EP2269184A1 - Interactive method for the displaying integrated schematic network plans and geographic maps - Google Patents

Interactive method for the displaying integrated schematic network plans and geographic maps

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Publication number
EP2269184A1
EP2269184A1 EP09720441A EP09720441A EP2269184A1 EP 2269184 A1 EP2269184 A1 EP 2269184A1 EP 09720441 A EP09720441 A EP 09720441A EP 09720441 A EP09720441 A EP 09720441A EP 2269184 A1 EP2269184 A1 EP 2269184A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
map
map representation
display
geographic
schematic
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP09720441A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Ulrik Brandes
Joachim BÖTTGER
Oliver Deussen
Hendrik Ziezold
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universitaet Konstanz
Original Assignee
Universitaet Konstanz
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universitaet Konstanz filed Critical Universitaet Konstanz
Publication of EP2269184A1 publication Critical patent/EP2269184A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B29/00Maps; Plans; Charts; Diagrams, e.g. route diagram
    • G09B29/003Maps
    • G09B29/006Representation of non-cartographic information on maps, e.g. population distribution, wind direction, radiation levels, air and sea routes
    • G09B29/007Representation of non-cartographic information on maps, e.g. population distribution, wind direction, radiation levels, air and sea routes using computer methods
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09BEDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B29/00Maps; Plans; Charts; Diagrams, e.g. route diagram
    • G09B29/003Maps
    • G09B29/006Representation of non-cartographic information on maps, e.g. population distribution, wind direction, radiation levels, air and sea routes
    • G09B29/008Touring maps or guides to public transport networks

Definitions

  • the present invention generally relates to a computer-aided display of two-dimensional data. More specifically, the present invention relates to a computer-implemented method, a computer program product, a system, and a display for dynamically and interactively integrating schematic map data and geographic map data.
  • a person wants to get from one place (or point) to another place (or point) in a city using a metro will probably have two plans - one schematic map or one network map.
  • Plan for the subway and on the other a geographical map of the city - use.
  • the schematic map is optimized in terms of readability of information describing a structure of connections and nodes of, for example, a transport network.
  • electrical, electronic or computer-stored schematic maps displayed via an output device e.g., display or screen
  • the geographic map is useful for displaying detailed information, such as individual roads and intersections, geographically correct (ie, corresponding to the real world), but is unsuitable for getting a quick overview of, for example, possible subway links from one station to another ,
  • the object of the invention is to provide a computer-implemented method, system and computer program product which is suitable for generating an electronic or computer-based map representation, which is a schematic map representation and a geographical Map display dynamically or interactively integrated.
  • a computer implemented method for dynamically integrating a geographic map representation and a schematic one Map representation (or a computer-implemented dynamic or interactive method based on a geographic map representation and a schematic map representation) provided, the method comprising:
  • a dynamically or interactively integrated map display (preferably displaying a dynamic or interactive map, two maps optimized for different usage modes, the optimized maps comprising the geographic map display and the schematic map display) by dynamically applying the mapping function to the geographic map display and / or the schematic map representation such that the respective map representation is distorted according to a selected distortion factor, the integrated map representation representing at least elements and / or parts of both the geographic map representation and the schematic map representation, independent of the selected distortion factor.
  • a dynamic and / or interactive method for generating and / or displaying an integrated (map) representation is provided, which is based in particular on an integration of a geographical map representation and a schematic map representation. Consequently, a dynamic or interactively integrated (map) representation is generated or calculated and displayed, which in particular comprises an integrated representation based on at least two different usage modes.
  • Such maps optimized for specific usage modes include, for example, geographical map representations and schematic map representations.
  • an integrated representation of both maps is generated and displayed which, regardless of a selected degree of distortion, displays both maps in an integrated form, especially if the geographic map or map is completely distorted schematic representation, ie the other representation is so strongly distorted that the selected starting positions or target positions are shifted to the other positions.
  • the integrated map representation in both extreme positions ie the geographic map is rectified and the schematic map is distorted, and vice versa
  • Data of the geographical map representation and of the schematic map representation are preferably available as vector data (eg in one or more formats selected from US census Tiger Data Format, OSM Data, openstreetmap OSM, XML or similar formats), the vector data correspondingly being stored in a storage device (eg Database) stored or stored and accessible via the process.
  • a storage device eg Database
  • This not only ensures a graphic quality at different magnification levels and / or different degrees of distortion, but also a selection of displayed information and / or elements of the geographical and / or schematic representation in the integrated representation, for example with respect to a degree of detail and / or a (semantic) zoom factor allows.
  • This allows a representation of cartographic entities adapted to distortion / equalization, magnification, level of detail, and / or zoom factor.
  • subway lines can still be displayed and / or displayed in the style of the schematic representation.
  • a strict separation of the vector data underlying the geographical and the schematic map representation from its graphical representation as geographical and schematic map representation (s) takes place, ie the vector data and / or serve as input for the representation (in particular exclusively) corresponding meta-information or metadata that can be correspondingly implemented in the graphical representation, while a graphical representation of these data are in particular not entered, but (especially exclusively) are calculated, situationally or in an interactive manner.
  • schematic map representations are supplemented by geographic map representations, where the geographic map representation is appropriately distorted using appropriate image warping techniques.
  • a set of corresponding (discrete) points are used as control points or reference points for a distortion algorithm (in particular a suitable image warping method in combination with a suitable method for controlling overlaps in image warping).
  • the control points represent in the respective map representations geographical entities such as subway stations, railway stations, signal boxes, water or power plants or distributors, public facilities and / or squares, roads and / or intersections.
  • the image warping method with Overlap control applied to the corresponding home and target positions, a continuous and interpolating mapping function that does not create overlaps is calculated.
  • This function can now be applied to the schematic map display and / or the geographical map display, wherein the selected positions in the respective map representations are then mapped corresponding to the corresponding in the other map representation and all intervening points are continuously distributed between these positions.
  • any distortion factor from a purely schematic map representation to a purely geographical map representation
  • the integrated map display can be adjusted according to the application in a degree of distortion (automatically by means of GPS and / or user-defined).
  • a schematic map is annotated with additional data and / or information from a corresponding geographic map without changing the design of the schematic map. Consequently, the opposite is done for annotating a geographic map with schematic data and / or information.
  • the schematic map is adapted to the geographical.
  • the geographical map is adapted by deformation of the schematic map.
  • the interpolating (and continuous) mapping function distortion of the schematic map towards the geographic but still possible. Consequently, an integrated map display is generated and / or displayed on a display, the integrated map display comprising a dynamic and / or interactive display, which integrates two map modes optimized for different usage modes (in particular a geographic map display and a schematic map display).
  • the various usage modes relate for example to characteristics of geographical map representations and / or schematic map representations. For example, geographic maps are useful for navigating on foot or by car in a city. Schematic representations are useful, for example, to obtain an overview of a public transport network, or to use this.
  • the dynamically or interactively integrated card increases the usability of schematic map representations and geographical map representations by merging two different navigation levels.
  • Such an integrated map display is v. A. suitable for use in small mobile devices (eg mobile phone, PDA).
  • the inetgrated map display can be interpolated dynamically (linearly) between the purely geographical map display and the schematic map display. A compromise between these two maps is possible.
  • an integrated map display is better for a user understandable, since it can be displayed both levels of navigation (that of the schematic map display and the geographical map representation) together in a suitable degree of distortion (ie geographical or schematic).
  • a suitable degree of distortion ie geographical or schematic.
  • he can choose any other degree of distortion for the integrated map display. Consequently, an interaction of the user with a terminal for displaying the integrated map display is also simplified.
  • the integrated map display can also be (automatically) better adapted to the technical conditions of a (mobile) terminal, such as resolution, size, color options, etc. of a display of the terminal.
  • the step of displaying an integrated map representation comprises:
  • the step of applying a zoom function coupled with the mapping function comprises: dynamically interpolating between the geographic map representation and the schematic map representation by applying the mapping function while using the zoom function, leaving a center of the integrated map representation at a constant display position, the interpolation being preferred is linear.
  • a dynamic interactive integrated map is generated, which is suitable for various navigation needs as well as for display on terminals with small displays or screens.
  • the method comprises: displaying the dynamically or interactively integrated map representation by
  • mapping function coupled with a magnification function, which is applicable to a section of the integrated map display.
  • a portion of the integrated map representation may be enlarged, leaving (essentially) the remainder of the integrated map representation unchanged. Consequently, the behaves the
  • Magnification for example, to a reference point similar to a lens or
  • magnification function Section by the magnification function or lens function (at least partially) equalized. If this magnification function is coupled with the imaging function (or warping function), a warping
  • the process comprises:
  • a level of detail can be established with respect to a selection of information and / or elements such as cartographic entities and / or a resolution of the integrated map, such as a size of a selected region. This can be done, for example, via a cursor and / or controls on an output device by a user.
  • a level of detail defining a possible limit to which a particular amount of geographic detail information (e.g., cartographic entities) is still suitably displayed can be specified.
  • the method comprises: displaying the dynamically or interactively integrated map representation by
  • mapping function preferably by dynamic linear interpolation between the two map representations
  • selection and / or resolution detail level and / or the magnification function as a function of a geographic position and / or a movement of a user.
  • a selection and / or resolution level of detail and / or a magnification function for a particular section or section the integrated map display are selected.
  • an appropriate freeway network is (at least partially) illustrated schematically (ie, geographic elements are distorted) while, as the motion slows down, for example, when the freeway is exited , an enlarged and geographically less distorted integrated map is displayed which includes more geographic details (eg, cartographic entities).
  • the geographical position can be determined, for example, by means of a geographical positioning system such as GPS (automatic) by a (mobile) output device used. Further preferably, the process comprises:
  • the step of calculating and presenting distance information in the integrated map representation comprises:
  • Map display by calculating a distance from each of the
  • Grid points to a corresponding next geographic positions in the geographical map representation and applying the warping method to the distorted grid.
  • a schematic map does not contain (geographically exact) distance information as well as an integrated map representation that is skewed towards the schematic map, it may be advantageous to incorporate this useful feature of geographic map representations into the integrated map display. This is preferably achieved by an extrapolation of the deformations or distortions which arise through the schematization with respect to the starting positions of the geographical map representation.
  • a regular grid is appropriately distorted by the warping method used and distances between the distorted grid points and the home positions are calculated, which then, by applying the warping method, yields isolines in the (distorted) integrated map representation showing the distances between the distorted positions and the corresponding home positions.
  • a system for dynamic integration of a geographic map representation and a schematic map representation comprising: a memory device configured to store a geographic map representation having one or more home positions associated with one or more target locations in a schematic map representation; a data processing device configured to calculate an interpolating and continuous mapping function by applying a warping method to the starting position (s) and the target position (s) (as reference points) associated with a method of overlap control ; and a display configured to display a dynamically or interactively integrated map display (preferably to represent a dynamic or interactive map integrating two maps optimized for different usage modes, the optimized maps comprising the geographic map representation and the schematic map representation) by dynamically applying the mapping function to the geographic map representation and / or the schematic map representation (preferably by dynamic linear interpolation between the two map representations) so that the particular map representation is distorted according to a selected distortion factor, the integrated map representation including at least elements independent of the selected distortion factor and / or parts of both the geographic map representation and the schematic map representation.
  • a further aspect of the present invention relates to a computer program product, in particular stored on a computer readable medium or realized as a signal, which, when loaded into the memory of a computer or a computer network and executed by a computer or a computer network, causes the computer or the computer network performs a method according to the invention or a preferred embodiment thereof.
  • a display or display of an integrated map display is also provided as dynamic integration of a geographical map display and a schematic map display, wherein: the dynamically or interactively integrated map display is displayed by dynamically applying a mapping function to a geographic map display (10) with one or more a plurality of home positions associated with one or more target positions in a schematic map representation and / or the schematic map representation (preferably by dynamic linear interpolation between the two map views) such that the respective map representation is distorted in accordance with a selected distortion factor, the interpolating and continuous mapping function a warping processing using the home positions and the destination positions as reference points associated with an overlap ko irrespective of the selected distortion factor comprises at least elements and / or parts of both the geographic map representation and the schematic map representation.
  • Figure 1A is an exemplary geographical map of the city of Washington with geographical locations of metro stations of the city.
  • FIG. 1B shows an exemplary schematic map of the Washington subway network with schematic locations from the urban subway stations.
  • Figure 1 C is an exemplary annotated schematic map of the metro network of the city of Washington with correspondingly distorted geographical data of the map shown in Figure 1A.
  • Figure 2A is an exemplary grid which is not distorted and includes fixed control point.
  • FIG. 2B shows a 2D image with overlaps, which was generated by applying a moving least squares (MLS) method to the exemplary grid of FIG. 2A.
  • MLS moving least squares
  • FIG. 2C shows a further image, which was generated by scaling the illustration from FIG. 2B.
  • FIG. 2D is an overlap-free map generated by iteratively applying the mapping functions and concatenation of these functions used in FIGS. 2B and 2C.
  • Figure 3A is an exemplary geographical map of the city of Washington.
  • Figure 3B is an exemplary distorted and / or deformed geographic map of the city of Washington adapted to a corresponding schematic map.
  • Figure 3C illustrates an exemplary distorted and / or deformed geographic map of the city of Washington adapted to a corresponding schematic map, wherein two sections are magnified by a lens so that the geographic map is equalized and the schematic map is distorted.
  • Figure 3D is an exemplary geographical map of the city of Boston.
  • FIG. 3E shows an exemplary distorted and / or deformed geographical map of the City of Boston, which is adapted to a corresponding schematic map.
  • FIG. 4 shows an exemplary application of a warping zoom between a schematic map and a (corresponding) geographic map.
  • FIG. 5 shows a distortion and / or deformation of a regular grating.
  • Figure 6 is an annotated schematic map which additionally includes isolines.
  • Figure 7 is a block diagram of a technical construction of a computer and a (computer) network.
  • Geographic maps or map representations include, for example, city maps, maps and road maps, as used for example in navigation systems in particular for (small) mobile terminals (eg PDAs, mobile phones).
  • Such geographical maps are as little distorted as possible (or deformed or distorted) and / or compressed or stretched, ie they represent the real world geometrically on a much smaller scale (essentially) as accurately as possible (especially with regard to the technical Properties of the display means used or display), so that, for example, roads and rivers have the same curvatures as in the real world.
  • annotations such as the width of a street or the structure of a subway station are usually alienated, distances and angles between such geographical and cartographic entities correspond to those of the real world.
  • Geographic maps include a wealth of detailed information (eg, road networks, landmarks, commonly known as landmarks, public buildings and facilities, topographical features, rivers, lakes, etc). Accordingly, geographic maps represent or depict excerpts from the real world.
  • Schematic maps or networks eg networks of a public transport network of a city, railway lines, interlocking plans, plans for power lines and substations, line plans, such as water and sewerage
  • schematic map representations show clearly and simply, so schematically, only for the corresponding network necessary or advantageous information, eg Points and different colored connecting lines between the points, for example, the points represent stops in a traffic network and the different colored lines, for example, different subway, S-Bahn, tram and / or bus lines.
  • a schematic map generally omits a complete representation of the physical geographic environment. Accordingly, schematic maps represent only a single aspect of the real world.
  • FIGS. 1A-1C a computerized method and system and a corresponding computer program product and display are shown on the basis of a geographical map 10 and a schematic map 20. Described which overlays the schematic map or map representation 20, with geographic data of the corresponding geographical map or map representation 10 (dynamically) or supplemented or annotated to a correspondingly geographic annotated schematic map or (interactive or situational or depending on the situation or condition) integrated map or map display 30, ie a supplemented with geographic data schematic map to obtain.
  • the schematic character of the schematic card 20 is obtained. Accordingly, the schematic map 20 is not adapted to the geographic map 10, but the geographic map 10 is distorted to fit the schematic map 20.
  • Distorting the geographic maps 10 involves computer-aided deforming, alienation, upsetting, and / or stretching of (two-dimensional) geographic data so that they no longer represent an image of a portion of the real world.
  • image warping techniques are implemented, particularly in conjunction with techniques for avoiding warping overlaps.
  • Both the schematic card 20 and the geographic map 10 are in electrical or electronic form and may be displayed on a display of a (mobile) terminal (e.g., computer, notebook, mobile phone, PDA).
  • a (mobile) terminal e.g., computer, notebook, mobile phone, PDA.
  • An annotation of the schematic map 20 with corresponding geographic data is done by adjusting or distorting the geographic map 10 using a suitable image warping technique (German: image or graphics deformation or distortion technique).
  • image warping is one of the image-based techniques on the schematic map 20. If, for example, there is an associated depth value for an electronic image, it is possible by means of warping to change the image so that it can be viewed from another point of view . becomes visible.
  • While schematic maps 20 are adapted to schematically represent cartographic entities 21-29, such as information about Connections 22, 24, 26, 28 and ports 21, 23, 25, 27, 29 in a public transport network, comprise neither geographically correct (ie real world) information about such cartographic entities 21-29 as few or even no information about geographically correct details such as roads and intersections describing, for example, the (real) environment of a subway station on a reduced scale.
  • An essential feature of a schematic map 20 is that distances between points 21, 23, 25, 27, 29 (eg subway stations), for example, do not correspond to the geographically real distances.
  • the geographic map 10 is warped, compressed and / or stretched by warping techniques.
  • Card or integrated card 30 which has both the characteristics of a schematic
  • Map 20 as well as the characteristics of a corresponding geographical map 10 integrated so that by means of such an integrated map 30 both schematic map data and geographical map data user-friendly and easily retrieved and / or dynamically (or situationally) by means of automatic
  • Position determination for example by means of GPS, cell detection of a mobile phone or the like
  • a used (mobile) terminal mobile phone, PDA
  • two different navigation planes describing a geographic area such as a city by various aspects (e.g., subway travel, walking from a metro station to a museum) are automatically dynamically connected.
  • integrated map 30 does not simply overlay or overlay a geographic map 10 with a schematic map 20, but at least portions of both maps remain rather (side by side) in the integrated map, and also at each selected degree of distortion, which is selectable between a pure geographical map display and a pure schematic map display, visible or are displayed on a display.
  • both maps are also in these two extreme cases of distortion visible, noticeable.
  • the integrated card 30 merges both cards into one another, wherein a continuous, (preferably substantially linear) interpolating and thus bidirectional mapping of the two cards 10, 20 dynamically into one another in the integrated card 30 by a distortion algorithm used (in particular warping with overlap control) he follows.
  • Vector data and / or meta information describing the corresponding geographical area are preferably used as the basis for producing the integrated map 30 a combination of these).
  • the vector data and / or meta information can have corresponding information or points corresponding to boundary points of roads, buildings, parks, and / or waters and / or subway stations.
