数字地图中面状要素重叠注记的优化配置算法与实现
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摘要
地图注记是各种地物要素的说明和注释,对地图符号起补充说明的重要作用。地图注记与地图符号共同完成地图信息正确传输的功能。统计显示,传统的地图制图中,由人工完成的地图注记配置占整个地图制作过程50%的时间和精力,严重影响了地图制图的效率。利用计算机自动配置地图注记,为地图制图节省了大量的时间和精力。
目前,国内外学者对面状要素注记配置的研究很少,尤其是数字注记配置问题还没有相关的文献。本文对现有方法存在的不足进行改进,并主要研究数字注记配置算法。
本文针对国内主流GIS软件MAPGIS中数字注记重叠问题进行深入研究,主要做了以下几方面的研究工作：
(1)认真总结了地图注记自动配置的国内外研究现状,分析了最新的地图注记自动配置发展趋势。
(2)研究了地图注记的基本理论知识,在研究地图注记自动配置基本原则的基础上,总结了面状要素注记自动配置规则。
(3)深入研究了点水平切割中点线算法和最长切割线算法,就这两种方法存在的问题进行了仔细的研究。
(4)在对现有方法缺陷分析的基础上,提出了改进的点水平切割中点线算法。
(5)文章选择张家界市武陵源区城镇为实验区域,采用MAPGIS建立的数据库数据,对实验区域中规则面状要素和不规则面状要素重叠注记分情况讨论。采用本文提出的规则面状要素注记配置方法对实验区域中规则面状要素重叠注记进行重新配置,实验结果取得了很好的效果；采用本文提出的改进的点水平切割中点线方法,对实验区域不规则面状要素注记重叠问题进行重新配置,实验结果也取得了很好的效果。
Annotations are description and interpretation of surface features, which is to add map symbols. Statistic shows that in traditional cartography, artificial configuration of annotation takes up more than 50% both of the time and energy during the map production process, and this phenomenon has severely affected the efficiency of map production. Allocate the annotation automatically with computer can save plenty of time and energy for map make。
At present, scholars from home and abroad study little about the Automatic Placement for Noting Area Feature, especially for digital annotation configuration, there's little related document at all. This paper will improve shortages of existing methods and study mainly about digital annotation configuration method.
This paper aims at studying the question of digital annotations overlap of MAPGIS of the domestic mainstream software GIS, and will do a research on the following aspects about configuration of annotation:
(1)Summarize the development status and current situation of annotation configuration from home and abroad hardly, and analyze the latest development tendency of annotation configuration.
(2)Study fundamental speculative knowledge annotation, based on fundamental principle of annotation automatic configuration, summarize the Automatic Placement Rules for Noting Area Feature
(3)Study the midpoint of the level cutting line algorithm and the longest cutting line algorithm, as well as some problems about these two methods carefully.
(4)Based on studies about existing methods'defects, I've put forward the modified the midpoint of the level cutting line algorithm.
(5)This paper has selected the database from The Wuling Yuan District of Zhangjiajie as the experimental data, use the data from database founded in the MAPGIS, discussed classifiedlly about Regular Area Feature's overlapping notes and Irregular Area Feature's overlapping notes of experimental area. I allocate Regular Area Feature's overlapping notes of experimental area again by collocation means of Regular Area Feature notes(the mean this paper has brought up), and achieve experimental results. I've allocated problems about overlapped notes of Irregular Area Feature again with the method this paper has brought up-the modified the midpoint of the level cutting line algorithm, and also have gained a satisfying result.
目前,国内外学者对面状要素注记配置的研究很少,尤其是数字注记配置问题还没有相关的文献。本文对现有方法存在的不足进行改进,并主要研究数字注记配置算法。
本文针对国内主流GIS软件MAPGIS中数字注记重叠问题进行深入研究,主要做了以下几方面的研究工作：
(1)认真总结了地图注记自动配置的国内外研究现状,分析了最新的地图注记自动配置发展趋势。
(2)研究了地图注记的基本理论知识,在研究地图注记自动配置基本原则的基础上,总结了面状要素注记自动配置规则。
(3)深入研究了点水平切割中点线算法和最长切割线算法,就这两种方法存在的问题进行了仔细的研究。
(4)在对现有方法缺陷分析的基础上,提出了改进的点水平切割中点线算法。
(5)文章选择张家界市武陵源区城镇为实验区域,采用MAPGIS建立的数据库数据,对实验区域中规则面状要素和不规则面状要素重叠注记分情况讨论。采用本文提出的规则面状要素注记配置方法对实验区域中规则面状要素重叠注记进行重新配置,实验结果取得了很好的效果；采用本文提出的改进的点水平切割中点线方法,对实验区域不规则面状要素注记重叠问题进行重新配置,实验结果也取得了很好的效果。
Annotations are description and interpretation of surface features, which is to add map symbols. Statistic shows that in traditional cartography, artificial configuration of annotation takes up more than 50% both of the time and energy during the map production process, and this phenomenon has severely affected the efficiency of map production. Allocate the annotation automatically with computer can save plenty of time and energy for map make。
At present, scholars from home and abroad study little about the Automatic Placement for Noting Area Feature, especially for digital annotation configuration, there's little related document at all. This paper will improve shortages of existing methods and study mainly about digital annotation configuration method.
