一種地圖點(diǎn)要素注記自動(dòng)配置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于地圖制圖自動(dòng)化技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種地圖點(diǎn)要素注記自動(dòng)配置方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 從20世紀(jì)50年代，國(guó)內(nèi)外地圖制圖工作者對(duì)地圖的編制如何擺脫繁重的手工方 式，實(shí)現(xiàn)地圖制圖自動(dòng)化進(jìn)行了理論與方法的研宄。經(jīng)過(guò)50年的發(fā)展，從最初提出的地圖 制圖自動(dòng)化，后來(lái)提出的計(jì)算機(jī)輔助地圖制圖、計(jì)算機(jī)地圖制圖，計(jì)算機(jī)地圖制圖的技術(shù)問(wèn) 題（包括硬件與軟件系統(tǒng)）已基本解決，已全部實(shí)現(xiàn)各種類型地圖的計(jì)算機(jī)制圖。
[0003] 采用數(shù)字地圖制圖技術(shù)和電子出版技術(shù)，地圖制圖生產(chǎn)實(shí)現(xiàn)了由傳統(tǒng)的模擬制 圖技術(shù)向現(xiàn)代計(jì)算機(jī)數(shù)字制圖技術(shù)的發(fā)展，地圖制圖與出版的數(shù)字化一體化已成為地圖 制圖生產(chǎn)的基本技術(shù)手段，提高了地圖制圖與出版的速度和質(zhì)量，降低了地圖制作成本， 豐富了地圖設(shè)計(jì)者的創(chuàng)作手法，縮短了成圖周期，適應(yīng)了國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)、國(guó)防建設(shè)、社會(huì)發(fā) 展和人類文明進(jìn)步的需求，是地圖學(xué)發(fā)展史上的一個(gè)革命性轉(zhuǎn)變。
[0004] 地圖注記自動(dòng)配置是地圖制圖自動(dòng)化中核心問(wèn)題之一，國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)此進(jìn)行了許 多深入的研宄和探討，取得了一些進(jìn)展。例如，在注記候選位置的確定方面，主要成果有固 定位置模型、滑動(dòng)模型，以及基于格網(wǎng)等近似連續(xù)的注記模型等。
[0005] 由于現(xiàn)有研宄通常將啟發(fā)式搜索作為注記配置算法的基礎(chǔ)，因此固定位置模型是 最常采用的注記候選位置模型，常見(jiàn)的有4位置、8位置模型以及其他改善的固定位置模 型，由于其并非在要素所有可注記候選區(qū)域中尋求注記解的固有缺陷，實(shí)際應(yīng)用中許多注 記位置并沒(méi)有到達(dá)較好的效果。而少數(shù)近似連續(xù)的注記候選位置模型，例如上述的基于格 網(wǎng)、滑動(dòng)模型等算法，也有著復(fù)雜程度高、注記效果不佳等缺陷，需要提出全新的技術(shù)方案 進(jìn)行改進(jìn)和完善。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是，提供一種能夠在復(fù)雜圖面背景無(wú)沖突壓蓋前提下，進(jìn) 行點(diǎn)要素注記自動(dòng)配置方法。
[0007] 本發(fā)明提供一種地圖點(diǎn)要素注記自動(dòng)配置方法，包含以下步驟：
[0008] 步驟1，輸入地圖上待注記的點(diǎn)要素集合，針對(duì)集合內(nèi)所有點(diǎn)要素生成初始的注記 候選區(qū)域集合，包括以下子步驟，
[0009] 步驟1. 1，輸入注記與點(diǎn)要素的距離閾值，并根據(jù)距離閾值以及注記文本框的寬 度、高度，確定每個(gè)點(diǎn)要素的有效注記鄰域范圍；