  • For at least a part, preferably substantially all elements or points, their respective geographical position (corresponding to the position in the geographical map 10) is stored in a database.
  • connection information indicating which points are connected to each other (e.g., streets, polygon contours, connecting lines between subway stations).
  • type designations for roads and / or polygons may be included (as meta-information).
  • Such a data record could already be drawn as a geographical map (for example as a road map).
  • vector data eg xml, US census Tiger Data, openstreetmap osm, or the like
  • pixel data jpg, gif, png, or the like
  • One advantage can be that data present as vector data can be drawn or displayed at any desired high resolution: If the presentation or viewing parameters are changed (eg magnification factor / reduction factor and / or displacement vector, for example by mouse interaction of the user and / or situationally, for example, depending on the position determined by means of GPS), the position data can be transformed on the basis of these parameters (ie the positions of the points and thus also the distances between them can be recalculated). At the next image refresh, the points of the database can be drawn or displayed together with their connecting lines at their newly calculated positions. Therefore, the resulting representation is easier to calculate, and in particular enables or facilitates their calculation by less powerful processors.
  • presentation or viewing parameters eg magnification factor / reduction factor and / or displacement vector, for example by mouse interaction of the user and / or situationally, for example, depending on the position determined by means of GPS
  • the position data can be transformed on the basis of these parameters (ie the positions of the points and thus also the distances between them can be recalculated).
  • the vector data can be filtered, i. It is possible to specify which streets or places of which type should be displayed. For example, it can be determined from which reduction factor only highways, waters and parks are to be drawn or displayed.
  • the above-described data record can be supplemented to the effect that for points on or elements of the schematic map 20 (eg for each subway station) additionally an alternative position is stored or calculated (so-called "schematic position"), which corresponds to the position of the element in the schematic map 20. If the elements (eg, the subway stations) at their "schematic" positions (preferably together with their connecting lines) get the schematic map 20, for example, although a geographically incorrect for but easy readable layout of the subway network.
  • the resulting map (integrated map 30) to be calculated can be generated or calculated from the database and its continuously adaptable graphical representation (in particular taking into account viewing parameters, level-of-detail and / or layout).
  • relevant view parameters can be an enlargement or reduction factor and / or a translation or displacement vector, so that by changing the view parameters, a focusing of the user on situationally relevant content is possible, resulting in a better readability for the user or an improved User / machine interface and interaction is enabled.
  • view parameters can be controlled interactively or situationally.
  • a selective representation of situationally relevant locations and / or location relations is possible, as a result of which the level of detail can be interactively / situationally controllable.
  • a readable layout of the situationally relevant location relations is advantageously possible, as a result of which the layout can be interactively / situationally controllable.
  • the database can be supplemented in the form that two positions exist in the database for at least a portion (preferably substantially all) of the relevant or to-be-displayed points (eg of all subway stations) or a position corresponding to the geographical map 10 and a position corresponding to the schematic map 20.
  • the relevant or to-be-displayed points eg of all subway stations
  • the relevant or to-be-displayed points eg of all subway stations
  • a position corresponding to the geographical map 10 a position corresponding to the schematic map 20.
  • the missing "schematic" positions ie, positions in the schematic map 20
  • the missing "schematic" positions may be calculated and included in the database be stored.
  • the corresponding (in particular all) points each two positions (ie, a geographical and a "schematic" position) to be stored. If the points are displayed or displayed at their geographical positions (in particular together with their connections), the information that the user needs situationally as a pedestrian, for example, is so routed that they are easier to read or understand for this situation. If, however, the points are displayed or displayed at their "schematic" positions (in particular together with their connections), the information that the user needs situationally as a subway driver, for example, is laid out so that they are easier to read or understand for this situation are.
  • An advantage of the method can be seen in that it allows linear interpolation between the schematic and geographical positions of the points without overlaps occurring.
  • This linear interpolation between the two positions of each point on the geographic map 10 and the schematic map 20 (or on the integrated map 30) new positions for the points can be calculated.
  • the weighting of the two starting positions for the interpolation can be controlled interactively or situationally. If you draw the points to the newly calculated positions, you get a new map layout.
  • the resulting interactive map 30 can be easily implemented on low-power mobile terminals, since the complex calculation of the schematic positions preferably already takes place in the preprocessing step. On a mobile terminal is then interpolated at runtime only linearly between the two previously stored positions.
  • a computer-implemented method which is preferably implemented for such overlaying of various cards to obtain an integrated card 30, combines an image-shaping method, preferably based on "moving least squares," with a method for Overlap Control in Image Warping.
  • a readable schematic map 20 eg network of a public transport network of a city, railway line plan, interlocking plan, plans for power transmission lines and substations, line plans, such as water and sewerage lines
  • additional geographic data eg, roads, rivers, parking lots, public buildings
  • the geographic map 10 is adapted to the schematic map 20 by means of interactive (or situational) distortion (preferably image warping techniques).
  • a zoom mechanism with an image warping technique which includes "overlap control" - particularly as described below - preferably via a user-definable map data , and / or from a geographical position-dependent level of detail (or detail level) combined or coupled.
  • the geographical position is automatically calculated or determined, for example, by means of GPS.
  • the thus integrated card 30 enables a user to display comprehensive map data with more or less detailed geographical information on a (mobile) terminal.
  • an integrated map representation can automatically be determined as a function of a geographical position and / or a Movement speed to specific geographical conditions, (navigation) requirements and / or capacities of an output device (size of the display, memory, range, degree of resolution) of a user to be optimally adapted.
  • the layout or the display ie the map to be displayed 30
  • the situational parameters of the viewing parameters enlargement / reduction and / or Shift factor
  • level of detail so-called “level-of-detail”
  • geographical or schematic representation or layout
  • the adaptation of the layout ie, the integrated cards 30 as described above is also easily calculable, with the particular advantage of enabling easy coupling of these situational parameters and their simultaneous control.
  • a situationally applied layout adaptation (ie a modification of the integrated map 30) can be achieved by coupling the (preferably linear) interpolation (ie transformation of the database) and the change of the view parameters (scaling factor, displacement) and / or content selection (detail level). of detail).
  • This is all the more advantageous as a situation that requires an overview map will generally have less space to show all the details.
  • a completely different information content eg a different traffic network
  • the representation of the combined database can be adapted to the effect that the relevant information is easier to read (so-called "warping zoom"), wherein the adaptation interactively controlled by the user and / or automatically can be.
  • the layout and / or view parameters can be derived, for example, from the speed, acceleration, position and / or orientation of the user.
  • an integrated card 30 is less warped or distorted the more the integrated card 30 is zoomed (ie, enlarged).
  • an integrated map 30 is generated that contains both schematic data of cartographic entities, such as points and
  • the integrated card 30 is generated by applying warping techniques to a geographic map 10 so that this geographic map 10 is adapted to a schematic map 20 by distortion.
  • warping techniques such as both in a purely schematic representation and in a purely geographical representation of the integrated map 30
  • respective parts and / or elements eg specific cartographic entities
  • mapping geographical data an imaging function or image from the field of electronic or computer-assisted image distortion (in particular warping) is used, which is particularly suitable for mapping geographical data.
  • a warping zoom may be implemented for such an integrated map 30, which together allows a dynamic, interactive map display of geographic and schematic data that is useful both for navigation at the geographic detail level (eg, roads) and in networks (eg, public transportation plan). suitable is.
  • a schematic map 20 For automatically connecting or merging a schematic map 20 with a geographic map 10 in an integrated map 30, starting positions 11, 13, 15, 17, 19 in the geographic map 10 and (corresponding) target positions or point 21, 23, 25, 27, 29 in the schematic map 20 corresponding cartographic entities (eg subway stations, railway stations, gas stations, signal boxes, transhipment plants, sewer exits) used as control points for a warping algorithm with overlap avoidance.
  • cartographic entities eg subway stations, railway stations, gas stations, signal boxes, transhipment plants, sewer exits
  • the map data of both cards 10, 20 are stored in a storage device (e.g., database). The map data was previously determined manually and / or automatically and / or detected.
  • Target positions 21, 23, 25, 27, 29 of a schematic map 20 are, for example, points in a network, such as metro stations and / or others Public transport stops in a network of a public transport network of a city.
  • Starting positions 11, 13, 15, 17, 19 in a corresponding geographical map 10 are geographical entities corresponding to the target positions 21, 23, 25, 27, 29, such as subway stations and / or other public transport stops, as shown in FIG a city map (geographically correct) are drawn.
  • corresponding positions 21, 23, 25, 27, 29, 11, 13, 15, 17, 19 in the two different map formats 20, 10 are used as control points in an automatic process, in particular a warping technique in the field of image warping used, wherein the positions 11, 13, 15, 17, 19 in the geographical map 10 as starting positions 11, 13, 15, 17, 19 and the positions 21, 23, 25, 27, 29 in the schematic map 20 as target positions in the (automatic) warping method for calculating a mapping function of the geographic map 10 on the schematic map 20 are used.
  • the mapping functions applied to the geographic map 10 shifts the geographically correct starting positions 11, 13, 15, 17, 19 to their respective target positions 21, 23, 25, 27, 29 and distributes (at least part of) the remaining geographic Detailed information of the geographical map 10 between these so shifted positions 21, 23, 25, 27, 29 according to evenly (in particular continuously).
  • a mapping function is calculated which includes these (discrete) control points (eg subway stations 11, 13, 15, 17, 19) in FIG. 1A) from its corresponding starting positions to arbitrarily selected target positions.
  • the mapping function then preferably has one or more of the following properties: (1) The mapping function interpolates, ie the starting positions of the control points are (precisely or precisely) mapped to their corresponding target positions, so that the mapping function describes a continuous mapping of the discrete control points. (2) The mapping is seamless, ie there are no discontinuities (or jumps or gaps) between the control points. In other words, the mapping function is continuous.
  • Properties (1) and (2) thus specify that a (continuous) interpolant or interpolant is calculated for the (discrete) control points, ie a continuous function that maps (exactly) the starting positions to the target positions. Consequently, the mapping function is bidirectional, i. to a geographical map and a schematic map representation applicable with any degree of distortion.
  • an integrated map representation 30 can be skewed (warped) in both directions (geographically and schematically).
  • a warping method which comprises scattered data interpolation and generates a continuously interpolating mapping function.
  • angles in a distorted map corresponding angles in a geographically correct map remain as similar as possible, so that a shape or shape of the corresponding real cartographic entities (ie, the information contained in the geographical map 10) remains recognizable.
  • a warp method is accordingly implemented which is based on moving least squares, which interpolates a similarity transformation between corresponding source and destination positions of control points, such as the home positions 11, 13, 15, 17, 19 of the geographical map 10 and the corresponding target positions 21, 23, 25, 27, 29 of the schematic map 20, which contain cartographic entities (ie the information or elements contained in the geographical map 10), in particular U-maps.
  • Railway stations as Specify control points.
  • FIGS. 2A to 2D one possible implementation of a warping method for interactively integrating geographic map data into schematic map data using a combination of "moving
  • control points are cartographic entities (eg subway stations), the starting positions being the real (ie geographically correct positions, eg positions 11, 13, 15, 17, 19 in FIG. 1A) of these cartographic entities in one geographical map 10 (eg a city map of this city) and the
  • Target positions comprise the corresponding points for the catagonic entities in a schematic map 20 of the public transport of that city (e.g., positions 21, 23, 25, 27, 29 in Figure 1B).
  • the parameter a controls a decay profile for the distance between the initial positions p and the point v, and is preferably greater than 1. In a preferred implementation, an experimental value of 1.5 selected for ä.
  • T is an operator that maps a vector (x, y) to (-y, x).
  • these individual point mapping functions are applied one at a time to control points in a geographic dataset (e.g., a geographic map 10).
  • Figures 2A and 2B show a simple example of an application of the previously introduced mapping function.
  • Figure 2A shows a (2D) mapping function derived from the previously introduced definitions which is applied to a regular grid.
  • Figure 2B overlapping portions of the resulting 2D mapping function are shown after application to the regular grid of Figure 2A.
  • mapping function for any given mapping function (in particular the mapping function described above with reference to FIGS. 2A and 2B, which is based on a moving least squares method), a further mapping function can be derived, which can be obtained by scaling the mapping, ie by interpolation with the identical transformation results.
  • a scaling with a scaling factor s yields has the following mapping function:
  • mapping function Another aspect of such an overlapping-preventing mapping function (s) is that overlaps at each point of a given mapping function (in particular, the mapping function previously described with reference to FIGS. 2A and 2B, which is based on a moving least squares method) occur when the Jacobian determinant changes the sign (that is, from "+" to "-” or vice versa). Consequently, it is advantageous to constrain this determinant J to be at least positive. Since values of the determinant J closer to 0 mean that the map at that point (or point or smallest square) particularly strongly compresses the warped data and / or information, in particular the determinant J is still restricted or subject to others Boundary conditions. In particular, the determinant J is greater than a minimum J mm .
  • the determinant J can thus be calculated by estimating estimates of the partial derivative of two points closer to a point v as follows:
  • the Jacobian determinant J should be equal to the previously defined minimum J min .
  • the previously introduced equation of the Jacobian determinant J would have to be calculated for all points used in the mapping function defined with reference to Figs. 2A and 2B. Since such a calculation is not possible for all points (because there are infinitely many such points), the equation for the Jacobian determinant J is solved only for discrete points or positions in a grid. In particular, the equation for the Jacobian determinant J is calculated for (if at all) all (control) points, which are mapped individually by means of the mapping function with respect to FIGS. 2A and 2B. Thus, the global (near) optimal scaling factor is then the minimum of locally optimal scaling factors for each of the individual pictured points.
  • Control point converge arbitrarily close to their target positions.
  • the disadvantage of such a procedure is that such a convergence is not guaranteed for any case. If the minimum J min is chosen too small, this leads to an unnecessarily high compression. If, on the other hand, the minimum J min is chosen too large, a (comparatively) fast convergence is prevented.
  • a minimum J min 0.5 is preferably selected.
  • Value for the minimum can be overlaps in a warping based
  • a schematic map 20 of a public transport network which is in electronic form is used.
  • the schematic card 20 comprises one or more positions or control points 21, 23, 25, 27, 29, which describe, for example, subway stations, as shown in FIG. 1B.
  • US Census TIGER map data For geographic information presented in a geographic map 10, US Census TIGER map data may be used. It however, other data (or data from other databases or sources) about geographic information may also be used.
  • the particular data used includes computer-based vector data that depicts detailed street information, commonly referred to as landmarks, such as public facilities, gas stations, public parks, water areas, airports, train stations, etc. represent.
  • Vector data are well-suited for displaying geographic information in a display of a (mobile) terminal (eg mobile telephone, PDA, notebook), in particular because they are scalable.
  • vector data are suitable for transforming a topography, for example independently of symbolic or text markings, in order to achieve better readability of data and / or information.
  • vector data and / or meta information e.g. describing the urban space and in a description language (conceivable are US census Tiger Data Format, OSM Data, XML and / or similar formats).
  • outline points of elements e.g., streets, buildings, parks, and / or waters
  • elements of at least one schematically represented entity e.g., points for suburban train and metro stations.
  • connection information is advantageously present which indicates which points are connected to one another (streets, polygon contours, connecting lines between subway stations and / or the like).
  • type designations for elements e.g., roads, traverses, etc.
  • vector data eg, xml, US census Tiger Data, openstreetmap osm, or combinations thereof
  • pixel data eg, .jpg, .gif, .png, .oa
  • vector data particularly with respect to can be displayed for a situational adaptation of a map in any desired high resolution, so that in the case of a change of the view parameters (in particular magnification / reduction factor and / or displacement vector, eg by user input, for example by mouse interaction) the position data can be transformed based on these parameters, ie the positions of the points and thus also the distances between them can be recalculated so that (eg at a next image refresh) the points of the database can be displayed together with their connecting lines at their newly calculated positions.
  • the view parameters in particular magnification / reduction factor and / or displacement vector, eg by user input, for example by mouse interaction
  • the position data can be transformed based on these parameters, ie the positions of the points and thus also the distances between them can
  • the vector data can be filtered or selected situationally or interactively (eg it can be specifically determined which streets or places of which type are to be displayed so that, for example, it can be determined from which reduction factor only highways, waters and parks are to be drawn).
  • the data set described above can be supplemented, eg an alternative position (so-called “schematic position") can be stored or provided for each element (eg subway station) , If one draws the elements (eg the subway stations) at their "schematic" positions, in particular together with their connecting lines, one obtains a geographically incorrect but easily readable representation or a schematic map 20 (eg a layout of the subway network similar to a conventional schematic subway network layout ).
  • a schematic map 20 eg a layout of the subway network similar to a conventional schematic subway network layout
  • Such geographical data which are in the form of vector data, are annotated or supplemented with data and / or information corresponding to the positions 21, 23, 25, 27, 29 in the schematic map 20, for example the geographical positions 11, 13 , 15, 17, 19 correspond to the subway stations as shown in Fig. 1A.
  • Such an annotation can be done manually or automatically.
  • the corresponding information from other publicly available sources, such as Google Maps, downloaded or inserted.
  • FIG. 1A shows one with the schematic positions 21, 23, 25, 27, 29 corresponding geographic positions 11, 13, 15, 17, 19 annotated geographic map 10.
  • long lines in the geographic output data of the map 10 are selected to be sufficiently fine or thin, so that artifacts can be avoided when displaying the lines and intervening polygons.
  • modification of long straight lines is also advantageous because lines are plotted on curves even though the map (s) described with reference to Figs. 2A to 2D is continuous.
  • mapping only the start and end points of a line and then a straight connection between the two pixels in a distorted map would not result in the fundamental result of continuously distorted curves.
  • Such modification of long, straight lines in the geographic output data of the card 10 is called partitioning.
  • the geographic map 10 Prior to application of the warp-based mapping function with overlap control or avoidance, the geographic map 10 neither generates a grid with a fixed number of cells, nor does the data of the map 10 be rasterized.
  • the warp-based overlap-control method as described with reference to FIGS. 2A to 2D is applied to the geographic map 10.
  • the geographical positions (or home positions) 11, 13, 15, 17, 19, which serve as control points in the automatic warping method become the corresponding schematic positions (or target positions) 21 , 23, 25, 27, 29 shown.
  • local overlaps are calculated out for the control points and these local mapping functions are concatenated.
  • the result is a distorted geographical map 30 which adds schematic data to the schematic map 20 so that both data and / or information (parts or elements) of the schematic Map 20 and the geographic map 10 are included in the integrated card 30.
  • the warping of the geographic map 10 is (relatively) time consuming, i. usually consumes relatively much computing time or computing power.
