基于分块式的热力图生成方法与流程

本发明涉及图像处理领域，更具体地说，本发明涉及基于分块式的热力图生成方法。

背景技术：

1、现有的热力图技术面临分辨率、计算复杂性的多个挑战，针对分辨率方面，核密度估计方法缺少正确选择核函数，不同参数选择导致不同结果，对于热图层和基于网格的方法，像素大小的选择也影响热力图的准确性，针对计算复杂性方面，对于大规模图像数据的高分辨率热力图计算会引发性能问题。

2、基于现有热力图的分辨率、计算复杂性问题，基于分块式的热力图生成方法能够大大降低计算复杂性，提高性能和密度准确性，利用墨卡托投影将图像数据中的经度和纬度转换为图像数据平面坐标，利用绘图工具将每个网格单元的颜色填充到相应的位置上并形成热力图的可视化效果。

技术实现思路

1、本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供基于分块式的热力图生成方法，通过墨卡托投影和归一化处理，通过无线传输方式传输处理过的图像数据至数据库，通过图像数据确定网格化区域并进行投影到网格，通过使用高斯核函数衡量图像数据的影响程度，通过形成热力图的可视化效果，直观地展示图像数据的密度分布情况，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、本发明解决上述技术问题的技术方案如下：基于分块式的热力图生成方法，包括以下步骤：

3、s101：利用墨卡托投影将图像数据中的经度和纬度转换为图像数据平面坐标，并检查图像数据平面坐标是否存在错误以及不一致的信息，将图像数据平面坐标利用最小-最大归一化缩小到指定范围，并映射到相同尺度；

4、s102：调用数据库中处理过的图像数据确定网格化区域以及每个网格单元的大小和形状，根据图像数据所属网格单元内的图像数据平面坐标区域以及图像数据离散数据点进行统计；

5、s103：利用核函数衡量对图像数据密度的影响，对于每个图像数据，根据其所在网格单元的权重计算对于网格单元密度的贡献，用于获取网格单元的最终密度值；

6、s104：将每个方格子的密度值转换为颜色值，根据网格单元的最终密度值和颜色值的映射关系，分配网格单元的相应颜色，利用绘图工具将每个网格单元的颜色填充到相应的位置上并形成热力图的可视化效果；

7、在一个优选地实施方式中，所述s101中，利用墨卡托投影以0°经线作为中央经线，并将图像数据中的经度和纬度转换为图像数据平面坐标，其具体转换公式为：

8、；

9、其中表示图像数据平面坐标中的横坐标和纵坐标，表示图像比例系数，表示图像数据中的经度，表示图像数据中的纬度，检查图像数据平面坐标是否存在错误以及不一致的信息，并准备预备图像数据项，当图像数据平面坐标存在错误以及不一致的信息，利用预备图像数据项进行填充，将图像数据平面坐标利用最小-最大归一化缩小到指定范围，并映射到相同尺度，所述最小-最大归一化公式为：

10、；

11、其中表示归一化后的图像数据平面坐标的值，表示当前图像数据平面坐标的值，表示图像数据平面坐标的最下方值，表示图像数据的平面坐标的最上方的值，将处理过的图像数据利用无线传输方式传输至数据库。

12、在一个优选地实施方式中，所述s102中，调用数据库中处理过的图像数据确定网格化区域，包括图像数据平面坐标区域以及图像数据离散数据点，使用长宽均为15cm的矩形确定每个网格单元的大小和形状，每个网格单元代表1m宽度的空间区域，用于表示网格分辨率，将图像数据投影到网格上，并确定其所属的网格单元，根据图像数据所属网格单元内的图像数据平面坐标区域以及图像数据离散数据点进行统计。

13、在一个优选地实施方式中，所述s103中，将所有图像数据的所在网格单元的权重设置一个固定的数值为1，利用核函数衡量对图像数据密度的影响，所述核函数为高斯核函数，其具体公式为：

14、；

15、其中表示图像数据对于核函数的影响程度，距离均值越远，影响程度越小，表示图像数据到核函数中心的距离，表示核函数的均值，表示核函数的标准差，对于每个图像数据，根据其所在网格单元的权重计算对于网格单元密度的贡献，其具体公式为：

16、；

17、其中表示所在网格单元的权重对于网格单元密度的贡献，表示每个图像数据所在网格单元的权重，并将所在网格单元内部所有图像数据的贡献进行加权求和，用于获取网格单元的最终密度值。

18、在一个优选地实施方式中，所述s104中，将每个方格子的密度值转换为颜色值，其中根据网格单元的最终密度值的范围，将低网格单元的最终密度值映射为浅黄色，将高网格单元的最终密度值映射为橘黄色，根据网格单元的最终密度值和颜色值的映射关系，分配网格单元的相应颜色，利用绘图工具将每个网格单元的颜色填充到相应的位置上，用于形成热力图的可视化效果，根据图像数据平面坐标以及颜色填充位置展示图像数据密度变化。

19、本发明的有益效果是：利用墨卡托投影将图像数据中的经度和纬度转换为图像数据平面坐标，并检查图像数据平面坐标是否存在错误以及不一致的信息，将图像数据平面坐标利用最小-最大归一化缩小到指定范围，并映射到相同尺度，保证不同图像数据的尺度一致性，通过无线传输方式传输处理过的图像数据至数据库，提高数据传输的效率和便捷性，通过图像数据确定网格化区域并进行投影到网格，降低计算复杂性，提高性能和密度准确性，利用核函数衡量对图像数据密度的影响，对于每个图像数据，根据其所在网格单元的权重计算对于网格单元密度的贡献，用于获取网格单元的最终密度值，更好地适应和反映不同图像数据的分布情况，通过形成热力图的可视化效果，直观地展示图像数据的密度分布情况，使得热力图的颜色分布更加明显和醒目。

技术特征：

1.基于分块式的热力图生成方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于分块式的热力图生成方法，其特征在于：所述将图像数据中的经度和纬度转换为图像数据平面坐标的具体公式为：

3.根据权利要求1所述的基于分块式的热力图生成方法，其特征在于：所述最小-最大归一化公式为：

4.根据权利要求1所述的基于分块式的热力图生成方法，其特征在于：所述核函数为高斯核函数，其具体公式为：

技术总结
本发明涉及基于分块式的热力图生成方法，具体涉及图像处理领域，利用墨卡托投影将图像数据中的经度和纬度转换为图像数据平面坐标，将图像数据平面坐标利用最小‑最大归一化缩小到指定范围，提高数据传输的效率和便捷性，确定网格化区域以及每个网格单元的大小和形状，利用核函数衡量对图像数据密度的影响，对于每个图像数据，根据其所在网格单元的权重计算对于网格单元密度的贡献，获取网格单元的最终密度值，将每个方格子的密度值转换为颜色值，根据网格单元的最终密度值和颜色值的映射关系，分配网格单元的相应颜色，利用绘图工具将每个网格单元的颜色填充到相应的位置上并形成热力图的可视化效果，使得热力图的颜色分布更加明显和醒目。

技术研发人员：廖永斌,王巍,石慧
受保护的技术使用者：南昌云虫科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/25