一种基于瓦片技术和海图引擎的海陆融合地图显示方法与流程

本发明涉及一种基于瓦片技术和海图引擎的海陆融合地图显示方法，属于地图生成。

背景技术：

1、海陆融合地图技术旨在将海洋与陆地的地图数据和地理信息系统融合，提供一个无缝的、统一的地理信息视图。该技术不仅包括地理位置展示，还涵盖了海洋和陆地的各种地理信息与数据的综合，例如港口、航道、海岛以及城市、河流、山脉等。此技术广泛应用于海洋航运、环境监控与管理、灾害预警与应对、旅游与娱乐以及军事与国防等领域。海陆融合地图的开发与应用受到高度重视，主要是因为它能够提供海洋与陆地信息的完整视图，改善决策与管理的效率，集成多样化数据，以及提升地图的精确度与实用性。然而，该技术的发展面临诸多挑战，包括数据收集与整合的难题、保持高精度与实时性、统一数据标准与格式，以及用户体验设计的挑战。其中，海图和陆地地图之间的无缝融合问题，也是本领域技术人员研究的具体问题之一。

技术实现思路

1、为了能够更好的实现海图和陆地地图的融合，提供一种基于瓦片技术和海图引擎的海陆融合地图显示方法。

2、本发明是通过如下的技术方案，解决上述技术问题：

3、一种基于瓦片技术和海图引擎的海陆融合地图显示方法，包括准备陆地地图瓦片，和使用海图引擎动态生成的海图；其特征在于，

4、步骤1，陆地部分的alpha通道处理：首先，在海图引擎生成的海图中，采用颜色识别算法识别出陆地区域；其次，进行透明化处理，对识别出的陆地区域进行透明化处理，调整这些区域的alpha通道值为透明，即设置为0，以便在叠加时陆地区域不显示；

5、步骤2，视觉无缝融合：通过调整叠加算法和透明度设置，将海陆瓦片之间的视觉无缝融合，使海陆过渡自然，无明显边界。

6、上述技术方案的优点是：

7、提高地图的视觉一致性：通过透明化处理和适当的叠加算法，能够实现陆地与海洋之间无缝的视觉融合，避免了传统地图中海陆交界处不自然的视觉断层，增强了地图的整体美观度。

8、在此采用的是alpha 混合算法，alpha混合是一种将两张图像按给定的透明度进行合成的技术。其公式如下：

9、cout=α⋅cforeground+ (1−α)⋅cbackground

10、其中：

11、cout是输出图像的颜色值。

12、α是前景图像的透明度，取值范围在 0 到 1 之间。

13、cforeground是前景图像的颜色值。

14、cbackground是背景图像的颜色值。

15、对图像进行逐像素处理，应用 alpha 混合公式。

16、增强地图的实用性和准确性：采用颜色识别算法精确识别出陆地区域并进行透明化处理，可以确保海图中的重要信息（如航道、水深标记等）不会被陆地地图瓦片遮挡，从而在不损失海图信息的前提下实现海陆信息的有效融合。

17、颜色识别算法：

18、颜色空间转换： 将图像从 rgb 颜色空间转换到 hsv 颜色空间。假设 i 是输入图像，ihsv是转换后的图像。

19、颜色范围定义： 定义陆地颜色的 hsv 范围，设定下界和上界。

20、lower_bound=(hmin,smin,vmin)

21、upper_bound=(hmax,smax,vmax)

22、掩码生成： 根据颜色范围生成掩码 m，掩码的每个像素值为：

23、；

24、结合生成的掩码，将前景图像的 alpha 通道设置为掩码值，确保只有陆地区域是透明的，然后进行 alpha 混合。

25、灵活性和扩展性：该显示方法不仅适用于静态的地图显示，也可以根据需要动态生成海图，满足不同用户在不同场景下的地图使用需求。此外，颜色识别算法和透明化处理技术的应用为进一步的地图数据处理和优化提供了可能。