  • the warping-based mapping is calculated only once for a set of control points (ie only once for a geographic map 10 and a corresponding schematic map 20).
  • the mapped control points of the geographic map 10 are then stored in a storage device (e.g., database).
  • the distorted geographic data of the geographic map 10, including lines and polygons, are plotted, for example, by OpenGL and GLUT (eg, on a display of a PDA and / or portable navigation device).
  • OpenGL and GLUT eg, on a display of a PDA and / or portable navigation device.
  • a user can select interactively by means of a cursor on the display of the integrated card 30 or by using suitable operating elements (eg scrollbar) a picture detail of the card 30 in a degree of distortion suitable for him.
  • suitable operating elements eg scrollbar
  • FIG. 1C the geographical positions of the control points (eg, subway stations) now have the positions corresponding to the schematic positions 21, 23, 25, 27, 29.
  • the warping method applied to the geographic map 10 generates certain cartographic entities (e.g., metro stations 21, 23, 25, 27, 29 in the schematic map 10 and correspondingly geographically correctly located metro stations 11, 11). 13, 15, 17, 19 in the geographic map 10) serve as control points for the home positions 1 1, 13, 15, 17, 19 and corresponding target positions 21, 23, 25, 27, 29 in the overlap control warping method distorted geographical map 30 in which the positions of the control points lie on those of the target positions 21, 23, 25, 27, 29.
  • the warping method generates a combined map 30 which includes geographically distorted topological and topographical information such that the schematic map 10 is enriched or distorted with distorted geographic data of the geographic map 20, that is, a geographically annotated schematic map 30 which includes cartographic entities of both maps 10, 20.
  • the weighting of the two output positions for the interpolation can be interactively controlled or adjusted.
  • a new map layout is obtained (interactive map 30).
  • the ability to interpolate linearly is particularly advantageous because the resulting interactive map can be implemented on low-power mobile devices. Since the complicated calculation of the schematic positions can already take place in the preprocessing step, only a (linear) interpolation between the two previously stored positions is performed on a mobile terminal at runtime.
  • Such combined cards 30 can be used in many ways:
  • a combined card 30 is stored in a (mobile) terminal (e.g., cellular phone, PDA) and displayed, for example, by OpenGL and / or GLUT on a display of the terminal.
  • a (mobile) terminal e.g., cellular phone, PDA
  • FIGS. 3A through 3E show further examples of a geographic non-distorted integrated map 50, 70 (as shown in FIGS. 3A and 3D) and map 60, 80 correspondingly delineated on a network map (as in FIG. 3B and 3E).
  • the integrated maps 60, 80 in which geographical elements are shown distorted, it becomes clear that the respective center is more strongly enlarged than the periphery. It can be seen that the warping method with overlap control or avoidance applied to the geographic maps 50, 70, areas around the control points or reference points (ie, starting and ending positions 51, 53 and 61, 63 and 71 , 73, 75 and 81, 83, 85) are (relatively) distorted relatively little while areas between the control points are relatively more distorted.
  • FIG. 3C shows an integrated map 60 in which geographical elements are distorted and schematic elements are shown as equalized (ie, home positions of geographical representation 51, 53, 55, 57 are shifted to target positions 61, 63, 65, 67 in a schematic representation and the remaining points evenly distributed therebetween by means of the above-described mapping function).
  • FIG. 3C shows a coupling of the imaging function with a magnification function (lens function).
  • the magnification function is applicable to a single area or cutout 52, 54 of the integrated map display. For example, an area 52, 54 is enlarged by a reference point 55, 57 (for example, a subway station).
  • the magnification function By applying the magnification function to this section 52, 54, the containing geographical elements are displayed in an equalized manner and the schematic element is correspondingly distorted (so-called warping-lense).
  • an integrated representation with individual enlarged areas or cutouts 52, 54 for example, in order to have an overview of a public transport network, wherein an environment 52 of a start position 55 (eg the subway station from which a user would like to depart) and simultaneously equalizes an environment 54 of an end position 57 (eg, the subway station the user wishes to reach), ie geographically correct, is shown in the integrated map 60.
  • a start position 55 and / or target position 57 ie, a reference point
  • a reference point can be determined for an increase from a route calculation and / or a GPS position determined geographic position.
  • Such a reference point may also be a position, for example, near a stop.
  • an enlarged, geographic representation of the otherwise geographically distorted integrated map 60 is shown, and outside area 52, 54, a schematic map distorted according to a schematic representation is shown.
  • a center, a radius, a shape or a shape, and / or a Distortion degree (or equalization degree) for an area or section of the integrated representation 60 are user-definable and / or can be coupled to other states (eg, capacities of an output device, geographical position of a user) and / or interactively or dynamically changed.
  • states eg, capacities of an output device, geographical position of a user
  • an improved transition between an enlarged area 52, 54 and the rest of the representation 60 may also be created.
  • a portion of the integrated card 60 may be placed in the background by an enlargement 52, 54.
  • a warping-based map of a geographic map 10 additionally computes a level of detail for the geographic data.
  • a partially derived function (partial derivative) at this point is estimated for overlap control.
  • This estimation is also used for a degree of detail control because the Jacobian determinant J defines a local areal magnification and the minimum J mm is proportional to the local compression. Consequently, the local compression can also be calculated from this estimate.
  • the local distortion and / or can account for magnification effects that occur through layout customization advantageously can prevent overpainting with too much detail but at the same time render as much recognizable detail as possible, particularly with rendered pixel maps in usually not possible.
  • the recognizability / the required degree of detail depend thereby advantageously on the local magnification, whereby this magnification is not just a factor in particular ie one-dimensional, but two-dimensional (ie the distorted information may be compressed, ie have different magnification factors depending on the direction). Accordingly, the degree of detail is particularly dependent on the area increase and the compression factor, which can be determined by the approximations of the partial derivatives.
  • the thickness d of the lines in the vector data may be changed, in particular as follows:
  • fi and f 2 are in particular empirically determined functions which depend on the display size, display resolution and / or a desired "density" of the representation.
  • linear cartographic entities e.g., lines, symbols
  • the thickness of linear cartographic entities is changed directly in proportion to the local area magnification and inversely proportional to their local compression. Consequently, a density of individual cartographic entities is (substantially) evenly distributed throughout the entire (deformed and / or distorted map).
  • a zooming technique for a combined card 30 is additionally implemented. This zoom technique couples a scaling of a
  • Map display 20 Accordingly, during zooming, interpolated between the distorted map 30 and the geographic map 10 and (in
  • warping zoom This method, which combines warping and zooming, is called warping zoom and is shown in FIG.
  • the (preferably linear) interpolation between the two layouts i. between the geographic map 10 and the schematic map 20 allows for continuous map animation that preserves both the index and the context: the focussed point (mostly location the user) remains preferred during the entire animation or change in a predetermined position (eg, substantially in the center) of the display, so that the user does not have to re-locate himself on the map, if he situational changes the card layout. This results in a more intuitive and better readability of the ad.
  • the context information can also be preserved, since the surrounding locations are moved, but the embedding of the focused point in the network preferably does not change.
  • the "intermediate layouts" may be useful to support more complex navigation tasks. For example, suppose the user is at his starting address as a pedestrian and wants to find a specific destination address. In the first step, the user can first select the subway station closest to the starting address as the starting station. Then he can search for the destination address on the map and select the nearest station as the destination station. Now the user can zoom out and plan or select a route between the two selected stations. If there is no direct route (eg no route without time-consuming change), the user can search for more direct connections connecting the approximate starting area with the connect approximate target area.
  • the user can again zoom in on the representation until he can find the starting address just so in the distorted road network. Subsequently, the user can center the card at the start address and zoom out until a station of the lower-cost connection moves into the display. Based on this layout, the user can now estimate advantageous or recognize whether this alternative start station is within a running distance to the start address or not. If the user believes that he has found an alternative, he can zoom in completely and check his estimate as to whether the actual distance is within walking distance. The same procedure can also be applied to the selection of the destination station. Thus, flexible handling of zooming in and out can be used to search for alternative connections and alternative StartV destination stations, making the graphical user interface more intuitive and easier to handle for the user.
  • a zoom factor describes a ratio between a farthest and a shortest (closest) point.
  • zooming only a section of, for example, an integrated map 30 is changed, but not a perspective. Consequently, zooming in and out of a fixed point, such as a center of integrated map 30, on a display (zoomin and zoom out).
  • a portion of the integrated card 30 is shown enlarged, e.g. integrated cards 30-4, 30-8.
  • a portion of the integrated card 30 is shown reduced in size, e.g. integrated cards 30-7 and 30-1.
  • An illustration of an integrated map 30 comprises a geographical map representation 10 and a schematic map representation 10 of the same map section, wherein at least one of the two map representations is distorted as a function of a degree of distortion.
  • the schematic map representation 20 may be (in essence) completely distorted with respect to the geographic representation 10. This extreme case is shown in maps 30-1, 30- 10, 30-9 and 30-8. Thus, the schematic positions 21, 23, 25, 27, 29 are correspondingly mapped to the geographical positions 11, 13, 15, 17, 19 and the points therebetween are distributed continuously according to the mapping function defined above.
  • the geographic map representation 10 may be (substantially) completely distorted with respect to the schematic representation 20. This extreme case is shown in maps 30-4, 30-5, 30-6 and 30-7. Thus, the geographical positions 11, 13, 15, 17, 19 are then mapped to the schematic positions 21, 23, 25, 27, 29 and the points therebetween are continuously distributed according to the mapping function defined above.
  • the geographical map representation 10 and / or the schematic map representation 20 at least partially no longer visible.
  • a zoom factor may be selected for an integrated map display.
  • a zoom-in factor a maximum magnification
  • a largest zoom-out factor a largest zoom-out
  • a combination of warping and zooming of the integrated card 30 allows for greater interactivity with the integrated card 30. Zooming and warping influence each other. The more zoomed in, the less the schematic and / or geographic portion of the integrated card 30 is distorted (or bewaprt), i. the stronger is the integrated one
  • Card 30 rectified. And the other way round, the more zoomed out, the stronger the schematic and / or geographic portion of the integrated card 30. Distorted, i. the less the integrated card 30 is equalized.
  • a user can interact interactively with the integrated card. For example, by means of a suitable setting means (eg cursor) on a display of the integrated card 30 and / or one or more operating elements (eg button on the terminal, scroll bar, menu selection integrated into a representation of the integrated card 30), a user can set a zoom factor and / or or choose a degree of distortion.
  • a suitable setting means eg cursor
  • operating elements eg button on the terminal, scroll bar, menu selection integrated into a representation of the integrated card 30
  • both maps 10, 20 are at least partially visible in each representation irrespective of the degree of distortion and / or the zoom factor.
  • Fig. 30-1 shows an integrated map 30-1 in which a geographic map 10 has been completely distorted onto a schematic map 20 without zooming in on the map, ie, not just a section in enlarged view.
  • zooming causes the integrated card 30 equalized, ie the schematic and / or geographical portion of the integrated card 30 is shown less distorted.
  • a highly zoomed schematic representation ie, the schematic portion or elements are not distorted
  • integrated card 30-8 is less distorted than a little or no zoomed overview of the schematic representation of integrated card 30-1.
  • Integrated cards 30-1, 30-2, 30-3 to 30-4 show a coupled application of a degree of distortion and a zoom factor to the integrated card 30, with the degree of distortion highest in 30-1 and lowest in 30-4.
  • the degree of distortion thus indicates how strongly a geographical representation, which is integrated into the integrated map, has been adapted or distorted to a schematic representation integrated into the map 30.
  • Figure 4 shows various representations of an integrated card 30 in which either the schematic elements of the card 30-4, 30-5, 30-6, 30-7 are distorted (ie warped), the geographic elements the card 30-8, 30-9, 30-10, 30-1 are distorted (ie gewarpt) and / or both elements of the card 30-2, 30-3, 30-4 distorted or equalized (ie wary) are.
  • a zoom factor is applicable to the integrated card 30 in combination.
  • a zoom-in is made from an overview map 30-1, 30-7 to a detailed map 30-4, 30-8, possibly additionally selecting a degree of distortion, for example, with respect to the geographical elements of the map 30-2, 30-3.
  • 30-4 shows a geographically equalized, maximally zoomed-in integrated map, in which the schematic map is not or only slightly distorted by the zoom factor. Zoomed out from the integrated card 30-4 without changing a degree of distortion becomes, for example, via cards 30-5, 30-6, in which case the integrated card 30-7 shows a maximally zoomed out integrated card 30-7, the geographical elements of the card 30-7 7 are equalized. Consequently, the schematic elements of the card 30-7 are relatively distorted. If, in addition to zooming out of the integrated map 30-4, a distortion factor of the geographic elements is applied to the integrated map 30-4, via maps 30-3, 30-2, 30-1 an integrated map may be displayed in which the schematic elements are not or hardly distorted and the geographic elements are relatively distorted.
  • map 30-1 when zoomed into this map 30-1, eg via maps 30-10, 30-9, the geographic elements are relatively equalized depending on the distortion factor.
  • the integrated card 30-8 shows an integrated card 30, in which the schematic elements are hardly or not distorted at all and the geographical elements are relatively strongly equalized depending on the zoom factor.
  • Map 30-1 on the other hand, the geographical elements are relatively little equalized, that is strongly distorted, depending on a small zoom factor. Consequently, a degree of distortion and a zoom factor of an integrated behave
  • Zoom factor less distorted so equalized If the degree of distortion increases (i.e., the geographical elements or the schematic elements become more distorted) with the zooming factor remaining the same, only the distortion or equalization changes accordingly.
  • a start and / or end value for a scaling factor of the card 30 can be selected.
  • an equalized (geographic) map 30-4 is only shown when zoomed in (ie, more zoomed in), thus indicating, for example, only individual stations.
  • the integrated map 30 will remain in one representation 30-1 through 30-10 User easy to read and understand. For example, in a rough representation 30-1 of an integrated map 30 that is heavily distorted, only large and / or substantial cartographic entities (e.g., rivers and major roads) of the distorted geographic representation are displayed.
  • cartographic entities e.g., roads, rivers, public buildings, and / or facilities
  • a representation of a combined card 30 with warping zoom, in particular on mobile terminals with a small and / or low-resolution screen, is advantageous. If a user zooms out of the interactive map (into a schematic map with fewer details), he gets a rough overview 30-1 of, for example, a city and its public transport network. Leave the If the public transport system is at a station and wants to reach a location near the station, it can simultaneously zoom in on that station and select a geographic map 30-4 map. Because only individual stations are shown in the zoomed map 30b, the combined map 30b is neither distorted nor shown schematically on the screen.
  • an initial value and a scaling value for the warping method and / or the warping zoom method are shown as a function of a map to be displayed and / or a screen size. If a suitable level of detail is defined, any change in a distortion and / or zoom factor remains readable and / or representable for a (mobile) terminal.
  • a geographic proximity to a metro station or other cartographic entity may be automatically scaled.
  • a schematic map 10 is annotated with isolines at certain distances from a closest position.
  • isolines are understood to be lines (in geographical or schematic maps) which have a value such that isolines connect places of equal value. The value denotes, for example, a certain distance between two points. Isolines can be calculated by means of interpolation.
  • the warping method is then applied to individual grid points 91, 93, 95 so that a distorted grid 90 is calculated as shown in Figure 5.
  • the real (ie, geographically correct) distances from the individual positions to the corresponding next position 101, 103, 105 are displayed in a combined map 100 by first distances from each grid point 91, 93, 95 to the next position 101, 103, 105.
  • a "marching square" method is applied to the distorted grating 90 which calculates isolines in the corresponding combined map 100 corresponding to the distances to the nearest station in the real world, as shown in FIG. For example, with the aid of a card annotated in this form 100 a next station to a specific destination can be easily determined.
  • the described mode of representation (in particular the warping zoom functionality comprising a coupling of the layout interpolation with the view parameters and the level of detail or "level-of-detail”) can advantageously be implemented on a multi-touch display (for example that of an Apple iPhone, PDA or the like) ,
  • a multi-touch display for example that of an Apple iPhone, PDA or the like
  • This can be set on computer-implemented maps by two-finger interaction on a multi-touch display, the zoom factor. Simultaneously tapping your fingers on the display at further apart positions on the map, then merging the two fingers to make the map smaller. If you tap on the map at very close positions and then move the two fingers apart, the map will be enlarged.
  • the level of detail can advantageously be combined or coupled with the control of the magnification factor, so that the zoom functionality or the level of detail control is controlled by movement of the two fingers in a predetermined first direction (eg in the vertical direction) on the card, while the warping functionality (ie the degree of distortion) by a movement of the fingers in a second, different from the first Direction (eg in the horizontal direction) can be changed or controlled.
  • the multitouch display has two coordinate axes (preferably perpendicular to one another) (X-axis: horizontal, Y-axis: vertical) whose values range, for example, from 0 to 1.
  • X-axis horizontal
  • Y-axis vertical
  • the interpolation between the geographical and "schematic" positions of the data points is also preferably controlled by a two-finger interaction.
  • the fingers can move in the horizontal direction towards or away from each other.
  • the distance changes eg decreases
  • both distance variations simultaneously affect the level-of-detail (Y direction) display parameters and warping as described above (X direction) can be applied.
  • Y direction level-of-detail
  • X direction warping as described above
  • the unit can only display the highway network, while after the exit one detailed road map can be displayed.
  • Cancels the satellite signal for example, when entering a metro station, the display shows the network as a schematic map 20 at.
  • the display of a "suitable" geographical map 10 or integrated map 30 takes place according to the situation at the pedestrian tempo.
  • An exemplary system includes a universal computing device in the form of a conventional computing environment 120, e.g. a "personal computer” (PC) 120 having a processor unit 122, a system memory 124, and a system bus 126 which connects a variety of system components, including system memory 124 and processor unit 122.
  • the processing unit 122 may perform arithmetic, logic and / or control operations by accessing the system memory 124.
  • the system memory 124 may store information and / or instructions for use in combination with the processor unit 122.
  • System memory 124 may include volatile and non-volatile memory, such as random access memory (RAM) 128 and read-only memory (ROM) 130.
  • RAM random access memory
  • ROM read-only memory
  • a basic input-output system that includes the basic routines that help to transfer information between the elements within the PC 120, such as during start-up, may be stored in the ROM 130.
  • the system bus 126 may be one of many bus structures, including a memory bus or memory controller, a peripheral bus, and a local bus employing a particular bus architecture from a variety of bus architectures.
  • the PC 120 may further include a hard disk drive 132 for reading or writing a hard disk (not shown) and an external disk drive 134 for reading or writing a removable disk 136 or a removable disk.
  • the removable disk may be a magnetic disk for a magnetic disk drive or an optical disk such as a CD for an optical disk drive.
