CN101593456B - 一种地图图例的快速自适应布局方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种地图图例的快速自适应布局方法。在以行政区为范围的专题图制作过程中，对行政区地理范围和地图打印地理范围之间的空间区域，划分为左上角、右上角、左下角和右下角四个位置，每个位置赋予一个权重系数；用指定初始大小和长宽比例的评估矩形对划分的位置循环进行空间关系判断估计评分；当所有划分的位置评分完成之后，对分值进行排序取最高分的那个位置作为最佳位置，之后对其处评估矩形坐标系统进行转换，最后把地图图例放置在转换后的矩形内。本方法充分利用了计算机的高效处理性能，减少在行政区专题图制作中的人机交互，极大的提高行政区专题图制作效率。本方法在行政区为底图的专题图制作中应用前景非常大。
Description
技术领域
本发明涉及行政区专题图中地图图例布局的方法，尤其涉及一种地图图例的快速自适应布局方法。它利用计算机高效处理性能、减少人机交互而开发的自适应地图图例布局的方法，用于实现行政区专题图制作中地图图例的快速自适应布局。
背景技术
地图图例是集中于地图一角或一侧的地图上各种符号和颜色所代表内容与指标的说明，是地图上表示地理事物的符号。地图图例是表达地图内容的基本形式和方法，是现代地图的语言，是读图和用图所借助的工具，它通常配置在地图的边缘或拐角处。地图学发展到现在，已经由传统的手工制图转为计算机制图，并且随着地理信息系统科学〔GIS〕的兴起，计算机制图业已变成地理信息系统的一个标准功能模块，因此实现地图图例的自动化布局也是其中发展必然的趋势。
当前，国内外对于地图自动制图综合和智能制图都展开了广泛的研究，其研究对象在于专题图的符号化表达以及地图概括〔即由大比例尺地图转绘小比例尺地图〕，当中研究地图图例自动化布局方法较少，因此在计算机专题图制作中，虽可以自由增加地图图例，但其位置、大小往往达不到实际出图的需求，需要制图人员进行人机交互，手动进行地图图例位置和大小的调整。本发明方法基于当前地图图例布局的困境，提出一种快速自适应布局方法，可以大大减少专题图制作中的人工干预，提高工作效率。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的不足，提出一种地图图例的快速自适应布局方法。
地图图例的快速自适应布局方法包括如下步骤：
1)根据行政区范围和地图打印地理范围的空间区域划分潜在图例放置位置，对各个位置赋予权重系数；
2)用指定大小和长宽比例初始化评估矩形；
3)把评估矩形定位到某个位置，赋予初始分值为100；
4)判断评估矩形和行政区的空间关系是否符合要求，两者的坐标系统需要保持一致，都为地理坐标系统，空间关系主要判断矩形和行政区是否分离，不存在空间上的叠加覆盖；
5)如果空间关系不符合要求，则把评估矩形按照缩小系数进行缩小然后重新定位到该位置，同时分值＝分值×缩小系数，当分值大于评分阈值时循环步骤4)，否则退出循环；
6)如果空间关系符合要求，则对该位置进行评分，评估矩形分值＝分值×权重系数，结束本次循环返回；
7)判断所有位置的评分是否都完成，如果没有则循环步骤2)；
8)对所有位置的分值进行排序，取分值最高的那个位置作为最佳位置，对该位置处的评估矩形进行坐标系统转换，即由地理坐标系统转为页面坐标系统，然后把地图图例放置在转换后的评估矩形内。
步骤1)所述根据行政区范围和地图打印地理范围的空间区域划分潜在图例放置位置，对各个位置赋予权重系数步骤：根据行政区范围和地图打印地理范围的空间区域将潜在图例放置位置划分为左上角、右上角、左下角和右下角四个位置，其中左下角权重系数为1.0，右下角权重系数为0.95，左上角权重系数为0.85，右上角权重系数为0.80。
步骤2)所述用指定大小和长宽比例初始化评估矩形步骤：指定大小是指生成的评估矩形周长为地图打印地理范围周长的1/16；指定长宽比例取值范围为5.0、3.0、1.5、1.0、0.67、0.33、0.2，在具体计算中从取值范围中取一个值；大小和长宽比例确定之后初始化评估矩形，该矩形的最小X、Y(XMin，YMin)为(0，0)。
步骤3)所述把评估矩形定位到某个位置，赋予初始分值为100步骤：把评估矩形定位到某个位置是指：当该位置为左上角，则评估矩形的左上角和地图打印地理范围的左上角吻合；当该位置为左下角，则评估矩形的左下角和地图打印地理范围的左下角吻合；当该位置为右上角，则评估矩形的右上角和地图打印地理范围的右上角吻合；当该位置为右下角，则评估矩形的右下角和地图打印地理范围的右下角吻合；之后赋予初始分值为100。