[0010] 步驟1. 2,對(duì)每一個(gè)點(diǎn)要素，考慮鄰域范圍內(nèi)的所有背景要素，根據(jù)平面碰撞檢測(cè) 原理，進(jìn)行可移動(dòng)區(qū)域的計(jì)算，獲得點(diǎn)要素的注記候選區(qū)域；所有點(diǎn)要素的注記候選區(qū)域構(gòu) 成初始的注記候選區(qū)域集合；
[0011] 步驟2,以步驟1所生成初始的注記候選區(qū)域集合為基礎(chǔ)，根據(jù)每個(gè)點(diǎn)要素的注記 候選區(qū)域情況，按區(qū)域范圍相對(duì)較小的要素先注記的順序進(jìn)行注記配置，包括以下子步驟，
[0012] 步驟2. 1，根據(jù)注記候選區(qū)域集合，按照區(qū)域范圍相對(duì)大小對(duì)進(jìn)行排序，確定各待 注記點(diǎn)要素的注記配置順序；每個(gè)點(diǎn)要素的區(qū)域范圍相對(duì)大小為注記候選區(qū)域和有效注記 鄰域范圍面積的比值，比值小的要素注記配置順序在先；
[0013] 步驟2. 2,根據(jù)步驟2. 1確定的注記配置順序，取當(dāng)前處于首位的點(diǎn)要素作為當(dāng)前 點(diǎn)要素進(jìn)行配置，首先從當(dāng)前點(diǎn)要素的注記候選區(qū)域離散篩選注記候選位置，包含以下子 步驟，
[0014] 步驟2. 2. 1，在注記文本框上均勻地取若干個(gè)離散點(diǎn)作為距離運(yùn)算參考點(diǎn)，設(shè)取到 的離散點(diǎn)數(shù)目為η ;
[0015] 步驟2. 2. 2,取η個(gè)離散點(diǎn)中的某一點(diǎn)M為參照，計(jì)算當(dāng)前點(diǎn)要素的注記候選區(qū)域 中點(diǎn)M與當(dāng)前點(diǎn)要素距離最近時(shí)的注記位置，作為點(diǎn)M相應(yīng)的注記候選位置；
[0016] 步驟2. 2. 3,返回步驟2. 2. 2取η個(gè)離散點(diǎn)中的另一點(diǎn)為參照，直到產(chǎn)生所有η個(gè) 注記候選位置；
[0017] 步驟2. 3,從步驟2. 2生成的η個(gè)注記候選位置中，選取最優(yōu)的注記位置對(duì)當(dāng)前點(diǎn) 要素進(jìn)行注記配置，生成注記；
[0018] 步驟2. 4,將當(dāng)前點(diǎn)要素從待注記的點(diǎn)要素集合中去除，將當(dāng)前點(diǎn)要素的注記候選 區(qū)域從注記候選區(qū)域集合中去除，并根據(jù)新生成的注記，對(duì)注記候選區(qū)域集合內(nèi)相關(guān)受影 響的點(diǎn)要素的注記候選區(qū)域進(jìn)行更新，返回步驟2. 1取下一個(gè)處于首位的點(diǎn)要素作為當(dāng)前 點(diǎn)要素進(jìn)行配置，直到所有的點(diǎn)要素均完成注記配置。
[0019] 而且，步驟1. 2所述可移動(dòng)區(qū)域的計(jì)算實(shí)現(xiàn)如下，
[0020] 設(shè)注記文本框?yàn)槎噙呅桅?，以注記文本框中點(diǎn)為定位參照點(diǎn)ρ，Ρ'為P以點(diǎn)ρ中心 對(duì)稱的對(duì)稱圖形，P的可移動(dòng)區(qū)域S可表示為P' ? R的補(bǔ)集，其中"? "表示Minkowski加 法，結(jié)果為P'隨其定位參考點(diǎn)P在集合R上移動(dòng)所掃過(guò)所有區(qū)域的總和，集合R為背景元 素。
[0021] 而且，步驟2. 3中，對(duì)η個(gè)注記候選位置分別按照以下注記質(zhì)量評(píng)價(jià)函數(shù)進(jìn)行評(píng) 價(jià)，選取綜合評(píng)價(jià)結(jié)果值最低的注記候選位置作為最優(yōu)的注記位置，
[0022] Anno = Min(aXDisk+bXDirk+cXNearPk+dXNearA k)