  • the hard disk drive 132 and the external disk drive 134 are each connected to the system bus 126 via a hard disk drive interface 138 and an external disk drive interface 140.
  • the drives and associated computer readable media provide nonvolatile storage of computer readable instructions, data structures, program modules and other data to the PC 120.
  • the data structures may include the relevant data for implementing a method as described above.
  • the exemplary environment uses a hard disk (not shown) and an external disk 142, it will be apparent to those skilled in the art that other types of computer-readable media that can store computer-accessible data can be used in the exemplary work environment, such as magnetic cassettes, flash Memory cards, digital video disks, random access memory, read-only memory, etc.
  • a plurality of program modules particularly an operating system (not shown), one or more application programs 144, or program modules (not shown) and program data 146 may be stored on the hard disk, external disk 142, ROM 130, or RAM 128 become.
  • the application programs may comprise at least part of the functionality as shown in FIG.
  • a user may enter commands and information as described above into the PC 120 using input devices such as a keyboard 148 and a computer mouse or trackball 150, respectively.
  • Other input devices may include a microphone and / or other sensors, a joystick, a game pad, a scanner, or the like.
  • These or other input devices may be connected to the processor unit 122 via a serial interface 152 coupled to the system 126 or may be connected to other interfaces such as a parallel interface 154, a game port or a universal serial bus (USB) ,
  • information may be printed with a printer 156.
  • the printer 156 and other parallel Input / output devices may be connected to the processor unit 122 through the parallel interface 154.
  • a monitor 158 or other type of display device (s) is / are connected to the system bus 126 via an interface, such as a video input output 160.
  • computing environment 120 may include other peripheral output devices (not shown) such as speakers or audio outputs.
  • the computing environment 120 may communicate with other electronic devices, e.g. a computer, a cordless phone, a cordless phone, a personal digital assistant (PDA), a television or the like. To communicate, computing environment 120 may operate in a networked environment using connections to one or more electronic devices.
  • FIG. 7 illustrates the computing environment networked with a remote computer 162.
  • the remote computer 162 may include another computing environment, such as a computer. may be a server, a router, a networked PC, a peer device or other common network node, and may include many or all of the elements described above with respect to computing environment 120.
  • the logical connections, as shown in Figure 7, include a local area network (LAN) 164 and a wide-area network (WAN) 166.
  • LAN local area network
  • WAN wide-area network
  • Such networking environments are commonplace in offices, corporate-wide computer networks, intranets, and the Internet.
  • the computing environment 120 When a computing environment 120 is used in a LAN network environment, the computing environment 120 may be connected to the LAN 164 through a
  • Network input / output 168 connected.
  • the computing environment 120 may include a modem 170 or other means for establishing communication over the
  • the WAN 166 include.
  • the modem 170 which may be internal and external to the computing environment 120, is connected to the system bus 126 via the serial bus
  • Interface 152 connected.
  • other data relevant to the method or system described above may be accessible on or from the remote computer 162.
  • a system for dynamically integrating a geographic map display and a schematic map display to a navigation location receiver (eg G PS receiver) so that, for example, depending on a geographical position, a zoom factor and / or degree of distortion of an integrated map automatically determinable by the system.
  • G PS receiver navigation location receiver
  • processor unit 124 system memory
  • RAM random access memory
  • ROM read-only memory

Abstract

The invention relates to a computer-implemented method, system, and computer program product for dynamically integrating a geographic map representation and a schematic map representation. The method comprises: providing a geographic map representation have one or more starting positions associated with one or more destinations in a schematic map representation; calculating an interpolating and continuous display function by applying a warping method in connection with a method for monitoring overlap to the starting positions and the destinations; and displaying a dynamic or interactive integrated map representation by dynamically applying the display function to the geographic map representation and/or the schematic map representation so that each map representation is distorted according to a selected distortion factor, wherein the integrated map representation represents at least elements and/or parts of both the geographic map representation and the schematic map representation, independent of the selected distortion factor.

Description

"Interaktive Methode zur integrierten Darstellung schematischer Netzpläne und geographischer Karten" "Interactive method for the integrated representation of schematic networks and geographical maps"
Beschreibungdescription
Die vorliegende Erfindung bezieht sich generell auf eine computer-gestützte Darstellung zweidimensionaler Daten. Spezifischer bezieht sich die vorliegende Erfindung auf ein computer-implementiertes Verfahren, ein Computerprogrammprodukt, ein System und eine Anzeige zur dynamischen bzw. interaktiven Integration schematischer Kartendaten und geographischer Kartendaten.The present invention generally relates to a computer-aided display of two-dimensional data. More specifically, the present invention relates to a computer-implemented method, a computer program product, a system, and a display for dynamically and interactively integrating schematic map data and geographic map data.
Wenn eine Person von einem Ort (bzw. Punkt) zu einem anderen Ort (bzw. Punkt) in einer Stadt gelangen möchte und dazu beispielsweise eine U-Bahn benutzt, wird sie vermutlich zwei Pläne - zum einen eine schematische Karte bzw. (Netz-)Plan für die U-Bahn und zum anderen eine geographischen Karte der Stadt - verwenden. Einerseits ist die schematische Karte hinsichtlich einer Lesbarkeit von Informationen, die eine Struktur von Verbindungen und Knotenpunkten beispielsweise eines Transportnetzwerkes beschreiben, optimiert. Allerdings zeigen, auch elektrische, elektronische bzw. in einem Computer gespeicherte und über ein Ausgabegerät (z.B. Display oder Bildschirm) angezeigte schematische Karten, kaum oder gar keine Informationen, die Details in der Umgebung beispielsweise einer U-Bahnstation beschreiben. Andererseits eignet sich die geographische Karte, um detaillierte Informationen wie beispielsweise einzelne Straßen und Straßenkreuzungen geographisch korrekt (d.h. der realen Welt entsprechend) darzustellen, ist aber ungeeignet, um einen schnellen Überblick beispielsweise über mögliche U- Bahnverbindungen von einer Station aus zu einer anderen zu bekommen.If a person wants to get from one place (or point) to another place (or point) in a city using a metro, for example, they will probably have two plans - one schematic map or one network map. ) Plan for the subway and on the other a geographical map of the city - use. On the one hand, the schematic map is optimized in terms of readability of information describing a structure of connections and nodes of, for example, a transport network. However, even electrical, electronic or computer-stored schematic maps displayed via an output device (e.g., display or screen) show little or no information describing details in the environment of, for example, a subway station. On the other hand, the geographic map is useful for displaying detailed information, such as individual roads and intersections, geographically correct (ie, corresponding to the real world), but is unsuitable for getting a quick overview of, for example, possible subway links from one station to another ,
Zum einen gibt es (elektronische bzw. computer-gestützte) geographische Karten, die beispielsweise mit U-Bahnstationen und -linien annotiert sind, bei denen aber der schematische Charakter einer schematischen Karte völlig verloren gegangen ist, weil die schematische Karte, der geographischen angepaßt wurde. Folglich ist es bei solchen annotierten Karten, auch wenn sie in elektronischer Form vorliegen, nicht möglich, einen Detailgrad in Abhängigkeit von benutzer-definierten Angaben und/oder der geographischen Position eines Benutzer auszuwählen. In anderen Worten, mit solchen Karten ist es nicht möglich dynamisch bzw. interaktiv zwischen verschiedenen Abstufungen im Übergang von einer geographischen Kartendarstellung zu einer schematischen Kartendarstellung (oder umgekehrt) zu wechseln. Solche Karten sind folglich statisch.First, there are (electronic or computer-aided) geographical maps that are annotated, for example, with subway stations and lines, but where the schematic character of a schematic map has been completely lost, because the schematic map was adapted to the geographical. As a result, in such annotated maps, even when in electronic form, it is not possible to select a level of detail depending on user-defined indications and / or the geographic location of a user. In other words, with such maps it is not possible dynamically or interactively to switch between different gradations in the transition from a geographical map representation to a schematic map representation (or vice versa). Such maps are therefore static.
Zum anderen gibt es (elektronische bzw. computer-gestϋtzte) schematische Karten, die beispielsweise um eine U-Bahnstation herum mit zusätzlichen geographischen Daten über die Umgebung der U-Bahnstation angereichert bzw. annotiert sind. Dabei ist es dann aber erforderlich, eine schematische Karte anzupassen, um beispielsweise Platz für eine U-Bahnstation und ihre geographische Umgebung auf der Karte zur Verfügung zu stellen. Da solche Karten nicht dynamisch sind, kann folglich nicht irgendein beliebiger Startpunkt sondern nur die (direkte) Umgebung einer U-Bahnstation in detaillierterer (und kartographisch korrekter) Ansicht dargestellt werden.On the other hand, there are (electronic or computer-supported) schematic maps that are enriched or annotated, for example, around a subway station with additional geographical data about the surroundings of the subway station. However, it is then necessary to adapt a schematic map, for example to make room for a subway station and its geographical environment on the map available. Since such maps are not dynamic, consequently, not any arbitrary starting point but only the (direct) environment of a subway station can be displayed in more detailed (and cartographically correct) view.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein computer-implementiertes Verfahren, System und Computerprogrammprodukt bereitzustellen, welches geeignet ist, eine elektronische bzw. computer-basierte Karte bzw. Kartendarstellung zu erzeugen, welche eine schematische Kartendarstellung bzw. einen (Netz-)plan und eine geographische Kartendarstellung dynamisch bzw. interaktiv integriert.The object of the invention is to provide a computer-implemented method, system and computer program product which is suitable for generating an electronic or computer-based map representation, which is a schematic map representation and a geographical Map display dynamically or interactively integrated.
Diese Aufgabe ist entsprechend der Erfindung durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This object is achieved according to the invention by the features of the independent claims. Preferred embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Erfindungsgemäß ist ein computer-implementiertes Verfahren zum dynamischen Integrieren von einer geographischen Kartendarstellung und einer schematischen Kartendarstellung (bzw. ein computer-implementiertes dynamisches bzw. interaktives Verfahren basierend auf einer geographischen Kartendarstellung und einer schematischen Kartendarstellung) vorgesehen, das Verfahren umfassend:According to the invention, a computer implemented method for dynamically integrating a geographic map representation and a schematic one Map representation (or a computer-implemented dynamic or interactive method based on a geographic map representation and a schematic map representation) provided, the method comprising:
Bereitstellen einer geographischen Kartendarstellung (bzw. Karte bzw. Kartendaten) mit einer oder mehreren Ausgangspositionen (bzw. -Punkten), welche einer oder mehreren Zielpositionen (bzw. -Punkten) in einer schematischen Kartendarstellung (bzw. Karte bzw. Kartendaten) zugeordnet sind;Providing a geographical map representation (or map data) with one or more home positions (or points) associated with one or more target locations (or points) in a schematic map representation (or map data);
Berechnen einer interpolierenden und kontinuierlichen Abbildungsfunktion durch Anwenden eines Warping-Verfahrens auf (bzw. unter Verwendung) die (der) Ausgangspositionen und die (der) Zielpositionen (als Referenzpunkte) verbunden mit einem Verfahren zur Überlappungskontrolle; undCalculating an interpolating and continuous mapping function by applying a warping method to the starting position (s) and the target position (s) (as reference points) associated with a method of overlap control; and
Anzeigen einer dynamisch bzw. interaktiv integrierten Kartendarstellung (bevorzugt ein Anzeigen einer dynamischen bzw. interaktiven, zwei auf verschiedene Nutzungsmodi hin optimierte Karten integrierende Darstellung, wobei die optimierten Karten die geographische Kartendarstellung und die schematische Kartendarstellung umfassen) durch dynamische Anwendung der Abbildungsfunktion auf die geographische Kartendarstellung und/oder die schematische Kartendarstellung, so daß die jeweilige Kartendarstellung entsprechend eines gewählten Verzerrungsfaktors verzerrt wird, wobei die integrierte Kartendarstellung unabhängig von dem gewählten Verzerrungsfaktor zumindest Elemente und/oder Teile von sowohl der geographischen Kartendarstellung als auch der schematischen Kartendarstellung darstellt bzw. enthält.Displaying a dynamically or interactively integrated map display (preferably displaying a dynamic or interactive map, two maps optimized for different usage modes, the optimized maps comprising the geographic map display and the schematic map display) by dynamically applying the mapping function to the geographic map display and / or the schematic map representation such that the respective map representation is distorted according to a selected distortion factor, the integrated map representation representing at least elements and / or parts of both the geographic map representation and the schematic map representation, independent of the selected distortion factor.
Dementsprechend wird ein dynamisches und/oder interaktives Verfahren zum Erzeugen und/oder Anzeigen einer integrierten (Karten-)Darstellung vorgesehen, welches insbesondere auf einer Integration einer geographischen Kartendarstellung und einer schematischen Kartendarstellung basiert. Folglich wird eine dynamische bzw. interaktiv integrierte (Karten-)Darstellung erzeugt bzw. berechnet und angezeigt, welche insbesondere eine auf zumindest zwei verschiedene Nutzungsmodi hin optimierte Karten basierende integrierte Darstellung umfaßt.Accordingly, a dynamic and / or interactive method for generating and / or displaying an integrated (map) representation is provided, which is based in particular on an integration of a geographical map representation and a schematic map representation. Consequently, a dynamic or interactively integrated (map) representation is generated or calculated and displayed, which in particular comprises an integrated representation based on at least two different usage modes.
Solche auf bestimmte Nutzungsmodi hin optimierte Karten umfassen beispielsweise geographische Kartendarstellungen und schematische Kartendarstellungen. Folglich wird anders als bei einer bloßen Überblendung einer geographischen Karte mit einer schematischen Karte, eine integrierte Darstellung beider Karten erzeugt und angezeigt, welche unabhängig von einem gewählten Verzerrungsgrad beide Karten in einer integrierten Form anzeigt, insbesondere auch dann, wenn die geographische Darstellung bzw. die schematische Darstellung vollständig entzerrt ist, d.h. die jeweils andere Darstellung so stark verzerrt ist, das die gewählten Ausgangspositionen bzw. Zielpositionen auf die jeweils anderen Positionen verschoben sind. In anderen Worten umfaßt die integrierte Kartendarstellung in den beiden Extrempositionen (d.h. die geographische Karte ist entzerrt und die schematische Karte verzerrt dargestellt, bzw. andersherum) beide Kartendarstellungen, welche (zumindest Teilweise) zusammen angezeigt werden.Such maps optimized for specific usage modes include, for example, geographical map representations and schematic map representations. Thus, unlike a mere blending of a geographic map with a schematic map, an integrated representation of both maps is generated and displayed which, regardless of a selected degree of distortion, displays both maps in an integrated form, especially if the geographic map or map is completely distorted schematic representation, ie the other representation is so strongly distorted that the selected starting positions or target positions are shifted to the other positions. In other words, the integrated map representation in both extreme positions (ie the geographic map is rectified and the schematic map is distorted, and vice versa) both map representations displayed (at least partially) together.
Bevorzugt liegen Daten der geographischen Kartendarstellung und der schematischen Kartendarstellung als Vektordaten (z.B. in ein oder mehreren Formaten ausgewählt von US census Tiger Data Format, OSM Data, openstreetmap OSM, XML oder ähnliche Formate) vor, wobei die Vektordaten entsprechend in einer Speichervorrichtung (z.B. eine Datenbank) hinterlegt bzw. gespeichert und über das Verfahren zugreifbar sind. Dadurch wird nicht nur eine graphische Qualität auf verschiedenen Vergrößerungsstufen und/oder verschiedenen Verzerrungsgraden gewährleistet, sondern auch eine Auswahl angezeigter Informationen und/oder Elemente der geographischen und/oder schematischen Darstellung in der integrierten Darstellung beispielsweise bezüglich eines Detailgrads und/oder eines (semantischen) Zoomfaktors ermöglicht. Damit wird eine an Verzerrung/Entzerrung, Vergrößerung, Detailgrad, und/oder Zoomfaktor angepaßte Darstellung kartographischer Entitäten ermöglicht. Beispielsweise sind U-Bahn-Linien auch in einer verzerrten Darstellung der schematischen Karte weiterhin gerade im Stil der schematischen Darstellung darstellbar und/oder anzeigbar. In anderen Worten erfolgt insbesondere eine strikte Trennung der der geographischen und der schematischen Kartendarstellung zugrundeliegenden Vektordaten von ihrer graphischen Darstellung als geographische und schematische Kartendarstellung(en), d.h. als Eingabe für die Darstellung dienen (insbesondere ausschließlich) die Vektordaten und/oder entsprechende Metainformationen bzw. Metadaten, die entsprechend umgesetzt werden können in die graphische Darstellung, während eine graphische Darstellung dieser Daten insbesondere nicht eingegeben werden, sondern (insbesondere ausschließlich) errechnet werden, und zwar situativ bzw. in einer interaktiven Weise.Data of the geographical map representation and of the schematic map representation are preferably available as vector data (eg in one or more formats selected from US census Tiger Data Format, OSM Data, openstreetmap OSM, XML or similar formats), the vector data correspondingly being stored in a storage device (eg Database) stored or stored and accessible via the process. This not only ensures a graphic quality at different magnification levels and / or different degrees of distortion, but also a selection of displayed information and / or elements of the geographical and / or schematic representation in the integrated representation, for example with respect to a degree of detail and / or a (semantic) zoom factor allows. This allows a representation of cartographic entities adapted to distortion / equalization, magnification, level of detail, and / or zoom factor. For example, in a distorted representation of the schematic map, subway lines can still be displayed and / or displayed in the style of the schematic representation. In other words, a strict separation of the vector data underlying the geographical and the schematic map representation from its graphical representation as geographical and schematic map representation (s) takes place, ie the vector data and / or serve as input for the representation (in particular exclusively) corresponding meta-information or metadata that can be correspondingly implemented in the graphical representation, while a graphical representation of these data are in particular not entered, but (especially exclusively) are calculated, situationally or in an interactive manner.