步骤5)所述如果空间关系不符合要求，则把评估矩形按照缩小系数进行缩小然后重新定位到该位置，同时分值＝分值×缩小系数，当分值大于评分阈值时循环步骤4)，否则退出循环步骤：如果空间关系不符合要求，则把评估矩形按照缩小系数进行缩小，缩小系数取值为0.90；然后评估矩形采用步骤3)重新定位到该位置，同时分值＝分值×缩小系数；当分值大于评分阈值时，评分阈值的计算是100×所在位置权重系数×最小缩放系数，这里最小缩放系数取值为0.10，循环步骤4)，否则退出循环。
本发明与现有技术相比具有的有益效果是：
(1)实现计算机自动处理，减少人机交互。传统的专题图制作中，地图图例创建之后其位置、大小不满足实际制图要求，经常出现图例位置没有放置在地图角落、图例太大或太小等影响地图美观的问题，需要人机交互进行手动调整设置，过程比较繁琐耗时。本文所述方法充分利用计算机优势实现自动化处理，大幅度减少人工干预，提高工作效率。本发明在行政区专题图制作中应用前景非常大，尤其是国土、交通等行业对行政区专题图需求更为广泛，因此实现制图过程中图例自动化布局具有极大的应用价值。
(2)采用空间关系判断和评分机制相结合，实现地图图例放置位置的最优化选择。本文所叙述的方法最为突出的特点在于使用空间关系判断和评分机制，这大大提高了本方法在专题图制作中图例布局的通用性。通过设置空间关系规则和评分机制中的各项参数，例如用户可以定义和修改空间关系、图例位置、权重系数、缩小系数、长宽比例等参数以适应实际出图的各种需要。
附图说明
图1是一种实现本发明的技术流程图；
图2是本发明的图例布局和坐标系统示意图。
具体实施方式
地图图例的快速自适应布局方法包括如下步骤：
1)根据行政区范围和地图打印地理范围的空间区域划分潜在图例放置位置，对各个位置赋予权重系数；
2)用指定大小和长宽比例初始化评估矩形；
3)把评估矩形定位到某个位置，赋予初始分值为100；
4)判断评估矩形和行政区的空间关系是否符合要求，两者的坐标系统需要保持一致，都为地理坐标系统，空间关系主要判断矩形和行政区是否分离，不存在空间上的叠加覆盖；
5)如果空间关系不符合要求，则把评估矩形按照缩小系数进行缩小然后重新定位到该位置，同时分值＝分值×缩小系数，当分值大于评分阈值时循环步骤4)，否则退出循环；
6)如果空间关系符合要求，则对该位置进行评分，评估矩形分值＝分值×权重系数，结束本次循环返回；
7)判断所有位置的评分是否都完成，如果没有则循环步骤2)；
8)对所有位置的分值进行排序，取分值最高的那个位置作为最佳位置，对该位置处的评估矩形进行坐标系统转换，即由地理坐标系统转为页面坐标系统，然后把地图图例放置在转换后的评估矩形内。
步骤1)所述根据行政区范围和地图打印地理范围的空间区域划分潜在图例放置位置，对各个位置赋予权重系数步骤：根据行政区范围和地图打印地理范围的空间区域将潜在图例放置位置划分为左上角、右上角、左下角和右下角四个位置，其中左下角权重系数为1.0，右下角权重系数为0.95，左上角权重系数为0.85，右上角权重系数为0.80。
步骤2)所述用指定大小和长宽比例初始化评估矩形步骤：指定大小是指生成的评估矩形周长为地图打印地理范围周长的1/16；指定长宽比例取值范围为5.0、3.0、1.5、1.0、0.67、0.33、0.2，在具体计算中从取值范围中取一个值；大小和长宽比例确定之后初始化评估矩形，该矩形的最小X、Y(XMin，YMin)为(0，0)。
步骤3)所述把评估矩形定位到某个位置，赋予初始分值为100步骤：把评估矩形定位到某个位置是指：当该位置为左上角，则评估矩形的左上角和地图打印地理范围的左上角吻合；当该位置为左下角，则评估矩形的左下角和地图打印地理范围的左下角吻合；当该位置为右上角，则评估矩形的右上角和地图打印地理范围的右上角吻合；当该位置为右下角，则评估矩形的右下角和地图打印地理范围的右下角吻合；之后赋予初始分值为100。
步骤5)所述如果空间关系不符合要求，则把评估矩形按照缩小系数进行缩小然后重新定位到该位置，同时分值＝分值×缩小系数，当分值大于评分阈值时循环步骤4)，否则退出循环步骤：如果空间关系不符合要求，则把评估矩形按照缩小系数进行缩小，缩小系数取值为0.90；然后评估矩形采用步骤3)重新定位到该位置，同时分值＝分值×缩小系数；当分值大于评分阈值时，评分阈值的计算是100×所在位置权重系数×最小缩放系数，这里最小缩放系数取值为0.10，循环步骤4)，否则退出循环。
实施例
