[发明专利]一种基于视觉变量的地图注记自动分类配置方法

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，尤其涉及一种基于视觉变量的地图注记自动分类配置方法。

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，本发明提出了一种基于视觉变量的地图注记自动分类配置方法，其实现简单，可以显著提高制图效率。

本发明的技术方案所提供一种基于视觉变量的地图注记分类自动配置方法，包括以下步骤：

步骤1，定制地图注记配置规则库，地图注记配置规则库中的注记规则信息包括注记要素视觉参数表，所述注记要素视觉参数表提供注记配置模式所适用的视觉变量参数；

步骤2，输入地理数据，对地理数据进行制图表达；

步骤3，计算每个地物要素的视觉变量，所述地物要素的视觉变量分为尺寸变量、形状变量和对称性变量，

（1）所述尺寸变量是所有地物要素的视觉变量，其计算公式如下

其中表示地物要素的尺寸，为地物要素图形符号的最小外接矩形的面积，为注记文本框的面积；

（2）所述形状变量是线状和面状地物要素的视觉变量，由单调性因子和紧凑度因子构成，

单调性因子由一个布尔值衡量，真表示该地物单调，否则表示该地物非单调，其计算公式如下

其中表示地物要素的单调性，为曲线L上第i点到曲线L的首尾点所构成直线段的垂线与曲线L的交点个数，true表示真，false表示否；

紧凑度因子取值范围为[0,1]，其计算公式如下

其中为地物要素的紧凑度，A为地物要素符号化后的图形的面积，P为地物要素符号化后的图形的周长；

（3）所述对称性变量是几何类型为面域的地物要素的视觉变量，其计算公式为：

其中表示地物的对称性，A为面状要素符号化后的图形的面积，A_i表示面状要素在原点为其形心的四个象限内的分面积，i取1～4，表示面状要素符号化后在四个象限的平均面积，=A/4；

步骤4，匹配地图注记配置规则库中的规则，选择注记配置模式，完成地图注记分类配置；所述注记配置模式的选择方式为根据步骤3所得地物要素的视觉变量，参照步骤1在地图注记配置规则库中定制的注记要素视觉参数表，选择相应的注记配置模式，完成注记配置。

而且，步骤1中所述地图注记配置规则库中的注记规则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、注记分类字段、注记字段、注记字号、注记颜色、注记间隔、注记字隔和注记距离。

而且，步骤1中所述注记要素视觉参数表的内容如下，