Dementsprechend werden schematische Kartendarstellungen um geographische Kartendarstellungen ergänzt, wobei die geographische Kartendarstellung durch Verwendung geeigneter Image Warping Techniken entsprechend verzerrt wird. Dazu werden sowohl in der schematischen Kartendarstellung als auch in der geographischen Kartendarstellung eine Menge sich entsprechender (diskreter) Punkte als Kontrollpunkte bzw. Referenzpunkte für einen Verzerrungsalgorithmus (insbesondere ein geeignetes Image Warping Verfahren in Kombination mit einem geeigneten Verfahren zur Kontrolle von Überlappungen im Image Warping) gewählt. Die Kontrollpunkte stellen in den jeweiligen Kartendarstellungen geographische Entitäten wie beispielsweise U-Bahn-Stationen, Bahnhöfe, Stellwerke, Wasser- oder Stromwerke bzw. -Verteiler, öffentliche Einrichtungen und/oder Plätze, Straßen und/oder Straßenkreuzungen dar. Wird das Image Warping Verfahren mit Überlappungskontrolle auf die entsprechenden Ausgangs- und Zielpositionen angewendet, so wird eine kontinuierliche und interpolierende Abbildungsfunktion, die keine Überlappungen erzeugt, berechnet. Diese Funktion kann nun auf die schematische Kartendarstellung und/oder die geographische Kartendarstellung angewendet werden, wobei die gewählten Positionen in den jeweiligen Kartendarstellungen dann entsprechend auf die entsprechenden in der jeweils anderen Kartendarstellung abgebildet werden und alle dazwischenliegenden Punkte kontinuierlich zwischen diese Positionen verteilt werden. Dadurch daß die Abbildungsfunktion interpolierte, kann ein beliebiger Verzerrungsfaktor (von einer rein schematischen Kartendarstellung bis zu einer rein geographischen Kartendarstellung) für die integrierte Karte gewählt werden. Folglich kann die integrierte Kartendarstellung anwendungsabhängig in einem Verzerrungsgrad entsprechend (automatisch mittels GPS und/oder benutzer-definiert) angepaßt werden. In anderen Worten, eine schematische Karte wird mit zusätzlichen Daten und/oder Informationen aus einer entsprechenden geographischen Karte annotiert bzw. angereichert, ohne daß das Design der schematischen Karte verändert wird. Folglich wird gegenteilig zum Annotieren einer geographischen Karte mit schematischen Daten und/oder Informationen verfahren. Bei letzteren Verfahren wird die schematische Karte der geographischen angepaßt. Erfindungsgemäß wird hingegen die geographische Karte durch Verformung der schematischen Karte angepaßt. Durch Verwendung der interpolierenden (und kontinuierlichen) Abbildungsfunktion bleibt eine Verzerrung der schematischen Karte hin zur geographischen aber dennoch möglich. Folglich wird eine integrierte Kartendarstellung erzeugt und/oder an einem Display angezeigt, wobei die integrierte Kartendarstellung eine dynamische und/oder interaktive Darstellung umfaßt, welche zwei auf verschiedene Nutzungsmodi hin optimierte Kartendarstellung (insbesondere eine geographische Kartendarstellung und eine schematische Kartendarstellung) integriert. Die verschiedenen Nutzungsmodi beziehen sich beispielsweise auf Eigenschaften geographischer Kartendarstellungen und/oder schematischer Kartendarstellungen. Geographische Kartendarstellungen eignen sich beispielsweise für ein Navigieren zu Fuß oder mit einem Auto in einer Stadt. Schematische Darstellungen eignen sich beispielsweise, um einen Überblick über ein öffentliches Verkehrsnetz zu erhalten, bzw. dieses zu benutzen.Accordingly, schematic map representations are supplemented by geographic map representations, where the geographic map representation is appropriately distorted using appropriate image warping techniques. For this purpose, both in the schematic map display and in the geographical map display, a set of corresponding (discrete) points are used as control points or reference points for a distortion algorithm (in particular a suitable image warping method in combination with a suitable method for controlling overlaps in image warping). selected. The control points represent in the respective map representations geographical entities such as subway stations, railway stations, signal boxes, water or power plants or distributors, public facilities and / or squares, roads and / or intersections. The image warping method with Overlap control applied to the corresponding home and target positions, a continuous and interpolating mapping function that does not create overlaps is calculated. This function can now be applied to the schematic map display and / or the geographical map display, wherein the selected positions in the respective map representations are then mapped corresponding to the corresponding in the other map representation and all intervening points are continuously distributed between these positions. By interpolating the mapping function, any distortion factor (from a purely schematic map representation to a purely geographical map representation) can be selected for the integrated map. Consequently, the integrated map display can be adjusted according to the application in a degree of distortion (automatically by means of GPS and / or user-defined). In other words, a schematic map is annotated with additional data and / or information from a corresponding geographic map without changing the design of the schematic map. Consequently, the opposite is done for annotating a geographic map with schematic data and / or information. In the latter method, the schematic map is adapted to the geographical. According to the invention, however, the geographical map is adapted by deformation of the schematic map. By using the interpolating (and continuous) mapping function, distortion of the schematic map towards the geographic but still possible. Consequently, an integrated map display is generated and / or displayed on a display, the integrated map display comprising a dynamic and / or interactive display, which integrates two map modes optimized for different usage modes (in particular a geographic map display and a schematic map display). The various usage modes relate for example to characteristics of geographical map representations and / or schematic map representations. For example, geographic maps are useful for navigating on foot or by car in a city. Schematic representations are useful, for example, to obtain an overview of a public transport network, or to use this.
Dementsprechend erhöht die dynamisch bzw. interaktiv integrierte Karte eine Nutzbarkeit von schematischen Kartendarstellungen und geographischen Kartendarstellungen durch ein Verschmelzen bzw. Verbinden zweier verschiedener Navigationesebenen. Eine solche integrierte Kartendarstellung ist v.a. für eine Nutzung in kleinen mobilen Endgeräten (z. B. Mobiltelefon, PDA) geeignet. Die inetgrierte Kartendarstellung kann zwischen der rein geographischen Kartendarstellung und der schematischen Kartendarstellung dynamisch (linear) interpoliert werden. Ein Kompromiß zwischen diesen beiden Kartendarstellungen ist somit auch möglich.Accordingly, the dynamically or interactively integrated card increases the usability of schematic map representations and geographical map representations by merging two different navigation levels. Such an integrated map display is v. A. suitable for use in small mobile devices (eg mobile phone, PDA). The inetgrated map display can be interpolated dynamically (linearly) between the purely geographical map display and the schematic map display. A compromise between these two maps is possible.
Demzufolge ist eine solche integrierte Kartendarstellung für einen Benutzer besser verständlich, da er sich beide Navigationsebenen (also die der schematischen Kartendarstellung und die der geographischen Kartendarstellung) zusammen in einem geeigneten Verzerrungsgrad (d.h. geographischer oder schematischer) anzeigen lassen kann. Außerdem kann er beliebig einen anderen Verzerrungsgrad für die integrierte Kartendarstellung wählen. Folglich ist auch eine Interaktion des Benutzers mit einem Endgerät zum Anzeigen der integrierten Kartendarstellung vereinfacht. Insbesondere kann die integrierte Kartendarstellung auch (automatisch) besser an technische Gegebenheiten eines (mobilen) Endgeräts angepaßt werden, wie z.B. Auflösung, Größe, Farbmöglichkeiten, etc. eines Displays des Endgeräts.As a result, such an integrated map display is better for a user understandable, since it can be displayed both levels of navigation (that of the schematic map display and the geographical map representation) together in a suitable degree of distortion (ie geographical or schematic). In addition, he can choose any other degree of distortion for the integrated map display. Consequently, an interaction of the user with a terminal for displaying the integrated map display is also simplified. In particular, the integrated map display can also be (automatically) better adapted to the technical conditions of a (mobile) terminal, such as resolution, size, color options, etc. of a display of the terminal.
Weil eine Anpassung einer geographischen Karte an eine entsprechend schematische Karte ein technisch schwieriges Problem ist, insbesondere weil Abstandsrelationen in der schematischen Karte fehlen, ist eine Extrapolation entsprechend der Deformation bzw. Verzerrung, welche durch die schematische Karte verursacht ist, der geographischen Punkte vorteilhaft.Because fitting a geographic map to a corresponding schematic map is a technically difficult problem, especially because there are no spacing relations in the schematic map, extrapolation according to the distortion caused by the schematic map of geographic points is advantageous.
Bevorzugt umfaßt der Schritt des Anzeigens einer integrierten Kartendarstellung:Preferably, the step of displaying an integrated map representation comprises:
Anzeigen der dynamisch bzw. interaktiv integrierten Kartendarstellung, durch Anwendung einer Zoomfunktion gekoppelt mit der Abbildungsfunktion auf die geographische Kartendarstellung und/oder die schematische Kartendarstellung.Display of the dynamically or interactively integrated map display, by applying a zoom function coupled with the mapping function on the geographical map display and / or the schematic map display.
Weiterhin bevorzugt umfaßt der Schritt der Anwendung einer Zoomfunktion gekoppelt mit der Abbildungsfunktion: dynamisches Interpolieren zwischen der geographischen Kartendarstellung und der schematischen Kartendarstellung durch Anwendung der Abbildungsfunktion bei gleichzeitiger Anwendung der Zoomfunktion, wobei ein Zentrum der integrierten Kartendarstellung an einer konstanten Darstellungsposition bleibt, wobei die Interpolation bevorzugt linear erfolgt.Further preferably, the step of applying a zoom function coupled with the mapping function comprises: dynamically interpolating between the geographic map representation and the schematic map representation by applying the mapping function while using the zoom function, leaving a center of the integrated map representation at a constant display position, the interpolation being preferred is linear.
Durch eine Kopplung von einer Zoomfunktion und einer interpolierenden Abbilidungsfunktion für kartographische Daten (schematische Daten und/oder geographische Daten) wird eine dynamische interaktive integrierte Karte erzeugt, welche sowohl für verschiedene Navigationsbedϋrfnisse als auch für eine Anzeige auf Endgeräten mit kleinen Displays oder Bildschirmen geeignet ist.By coupling a zoom function and an interpolating mapping function for cartographic data (schematic data and / or geographic data), a dynamic interactive integrated map is generated, which is suitable for various navigation needs as well as for display on terminals with small displays or screens.
Weiterhin bevorzugt umfaßt das Verfahren: Anzeigen der dynamisch bzw. interaktiv integrierten Kartendarstellung durchFurther preferably, the method comprises: displaying the dynamically or interactively integrated map representation by
Anwendung der Abbildungsfunktion gekoppelt mit einer Vergrößerungsfunktion, welche auf einen Ausschnitt der integrierten Kartendarstellung anwendbar ist.Application of the mapping function coupled with a magnification function, which is applicable to a section of the integrated map display.
Dementsprechend kann ein Ausschnitt bzw. Abschnitt der integrierten Kartendarstellung vergrößert dargestellt werden, wobei (im Wesentlichen) der Rest der integrierten Kartendarstellung unverändert bleibt. Folglich verhält sich dieAccordingly, a portion of the integrated map representation may be enlarged, leaving (essentially) the remainder of the integrated map representation unchanged. Consequently, the behaves the
Vergrößerung, beispielsweise um einen Referenzpunkt ähnlich zu einer Linse bzw.Magnification, for example, to a reference point similar to a lens or
Lupe. Ist beispielsweise in der integrierten Kartendarstellung die geographischeLupe. Is for example in the integrated map representation the geographical
Karte verzerrt und die schematische Karte nicht verzerrt (bzw. im Wesentlichen entzerrt) dargestellt, so werden in einem vergrößerten Ausschnitt die geographischenMap distorted and the schematic map not distorted (or substantially equalized) shown, so are in an enlarged section of the geographical
Elemente entzerrter und schematischen Elemente entsprechend verzerrter dargestellt. Folglich wird die geographische Kartendarstellung lokal (in einemElements of equalized and schematic elements are shown correspondingly more distorted. Consequently, the geographic map representation becomes local (in one
Ausschnitt) durch die Vergrößerungsfunktion bzw. Linsenfunktion (zumindest teilweise) entzerrt dargestellt. Wird diese Vergrößerungsfunktion mit der Abbildungsfunktion (bzw. Warpingfunktion) gekoppelt, wird auch von einer Warping-Section) by the magnification function or lens function (at least partially) equalized. If this magnification function is coupled with the imaging function (or warping function), a warping
Linse (warping lense) gesprochen.Lent (warping lense) spoken.
Weiterhin bevorzugt umfaßt das Verfahren:Further preferably, the process comprises:
Berechnen eines auswahl- und/oder auflösungsmäßigen Detailgrads (insbesondere bezüglich eines semantischen Zooms und/oder eines geometrischen Zooms) für die integrierte Kartendarstellung in Abhängigkeit von einem Ausgabegerät und/oder dem Verzerrungsgrad.Calculating a selection and / or resolution level of detail (in particular with respect to a semantic zoom and / or a geometric zoom) for the integrated map representation as a function of an output device and / or the degree of distortion.
Dementsprechend kann ein Detailgrad bezüglich einer Auswahl von Informationen und/oder Elementen wie beispielsweise kartographischer Entitäten und/oder bezüglich einer Auflösung der integrierten Karte wie beispielsweise eine Größe eines gewählten Ausschnitts festgelegt werden. Dies kann beispielsweise über eine Cursor und/oder Bedienelemente an einem Ausgabegerät durch einen Benutzer erfolgen.Accordingly, a level of detail can be established with respect to a selection of information and / or elements such as cartographic entities and / or a resolution of the integrated map, such as a size of a selected region. This can be done, for example, via a cursor and / or controls on an output device by a user.
In Abhängigkeit von einer Displaygröße eines Ausgabegeräts und/oder des gewählten Verzerrungsgrad ist ein Detailgrad festlegbar, welcher eine mögliche Grenze beschreibt, bis zu welcher eine bestimmte Menge von geographischen Detailinformation (z.B. kartographischer Entitäten) noch geeignet anzeigbar bzw. darstellbar ist.Depending on a display size of an output device and / or the degree of distortion selected, a level of detail defining a possible limit to which a particular amount of geographic detail information (e.g., cartographic entities) is still suitably displayed can be specified.
Weiterhin bevorzugt umfaßt das Verfahren: Anzeigen der dynamisch bzw. interaktiv integrierten Kartendarstellung durchFurther preferably, the method comprises: displaying the dynamically or interactively integrated map representation by
Anwendung der Abbildungsfunktion (vorzugsweise durch dynamisches lineares Interpolieren zwischen den beiden Kartendarstellungen), gekoppelt mit dem auswahl- und/oder auflösungsmäßigem Detailgrad und/oder der Vergrößerungsfunktion in Abhängigkeit einer geographischen Position und/oder einer Bewegung eines Benutzers.Application of the mapping function (preferably by dynamic linear interpolation between the two map representations) coupled with the selection and / or resolution detail level and / or the magnification function as a function of a geographic position and / or a movement of a user.
Dementsprechend kann für die integrierte Kartendarstellung (automatisch) anhand der geographischen Position und/oder einer Bewegung (insbesondere einer Geschwindigkeit, mit der sich ein Benutzer bewegt) ein auswahl- und/oder auflösungsmäßiger Detailgrad und/oder eine Vergrößerungsfunktion für einen bestimmten Ausschnitt bzw. Abschnitt der integrierten Kartendarstellung gewählt werden. Zum Beispiel wird in einer integrierten Karte während einer Fahrt auf einer Schnellstraße (z.B. Autobahn) insbesondere ein entsprechendes Autobahnnetz (zumindest teilweise) schematisch dargestellt (d.h. geographische Elemente sind verzerrt dargestellt), während, wenn sich die Bewegung verlangsamt, beispielsweise wenn die Autobahn verlassen wird, eine vergrößerte und geographisch weniger verzerrte integrierte Karte angezeigt wird, welche mehr geographische Details (beispielsweise kartographische Entitäten) umfaßt.Accordingly, for the integrated map display (automatically) based on the geographical position and / or a movement (in particular a speed with which a user moves), a selection and / or resolution level of detail and / or a magnification function for a particular section or section the integrated map display are selected. For example, in an integrated map, while driving on a freeway (eg, highway), in particular, an appropriate freeway network is (at least partially) illustrated schematically (ie, geographic elements are distorted) while, as the motion slows down, for example, when the freeway is exited , an enlarged and geographically less distorted integrated map is displayed which includes more geographic details (eg, cartographic entities).
Die geographische Position ist beispielsweise mittels eines geographischen Ortungssystem wie GPS (automatisch) durch ein verwendetes (mobiles) Ausgabegerät bestimmbar. Weiterhin bevorzugt umfaßt das Verfahren:The geographical position can be determined, for example, by means of a geographical positioning system such as GPS (automatic) by a (mobile) output device used. Further preferably, the process comprises:
Berechnen und Darstellen von Abstandsinformationen (bzw. -relationen) in der integrierten Kartendarstellung.Calculating and displaying distance information (or relations) in the integrated map representation.
Weiterhin bevorzugt umfaßt der Schritt des Berechnens und Darstellens von Abstandsinformationen in der integrierten Kartendarstellung:Further preferably, the step of calculating and presenting distance information in the integrated map representation comprises:
Verzerren eines regulären Gitters bei gleichzeitiger Anwendung der Abbildungsfunktion auf die geographische Kartendarstellung und zwar durch Anwendung der Abbildungsfunktion auf ein oder mehrere Gitterpunkte des Gitters; undDistorting a regular grid while applying the mapping function to the geographic map representation by applying the mapping function to one or more grid points of the grid; and
Darstellen der Abstandsinformationen durch Isolinien in der integriertenRepresenting the distance information through isolines in the integrated
Kartendarstellung und zwar durch Berechnung eines Abstands von jedem derMap display by calculating a distance from each of the
Gitterpunkte zu einer entsprechend nächsten geographischen Positionen in der geographischen Kartendarstellung und Anwendung des Warping-Verfahrens auf das verzerrte Gitter.Grid points to a corresponding next geographic positions in the geographical map representation and applying the warping method to the distorted grid.
Weil eine schematische Karte keine (geographisch exakten) Abstandsinformationen enthält sowie auch eine integrierte Kartendarstellung die hin zu der schematischen Karte verzerrt ist, kann es vorteilhaft sein, diese nützliche Eigenschaft geographischer Kartendarstellungen in die integrierte Kartendarstellung einzubinden. Dies wird bevorzugt durch eine Extrapolation der Deformierungen bzw. Verzerrungen, welche durch die Schematisierung entstehen, bezüglich der Ausgangspositionen der geographischen Kartendarstellung erreicht. Dazu wird zusätzlich zu der geographischen Kartendarstellung ein reguläres Gitter mittels des verwendeten Warping-Verfahrens entsprechend verzerrt und Abstände zwischen den verzerrten Gitterpunkten und den Ausgangspositionen berechnet, welche dann durch Anwendung des Warping-Verfahrens Isolinien in der (verzerrten) integrierten Kartendarstellung ergeben, welche die Abstände zwischen den verzerrten Positionen und den entsprechenden Ausgangspositionen beschreiben.Because a schematic map does not contain (geographically exact) distance information as well as an integrated map representation that is skewed towards the schematic map, it may be advantageous to incorporate this useful feature of geographic map representations into the integrated map display. This is preferably achieved by an extrapolation of the deformations or distortions which arise through the schematization with respect to the starting positions of the geographical map representation. For this purpose, in addition to the geographic map display, a regular grid is appropriately distorted by the warping method used and distances between the distorted grid points and the home positions are calculated, which then, by applying the warping method, yields isolines in the (distorted) integrated map representation showing the distances between the distorted positions and the corresponding home positions.