第一步为根据行政区范围和地图打印地理范围的空间区域划分潜在图例放置位置，对各个位置赋予权重系数：潜在图例放置位置可以划分为左上角、右上角、左下角和右下角四个位置〔如附图2所示〕，其中左下角权重系数为1.0，右下角权重系数为0.95，左上角权重系数为0.85，右上角权重系数为0.80。
第二步为用指定大小和长宽比例初始化评估矩形：指定大小是指生成的评估矩形周长为地图打印地理范围周长的1/16；指定长宽比例取值范围为5.0、3.0、1.5、1.0、0.67、0.33、0.2，在具体计算中从取值范围中取一个值；大小和长宽比例确定之后初始化评估矩形，该矩形的最小X、Y(XMin，YMin)为(0，0)。例如长宽比例取值1.0，地图打印地理范围为(40538600.444155，3225706.7493382，40557849.002222，3238948.1448879)，则初始评估矩形范围为(0，0，4061.2442021612，4061.2442021612)。
第三步是把矩形定位到某个位置，进行评分判断，赋予初始分值为100。假设该位置为左上角，则评估矩形的左上角和地图打印地理范围的左上角吻合；当该位置为左下角，则评估矩形的左下角和地图打印地理范围的左下角吻合；当该位置为右上角，则评估矩形的右上角和地图打印地理范围的右上角吻合；当该位置为右下角，则评估矩形的右下角和地图打印地理范围的右下角吻合。例如，当前位置为左上角，则评估矩形范围为(40538600.444155，3234886.9006858，40542661.688357，3238948.1448879)，与定位前的矩形相比大小、长宽比例保持不变，矩形位置左上角移到地图打印地理范围的左上角处。
第四步是判断评估矩形和行政区的空间关系是否符合要求，两者的坐标系统需要保持一致，都为地理坐标系统，空间关系主要判断评估矩形和行政区是否分离，不存在空间上的叠加覆盖。空间关系的判断方法是判断评估矩形和行政区是否面面相离，即取面边界上任意点，利用通过该点的水平线和多边形各边的交点个数判断该点是否在多边形内，如果不在则为面面相离，符合要求，否则空间关系不符合要求。
本发明方法的第五步是如果空间关系不符合要求，则把评估矩形按照缩小系数进行缩小，同时分值＝分值×缩小系数，当分值大于评分阈值时重复第四步，否则退出循环。在执行这一步操作时，在评估矩形缩小之后采用第三步所述方法重新定位到该位置。这里缩小系数取值为0.90，评分阈值的计算是100×所在位置权重系数×最小缩放系数，最小缩放系数取值为0.10。例如上述评估矩形和行政区空间关系不符合要求，评估矩形缩小一次重新定位后矩形为(40538600.444155，3235293.0251060，40542255.5639368，3238948.1448879)，分值＝初始分值×缩小系数＝100×0.9＝90，最小分值＝100×0.85×0.10＝8.5，因为90＞8.5所以重复第四步，否则退出循环。
本发明方法的第六步是如果空间关系符合要求，则对该位置进行评分，评估矩形分值＝分值×权重系数，结束本次循环返回。例如，当上述左上角评估矩形缩小两次之后符合空间关系要求，则评估矩形分值＝90×0.9×0.85＝68.85，也即左上角的最后得分；如果是左下角不用缩小直接符合要求则评估矩形分值＝100×1.0＝100；如果右上角缩小一次则评估矩形分值＝100×0.90×0.80＝72.0；如果右下角也不用缩小直接符合要求则评估矩形分值＝100×0.95＝95。
本发明方法的第七步为判断所有位置的评分是否都完成，如果没有则循环进行第二步。
本发明方法的第八步为对所有位置的分值进行排序，取分值最高的那个位置作为最佳位置，对该位置处的评估矩形进行坐标系统转换，即由地理坐标系统转为页面坐标系统，最后把地图图例放置在转换后的评估矩形内。例如上述4个位置最后评估得分为左下角(100)＞右下角(95)＞右上角(72.0)＞左上角(68.85)，取左下角作为最佳图例放置位置，对该位置的评估矩形(40538600.444155，3225706.7493382，40542661.68835，3229767.993540)进行坐标转换，评估矩形范围变为(9.68，2.52，43.22，27.94)，最后把地图图例放置在转换后的评估矩形内。
Claims (5)
1.一种地图图例的快速自适应布局方法，其特征在于包括如下步骤：
1)根据行政区范围和地图打印地理范围的空间区域划分潜在图例放置位置，对各个位置赋予权重系数；
2)用指定大小和长宽比例初始化评估矩形；
3)把评估矩形定位到某个位置，赋予初始分值为100；
4)判断评估矩形和行政区的空间关系是否符合要求，两者的坐标系统需要保持一致，都为地理坐标系统，空间关系主要判断矩形和行政区是否分离，不存在空间上的叠加覆盖；
