一種地圖點要素注記自動配置方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于地圖制圖自動化技術領域，特別涉及一種地圖點要素注記自動配置方 法。
【背景技術】
[0002] 從20世紀50年代，國內外地圖制圖工作者對地圖的編制如何擺脫繁重的手工方 式，實現(xiàn)地圖制圖自動化進行了理論與方法的研宄。經過50年的發(fā)展，從最初提出的地圖 制圖自動化，后來提出的計算機輔助地圖制圖、計算機地圖制圖，計算機地圖制圖的技術問 題（包括硬件與軟件系統(tǒng)）已基本解決，已全部實現(xiàn)各種類型地圖的計算機制圖。
[0003] 采用數(shù)字地圖制圖技術和電子出版技術，地圖制圖生產實現(xiàn)了由傳統(tǒng)的模擬制 圖技術向現(xiàn)代計算機數(shù)字制圖技術的發(fā)展，地圖制圖與出版的數(shù)字化一體化已成為地圖 制圖生產的基本技術手段，提高了地圖制圖與出版的速度和質量，降低了地圖制作成本， 豐富了地圖設計者的創(chuàng)作手法，縮短了成圖周期，適應了國民經濟建設、國防建設、社會發(fā) 展和人類文明進步的需求，是地圖學發(fā)展史上的一個革命性轉變。
[0004] 地圖注記自動配置是地圖制圖自動化中核心問題之一，國內外學者對此進行了許 多深入的研宄和探討，取得了一些進展。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、滑動模型，以及基于格網等近似連續(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，因此固定位置模型是 最常采用的注記候選位置模型，常見的有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，實際應用中許多注 記位置并沒有到達較好的效果。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、滑動模型等算法，也有著復雜程度高、注記效果不佳等缺陷，需要提出全新的技術方案 進行改進和完善。

【發(fā)明內容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的問題是，提供一種能夠在復雜圖面背景無沖突壓蓋前提下，進 行點要素注記自動配置方法。
[0007] 本發(fā)明提供一種地圖點要素注記自動配置方法，包含以下步驟：
[0008] 步驟1，輸入地圖上待注記的點要素集合，針對集合內所有點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，輸入注記與點要素的距離閾值，并根據距離閾值以及注記文本框的寬 度、高度，確定每個點要素的有效注記鄰域范圍；
[0010] 步驟1. 2,對每一個點要素，考慮鄰域范圍內的所有背景要素，根據平面碰撞檢測 原理，進行可移動區(qū)域的計算，獲得點要素的注記候選區(qū)域；所有點要素的注記候選區(qū)域構 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，根據每個點要素的注記 候選區(qū)域情況，按區(qū)域范圍相對較小的要素先注記的順序進行注記配置，包括以下子步驟，
[0012] 步驟2. 1，根據注記候選區(qū)域集合，按照區(qū)域范圍相對大小對進行排序，確定各待 注記點要素的注記配置順序；每個點要素的區(qū)域范圍相對大小為注記候選區(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,根據步驟2. 1確定的注記配置順序，取當前處于首位的點要素作為當前 點要素進行配置，首先從當前點要素的注記候選區(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離散點作為距離運算參考點，設取到 的離散點數(shù)目為η ;
[0015] 步驟2. 2. 2,取η個離散點中的某一點M為參照，計算當前點要素的注記候選區(qū)域 中點M與當前點要素距離最近時的注記位置，作為點M相應的注記候選位置；
[0016] 步驟2. 2. 3,返回步驟2. 2. 2取η個離散點中的另一點為參照，直到產生所有η個 注記候選位置；
[0017] 步驟2. 3,從步驟2. 2生成的η個注記候選位置中，選取最優(yōu)的注記位置對當前點 要素進行注記配置，生成注記；
[0018] 步驟2. 4,將當前點要素從待注記的點要素集合中去除，將當前點要素的注記候選 區(qū)域從注記候選區(qū)域集合中去除，并根據新生成的注記，對注記候選區(qū)域集合內相關受影 響的點要素的注記候選區(qū)域進行更新，返回步驟2. 1取下一個處于首位的點要素作為當前 點要素進行配置，直到所有的點要素均完成注記配置。
[0019] 而且，步驟1. 2所述可移動區(qū)域的計算實現(xiàn)如下，
[0020] 設注記文本框為多邊形Ρ，以注記文本框中點為定位參照點ρ，Ρ'為P以點ρ中心 對稱的對稱圖形，P的可移動區(qū)域S可表示為P' ? R的補集，其中"? "表示Minkowski加 法，結果為P'隨其定位參考點P在集合R上移動所掃過所有區(qū)域的總和，集合R為背景元 素。
