[发明专利]自适应设置Snakes模型形状参数的线状要素移位方法

说明书

技术领域

本发明属于地图自动综合技术领域，特别涉及一种自适应设置Snakes模型形状参数的线状要素移位方法。 

背景技术

地图综合过程中，由于比例尺缩小，地图空间随之缩小，同时部分要素不得不以大于实际尺寸的符号夸大表示，从而可能导致地图上相邻目标间的邻近冲突、视觉冲突和空间关系冲突。为了保持地图的清晰性，必须运用选取、合并、夸大、移位等操作对这些冲突加以处理，其中移位是解决此类冲突最常用的一种操作。 

地图上的线状要素（如道路、河流等），可看成是地图的骨架，其分布范围广，结构复杂。与之相关的地图自动综合问题通常是研究的重点也是难点，尤其是线状要素的移位问题，涉及各线状目标几何形态的保持和线性目标间的空间关系维护，更显得错综复杂。Nickerson^[2]采用基本几何方法对线状要素进行移位，较全面的解决了两条线状目标间的冲突，但难以解决多目标的复杂冲突问题。Burghardt和Meier^[5]提出的基于Snakes模型的移位算法是一种适合线状地图要素移位的全局最优化算法，对多目标的复杂问题具有更优的效果。该算法采用能量最小原理，能量的描述由最基本的移位量表示，用移位前后线状要素的几何形状变化描述内部能量，用邻近线状要素的空间冲突描述外部能量，通过有限元分析方法计算曲线移位后的最优形状和位置。 

Snakes模型中的形状参数（弹性参数α和刚性参数β）决定了线状要素的弹性和刚性，反映了模型属性，对移位效果有一定的控制作用。Burghardt和Meier^[5]、Bader^[10]和吴小芳^[11]等学者均围绕形状参数的设置问题展开了讨论，提出了参数设置的基本原则，但目前仍缺乏有效的参数设置方法。 

文中涉及如下参考文献： 

[1]Lichtner W.Computer-Assisted Processes of Cartographic Generalization in Topographic Maps[J].Geo-Processing,1979Vol.1No.1. 

[2]Nickerson B G.Automated Cartographic Generalization for Linear Features[J].Cartographica,1988Vol.25No.3. 

[3]Mackaness W A.An Algorithm for Conflict Identification and Feature Displacement in  Automated Map Generalization[J].Cartography and Geographic Information Systems,1994Vol.21No.4. 

[4]Ruas A.A Method for Building Displacement in Automated Map Generalisation[J].International Journal of Geographic Information Science,1998Vol.12No.7. 

[5]Burghardt D,Meier S.Cartographic Displacement Using the Snakes Concept[A].Semantic Modeling for the Acquisition of Topographic Information from Images and Maps[C],ed.By W and L Plümer,1997. 

[6]Harrie L E.The Constraint Method for Solving Spatial Conflicts in Cartographic Generalization[J].Cartography and Geographic Information Science,1999Vol.26No.1. 

[7]P.Solving Local and Global Space Conflicts in Map Generalization:Using a Finite Element Method[J].Cartography and Geographic Information Science,2000Vol.27No.1.