[0023] (k = I,. . . , η)
[0024] 其中，0丨815、0;[1\、他3沖15、他3^ 15分別為第1^個(gè)注記候選位置的注記與對(duì)應(yīng)要素關(guān) 聯(lián)性因子Dis、方位優(yōu)先級(jí)因子Dir、注記與其他要素的距離因子NearP、注記與其他注記的 距離因子NearA，Anno為綜合評(píng)價(jià)結(jié)果值最低結(jié)果。
[0025] 而且，所述注記與其他要素的距離因子NearP的求取如下，
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種地圖點(diǎn)要素注記自動(dòng)配置方法，其特征在于，包含以下步驟： 步驟1，輸入地圖上待注記的點(diǎn)要素集合，針對(duì)集合內(nèi)所有點(diǎn)要素生成初始的注記候選 區(qū)域集合，包括以下子步驟， 步驟1.1，輸入注記與點(diǎn)要素的距離閾值，并根據(jù)距離閾值以及注記文本框的寬度、高 度，確定每個(gè)點(diǎn)要素的有效注記鄰域范圍； 步驟1. 2,對(duì)每一個(gè)點(diǎn)要素，考慮鄰域范圍內(nèi)的所有背景要素，根據(jù)平面碰撞檢測(cè)原理， 進(jìn)行可移動(dòng)區(qū)域的計(jì)算，獲得點(diǎn)要素的注記候選區(qū)域；所有點(diǎn)要素的注記候選區(qū)域構(gòu)成初 始的注記候選區(qū)域集合； 步驟2,以步驟1所生成初始的注記候選區(qū)域集合為基礎(chǔ)，根據(jù)每個(gè)點(diǎn)要素的注記候選 區(qū)域情況，按區(qū)域范圍相對(duì)較小的要素先注記的順序進(jìn)行注記配置，包括以下子步驟， 步驟2. 1，根據(jù)注記候選區(qū)域集合，按照區(qū)域范圍相對(duì)大小對(duì)進(jìn)行排序，確定各待注記 點(diǎn)要素的注記配置順序；每個(gè)點(diǎn)要素的區(qū)域范圍相對(duì)大小為注記候選區(qū)域和有效注記鄰域 范圍面積的比值，比值小的要素注記配置順序在先； 步驟2. 2,根據(jù)步驟2. 1確定的注記配置順序，取當(dāng)前處于首位的點(diǎn)要素作為當(dāng)前點(diǎn)要 素進(jìn)行配置，首先從當(dāng)前點(diǎn)要素的注記候選區(qū)域離散篩選注記候選位置，包含以下子步驟， 步驟2.2. 1，在注記文本框上均勻地取若干個(gè)離散點(diǎn)作為距離運(yùn)算參考點(diǎn)，設(shè)取到的離 散點(diǎn)數(shù)目為n; 步驟2. 2. 2,取n個(gè)離散點(diǎn)中的某一點(diǎn)M為參照，計(jì)算當(dāng)前點(diǎn)要素的注記候選區(qū)域中點(diǎn)M與當(dāng)前點(diǎn)要素距離最近時(shí)的注記位置，作為點(diǎn)M相應(yīng)的注記候選位置； 步驟2. 2. 3,返回步驟2. 2. 2取n個(gè)離散點(diǎn)中的另一點(diǎn)為參照，直到產(chǎn)生所有n個(gè)注記 候選位置； 步驟2. 3,從步驟2. 2生成的n個(gè)注記候選位置中，選取最優(yōu)的注記位置對(duì)當(dāng)前點(diǎn)要素 進(jìn)行注記配置，生成注記； 步驟2. 4,將當(dāng)前點(diǎn)要素從待注記的點(diǎn)要素集合中去除，將當(dāng)前點(diǎn)要素的注記候選區(qū)域 從注記候選區(qū)域集合中去除，并根據(jù)新生成的注記，對(duì)注記候選區(qū)域集合內(nèi)相關(guān)受影響的 點(diǎn)要素的注記候選區(qū)域進(jìn)行更新，返回步驟2. 1取下一個(gè)處于首位的點(diǎn)要素作為當(dāng)前點(diǎn)要 素進(jìn)行配置，直到所有的點(diǎn)要素均完成注記配置。
