[发明专利]一种地图点图层符号和注记同步显示的绘制方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子地图和数字制图领域，具体地，涉及一种地图绘制方法。

背景技术

在电子地图领域，地物注记的输出是一项重要的内容。电子地图带有文本标识，用户可以非常清晰地识别地物，辨认方位。

地图上具有区域景观特征的点状地理要素的目标很多，如呈点状分布的散列式居民地、密集分布的小岛屿群及小湖泊群等都是用点来表示。点状地理要素的矢量显示可以定义符号，文本显示可以定义注记。如图1的示意图所示，其中，圆是点要素的符号，圆右边的文本是点要素的注记。

在基于中文显示的制图综合中，点要素的符号和注记一般是需要同步显示的，也就是说，点要素的符号和注记要么都显示，要么都不显示，一般不存在只是显示符号或者只显示注记的情况；否则，容易造成理解障碍。图2示出了缺失注记的点要素的示意图。在该图2中，有3个点要素的符号，但因为压盖避让的原因，只有两个点要素的注记，这样造成中间的点要素的符号没有注记显示，这是不符合制图一般规则的。

目前，点要素的符号和注记的同步显示的实现方法主要有两类：一类是侵入式方法，其特点是对点图层的数据进行抽稀，使得经过抽稀后点要素的符号和注记能够同步显示；另一类是非侵入式方法，其特点是不对点图层数据进行处理，而是根据同步要求对点要素的绘制进行控制，使得某些点要素显示，而某些点要素不显示，从而达到点要素的符号和注记同步显示的目的。

侵入式方法的优点是绘制逻辑简单，执行效率高。缺点主要有两个：1)抽稀以后的数据是原数据的一个子集，这造成数据冗余和数据一致性问题；2)抽稀的效果不容易控制，具体而言，抽稀过程是通过抽稀半径来控制的，如果半径过小，会造成符号和注记不能同步显示；但如果半径过大，会造成可以同步显示的点要素被没有必要的抽稀掉了，产生所谓的数据显示缺失现象。

侵入式方法的绘制逻辑是静态的，如果使用动态的绘制逻辑，就可以避免这种方法产生的上述问题。所谓动态的绘制逻辑，就是在绘制过程中，动态地判断每个点要素的符号和注记是否可以同步显示。这就是非侵入式方法的主要思想。

非侵入式方法的定义虽然简单，但是实现起来却很麻烦。在基于图层绘制的制图综合中，符号是先于注记绘制的，绘制逻辑的简单描述是：首先，对于所有图层，绘制每个图层的符号；然后，对于所有图层，绘制每个图层的注记。也就是说，在非侵入式方法中，符号和注记是分开绘制的，图层的符号绘制完毕以后才绘制注记，所以要实现非侵入式方法的同步绘制就很困难。

在当前业界领先的GIS平台软件ArcGIS中，为了实现点图层的符号和注记的同步显示，使用了一种基于牵引线的方法，其具体过程详细描述如下：

首先，使用带“牵引线”方式设置点要素的注记，点要素的符号压盖避让，图3示出了该步骤的效果示意图，如图所示，每个点要素的注记为一个牵引线和文本的组合，且每个牵引线带有箭头。

然后，修改“牵引线”的箭头为点要素的符号样式，并且使“牵引线”的线的颜色透明化，这就使得带有注记的点有符号重叠的现象。图4示出了该步骤的效果示意图。对比图3和图4，对于点要素图兹别里，在图3中其对应的符号只有一个圆，但在图4中有两个圆。

最后，设置点要素的符号的颜色透明，这样只留下注记，而注记牵引线的点要素符号恰好是用户需要的点要素符号，由此得到最终效果。图5示出了ArcGIS同步显示效果图。

上述ArcGIS的方法存在很多问题，主要包括：

1、注记和符号压盖无法避免。ArcGIS的方法实际上没有使用点要素符号控制图层的矢量显示，而是仅使用了注记，只是注记的牵引线替代了点要素的符号。而冲突避让算法只是考虑了注记文本的范围，没有考虑箭头大小，使得注记文本和注记的箭头(也即所显示的点要素的符号)会有压盖现象。

2、操作复杂。虽然在上面描述中把ArcGIS绘制的步骤分解为3个，但实际上每一步都包含很多的细节，计算相当复杂、界面设计繁琐。在算法中所涉及的参数的经验值很重要，因为参数之间相互制约，造成了用户很难很好把握这些参数之间的关系，需要反复的实验。同时，为了保证每个注记对应一个牵引线，需要保证注记的偏移量大于注记距离点的偏移量。

3、控制困难。由于参数量多，相互之间的关系复杂，使得控制起来很困难。例如点符号和注记间距离就很难控制控制，当点符号到注记间距离变小时，点要素很密集；当距离变大时，点要素变稀疏，但是由于距离过大，造成无法正确判别点符号和注记间的对应关系。