Entsprechend der Erfindung ist weiterhin ein System zum dynamischen Integrieren von einer geographischen Kartendarstellung und einer schematischen Kartendarstellung vorgesehen, das System umfassend: eine Speichervorrichtung, welche ausgelegt ist, eine geographischen Kartendarstellung mit einer oder mehreren Ausgangspositionen, welche einer oder mehreren Zielpositionen in einer schematischen Kartendarstellung zugeordnet sind, zu speichern; eine Datenverarbeitungsvorrichtung, welche ausgelegt ist, eine interpolierende und kontinuierlichen Abbildungsfunktion zu berechnen und zwar durch Anwenden eines Warping-Verfahrens auf (bzw. unter Verwendung) die (der) Ausgangspositionen und die (der) Zielpositionen (als Referenzpunkte) verbunden mit einem Verfahren zur Überlappungskontrolle; und ein Display, welches ausgelegt ist, eine dynamisch bzw. interaktiv integrierte Kartendarstellung darzustellen (bevorzugt eine dynamische bzw. interaktive, zwei auf verschiedene Nutzungsmodi hin optimierte Karten integrierende Darstellung darzustellen, wobei die optimierten Karten die geographische Kartendarstellung und die schematische Kartendarstellung umfassen) und zwar durch dynamische Anwendung der Abbildungsfunktion auf die geographische Kartendarstellung und/oder die schematische Kartendarstellung (vorzugsweise durch dynamisches lineares Interpolieren zwischen den beiden Kartendarstellungen), so daß die jeweilige Kartendarstellung entsprechend eines gewählten Verzerrungsfaktors verzerrt wird, wobei die integrierte Kartendarstellung unabhängig von dem gewählten Verzerrungsfaktor zumindest Elemente und/oder Teile von sowohl der geographischen Kartendarstellung als auch der schematischen Kartendarstellung darstellt bzw. enthält.According to the invention, there is further a system for dynamic integration of a geographic map representation and a schematic map representation, the system comprising: a memory device configured to store a geographic map representation having one or more home positions associated with one or more target locations in a schematic map representation; a data processing device configured to calculate an interpolating and continuous mapping function by applying a warping method to the starting position (s) and the target position (s) (as reference points) associated with a method of overlap control ; and a display configured to display a dynamically or interactively integrated map display (preferably to represent a dynamic or interactive map integrating two maps optimized for different usage modes, the optimized maps comprising the geographic map representation and the schematic map representation) by dynamically applying the mapping function to the geographic map representation and / or the schematic map representation (preferably by dynamic linear interpolation between the two map representations) so that the particular map representation is distorted according to a selected distortion factor, the integrated map representation including at least elements independent of the selected distortion factor and / or parts of both the geographic map representation and the schematic map representation.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Computerprogrammprodukt, insbesondere auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder als Signal verwirklicht, welches, wenn geladen in den Speicher eines Computers oder eines Computernetzwerkes und ausgeführt von einem Computer bzw. einem Computernetzwerk, bewirkt, daß der Computer bzw. das Computernetzwerk ein erfindungsgemäßes Verfahren oder eine bevorzugte Ausführungsform hiervon durchführt. Erfindungsgemäß wird weiterhin eine Anzeige bzw. Display einer integrierten Kartendarstellung als dynamischen Integration von einer geographischen Kartendarstellung und einer schematischen Kartendarstellung bereitgestellt, wobei: die dynamisch bzw. interaktiv integrierte Kartendarstellung angezeigt ist durch dynamische Anwendung einer Abbildungsfunktion auf eine geographischen Kartendarstellung (10) mit einer oder mehreren Ausgangspositionen, welche einer oder mehreren Zielpositionen in einer schematischen Kartendarstellung zugeordnet sind, und/oder die schematische Kartendarstellung (vorzugsweise durch dynamisches lineares Interpolieren zwischen den beiden Kartendarstellungen) , so daß die jeweilige Kartendarstellung entsprechend eines gewählten Verzerrungsfaktors verzerrt wird, die interpolierenden und kontinuierlichen Abbildungsfunktion eine Warping- Verarbeitung unter Verwendung der Ausgangspositionen und der Zielpositionen als Referenzpunkte verbunden mit einer Überlappungskontrolle aufweist, und die integrierte Kartendarstellung unabhängig von dem gewählten Verzerrungsfaktor zumindest Elemente und/oder Teile von sowohl der geographischen Kartendarstellung als auch der schematischen Kartendarstellung darstellt bzw. enthält.A further aspect of the present invention relates to a computer program product, in particular stored on a computer readable medium or realized as a signal, which, when loaded into the memory of a computer or a computer network and executed by a computer or a computer network, causes the computer or the computer network performs a method according to the invention or a preferred embodiment thereof. According to the invention, a display or display of an integrated map display is also provided as dynamic integration of a geographical map display and a schematic map display, wherein: the dynamically or interactively integrated map display is displayed by dynamically applying a mapping function to a geographic map display (10) with one or more a plurality of home positions associated with one or more target positions in a schematic map representation and / or the schematic map representation (preferably by dynamic linear interpolation between the two map views) such that the respective map representation is distorted in accordance with a selected distortion factor, the interpolating and continuous mapping function a warping processing using the home positions and the destination positions as reference points associated with an overlap ko irrespective of the selected distortion factor comprises at least elements and / or parts of both the geographic map representation and the schematic map representation.
Bevorzugte Ausfϋhrungsformen werden im folgenden mit Bezug auf begleitende Zeichnungen beispielhaft beschrieben. Es wird angemerkt, daß selbst wenn Ausfϋhrungsformen separat beschrieben sind, einzelne Merkmale davon zu zusätzlichen Ausfϋhrungsformen kombiniert werden können.Preferred embodiments will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings. It is noted that even if embodiments are described separately, individual features thereof may be combined to form additional embodiments.
Es zeigt:It shows:
Figur 1A eine beispielhafte geographische Karte von der Stadt Washington mit geographischen Positionen von U-Bahn-Stationen der Stadt.Figure 1A is an exemplary geographical map of the city of Washington with geographical locations of metro stations of the city.
Figur 1 B eine beispielhafte schematische Karte von dem U-Bahn-Netzplan der Stadt Washington mit schematischen Positionen von den städtischen U-Bahn-Stationen. Figur 1 C eine beispielhaft annotierte schematische Karte des U-Bahn-Netzplans der Stadt Washington mit entsprechend verzerrten geographischen Daten der in Figur 1 A gezeigten Karte.FIG. 1B shows an exemplary schematic map of the Washington subway network with schematic locations from the urban subway stations. Figure 1 C is an exemplary annotated schematic map of the metro network of the city of Washington with correspondingly distorted geographical data of the map shown in Figure 1A.
Figur 2A ein beispielhaftes Gitter, welches nicht verzerrt bzw. verformt ist und fixe Kontrollpunkt umfaßt.Figure 2A is an exemplary grid which is not distorted and includes fixed control point.
Figur 2B eine 2D Abbildung mit Überlappungen, welche durch Anwendung eines Moving Least Squares (MLS) Verfahrens auf das beispielhafte Gitter aus Figur 2A erzeugt wurde.FIG. 2B shows a 2D image with overlaps, which was generated by applying a moving least squares (MLS) method to the exemplary grid of FIG. 2A.
Figur 2C eine weitere Abbildung, welche durch Skalierung der Abbildung aus Figur 2B erzeugt wurde.FIG. 2C shows a further image, which was generated by scaling the illustration from FIG. 2B.
Figur 2D eine Abbildung ohne Überlappungen, welche durch iterative Anwendung der in Figuren 2B und 2C verwendeten Abbildungsfunktionen und Konkatenation (bzw. Verkettung) dieser Funktionen erzeugt wurde.FIG. 2D is an overlap-free map generated by iteratively applying the mapping functions and concatenation of these functions used in FIGS. 2B and 2C.
Figur 3A eine beispielhafte geographische Karte der Stadt Washington.Figure 3A is an exemplary geographical map of the city of Washington.
Figur 3B eine beispielhafte verzerrte und/oder verformte geographische Karte der Stadt Washington, welche an eine entsprechende schematische Karte angepaßt ist.Figure 3B is an exemplary distorted and / or deformed geographic map of the city of Washington adapted to a corresponding schematic map.
Figur 3C eine beispielhafte verzerrte und/oder verformte geographische Karte der Stadt Washington, welche an eine entsprechende schematische Karte angepaßt ist, wobei zwei Ausschnitte mittels einer Linse vergrößert dargestellt sind, so daß die geographische Karte entzerrt und die schematische Karte verzerrt dargestellt ist.Figure 3C illustrates an exemplary distorted and / or deformed geographic map of the city of Washington adapted to a corresponding schematic map, wherein two sections are magnified by a lens so that the geographic map is equalized and the schematic map is distorted.
Figur 3D eine beispielhafte geographische Karte der Stadt Boston.Figure 3D is an exemplary geographical map of the city of Boston.
Figur 3E eine beispielhafte verzerrte und/oder verformte geographische Karte der Stadt Boston, welche an eine entsprechende schematische Karte angepaßt ist.FIG. 3E shows an exemplary distorted and / or deformed geographical map of the City of Boston, which is adapted to a corresponding schematic map.
Figur 4 eine beispielhafte Anwendung eines Warping-Zooms zwischen einer schematischen Karte und einer (entsprechenden) geographischen Karte.FIG. 4 shows an exemplary application of a warping zoom between a schematic map and a (corresponding) geographic map.
Figur 5 eine Verzerrung und/oder Verformung eines regulären Gitters.FIG. 5 shows a distortion and / or deformation of a regular grating.
Figur 6 eine annotierte schematische Karte, welche zusätzlich Isolinien umfaßt.Figure 6 is an annotated schematic map which additionally includes isolines.
Figur 7 ein Blockdiagramm eines technischen Aufbaus eines Computers und eines (Computer-) Netzwerkes.Figure 7 is a block diagram of a technical construction of a computer and a (computer) network.
Folgende Begriffe werden in der vorliegenden Beschreibung verwendet und sind insbesondere im Wesentlichen wie folgt definiert:The following terms are used in the present description and are defined in particular essentially as follows:
geographische Karten(darstellungen):geographical maps (representations):
Geographische Karten bzw. Kartendarstellungen umfassen beispielsweise Stadtpläne, Landkarten und Straßenkarten, wie sie beispielsweise in Navigationssystemen insbesondere für (kleine) mobile Endgeräte (z.B. PDAs, Mobilfunktelefonen) verwendet werden. Solche geographischen Karten sind so wenig wie möglich verzerrt (bzw. verformt bzw. verfremdet) und/oder gestaucht oder gestreckt, d.h. sie bilden die reale Welt geometrisch in einem wesentlich kleineren Maßstab (im Wesentlichen) möglichst exakt ab (insbesondere im Hinblick auf die technischen Eigenschaften des verwendeten Darstellungsmittels bzw. Anzeige), so daß beispielsweise Straßen und Flüsse dieselben Krümmungen haben wie in der realen Welt. Obwohl Annotationen wie beispielsweise die Breite einer Straße oder das Bauwerk einer U-Bahn-Station normalerweise verfremdet sind, entsprechen Abstände und Winkel zwischen solchen geographischen bzw. kartographischen Entitäten denen der realen Welt. Ist eine Straße in der realen Welt beispielsweise 3,76 km lang, so hat sie eine entsprechend exakte Länge im Verkleinerungsmaßstab einer geographischen Karte. Geographische Karten umfassen eine Fülle von Detailinformationen (z.B. Straßennetze, Positionsmarken, gemeinhin bekannt als "landmarks", öffentliche Gebäude und Einrichtungen, topographische Eigenschaften, Flüsse, Seen, etc). Dementsprechend repräsentieren geographische Karten Ausschnitte aus der realen Welt bzw. bilden diese ab.Geographic maps or map representations include, for example, city maps, maps and road maps, as used for example in navigation systems in particular for (small) mobile terminals (eg PDAs, mobile phones). Such geographical maps are as little distorted as possible (or deformed or distorted) and / or compressed or stretched, ie they represent the real world geometrically on a much smaller scale (essentially) as accurately as possible (especially with regard to the technical Properties of the display means used or display), so that, for example, roads and rivers have the same curvatures as in the real world. Although annotations such as the width of a street or the structure of a subway station are usually alienated, distances and angles between such geographical and cartographic entities correspond to those of the real world. For example, if a road in the real world is 3.76 km long, then it has a correspondingly exact reduction in length on a geographic map. Geographic maps include a wealth of detailed information (eg, road networks, landmarks, commonly known as landmarks, public buildings and facilities, topographical features, rivers, lakes, etc). Accordingly, geographic maps represent or depict excerpts from the real world.
schematische Karten(darstellungen) bzw. Pläne oder Netzpläne:schematic maps (representations) or plans or networks:
Schematische Karten bzw. Netzpläne (z.B. Netzpläne eines öffentlichen Verkehrsnetzes einer Stadt, Bahnlinien, Stellwerkpläne, Pläne für Hochspannungsleitungen und Umspannungswerke, Leitungspläne, wie beispielsweise Wasser- und Kanalisationsleitungen) bzw. schematische Kartendarstellungen zeigen klar und vereinfacht, also schematisch, nur für das entsprechende Netz notwendige bzw. vorteilhafte Informationen, z.B. Punkte und verschiedenfarbige Verbindungslinien zwischen den Punkten, wobei die Punkt beispielsweise Haltestellen in einem Verkehrsnetz darstellen und die verschiedenfarbigen Linien beispielsweise verschiedene U-Bahn-, S-Bahn-, Tram- und/oder Buslinien. Anders als bei geographischen Karten wird also bei einer schematischen Karte von einer vollständigen Repräsentation der physischgeographischen Umgebung bzw. Umwelt in der Regel abgesehen. Dementsprechend repräsentieren schematische Karten nur einzelne Aspekt der realen Welt. Diese Aspekte beziehen sich sowohl auf den thematischen Inhalt (z.B. U-Bahn-Stationen und -Linien) als auch auf die Anordnung solcher kartographischen Entitäten (wie ausschließlich gerade Verbindungslinien oder Erhalt der Relation "nördlich von" aber nicht "nordöstlich von"). Die Anordnung der kartographischen Entitäten läßt sich in der Regel nicht mehr mit kartographischen Regeln beschreiben, weil es sich nicht mehr um eine einheitliche Abbildung handelt, sondern verschiedene Prinzipien ineinandergreifen. Insbesondere stimmen Abstände, Relationen, Verläufe von Strecken und Winkel in der Regel (zumindest teilweise) nicht mehr mit denen der realen Welt überein. Schematische Karten können entweder manuell oder elektronisch hergestellt bzw. erzeugt werden.Schematic maps or networks (eg networks of a public transport network of a city, railway lines, interlocking plans, plans for power lines and substations, line plans, such as water and sewerage) or schematic map representations show clearly and simply, so schematically, only for the corresponding network necessary or advantageous information, eg Points and different colored connecting lines between the points, for example, the points represent stops in a traffic network and the different colored lines, for example, different subway, S-Bahn, tram and / or bus lines. In contrast to geographic maps, a schematic map generally omits a complete representation of the physical geographic environment. Accordingly, schematic maps represent only a single aspect of the real world. These aspects relate both to the thematic content (e.g., subway stations and lines) and to the ordering of such cartographic entities (such as straight lines alone or obtaining the relation "north of" but not "northeast of"). The arrangement of the cartographic entities can usually no longer be described using cartographic rules, because it is no longer a matter of uniform mapping, but rather of interlinking different principles. In particular, distances, relations, courses of distances and angles usually do not coincide (at least in part) with those of the real world. Schematic maps can be created or generated either manually or electronically.
Bezugnehmend auf Figuren 1 A-1C wird anhand von einer geographischen Karte 10 und einer schematischen Karte 20 ein computer-implementiertes Verfahren und System und ein entsprechendes Computerprogrammprodukt sowie Anzeige bzw. Display beschrieben, welches die schematische Karte bzw. Kartendarstellung 20, mit geographischen Daten der entsprechenden geographischen Karte bzw. Kartendarstellung 10 (dynamisch) überlagert bzw. ergänzt bzw. annotiert, um eine entsprechend geographisch annotierte schematische Karte bzw. (interaktiv bzw. situativ bzw. situationsabhängig bzw. zustandsabhängig) integrierte Karte bzw. Kartendarstellung 30, d.h. eine mit geographischen Daten ergänzte schematische Karte, zu erhalten. Insbesondere wird bei integrierten Karte 30 der schematische Charakter der schematischen Karte 20 erhalten bzw. integriert. Dementsprechend wird nicht die schematische Karte 20 an die geographische Karte 10 angepaßt, vielmehr wird die geographische Karte 10 verzerrt, um an die schematische Karte 20 angepaßt zu sein. Ein Verzerren der geographischen Karten 10 umfaßt ein computer-gestütztes Verformen, Verfremden, Stauchen, und/oder Strecken von (zweidimensionalen) geographischen Daten, so daß diese nicht mehr ein Abbild eines Ausschnitts der realen Welt darstellen. Bevorzugt werden zum Verzerren der geographischen Karte 10 Image Warping Techniken insbesondere in Verbindung mit Techniken zum Vermeiden von Überlappungen beim Warping implementiert.Referring to FIGS. 1A-1C, a computerized method and system and a corresponding computer program product and display are shown on the basis of a geographical map 10 and a schematic map 20. Described which overlays the schematic map or map representation 20, with geographic data of the corresponding geographical map or map representation 10 (dynamically) or supplemented or annotated to a correspondingly geographic annotated schematic map or (interactive or situational or depending on the situation or condition) integrated map or map display 30, ie a supplemented with geographic data schematic map to obtain. In particular, in the integrated card 30, the schematic character of the schematic card 20 is obtained. Accordingly, the schematic map 20 is not adapted to the geographic map 10, but the geographic map 10 is distorted to fit the schematic map 20. Distorting the geographic maps 10 involves computer-aided deforming, alienation, upsetting, and / or stretching of (two-dimensional) geographic data so that they no longer represent an image of a portion of the real world. Preferably, to warp the geographic map, image warping techniques are implemented, particularly in conjunction with techniques for avoiding warping overlaps.