2. 如權(quán)利要求1所述的地圖點(diǎn)要素注記自動(dòng)配置方法，其特征在于：步驟1. 2所述可 移動(dòng)區(qū)域的計(jì)算實(shí)現(xiàn)如下， 設(shè)注記文本框?yàn)槎噙呅蜳，以注記文本框中點(diǎn)為定位參照點(diǎn)P，P'為P以點(diǎn)P中心對(duì)稱 的對(duì)稱圖形，P的可移動(dòng)區(qū)域S可表示為P' ?R的補(bǔ)集，其中"? "表示Minkowski加法，結(jié) 果為P'隨其定位參考點(diǎn)P在集合R上移動(dòng)所掃過(guò)所有區(qū)域的總和，集合R為背景元素。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的地圖點(diǎn)要素注記自動(dòng)配置方法，其特征在于：步驟2. 3中， 對(duì)n個(gè)注記候選位置分別按照以下注記質(zhì)量評(píng)價(jià)函數(shù)進(jìn)行評(píng)價(jià)，選取綜合評(píng)價(jià)結(jié)果值最低 的注記候選位置作為最優(yōu)的注記位置， Anno=Min(aXDisk+bXDirk+cXNearPk+dXNearAk) (k= 1，?? ?，n) 其中，0丨815、0;[1\、他&沖15、他&14 15分別為第1^個(gè)注記候選位置的注記與對(duì)應(yīng)要素關(guān)聯(lián)性 因子Dis、方位優(yōu)先級(jí)因子Dir、注記與其他要素的距離因子NearP、注記與其他注記的距離 因子NearA，Anno為綜合評(píng)價(jià)結(jié)果值最低結(jié)果。
4. 如權(quán)利要求3所述的地圖點(diǎn)要素注記自動(dòng)配置方法，其特征在于：所述注記與其他 要素的距離因子NearP的求取如下，
其中，e為相鄰點(diǎn)要素最大距離閾值，NearPoint為閾值e相應(yīng)鄰域內(nèi)所有點(diǎn)要素的 集合；i為集合NearPoint內(nèi)的任一點(diǎn)要素，diSi為當(dāng)前注記與點(diǎn)要素i的距離。
5. 如權(quán)利要求3所述的地圖點(diǎn)要素注記自動(dòng)配置方法，其特征在于：所述注記與其他 注記的距離因子NearA的求取如下，
其中，e為相鄰注記最大距離閾值，Nearanno為閾值e相應(yīng)鄰域內(nèi)所有注記的集合；i為集合Nearanno內(nèi)的任一注記；diSiS當(dāng)前注記與相鄰注記i的距離；《為常量，AnnoLen 為當(dāng)前注記的長(zhǎng)度；length為注記重合的長(zhǎng)度。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種地圖點(diǎn)要素注記自動(dòng)配置方法，包含針對(duì)集合內(nèi)所有點(diǎn)要素生成初始的注記候選區(qū)域集合，根據(jù)每個(gè)點(diǎn)要素的注記候選區(qū)域情況，按區(qū)域范圍相對(duì)較小的要素先注記的順序進(jìn)行注記配置。本發(fā)明以要素鄰域內(nèi)所有可利用的注記空間作為注記配置基礎(chǔ)，能在考慮圖面沖突壓蓋前提下，完成高質(zhì)量點(diǎn)注記配置。同其他注記算法相比，該發(fā)明在有效注記數(shù)目、質(zhì)量以及復(fù)雜情況下注記等方面取得較大提高，更好的滿足了地圖注記配置要求。
【IPC分類】G06F17-30
【公開(kāi)號(hào)】CN104699822
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510143762
【發(fā)明人】張航, 李霖
【申請(qǐng)人】武漢大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年6月10日
【申請(qǐng)日】2015年3月30日