26、通过颜色识别算法和透明化处理技术，可以根据用户的需求动态生成海图。这意味着系统可以在不同的时间、不同的设备和不同的场景下生成适合当前需求的地图。例如：

27、用户可以在导航应用中查看当前区域的实时海图。

28、研究人员可以生成特定时间点和区域的海洋数据图。

29、渔民可以获取基于最新气象和海洋条件的个性化海图。

30、颜色识别算法的应用不仅限于陆地区域的识别，还可以用于其他场景。例如：

31、识别特定的海洋区域，如珊瑚礁、渔场等。

32、识别和标记航道、港口等关键海洋信息。

33、根据水深信息的不同颜色编码，生成水深图。

34、透明化处理技术确保了地图信息的层次分明，不会因为叠加而导致重要信息被遮挡。通过透明化处理，地图的各层信息可以无缝融合，提高了地图的可读性和实用性。例如：

35、在海图上叠加气象信息，如风速、风向、降雨等。

36、在航道图上叠加实时船只位置和航行轨迹。

37、在海洋资源图上叠加渔获量、鱼群位置等动态信息。

38、优化用户体验：为用户提供了一个更加直观、连贯的地理信息视图，特别是在进行海陆相关的规划和决策时，能够更直观地评估和理解海陆区域的地理环境和相互关系。

39、支持多种应用场景：该方法适用于航海导航、海洋研究、环境监测、旅游规划等多个领域，能够满足不同行业对海陆融合地图的需求。

40、在上述技术方案的基础上，本技术对上述技术方案，做出如下的完善及改进：

41、进一步，所述步骤1中，透明化处理，包含如下步骤

42、遍历图像：函数遍历原始图像的每一个像素点；

43、颜色匹配：对于每个像素点，函数检查其颜色是否与指定的color参数相匹配。

44、蒙版设置：如果像素颜色与指定颜色不匹配，则在蒙版图像中相应的位置设置为白色；否则设置为黑色；

45、根据蒙版设置得到的蒙版，将对用的陆地区域alpha的通道值设置为0。

46、上述的技术特征在本技术中的有益效果是：

47、精确的地理信息分离：该技术能够准确识别并分离原始图像中的特定颜色区域，如陆地和海洋区域，从而为海陆融合提供了精确的数据基础。

48、视觉上的无缝过渡：通过将陆地区域的alpha通道值设置为0，实现了陆地与海洋在视觉上的无缝过渡，提高了地图的整体美观度和用户的视觉体验。

49、增强地图的可读性和实用性：该方法允许海图中的重要信息如航道、水深标记等在不被陆地遮挡的情况下清晰显示，提高了地图的可读性和实用性。

50、灵活的应用范围：这种技术不仅可以应用于静态地图的生成，还可以根据动态的需求生成相应的海图和陆地图，支持多种海陆相关的应用场景，如航海导航、海洋研究、环境监控等。

51、优化数据处理和展示：通过颜色匹配和蒙版设置的方式，该技术为进一步的地图数据处理和展示优化提供了有效的手段，可以根据不同的需求进行定制化的数据处理和展示策略。

52、进一步，所述叠加算法，是通过如下步骤实现的：

53、1）根据瓦片地图显示技术，得到瓦片地图；

54、2）根据海图引擎技术，结合陆地透明处理算法，得到陆地透明的海图；

55、3）将两张图片叠加后显示。

56、上述的技术特征在本技术中的有益效果是：

57、高效的地图数据利用：通过瓦片地图显示技术和海图引擎技术的结合使用，该方法有效地利用了地图数据，既保留了瓦片地图的详细地理信息，又融合了海图的海洋专业数据，实现了数据的高效利用。

58、提升地图视觉效果：陆地透明处理算法使得陆地区域在海图上透明化，从而在叠加显示时，海陆信息无缝融合，视觉效果自然，提升了地图的整体美观度和用户体验。

59、强化地图的功能性和实用性：该方法通过精确的地图叠加，使得用户可以同时获得陆地的详细信息和海洋的专业信息，强化了地图的功能性和实用性，特别是对于需要同时关注陆地和海洋信息的用户而言，如海洋研究、航海导航等领域。

60、灵活的应用场景：该技术特征的应用不仅限于静态地图的生成，也可以支持动态地图的需求，满足不同场景下的地图使用需求，具有广泛的应用场景和较强的适应性。

61、优化的数据处理流程：通过分步处理（先生成瓦片地图，再应用陆地透明处理算法于海图，最后叠加显示），该方法优化了数据处理流程，提高了处理效率和显示质量，同时也为后续的地图数据更新和优化提供了便利。

62、进一步，所述地图瓦片中，常用的瓦片数据在内存或本地存储中。

63、上述的技术特征在本技术中的有益效果是：

64、提升地图加载速度：通过预先将常用的瓦片数据存储在内存或本地存储中，可以显著减少从远程服务器加载数据所需的时间，从而加快地图的加载速度，提供更加流畅的用户体验。

65、减少网络依赖和流量消耗：该技术特征减少了对网络资源的依赖，特别是在网络环境不稳定或流量成本高昂的情况下，能够有效降低数据传输的需求，减少流量消耗。

66、增强地图的可靠性：在网络连接不可用或不稳定的情况下，由于常用瓦片数据已被存储于内存或本地，用户仍然可以访问这部分地图信息，从而增强了地图服务的可靠性和稳定性。

67、支持离线使用：该方法支持地图的离线使用功能，用户在没有网络连接的情况下仍能浏览已经存储的瓦片数据，这对于远足、海上航行等离线环境下的应用尤为重要。

68、优化资源利用：通过智能化地管理内存和本地存储中的数据，如定期更新和清理不常用的瓦片数据，可以有效优化设备资源的利用，保持应用的高效运行。

69、进一步，根据用户的地图浏览行为，动态加载所需的瓦片数据，并及时卸载不再视野范围内的瓦片。

70、上述的技术特征在本技术中的有益效果是：

71、优化资源管理：根据用户的浏览行为动态加载和卸载瓦片数据，可以有效地管理设备的存储空间和内存使用，确保只有当前需要的地图数据被加载，从而优化了资源的利用率。

72、提升响应速度：通过预测用户的浏览方向和速度，提前加载即将进入视野范围的瓦片数据，可以减少等待时间，提升地图浏览的响应速度和流畅度。

73、减少无效数据加载：及时卸载不再视野范围内的瓦片数据，避免了不必要的数据处理和存储，减少了对设备资源的占用，同时也降低了因加载过多无关数据而可能产生的网络流量消耗。

74、提高用户体验：使地图浏览更加贴近用户的实际需求和行为模式，通过只加载用户可能感兴趣的区域，避免了不必要的信息过载，提高了用户浏览地图时的体验。

75、支持个性化和智能化服务：该技术特征可作为智能化地图服务的基础，例如，根据用户的历史浏览数据和偏好，智能推荐可能感兴趣的地图区域，进一步增强个性化服务体验。

76、适应性强：该方法能够适应不同用户的浏览习惯和需求，以及各种网络环境和设备性能，确保在各种条件下都能提供优质的地图浏览体验。