This paper aims at studying the question of digital annotations overlap of MAPGIS of the domestic mainstream software GIS, and will do a research on the following aspects about configuration of annotation:
(1)Summarize the development status and current situation of annotation configuration from home and abroad hardly, and analyze the latest development tendency of annotation configuration.
(2)Study fundamental speculative knowledge annotation, based on fundamental principle of annotation automatic configuration, summarize the Automatic Placement Rules for Noting Area Feature
(3)Study the midpoint of the level cutting line algorithm and the longest cutting line algorithm, as well as some problems about these two methods carefully.
(4)Based on studies about existing methods'defects, I've put forward the modified the midpoint of the level cutting line algorithm.
(5)This paper has selected the database from The Wuling Yuan District of Zhangjiajie as the experimental data, use the data from database founded in the MAPGIS, discussed classifiedlly about Regular Area Feature's overlapping notes and Irregular Area Feature's overlapping notes of experimental area. I allocate Regular Area Feature's overlapping notes of experimental area again by collocation means of Regular Area Feature notes(the mean this paper has brought up), and achieve experimental results. I've allocated problems about overlapped notes of Irregular Area Feature again with the method this paper has brought up-the modified the midpoint of the level cutting line algorithm, and also have gained a satisfying result.
引文
[1]胡圣武.地图学.北京：交通大学出版社.2008
[2]彭珊鸰,宋鹰,吴凡.基于蚁群算法的点状注记智能化配置.测绘科学.2007,32(5)：80-81
[3]杜世宏,王桥,杜道生,樊红.地名注记自动配置的关键技术研究.地理与地理信息科学.2003,19(1)：20-24
[4]邓红艳,武芳,李铭,王辉连.遗传算法在点注记自动配置中的应用.测绘学院学报.2003,20(1)：69-72
[5]凌善金,鲍静.论注记与符号的关系及其表现方法.地图编印.2001：45-47
[6]陈昕,戴升山,武华松,马国春.一种地图注记对象的设计与实现.计算机与地图.2000：14-17
[7]毛赞猷,朱良,周占鳌,韩雪培.新编地图学教程(第二版).高等教育出版社.2008
[8]王琤.基于Gestalt原则的汉字注记配置规则与形式化表达研究.测绘学报.2007,36(4)：457-462
[9]王超,王伟,秦前清,王泉,吕志英.PDA环境下面状地物动态注记的研究与实现.测绘与空间地理信息.2007,30(5)：11-14
[10]娄倩.电子地图动态注记的设计与实现：[硕士学位论文].郑州,解放军信息工程大学.2007
[11]祝国瑞,郭礼珍,尹贡白,徐永利.地图设计与编绘.2001
[12]杜世宏,杜道生,樊红.面状地物自动注记方法探讨.技术与探讨.2000(4)：6-8
[13]杜维.基于模拟退火算法的地图点状要素注记配置研究.武汉,武汉大学,2005
[14]孙笑古,车满春,刘永学.GIS中面状要素自动注记算法研究.科研与自主创新.2008：277-281
[15]雷明军.地图线状要素注记自动配置的研究.[硕士学位论文].武汉,武汉大学,2005
[16]Freeman H. Automated Cartographic Text Place-ment[J]. Pattern Recognition Letters,2005,26 (3):287-297
[17]樊红,杜道生,张祖勋.地图注记自动配置规则及其实现策略.武汉测绘科技大学学报.1998,24(2)：154-157
[18]娄倩,郭建忠.GIS中电子地图注记的自动配置.832-837
[19]Doerschler S, Freeman H. A Rule-based System for Dense-Map Name Placement.1992
[20]Van Dijk S, Van Kreveld M, Strijk T, Wolff A.Towards An Evaluation of Quality for Names Placement Methods . International Journal of Geographical Information Science.2002,16(7):641-661
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[22]Yamamoto M.Lorena LAN . A Constructive Genetic Approach to Point-Feature Cartographic LabelPlacement .2003
[23]Glover F. Tabu Search a Tutorial.1990(04)
[24]Preu M.Solving Map Labeling Problems by Means of Evolution Name Placement(1998)
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[26]Wolff A, Strijk T. A Map Labeling Bibligraphy.2005
[27]娄倩,郭建忠.地图注记质量评价模型的建立.会议论文.2007
[28]郑春燕,郭庆胜,刘小利.基于禁忌搜索算法的点状要素注记的自动配置.武汉大学学报(信息科学版).2006,31(5)：428-431
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[30]罗广祥,马智民,田永瑞.基于模拟退火算法的自动地图注记配置研究.11-16
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[33]王涛,毋河海.顾及多因素的面状要素多层次骨架线提取.
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