[发明专利]一种计算机地图制图中的地图注记自动配置方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子地图和数字地图制图领域，尤其涉及一种计算机地图制图中的地图注记自动配置方法。

背景技术

注记是地图(包括纸质地图和电子地图)非常重要的组成部分，而它的自动配置是计算机地图制图和地理信息系统的关键问题之一。一方面，随着国民经济的发展，对基础测绘、地形图更新的要求越来越高，更新速度也越来越快；另一方面，以计算机和网络为代表的信息技术的发展，促使世界各国加快了测绘技术信息化进程，使传统的地图制图技术走向了计算机辅助地图制图和制图自动化；同时，地理信息系统也获得了飞速的发展，并且应用日益广泛。在国内外，制图人员也越来越多地通过自动制图软件从地图数据库中提取信息，使地图生产自动化。作为地图使用和输出的重要环节，注记的自动化程度及质量好坏将影响地理信息系统应用的质量。据国外学者统计，在地图生产及相关的实践中，注记配置的工作量大约占59%左右(Cook & Jones，1990)。长期以来，注记是通过手工来配置完成的，既费事，又费时，影响了地图生产的速度。即使是用现在的自动制图软件来生产地图，注记也需要大量的人工干预，基本上不能充分利用现有的资源。

Imhof(1975)提出地图注记配置的三个基本原则——易读性、表达地图信息时的清晰性和美学平衡性；Hirsch(1998)认为地图注记应该更加简洁和容易理解。注记的自动配置研究基本上都依照Imhof和Hirsch提出的规则。

地图注记自动配置被公认为是一个NP难问题，自从首次尝试自动绘制地图以来，已有大量的方法被应用到该问题上来，例如专家系统、整数规划法、组合优化、启发式算法、模拟退火算法、遗传算法等，这类现有技术方案的主要缺点是实验复杂度高，效率比较低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明以此为出发点，提出一种计算机地图制图中的地图注记自动配置方法，其实现复杂度要低于现有的技术，可以显著提高制图效率和出图效果。

本发明的技术方案所提供计算机地图制图中的地图注记自动配置方法，包括以下步骤：

步骤1、设置地图注记专家知识库，地图注记专家知识库中的注记信息包括待注记图层名称、注记图层优先级、注记避让优先级、注记候选区半径、注记字号、注记字隔、注记间隔和注记距离；

步骤2、输入地理数据图层，进行制图表达；

步骤3、根据地图注记专家知识库中的待注记图层名称及注记图层优先级，对待注记的各地理数据图层进行地图注记自动配置，配置实现方式如下，

A、对点状图层进行注记自动配置包括以下步骤，

步骤a1、设点状图层中的某个待注记点状地理要素标记为A，注记字号标记为H，将以要素A符号化后的符号图形的凸壳为定位线、半径根据注记候选区半径设定的缓冲区区域进行栅格化，栅格边长为H，栅格化后的区域为要素A的注记摆放区域S；

步骤a2、基于Gestalt理论，在要素A的注记摆放区域S中，计算各个注记候选位置的注记评价参数值，得出最佳注记位置，对要素A进行注记操作；

步骤a3、根据地图注记专家知识库中的注记避让优先级，获取当前点状图层的注记不能压盖的图层集合，将该图层集合标记为L；检测要素A的注记与其他注记及图层集合L是否存在压盖冲突，若不存在冲突，则进入步骤a5，对点状图层中的下一个待注记点状地理要素进行注记操作；若存在冲突，则在要素A的注记摆放区域S范围内，找出与其他注记及图层集合L不存在冲突的区域，该区域为要素A的不冲突注记区域S’；

步骤a4、基于Gestalt理论，在要素A的不冲突注记区域S’中，计算各个注记候选位置的注记评价参数值，得出最佳注记位置，对要素A重新进行注记操作；

步骤a5、返回重复步骤a1~步骤a4，对点状图层中的下一个待注记点状地理要素进行注记操作，直到遍历整个点状图层的所有待注记点状地理要素，完成整个点状图层的注记；

B、对线状图层进行注记自动配置包括以下步骤，

步骤b1、设线状图层中的某个待注记线状地理要素标记为A，根据地图注记专家知识库中的注记字隔、注记间隔和注记距离，对要素A进行注记操作得到注记串，并生成注记串的注记候选位置，注记串是能够参照待注记线状地理要素进行滑动的注记单元；

步骤b2、根据地图注记专家知识库中的注记避让优先级，获取当前线状图层的注记不能压盖的图层集合，将该图层集合标记为L；将要素A的注记串中的各个注记候选位置与其他注记及其不能压盖的图层进行检测，找出要素A的注记串中，与其他注记及图层集合L不存在压盖冲突的集合，标记为A_S；