[發明專利]一種計算機地圖制圖中的地圖注記自動配置方法

有效

• 申請號: 201110063591.3
• 申請日: 2011-03-17
• 公開（公告）號: CN102136218A
• 公開（公告）日: 2011-07-27
• 發明（設計）人: 李霖;張志軍;朱海紅;于忠海;賀彪;邱俊武
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G09B29/00
• 分類號: G09B29/00;G06F17/30
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

技術領域

本發明涉及電子地圖和數字地圖制圖領域，尤其涉及一種計算機地圖制圖中的地圖注記自動配置方法。

背景技術

注記是地圖(包括紙質地圖和電子地圖)非常重要的組成部分，而它的自動配置是計算機地圖制圖和地理信息系統的關鍵問題之一。一方面，隨著國民經濟的發展，對基礎測繪、地形圖更新的要求越來越高，更新速度也越來越快；另一方面，以計算機和網絡為代表的信息技術的發展，促使世界各國加快了測繪技術信息化進程，使傳統的地圖制圖技術走向了計算機輔助地圖制圖和制圖自動化；同時，地理信息系統也獲得了飛速的發展，并且應用日益廣泛。在國內外，制圖人員也越來越多地通過自動制圖軟件從地圖數據庫中提取信息，使地圖生產自動化。作為地圖使用和輸出的重要環節，注記的自動化程度及質量好壞將影響地理信息系統應用的質量。據國外學者統計，在地圖生產及相關的實踐中，注記配置的工作量大約占59%左右(Cook?&?Jones，1990)。長期以來，注記是通過手工來配置完成的，既費事，又費時，影響了地圖生產的速度。即使是用現在的自動制圖軟件來生產地圖，注記也需要大量的人工干預，基本上不能充分利用現有的資源。

Imhof(1975)提出地圖注記配置的三個基本原則——易讀性、表達地圖信息時的清晰性和美學平衡性；Hirsch(1998)認為地圖注記應該更加簡潔和容易理解。注記的自動配置研究基本上都依照Imhof和Hirsch提出的規則。

地圖注記自動配置被公認為是一個NP難問題，自從首次嘗試自動繪制地圖以來，已有大量的方法被應用到該問題上來，例如專家系統、整數規劃法、組合優化、啟發式算法、模擬退火算法、遺傳算法等，這類現有技術方案的主要缺點是實驗復雜度高，效率比較低。

發明內容

為了解決上述問題，本發明以此為出發點，提出一種計算機地圖制圖中的地圖注記自動配置方法，其實現復雜度要低于現有的技術，可以顯著提高制圖效率和出圖效果。

本發明的技術方案所提供計算機地圖制圖中的地圖注記自動配置方法，包括以下步驟：

步驟1、設置地圖注記專家知識庫，地圖注記專家知識庫中的注記信息包括待注記圖層名稱、注記圖層優先級、注記避讓優先級、注記候選區半徑、注記字號、注記字隔、注記間隔和注記距離；

步驟2、輸入地理數據圖層，進行制圖表達；

步驟3、根據地圖注記專家知識庫中的待注記圖層名稱及注記圖層優先級，對待注記的各地理數據圖層進行地圖注記自動配置，配置實現方式如下，

A、對點狀圖層進行注記自動配置包括以下步驟，

步驟a1、設點狀圖層中的某個待注記點狀地理要素標記為A，注記字號標記為H，將以要素A符號化后的符號圖形的凸殼為定位線、半徑根據注記候選區半徑設定的緩沖區區域進行柵格化，柵格邊長為H，柵格化后的區域為要素A的注記擺放區域S；

步驟a2、基于Gestalt理論，在要素A的注記擺放區域S中，計算各個注記候選位置的注記評價參數值，得出最佳注記位置，對要素A進行注記操作；

步驟a3、根據地圖注記專家知識庫中的注記避讓優先級，獲取當前點狀圖層的注記不能壓蓋的圖層集合，將該圖層集合標記為L；檢測要素A的注記與其他注記及圖層集合L是否存在壓蓋沖突，若不存在沖突，則進入步驟a5，對點狀圖層中的下一個待注記點狀地理要素進行注記操作；若存在沖突，則在要素A的注記擺放區域S范圍內，找出與其他注記及圖層集合L不存在沖突的區域，該區域為要素A的不沖突注記區域S’；

步驟a4、基于Gestalt理論，在要素A的不沖突注記區域S’中，計算各個注記候選位置的注記評價參數值，得出最佳注記位置，對要素A重新進行注記操作；

步驟a5、返回重復步驟a1~步驟a4，對點狀圖層中的下一個待注記點狀地理要素進行注記操作，直到遍歷整個點狀圖層的所有待注記點狀地理要素，完成整個點狀圖層的注記；

B、對線狀圖層進行注記自動配置包括以下步驟，

步驟b1、設線狀圖層中的某個待注記線狀地理要素標記為A，根據地圖注記專家知識庫中的注記字隔、注記間隔和注記距離，對要素A進行注記操作得到注記串，并生成注記串的注記候選位置，注記串是能夠參照待注記線狀地理要素進行滑動的注記單元；

步驟b2、根據地圖注記專家知識庫中的注記避讓優先級，獲取當前線狀圖層的注記不能壓蓋的圖層集合，將該圖層集合標記為L；將要素A的注記串中的各個注記候選位置與其他注記及其不能壓蓋的圖層進行檢測，找出要素A的注記串中，與其他注記及圖層集合L不存在壓蓋沖突的集合，標記為A_S；