的真实空间坐标信息很难在现代的矢量地形图上精确再现。无法获取城市历史地图中空间地物的精确坐标，限制了历史地图作为城市规划依据在工程建设中的应用。

对于城市历史地图的编制以及应用方法，如表1所示，许多学者从不同学科角度进行了理论研究。

表1

因此，在数字化技术的基础上，精确解译的历史地图可以传承文脉信息，挖掘城市特色资源，进而形成一体化的历史文脉保护和城市框架发展战略，无论是对城市历史保护规划还是对于城市未来发展规划，都具有重要的价值。为此，提出城市历史地图的空间解译方法，用于系统编译各时期城市古地图，梳理城市空间文脉资源，作为城市历史性研究以及规划设计的依据，并构建富有特色的城市空间格局。

目前国内城市历史地图解译的方法存在以下主要问题：

1、技术操作的主观性：依靠规划师的个人经验进行操作，缺乏定量的数据支持，技术难度大。

2、技术标准的片面性：部分技术方法仍旧依托个别空间要素进行坐标校正，缺乏空间要素参照点筛选的操作方法，技术标准过于片面。

3、技术结果的随意性：技术过程依托人脑的智力活动，在判断的合理性和准确性上存在局限，其地图解译的结果直接指导城市建设实践。

4、工作效率低下：规划技术过程繁琐，在地图解译中需要进行大量重复性的工作，耗时漫长，效率低下。

发明内容

本发明解决的技术问题是：针对城市建设工程中城市历史地图解译利用人脑智力活动进行决策所存在的主观性和随机性的不足，提出一种大幅提高工作效率、识别精确度更高的城市历史地图还原方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种基于空间栅格分层定位的城市历史地图还原方法，包括以下步骤：

第一步、将城市历史地图扫描下来，得到数字历史地图；

第二步、通过现有的城市市区空间数据得到数字现状地图；

第三步、在所述数字历史地图中，选取至少三处空间要素作为第一校正参照点，并分别记录第一校正参照点的坐标；所述空间要素为不可移动的实体要素，包括城市山水、城市街巷和城市建筑；

第四步、找到所述数字历史地图中的所有第一校正参照点对应的数字现状地图中的第二校正参照点，并记录上述第二校正参照点的坐标，根据所有第一校正参照点和对应的第二校正参照点的坐标对应关系进行坐标校正，将数字历史地图的像点变换到数字现状地图中，从而找到数字历史地图中的每一像点对应的数字现状地图中的像点；

第五步、在所述数字现状地图中的每一像点均叠加对应的数字历史地图中的像点，得到坐标校正后的数字历史地图，从而完成城市历史地图的还原。

本发明中作为第一校正参照点的空间要素必须为不可移动的实体要素，包括城市山水要素、城市街巷要素和城市建筑要素，所选取的空间要素必须具有明确的空间标志以记录坐标(山峰峰顶、水系湾口、有标志性的建筑造型)或具体范围(记录几何中心坐标)，非空间要素或可移动空间要素不可作为第一校正参照点。另外，第一校正参照点必须经过考古调查证实，未经考古调查证实的空间要素不可作为第一校正参照点，这样才能准确的还原历史地图。

本发明步骤四中坐标校正的方法为：根据第一校正参照点的坐标(x_i,y_i)和对应的第二校正参照点的坐标(u_i,v_i)，其中i＝0,1,…,n，n为第一校正参照点的个数，利用仿射变换建立校正函数F(x,y)＝(u,v)，使用该校正函数F(x,y)将数字历史地图中所有像点的坐标变换到数字现状地图中。