Sowohl die schematische Karte 20 als auch die geographische Karte 10 liegen in elektrischer bzw. elektronischer Form vor und können an einem Display eines (mobilen) Endgeräts (z.B. Computer, Notebook, Mobiltelefon, PDA) angezeigt werden. Eine Annotierung der schematischen Karte 20 mit entsprechenden geographischen Daten erfolgt durch Anpassung bzw. Verzerrung der geographischen Karte 10 unter Verwendung einer geeigneten Image Warping Technik (deutsch: Bild bzw. Graphik Verformungs- bzw. Verzerrungstechnik). Image Warping gehört in dem Bereich der Computergraphik zu den bildbasierten Techniken an die schematische Karte 20. Existiert beispielsweise zu einem elektronischen Bild ein dazugehöriger Tiefenwert, ist es mittels Warping möglich, das Bild so zu verändern, daß es von einem anderen Blickpunkt zu betrachten ist bzw. betrachtbar wird.Both the schematic card 20 and the geographic map 10 are in electrical or electronic form and may be displayed on a display of a (mobile) terminal (e.g., computer, notebook, mobile phone, PDA). An annotation of the schematic map 20 with corresponding geographic data is done by adjusting or distorting the geographic map 10 using a suitable image warping technique (German: image or graphics deformation or distortion technique). In the field of computer graphics, image warping is one of the image-based techniques on the schematic map 20. If, for example, there is an associated depth value for an electronic image, it is possible by means of warping to change the image so that it can be viewed from another point of view . becomes visible.
Während schematische Karten 20 geeignet sind, kartographische Entitäten 21 -29 schematisch bzw. abstrakt darzustellen, wie beispielsweise Informationen über Verbindungen 22, 24, 26, 28 und Anschlüsse 21 , 23, 25, 27, 29 in einem öffentlichen Verkehrsnetz, umfassen sie sowohl keine geographisch korrekten (also der realen Welt entsprechenden) Informationen über solche kartographischen Entitäten 21 -29 als auch wenige oder gar keine Informationen über geographisch korrekte Details wie Straßen und Kreuzungen, welche beispielsweise die (reale) Umgebung einer U- Bahn-Station in einem verkleinerten Maßstab beschreiben. Ein wesentliche Eigenschaft einer schematischen Karte 20 ist es, daß Abstände zwischen Punkten 21 , 23, 25, 27, 29 (z.B. U-Bahnstationen) beispielsweise nicht den geographisch realen Abständen entsprechen. Um eine solche schematische Karte 20 mit entsprechenden geographischen Daten einer geographischen Karte 10 anzureichern, wird die geographische Karte 10 mittels Warping Techniken verzerrt, gestaucht und/oder gestreckt.While schematic maps 20 are adapted to schematically represent cartographic entities 21-29, such as information about Connections 22, 24, 26, 28 and ports 21, 23, 25, 27, 29 in a public transport network, comprise neither geographically correct (ie real world) information about such cartographic entities 21-29 as few or even no information about geographically correct details such as roads and intersections describing, for example, the (real) environment of a subway station on a reduced scale. An essential feature of a schematic map 20 is that distances between points 21, 23, 25, 27, 29 (eg subway stations), for example, do not correspond to the geographically real distances. In order to enrich such a schematic map 20 with corresponding geographic data of a geographic map 10, the geographic map 10 is warped, compressed and / or stretched by warping techniques.
In anderen Worten, um die zuvor genannten Nachteile einer schematischen Karte 20 zu beseitigen, wird diese mit einer entsprechend verzerrten geographischen Karte 10 annotiert. Dementsprechend erhält man eine geographisch annotierte schematischeIn other words, to eliminate the aforementioned drawbacks of a schematic map 20, it is annotated with a correspondingly distorted geographic map 10. Accordingly, one obtains a geographically annotated schematic
Karte bzw. integrierte Karte 30, welche sowohl die Eigenschaften einer schematischeCard or integrated card 30, which has both the characteristics of a schematic
Karte 20 als auch die Eigenschaften einer entsprechenden geographischen Karte 10 integriert bzw. vereint, so daß mittels einer solchen integrierten Karte 30 sowohl schematische Kartendaten als auch geographische Kartendaten benutzer-freundlich und einfach abgefragt und/oder dynamisch (bzw. situativ) mittels automatischerMap 20 as well as the characteristics of a corresponding geographical map 10 integrated so that by means of such an integrated map 30 both schematic map data and geographical map data user-friendly and easily retrieved and / or dynamically (or situationally) by means of automatic
Positionsermittlung (beispielsweise mittels GPS, Zellenermittlung eines Mobiltelefons oder ähnliches) über ein verwendetes (mobiles) Endgerät (Mobiltelefon, PDA) berechnet werden können. Folglich werden zwei verschiedene Navigationsebenen bzw. -räume, welche einen geographischen Bereich wie beispielsweise eine Stadt mittels verschiedener Aspekt (z.B. U-Bahnfahren, zu Fuß von einer U-Bahn-Station zu einem Museum laufen) beschreibt, automatisch in dynamischer Weise verbunden.Position determination (for example by means of GPS, cell detection of a mobile phone or the like) via a used (mobile) terminal (mobile phone, PDA) can be calculated. Thus, two different navigation planes describing a geographic area such as a city by various aspects (e.g., subway travel, walking from a metro station to a museum) are automatically dynamically connected.
Insbesondere wird in der integrierten Karte 30 nicht einfach nur eine geographische Karte 10 mit einer schematischen Karte 20 überlagert oder überblendet, sondern zumindest Teile bzw. Elemente beider Karten bleiben vielmehr (nebeneinander) in der integrierten Karte bestehen und sind auch bei jedem gewählten Verzerrungsgrad, welcher zwischen einer reinen geographischen Kartendarstellung und einer reinen schematischen Kartendarstellung wählbar ist, sichtbar bzw. werden an einem Display angezeigt. In anderen Worten, anders als bei einer reinen Überblendung der beiden Kartendarstellungen, bei der eine rein schematische Darstellung nur die schematische Karte 20 anzeigt und bei der eine rein geographische Darstellung nur die geographische Karte 10 anzeigt, sind auch in diesen beiden Extremfällen einer Verzerrung beide Karten sichtbar. Folglich verschmilzt die integrierte Karte 30 beide Karten zu einer, wobei durch einen verwendeten Verzerrungsalgorithmus (insbesondere Warping mit Überlappungskontrolle) eine kontinuierliche, (bevorzugt im wesentlichen linear) interpolierende und damit auch bidirektionale Abbildung der beiden Karten 10, 20 dynamisch ineinander in der integrierten Karte 30 erfolgt.In particular, integrated map 30 does not simply overlay or overlay a geographic map 10 with a schematic map 20, but at least portions of both maps remain rather (side by side) in the integrated map, and also at each selected degree of distortion, which is selectable between a pure geographical map display and a pure schematic map display, visible or are displayed on a display. In other words, unlike a pure cross-fade of the two map representations, in which a purely schematic representation indicates only the schematic map 20 and in which a purely geographical representation indicates only the geographical map 10, both maps are also in these two extreme cases of distortion visible, noticeable. Consequently, the integrated card 30 merges both cards into one another, wherein a continuous, (preferably substantially linear) interpolating and thus bidirectional mapping of the two cards 10, 20 dynamically into one another in the integrated card 30 by a distortion algorithm used (in particular warping with overlap control) he follows.
Als Basis zur Erstellung der integrierten Karte 30 dienen bevorzugt Vektordaten und/oder Metainformationen, die den entsprechenden geographischen Bereich (z.B. einen Stadtraum) beschreiben und insbesondere in einer Beschreibungssprache vorliegen (denkbar sind US census Tiger Data Format, OSM Data, XML oder ähnliche Formate bzw. eine Kombination hiervon). Die Vektordaten und/oder Metainformationen können Umrandungspunkte von Straßen, Gebäude, Parks, und/oder Gewässer und/oder Ubahnstationen entsprechende Informationen bzw. Punkte aufweisen. Für zumindest einen Teil, bevorzugt im wesentlichen alle Elemente bzw. Punkte wird jeweils deren geographische Position (entsprechend der Position in der geographischen Karte 10) in einer Datenbasis abgespeichert. Neben diesen Punktdaten sind vorteilhaft ebenfalls Verbindungsinformationen vorhanden, die angeben, welche Punkte miteinander verbunden sind (z.B. Straßenzüge, Polygonumrisse, Verbindungslininen zwischen Ubahnstationen). Zusätzlich können Typenbezeichnungen für Straßen und/oder Polygonzüge enthalten sein (als Metainformationen). Ein solcher Datensatz ließe sich bereits als geographische Karte (z.B. als Straßenkarte) zeichnen bzw. darstellen.Vector data and / or meta information describing the corresponding geographical area (eg a city space) and in particular in a description language are preferably used as the basis for producing the integrated map 30 a combination of these). The vector data and / or meta information can have corresponding information or points corresponding to boundary points of roads, buildings, parks, and / or waters and / or subway stations. For at least a part, preferably substantially all elements or points, their respective geographical position (corresponding to the position in the geographical map 10) is stored in a database. In addition to these point data, there are advantageously also connection information indicating which points are connected to each other (e.g., streets, polygon contours, connecting lines between subway stations). In addition, type designations for roads and / or polygons may be included (as meta-information). Such a data record could already be drawn as a geographical map (for example as a road map).
Hierbei bietet die bevorzugte Benutzung von Vektordaten (z.B. xml, US census Tiger Data, openstreetmap osm, oder ähnliches) Vorteile gegenüber Pixeldaten (jpg, gif, png, oder ähnliches), insbesondere im Hinblick auf eine situative Adaption der Karte bzw. Kartendarstellung.Here, the preferred use of vector data (eg xml, US census Tiger Data, openstreetmap osm, or the like) offers advantages over pixel data (jpg, gif, png, or the like), in particular with regard to situational adaptation of the map or map display.
Ein Vorteil kann darin bestehen, daß als Vektordaten vorliegende Daten in beliebig hoher Auflösung gezeichnet bzw. dargestellt werden können: Werden die Darstellungs- bzw. Ansichtparameter verändert (z.B. Vergrößerungsfaktor/Verkleinerungsfaktor und/oder Verschiebungsvektor, beispielsweise durch mouse-lnteraktion des Benutzers und/oder situativ z.B. in Abhängigkeit der mittels GPS ermittelten Position), können die Positionsdaten anhand dieser Parameter transformiert werden (d.h. die Positionen der Punkte und damit auch die Entfernungen zwischen ihnen können neu berechnet werden). Beim nächsten Bildrefresh können die Punkte der Datenbasis zusammen mit ihren Verbindungslinien an ihren neu berechneten Positionen gezeichnet bzw. dargestellt werden. Daher ist die resultierende Darstellung leichter errechenbar, und ermöglicht bzw. erleichtert insbesondere deren Berechnung durch wenig leistungsfähige Prozessoren.One advantage can be that data present as vector data can be drawn or displayed at any desired high resolution: If the presentation or viewing parameters are changed (eg magnification factor / reduction factor and / or displacement vector, for example by mouse interaction of the user and / or situationally, for example, depending on the position determined by means of GPS), the position data can be transformed on the basis of these parameters (ie the positions of the points and thus also the distances between them can be recalculated). At the next image refresh, the points of the database can be drawn or displayed together with their connecting lines at their newly calculated positions. Therefore, the resulting representation is easier to calculate, and in particular enables or facilitates their calculation by less powerful processors.
Ein weiterer Vorteil kann darin bestehen, daß Details ein- bzw. ausgeblendet werden können (d.h. ein sog. "Level-of-Detail" bzw. Detailgrad kann verändert werden): Die Vektordaten können gefiltert werden, d.h. es kann gezielt festgelegt werden, welche Straßen bzw. Orte welchen Typs, angezeigt werden sollen. Beispielsweise kann bestimmt werden, ab welchem Verkleinerungsfaktor nur noch Autobahnen, Gewässer und Parks gezeichnet bzw. dargestellt werden sollen.Another advantage may be that details can be faded in or out (i.e., a so-called "level-of-detail" can be changed): The vector data can be filtered, i. It is possible to specify which streets or places of which type should be displayed. For example, it can be determined from which reduction factor only highways, waters and parks are to be drawn or displayed.
Für die Erstellung der integrierten (bevorzugt dynamisch interaktiven bzw. situativ veränderlichen) Karte 30 (insbesondere mit integriertem warping zoom) kann der oben beschriebene Datensatz dahingehend ergänzt werden, daß für Punkte auf bzw. Elemente der schematischen Karte 20 (z.B. für jede Ubahnstation) zusätzlich eine alternative Position abgespeichert bzw. berechnet wird (sog. "schematische Position"), welche die Position des Elements in der schematischen Karte 20 entspricht. Werden die Elemente (z.B. die Ubahn-Stationen) an ihren "schematischen" Positionen (bevorzugt zusammen mit ihren Verbindungslinien) erhält man die schematische Karte 20, z.B. ein zwar geographisch inkorrektes dafür aber leicht lesbares Layout des Ubahnnetzes.For the creation of the integrated (preferably dynamically interactive or situationally variable) card 30 (in particular with integrated warping zoom), the above-described data record can be supplemented to the effect that for points on or elements of the schematic map 20 (eg for each subway station) additionally an alternative position is stored or calculated (so-called "schematic position"), which corresponds to the position of the element in the schematic map 20. If the elements (eg, the subway stations) at their "schematic" positions (preferably together with their connecting lines) get the schematic map 20, for example, although a geographically incorrect for but easy readable layout of the subway network.
Die zu errechnende resultierende Karte (integrierte Karte 30) kann aus der Datenbasis und ihrer kontinuierlich adaptierbaren graphischen Darstellung (insbesondere unter Berücksichtigung von Ansichtsparameter, Level-of-Detail und/oder Layout) erstellt bzw. errechnet werden. Hierbei können relevante Ansichtsparameter ein Vergrößerungs- bzw. Verkleinerungsfaktor und/oder ein Translations- bzw. Verschiebungsvektor sein, so daß durch Änderung der Ansichtsparameter eine Fokussierung des Benutzers auf situativ relevante Inhalt ermöglicht, wodurch sich eine bessere Lesbarkeit für den Benutzer ergibt bzw. eine verbesserte Benutzer/Maschine-Schnittstelle und -Interaktion ermöglicht wird. Ferner können Ansichtsparameter interaktiv bzw. situativ steuerbar sein. Ferner ist eine selektive Darstellung von situativ relevanten Orten und/oder Ortsrelationen möglich, wodurch der Level-of-Detail interaktiv/situativ steuerbar sein kann. Darüber hinaus wird ein lesbares Layout der situativ relevanten Ortsrelationen vorteilhaft möglich, wodurch das Layout interaktiv/situativ steuerbar sein kann.The resulting map (integrated map 30) to be calculated can be generated or calculated from the database and its continuously adaptable graphical representation (in particular taking into account viewing parameters, level-of-detail and / or layout). In this case, relevant view parameters can be an enlargement or reduction factor and / or a translation or displacement vector, so that by changing the view parameters, a focusing of the user on situationally relevant content is possible, resulting in a better readability for the user or an improved User / machine interface and interaction is enabled. Furthermore, view parameters can be controlled interactively or situationally. Furthermore, a selective representation of situationally relevant locations and / or location relations is possible, as a result of which the level of detail can be interactively / situationally controllable. In addition, a readable layout of the situationally relevant location relations is advantageously possible, as a result of which the layout can be interactively / situationally controllable.
Somit kann in einem Vorverarbeitungsschritt (d.h. unabhängig von der Laufzeit) die Datenbasis in der Form ergänzt werden, dass für zumindest einen Teil (bevorzugt im wesentlichen alle) der relevanten bzw. darzustellenden Punkte (z.B. aller Ubahn- Stationen) in der Datenbasis zwei Positionen existieren bzw. gespeichert sind, und zwar eine Position entsprechend der geographischen Karte 10 und eine Position entsprechend der schematischen Karte 20. Insbesondere sind für die Ubahnstationen bereits in der "ursprünglichen" Datenbasis zwei Positionen (geograpische und "schematische" Position) abgespeichert, jedoch verfügen die übrigen Punkte zuerst in der Regel nur über eine geographische Position (d.h. einer Position in der geographischen Karte 10). Diesbezüglich können durch Anwendung eines Warping-Verfahrens (insbesondere des nachfolgend näher beschriebenen Warping-Verfahrens) die fehlenden "schematischen" Positionen (d.h. Positionen in der schematischen Karte 20) zumindest eines Teils, bevorzugt von im wesentlichen allen übrigen Punkten berechnet und mit in der Datenbasis abgespeichert werden. Dementsprechend können (insbesondere nach dem Vorverarbeitungsschritt) in der Datenbasis für die entsprechenden (insbesondere alle) Punkte jeweils zwei Positionen (d.h. eine geographische und eine "schematische" Position) abgespeichert sein. Werden die Punkte an ihren geographischen Positionen (insbesondere zusammen mit ihren Verbindungen) dargestellt bzw. angezeigt, sind die Informationen, die der Benutzer z.B. situativ als Fußgänger benötigt, so gelayoutet, dass sie für diese Situation leichter lesbar bzw. verständlich sind. Werden die Punkte hingegen an ihren "schematischen" Positionen (insbesondere zusammen mit ihren Verbindungen) dargestellt bzw. angezeigt, sind die Informationen, die der Nutzer z.B. situativ als Ubahn-Fahrer benötigt, so gelayoutet, dass sie für diese Situation leichter lesbar bzw. verständlich sind.Thus, in a preprocessing step (ie independent of the runtime), the database can be supplemented in the form that two positions exist in the database for at least a portion (preferably substantially all) of the relevant or to-be-displayed points (eg of all subway stations) or a position corresponding to the geographical map 10 and a position corresponding to the schematic map 20. In particular, for the subway stations already in the "original" database two positions (geographic and "schematic" position) are stored, but have the Remaining points usually only initially about a geographical position (ie, a position in the geographical map 10). In this regard, by applying a warping method (in particular the warping method described in more detail below), the missing "schematic" positions (ie, positions in the schematic map 20) of at least a part, preferably of substantially all other points, may be calculated and included in the database be stored. Accordingly, (especially after the preprocessing step) in the Data base for the corresponding (in particular all) points each two positions (ie, a geographical and a "schematic" position) to be stored. If the points are displayed or displayed at their geographical positions (in particular together with their connections), the information that the user needs situationally as a pedestrian, for example, is so routed that they are easier to read or understand for this situation. If, however, the points are displayed or displayed at their "schematic" positions (in particular together with their connections), the information that the user needs situationally as a subway driver, for example, is laid out so that they are easier to read or understand for this situation are.