5)如果空间关系不符合要求，则把评估矩形按照缩小系数进行缩小然后重新定位到该某个位置，同时分值＝分值×缩小系数，当分值大于评分阈值时循环步骤4)，否则退出循环；
6)如果空间关系符合要求，则对该位置进行评分，评估矩形分值＝分值×权重系数，结束本次循环返回；
7)判断所有位置的评分是否都完成，如果没有则循环步骤2)；
8)对所有位置的分值进行排序，取分值最高的那个位置作为最佳位置，对该最佳位置处的评估矩形进行坐标系统转换，即由地理坐标系统转为页面坐标系统，然后把地图图例放置在转换后的评估矩形内。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤1)所述根据行政区范围和地图打印地理范围的空间区域划分潜在图例放置位置，对各个位置赋予权重系数步骤：根据行政区范围和地图打印地理范围的空间区域将潜在图例放置位置划分为左上角、右上角、左下角和右下角四个位置，其中左下角权重系数为1.0，右下角权重系数为0.95，左上角权重系数为0.85，右上角权重系数为0.80。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2)所述用指定大小和长宽比例初始化评估矩形步骤：指定大小是指生成的评估矩形周长为地图打印地理范围周长的1/16；指定长宽比例取值范围为5.0、3.0、1.5、1.0、0.67、0.33、0.2，在具体计算中从取值范围中取一个值；大小和长宽比例确定之后初始化评估矩形，该矩形的最小X、Y(XMin，YMin)为(0，0)。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3)所述把评估矩形定位到某个位置，赋予初始分值为100步骤：把评估矩形定位到某个位置是指：当该位置为左上角，则评估矩形的左上角和地图打印地理范围的左上角吻合；当该位置为左下角，则评估矩形的左下角和地图打印地理范围的左下角吻合；当该位置为右上角，则评估矩形的右上角和地图打印地理范围的右上角吻合；当该位置为右下角，则评估矩形的右下角和地图打印地理范围的右下角吻合；之后赋予初始分值为100。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5)所述如果空间关系不符合要求，则把评估矩形按照缩小系数进行缩小然后重新定位到该位置，同时分值＝分值×缩小系数，当分值大于评分阈值时循环步骤4)，否则退出循环步骤：如果空间关系不符合要求，则把评估矩形按照缩小系数进行缩小，缩小系数取值为0.90；然后评估矩形采用步骤3)重新定位到该位置，同时分值＝分值×缩小系数；当分值大于评分阈值时，评分阈值的计算是100×所在位置权重系数×最小缩放系数，这里最小缩放系数取值为0.10，循环步骤4)，否则退出循环。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Du Zhenhong Inventor after: Liu Renyi Inventor after: Zhang Feng Inventor after: Tang Yuanbin Inventor after: Liu Nan Inventor after: Fang Lei Inventor before: Liu Nan Inventor before: Liu Renyi Inventor before: Zhang Feng Inventor before: Tang Yuanbin Inventor before: Du Zhenhong Inventor before: Fang Lei |
|
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: INVENTOR; FROM: LIU NAN LIU RENYI ZHANG FENG TANG YUANBIN DU ZHENHONG FANG LEI TO: DU ZHENHONG LIU RENYI ZHANG FENG TANG YUANBIN LIU NAN FANG LEI |
|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C17 | Cessation of patent right | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20110720 Termination date: 20120709 |