[發(fā)明專利]基于力矩平衡原理建立地圖視覺(jué)平衡模型的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210284933.9
• 申請(qǐng)日: 2012-08-11
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN102789737A
• 公開(kāi)（公告）日: 2012-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王光霞;馬俊;齊曉飛;游雄;於建峰;崔秀飛;王富強(qiáng);袁田
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)人民解放軍信息工程大學(xué)
• 主分類號(hào): G09B29/00
• 分類號(hào): G09B29/00
• 代理公司: 鄭州天陽(yáng)專利事務(wù)所(普通合伙) 41113
• 代理人: 宋金鼎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種基于力矩平衡原理建立地圖視覺(jué)平衡模型的方法。

背景技術(shù)

在力學(xué)中力矩平衡分為兩種：點(diǎn)力矩平衡的充要條件是其中為第i個(gè)點(diǎn)力矩，為i個(gè)點(diǎn)力矩的矢量和；軸力矩平衡的充要條件是順時(shí)針?lè)较虻牧睾湍鏁r(shí)針?lè)较虻牧卮笮∠嗟龋辉诘貓D設(shè)計(jì)領(lǐng)域中，視覺(jué)重量是由于地圖上的圖形由于尺寸、形狀、顏色等圖形特征及所處的位置的不同，有些看起來(lái)重些，有些看起來(lái)輕些，這種視覺(jué)效果稱為視覺(jué)重量；視覺(jué)平衡是指按一定原則編排地圖上的圖形單元，使之達(dá)到合理、生動(dòng)的一種視覺(jué)效果。地圖的圖面設(shè)計(jì)不僅包括主區(qū)的構(gòu)圖而且涉及圖名、圖例、附圖、比例尺等圖外要素（圖外要素是指除主區(qū)以外的圖上要素）的位置、范圍以及形式的設(shè)計(jì)。如何在滿足不同功能需求用戶個(gè)性化定制的同時(shí)，保持地圖易閱讀和使用效果，圖面各種要素的配置就必須滿足視覺(jué)平衡的要求。

目前，地圖設(shè)計(jì)人員對(duì)視覺(jué)平衡的評(píng)估主要是地圖設(shè)計(jì)者依靠長(zhǎng)期的經(jīng)驗(yàn)定性判斷是否達(dá)到視覺(jué)平衡，經(jīng)常出現(xiàn)不同設(shè)計(jì)者結(jié)論不統(tǒng)一的現(xiàn)象，甚至設(shè)計(jì)者對(duì)自己的評(píng)估結(jié)果無(wú)法尋找依據(jù)。如果設(shè)計(jì)地圖結(jié)論不統(tǒng)一或無(wú)法判斷是否達(dá)到視覺(jué)平衡，會(huì)對(duì)地圖設(shè)計(jì)過(guò)程和設(shè)計(jì)結(jié)果即地圖本身都產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。具體如下：

一、如果設(shè)計(jì)結(jié)論不統(tǒng)一則眾多的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)如圖例設(shè)計(jì)、比例尺設(shè)計(jì)、版式設(shè)計(jì)、插圖設(shè)計(jì)、附圖設(shè)計(jì)等無(wú)法統(tǒng)一規(guī)劃，無(wú)法統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，各個(gè)環(huán)節(jié)互相沖突，那么地圖設(shè)計(jì)整體進(jìn)程無(wú)法順利進(jìn)行；

二、如果地圖設(shè)計(jì)結(jié)論不統(tǒng)一，則會(huì)出現(xiàn)不同設(shè)計(jì)者有不同質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)產(chǎn)品，即設(shè)計(jì)的地圖產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，更為嚴(yán)重的是因?yàn)闆](méi)有視覺(jué)平衡的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，因此無(wú)法對(duì)這些較差質(zhì)量的地圖產(chǎn)品進(jìn)行有根據(jù)的評(píng)估，較低水平的設(shè)計(jì)人員也因?yàn)闆](méi)有標(biāo)準(zhǔn)而找不到設(shè)計(jì)產(chǎn)品質(zhì)量較低的原因，因此研究基于力矩平衡原理建立地圖視覺(jué)平衡模型具有一定意義。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述情況，為克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，本發(fā)明之目的就是提供一種基于力矩平衡原理建立地圖視覺(jué)平衡模型的方法，可有效解決設(shè)計(jì)的地圖難以判斷是否達(dá)到視覺(jué)平衡和有效使用的問(wèn)題。

本發(fā)明解決的技術(shù)方案是，由于力矩平衡模型和視覺(jué)平衡模型的模擬相似度，根據(jù)力矩平衡模型且兼顧視覺(jué)平衡的影響因素，提出視覺(jué)重力矩的概念并建立函數(shù)模型，計(jì)算各個(gè)區(qū)的視覺(jué)重力矩以及視覺(jué)平衡模型衡量參數(shù)R₁和R₂，將視覺(jué)平衡模型衡量參數(shù)R₁和R₂與視覺(jué)平衡的閾值P₁、P₂，比較判斷是否達(dá)到視覺(jué)平衡。

本發(fā)明根據(jù)力矩平衡原理，計(jì)算地圖視覺(jué)平衡影響因素的重力矩，確定地圖視覺(jué)平衡模型衡量參數(shù)，建立了地圖視覺(jué)平衡模型，使地圖視覺(jué)平衡定性評(píng)估轉(zhuǎn)化為定量評(píng)估，方法簡(jiǎn)單，操作方便，使用效果好。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的交通圖視覺(jué)平衡模型構(gòu)建的示意圖。

圖2為本發(fā)明的五種版式的示意圖。

圖3為本發(fā)明的交通圖視覺(jué)平衡模型實(shí)現(xiàn)的示意圖。

圖4為本發(fā)明的北美洲的義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)地理教學(xué)掛圖。

圖5為本發(fā)明的中華人民共和國(guó)地圖。

圖6為本發(fā)明的《中國(guó)高速公路及城鄉(xiāng)公路網(wǎng)地圖集》中秦皇島市唐山市地圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說(shuō)明。

由圖1-圖6給出，本發(fā)明建立地圖視覺(jué)平衡模型的步驟如下：

第一步：模擬相似度確定，由于視覺(jué)重量的影響因子和視覺(jué)重量之間的比例關(guān)系與力矩的函數(shù)關(guān)系類似，力矩平衡模型和視覺(jué)平衡模型的模擬相似度，根據(jù)力矩平衡模型且兼顧視覺(jué)平衡的影響因素，對(duì)視覺(jué)重量的定義進(jìn)行拓展后提出視覺(jué)重力矩的概念；

第二步：地圖數(shù)據(jù)準(zhǔn)備，選取專題地圖作為模型實(shí)現(xiàn)用圖，選取的專題地圖中所有圖元（圖形單元）滿足以下條件：

①圖元之間不能交叉、不能擠壓扭曲，具有不同形狀而且不能簡(jiǎn)化為點(diǎn)狀，即所有圖元類似物理學(xué)中的剛性物體，剛性物體在物理學(xué)中是指無(wú)論受力多少形狀都不變化的物體；

②設(shè)垂直于圖面且朝向前方向的虛擬坐標(biāo)軸為X軸，所有圖元圍繞X軸模擬轉(zhuǎn)動(dòng)；

③X軸不用分析本身的受力情況；

所述的專題地圖為包括不同使用方式的專題地圖如掛圖、桌面用圖或地圖冊(cè)，也涵蓋不同用途的專題地圖如交通圖、政區(qū)圖或教學(xué)掛圖等；