[0021] 而且，步驟2. 3中，對η個注記候選位置分別按照以下注記質量評價函數(shù)進行評 價，選取綜合評價結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^個注記候選位置的注記與對應要素關 聯(lián)性因子Dis、方位優(yōu)先級因子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為綜合評價結果值最低結果。
[0025] 而且，所述注記與其他要素的距離因子NearP的求取如下，
【主權項】
1. 一種地圖點要素注記自動配置方法，其特征在于，包含以下步驟： 步驟1，輸入地圖上待注記的點要素集合，針對集合內所有點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，輸入注記與點要素的距離閾值，并根據距離閾值以及注記文本框的寬度、高 度，確定每個點要素的有效注記鄰域范圍； 步驟1. 2,對每一個點要素，考慮鄰域范圍內的所有背景要素，根據平面碰撞檢測原理， 進行可移動區(qū)域的計算，獲得點要素的注記候選區(qū)域；所有點要素的注記候選區(qū)域構成初 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，根據每個點要素的注記候選 區(qū)域情況，按區(qū)域范圍相對較小的要素先注記的順序進行注記配置，包括以下子步驟， 步驟2. 1，根據注記候選區(qū)域集合，按照區(qū)域范圍相對大小對進行排序，確定各待注記 點要素的注記配置順序；每個點要素的區(qū)域范圍相對大小為注記候選區(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,根據步驟2. 1確定的注記配置順序，取當前處于首位的點要素作為當前點要 素進行配置，首先從當前點要素的注記候選區(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離散點作為距離運算參考點，設取到的離 散點數(shù)目為n; 步驟2. 2. 2,取n個離散點中的某一點M為參照，計算當前點要素的注記候選區(qū)域中點M與當前點要素距離最近時的注記位置，作為點M相應的注記候選位置； 步驟2. 2. 3,返回步驟2. 2. 2取n個離散點中的另一點為參照，直到產生所有n個注記 候選位置； 步驟2. 3,從步驟2. 2生成的n個注記候選位置中，選取最優(yōu)的注記位置對當前點要素 進行注記配置，生成注記； 步驟2. 4,將當前點要素從待注記的點要素集合中去除，將當前點要素的注記候選區(qū)域 從注記候選區(qū)域集合中去除，并根據新生成的注記，對注記候選區(qū)域集合內相關受影響的 點要素的注記候選區(qū)域進行更新，返回步驟2. 1取下一個處于首位的點要素作為當前點要 素進行配置，直到所有的點要素均完成注記配置。
2. 如權利要求1所述的地圖點要素注記自動配置方法，其特征在于：步驟1. 2所述可 移動區(qū)域的計算實現(xiàn)如下， 設注記文本框為多邊形P，以注記文本框中點為定位參照點P，P'為P以點P中心對稱 的對稱圖形，P的可移動區(qū)域S可表示為P' ?R的補集，其中"? "表示Minkowski加法，結 果為P'隨其定位參考點P在集合R上移動所掃過所有區(qū)域的總和，集合R為背景元素。
3. 如權利要求1或2所述的地圖點要素注記自動配置方法，其特征在于：步驟2. 3中， 對n個注記候選位置分別按照以下注記質量評價函數(shù)進行評價，選取綜合評價結果值最低 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^個注記候選位置的注記與對應要素關聯(lián)性 因子Dis、方位優(yōu)先級因子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為綜合評價結果值最低結果。
4. 如權利要求3所述的地圖點要素注記自動配置方法，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為相鄰點要素最大距離閾值，NearPoint為閾值e相應鄰域內所有點要素的 集合；i為集合NearPoint內的任一點要素，diSi為當前注記與點要素i的距離。
5. 如權利要求3所述的地圖點要素注記自動配置方法，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相應鄰域內所有注記的集合；i為集合Nearanno內的任一注記；diSiS當前注記與相鄰注記i的距離；《為常量，AnnoLen 為當前注記的長度；length為注記重合的長度。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種地圖點要素注記自動配置方法，包含針對集合內所有點要素生成初始的注記候選區(qū)域集合，根據每個點要素的注記候選區(qū)域情況，按區(qū)域范圍相對較小的要素先注記的順序進行注記配置。本發(fā)明以要素鄰域內所有可利用的注記空間作為注記配置基礎，能在考慮圖面沖突壓蓋前提下，完成高質量點注記配置。同其他注記算法相比，該發(fā)明在有效注記數(shù)目、質量以及復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
【公開號】CN104699822
【申請?zhí)枴緾N201510143762
【發(fā)明人】張航, 李霖
【申請人】武漢大學
【公開日】2015年6月10日
【申請日】2015年3月30日