Ein Vorteil des Verfahrens kann darin gesehen werden, dass es erlaubt, zwischen den schematischen und den geographischen Positionen der Punkte linear zu interpolieren, ohne dass Überlappungen auftreten. Durch diese lineare Interpolation zwischen den beiden Positionen eines jeden Punktes auf der geographischen Karte 10 und der schematischen Karte 20 (bzw. auf der integrierten Karte 30) lassen sich neue Positionen für die Punkte berechnen. Die Gewichtung der beiden Ausgangs- Positionen für die Interpolation lässt sich dabei interaktiv bzw. situativ steuern. Zeichnet man die Punkte an die neu berechneten Positionen, erhält man ein neues Kartenlayout. Somit kann die resultierende interaktive Karte 30 ohne weiteres auf leistungsschwachen mobilen Endgeräten implementiert werden, da die aufwendige Berechnung der schematischen Positionen bevorzugt bereits im Vorverarbeitungsschritt erfolgt. Auf einem mobilen Endgerät wird dann zur Laufzeit lediglich linear zwischen den beiden zuvor abgespeicherten Positionen interpoliert.An advantage of the method can be seen in that it allows linear interpolation between the schematic and geographical positions of the points without overlaps occurring. By this linear interpolation between the two positions of each point on the geographic map 10 and the schematic map 20 (or on the integrated map 30), new positions for the points can be calculated. The weighting of the two starting positions for the interpolation can be controlled interactively or situationally. If you draw the points to the newly calculated positions, you get a new map layout. Thus, the resulting interactive map 30 can be easily implemented on low-power mobile terminals, since the complex calculation of the schematic positions preferably already takes place in the preprocessing step. On a mobile terminal is then interpolated at runtime only linearly between the two previously stored positions.
Ein computer-implementiertes Verfahren, das bevorzugt für eine solche Überlagerung verschiedener Karten implementiert wird, um ein integrierte Karte 30 zu erhalten, kombiniert ein Bildverformungsverfahren, welches bevorzugt auf "Moving Least Squares" (Verschiebung kleinster bzw. gerinster Quadrate) basiert, mit einem Verfahren für "Overlap Control" (Kontrolle von Überlappungen) in Image Warping. Auf diese Weise wird eine lesbare schematische Karte 20 (z.B. Netzplan eines öffentlichen Verkehrsnetzes einer Stadt, Bahnlinienplan, Stellwerkplan, Pläne für Hochspannungsleitungen und Umspannungswerke, Leitungspläne, wie beispielsweise Wasser- und Kanalisationsleitungen) erzeugt, welche zusätzliche geographische Daten (z.B. Straßen, Flüsse, Parkplätze, öffentliche Gebäude) aus einer entsprechenden geographischen Karte 10 umfaßt, ohne daß dabei die schematische Darstellung der schematischen Karte 20 beeinflußt bzw. verändert wird. Dementsprechend wurde die geographische Karte 10 verzerrt.A computer-implemented method, which is preferably implemented for such overlaying of various cards to obtain an integrated card 30, combines an image-shaping method, preferably based on "moving least squares," with a method for Overlap Control in Image Warping. In this way, a readable schematic map 20 (eg network of a public transport network of a city, railway line plan, interlocking plan, plans for power transmission lines and substations, line plans, such as water and sewerage lines), which includes additional geographic data (eg, roads, rivers, parking lots, public buildings) from a corresponding geographic map 10 without affecting the schematic representation of the schematic map 20 or changed. Accordingly, the geographical map 10 was distorted.
In anderen Worten, die geographische Karte 10 wird mittels interaktiver bzw. dynamischer (bzw. situativer) Verzerrung (bevorzugt Image Warping Techniken) an die schematische Karte 20 angepaßt. Darüber hinaus wird bei dieser interaktiven Extrapolation zur Erzeugung einer integrierten Karte 30 ein Zoom-Mechanismus mit einer Image Warping Technik, welche "Overlap Control" (Überlappungsvermeidung) - insbesondere wie nachfolgend beschrieben - umfaßt, und zwar bevorzugt über einen benutzer-definierbaren, von Kartendaten, und/oder von einer geographischen Position abhängigen Detail-Level (bzw. Detailgrad) kombiniert bzw. gekoppelt. Die geographische Position wird beispielsweise automatisch mittels GPS berechnet bzw. ermittelt. Die so integrierte Karte 30 ermöglicht es einem Benutzer, sich umfassende Kartendaten mit mehr oder weniger geographischen Detailinformationen auf einem (mobilen) Endgerät anzeigen zu lassen.In other words, the geographic map 10 is adapted to the schematic map 20 by means of interactive (or situational) distortion (preferably image warping techniques). In addition, in this interactive extrapolation to produce an integrated card 30, a zoom mechanism with an image warping technique, which includes "overlap control" - particularly as described below - preferably via a user-definable map data , and / or from a geographical position-dependent level of detail (or detail level) combined or coupled. The geographical position is automatically calculated or determined, for example, by means of GPS. The thus integrated card 30 enables a user to display comprehensive map data with more or less detailed geographical information on a (mobile) terminal.
Durch eine Verbindung bzw. Kopplung der Funktionen einer Verzerrung, eines semantischen (bzw. auswahlsmäßigem) und/oder eines geometrischen (bzw. auflösungsmäßigem) Detailgrad und/oder einer Vergrößerung eines Ausschnitts kann eine integrierte Kartendarstellung automatisch in Abhängigkeit einer geographischen Position und/oder einer Bewegungsgeschwindigkeit an bestimmte geographische Gegebenheiten, (Navigations-)anforderungen und/oder Kapazitäten eines Ausgabegeräts (Größe des Displays, Speicher, Reichweite, Auflösungsgrad) eines Benutzers optimal angepaßt werden.By combining or coupling the functions of a distortion, a semantic (or selective) and / or a geometric (or resolution-related) degree of detail and / or an enlargement of a detail, an integrated map representation can automatically be determined as a function of a geographical position and / or a Movement speed to specific geographical conditions, (navigation) requirements and / or capacities of an output device (size of the display, memory, range, degree of resolution) of a user to be optimally adapted.
Somit kann insbesondere das Layout bzw. die Anzeige (d.h. die darzustellende Karte 30) zur Laufzeit auf die Situation des Nutzers angepasst werden, wobei die situativen Parameter der Ansichtsparameter (Vergrößerung/Verkleinerung und/oder Verschiebungsfaktor), Detailgrad (sog. "Level-of-Detail") und geographischer bzw. schematischer Darstellung (bzw. Layout) sein können. Dadurch, dass vorteilhaft als Datenbasis Vektordaten verwendet werden, kann die Steuerung der Ansichtsparameter und/oder des Detailgrades (Level-of-Detail) unproblematisch erreicht werden. Ferner ist die Anpassung des Layouts (d.h. die integrierte Karten 30) wie vorangehend beschrieben ebenfalls leicht berechenbar, wobei von besonderem Vorteil ist, daß eine einfache Kopplung dieser situativen Parameter und deren gleichzeitige Steuerung ermöglicht wird. So kann eine situativ angewendete Layoutadaption (d.h. eine Modifikation der integrierten Karte 30) durch Kopplung der (bevorzugt linearen) Interpolation (d.h. Transformation der Datenbasis) und der Änderung der Ansichtparameter (Skalierungsfaktor, Verschiebung) und/oder der Inhaltsselektion (Detailgrad bzw. Level-of-Detail) erfolgt. Dies ist umsomehr vorteilhaft, da in der Regel eine Situation, die eine Übersichtskarte erfordert, gleichzeitig weniger Platz bietet, um alle Details anzeigen zu können. Ferner gibt es Anwendungen bzw. Situationen, bei denen im Übersichtsmodus ein ganz anderer Informationsgehalt (z.B. ein anderes Verkehrsnetz) interessant ist. Dieser Umstand kann dahingehend in der beschriebenen Darstellung berücksichtigt werden, daß die Darstellung der kombinierten Datenbasis dahingehend adaptiert werden kann, daß die relevanten Informationen leichter lesbar sind (sog. " Warping Zoom"), wobei die Adaption interaktiv durch den Nutzer und/oder automatisch gesteuert werden kann. Bei der automatischen Steuerung können die Layout- und/oder Ansichtparameter z.B. aus der Geschwindigkeit, Beschleunigung, Position und/oder Ausrichtung des Nutzers abgeleitet werden.Thus, in particular the layout or the display (ie the map to be displayed 30) can be adapted to the user's situation at runtime, the situational parameters of the viewing parameters (enlargement / reduction and / or Shift factor), level of detail (so-called "level-of-detail") and geographical or schematic representation (or layout) can be. Due to the fact that vector data are advantageously used as the database, the control of the view parameters and / or the degree of detail can be achieved without problems. Furthermore, the adaptation of the layout (ie, the integrated cards 30) as described above is also easily calculable, with the particular advantage of enabling easy coupling of these situational parameters and their simultaneous control. Thus, a situationally applied layout adaptation (ie a modification of the integrated map 30) can be achieved by coupling the (preferably linear) interpolation (ie transformation of the database) and the change of the view parameters (scaling factor, displacement) and / or content selection (detail level). of detail). This is all the more advantageous as a situation that requires an overview map will generally have less space to show all the details. Furthermore, there are applications or situations in which a completely different information content (eg a different traffic network) is interesting in the overview mode. This circumstance can be taken into account in the description described in that the representation of the combined database can be adapted to the effect that the relevant information is easier to read (so-called "warping zoom"), wherein the adaptation interactively controlled by the user and / or automatically can be. In the case of automatic control, the layout and / or view parameters can be derived, for example, from the speed, acceleration, position and / or orientation of the user.
Folglich wird bei einem mit Zooming gekoppelten Warping (Warping Zoom) eine integrierte Karte 30 weniger gewarpt bzw. verzerrt je mehr die integrierte Karte 30 gezoomt (also vergrößert) ist.Thus, with zooming-in warping (warping zoom), an integrated card 30 is less warped or distorted the more the integrated card 30 is zoomed (ie, enlarged).
Dementsprechend wird eine integrierte Karte 30 erzeugt, die sowohl schematische Daten von kartographischen Entitäten, wie beispielsweise Punkte undAccordingly, an integrated map 30 is generated that contains both schematic data of cartographic entities, such as points and
Verbindungslinien, als auch dazugehörige bzw. entsprechende geographischeConnecting lines, as well as corresponding or corresponding geographical
Daten, wie beispielsweise detaillierte Straßeninformationen, öffentliche Gebäude, Parkplätze, etc. umfaßt. Bevorzugt wird die integrierte Karte 30 durch Anwendung von Warping Techniken auf eine geographische Karte 10 erzeugt, so daß diese geographische Karte 10 einer schematischen Karte 20 durch Verzerrung angepaßt wird. Auch in "Extrempositionen" (also sowohl in einer reinen schematischen Darstellung als auch in einer rein geographischen Darstellung der integrierten Karte 30) sind jeweilige Teile und/oder Elemente (z.B. bestimmte kartographische Entitäten) beider Karten enthalten und/oder angezeigt. Für eine solche Verzerrung wird eine Abbildungsfunktion bzw. Abbildung aus dem Bereich der elektronischen bzw. computer-gestützen Bildverzerrung (insbesondere Warping) verwendet, die insbesondere für ein Abbilden geographischer Daten geeignet ist. Zusätzlich kann ein Warping Zoom für eine solche integrierte Karte 30 implementiert werden, welcher eine dynamische, interaktive Kartendarstellung von geographischen und schematischen Daten zusammen erlaubt, die sowohl für eine Navigation auf geographischer Detailebene (z.B. Straßen) als auch in Netzplänen (z.B. eines öffentlichen Verkehrsplans) geeignet ist.Data, such as detailed street information, public buildings, Parking spaces, etc. included. Preferably, the integrated card 30 is generated by applying warping techniques to a geographic map 10 so that this geographic map 10 is adapted to a schematic map 20 by distortion. Even in "extreme positions" (ie both in a purely schematic representation and in a purely geographical representation of the integrated map 30), respective parts and / or elements (eg specific cartographic entities) of both maps are included and / or displayed. For such a distortion an imaging function or image from the field of electronic or computer-assisted image distortion (in particular warping) is used, which is particularly suitable for mapping geographical data. In addition, a warping zoom may be implemented for such an integrated map 30, which together allows a dynamic, interactive map display of geographic and schematic data that is useful both for navigation at the geographic detail level (eg, roads) and in networks (eg, public transportation plan). suitable is.
Zum automatischen Verbinden bzw. Verschmelzen einer schematischen Karte 20 mit einer geographischen Karte 10 in einer integrierten Karte 30, werden bevorzugt Ausgangspositionen bzw. -punkte 11 , 13, 15, 17, 19 in der geographischen Karte 10 und (entsprechende) Zielpositionen bzw. -punkt 21 , 23, 25, 27, 29 in der schematischen Karte 20 sich entsprechender kartographischer Entitäten (z.B. U- Bahn-Stationen, Bahnhöfe, Tankstellen, Stellwerke, Umspannungswerke, Kanalisationsausgänge) als Kontrollpunkte für einen Warping-Algorithmus mit Überlappungsvermeidung verwendet. Dazu liegen die Daten beider Karten 10, 20 in elektronischer bzw. computer-gestützter Form vor, so daß sie leicht von einem Computer verarbeitet werden können. Dementsprechend werden die Kartendaten beider Karten 10, 20 in einer Speichervorrichtung (z.B. Datenbank) gespeichert. Die Kartendaten wurden dazu vorab manuell und/oder automatisch bestimmt und/oder erfaßt.For automatically connecting or merging a schematic map 20 with a geographic map 10 in an integrated map 30, starting positions 11, 13, 15, 17, 19 in the geographic map 10 and (corresponding) target positions or point 21, 23, 25, 27, 29 in the schematic map 20 corresponding cartographic entities (eg subway stations, railway stations, gas stations, signal boxes, transhipment plants, sewer exits) used as control points for a warping algorithm with overlap avoidance. For this purpose, the data of both cards 10, 20 in electronic or computer-based form, so that they can be easily processed by a computer. Accordingly, the map data of both cards 10, 20 are stored in a storage device (e.g., database). The map data was previously determined manually and / or automatically and / or detected.
Zielpositionen 21 , 23, 25, 27, 29 einer schematischen Karte 20 sind beispielsweise Punkte in einem Netzplan, wie beispielsweise U-Bahn-Stationen und/oder andere Haltestellen öffentlicher Verkehrsmittel in einem Netzplan eines öffentlichen Verkehrsnetzes einer Stadt. Ausgangspositionen 11 , 13, 15, 17, 19 in einer entsprechenden geographischen Karte 10 sind den Zielpositionen 21 , 23, 25, 27, 29 entsprechende geographische Entitäten, wie z.B. U-Bahn-Stationen und/oder andere Haltestellen öffentlicher Verkehrsmittel, wie sie in einen Stadtplan (geographisch korrekt) eingezeichnet sind.Target positions 21, 23, 25, 27, 29 of a schematic map 20 are, for example, points in a network, such as metro stations and / or others Public transport stops in a network of a public transport network of a city. Starting positions 11, 13, 15, 17, 19 in a corresponding geographical map 10 are geographical entities corresponding to the target positions 21, 23, 25, 27, 29, such as subway stations and / or other public transport stops, as shown in FIG a city map (geographically correct) are drawn.
Genauer werden also sich entsprechende Positionen 21 , 23, 25, 27, 29, 11 , 13, 15, 17, 19 in den beiden unterschiedlichen Kartenformaten 20, 10 als Kontrollpunkte in einem automatischen Verfahren, insbesondere einer Warping Technik aus dem Bereich des Image Warping verwendet, wobei die Positionen 11 , 13, 15, 17, 19 in der geographischen Karte 10 als Ausgangspositionen 11 , 13, 15, 17, 19 und die Positionen 21 , 23, 25, 27, 29 in der schematischen Karte 20 als Zielpositionen in dem (automatischen) Warping Verfahren zum Berechnen einer Abbildung bzw. Abbildungsfunktion der geographischen Karte 10 auf die schematische Karte 20 verwendet werden. Die Abbildung bzw. Abbildungsfunktionen, angewendet auf die geographische Karte 10, verschiebt die geographisch korrekten Ausgangspositionen 11 , 13, 15, 17, 19 an ihre entsprechenden Zielpositionen 21 , 23, 25, 27, 29 und verteilt (zumindest einen Teil) der übrigen geographischen Detailinformationen der geographischen Karte 10 zwischen diesen so verschobenen Positionen 21 , 23, 25, 27, 29 entsprechend gleichmäßig (insbesondere kontinuierlich).More precisely, corresponding positions 21, 23, 25, 27, 29, 11, 13, 15, 17, 19 in the two different map formats 20, 10 are used as control points in an automatic process, in particular a warping technique in the field of image warping used, wherein the positions 11, 13, 15, 17, 19 in the geographical map 10 as starting positions 11, 13, 15, 17, 19 and the positions 21, 23, 25, 27, 29 in the schematic map 20 as target positions in the (automatic) warping method for calculating a mapping function of the geographic map 10 on the schematic map 20 are used. The mapping functions applied to the geographic map 10 shifts the geographically correct starting positions 11, 13, 15, 17, 19 to their respective target positions 21, 23, 25, 27, 29 and distributes (at least part of) the remaining geographic Detailed information of the geographical map 10 between these so shifted positions 21, 23, 25, 27, 29 according to evenly (in particular continuously).
Bevorzugt werden zur interaktiven Integration einer schematischen Karte 20 mit einer geographischen Karte 10 Warping-Verfahren aus dem Bereich des computer- gestützten Image Warping verwendet. Die meisten Warping Verfahren berechnen grundsätzlich Folgendes: Ausgehend von zweidimensionale Informationen (z.B. Bilddaten) und einer Menge von Kontrollpunkten in diesen Informationen, wird eine Abbildungsfunktionen berechnet, welche diese (diskreten) Kontrollpunkte (z.B. U- Bahnstationen 11 , 13, 15, 17, 19 in Figur 1A) von ihren entsprechenden Ausgangspositionen zu beliebig gewählten Zielpositionen kontinuierlich abbildet. Die Abbildungsfunktion hat dann vorzugsweise eine oder mehrere der folgenden Eigenschaften: (1) Die Abbildungsfunktion interpoliert, d.h. die Ausgangspositionen der Kontrollpunkte sind (genau bzw. präzise) auf ihre entsprechenden Zielpositionen abgebildet, so daß die Abbildungsfunktion eine kontinuierliche Abbildung der diskreten Kontrollpunkte beschreibt. (2) Die Abbildung ist nahtlos bzw. gleichmäßig, d.h. es entstehen keine Diskontinuitäten (bzw. Sprünge oder Lücken) zwischen den Kontrollpunkten. In anderen Worten, die Abbildungsfunktion ist kontinuierlich.Preferably, for the interactive integration of a schematic map 20 with a geographic map, 10 warping methods from the field of computer-assisted image warping are used. In principle, most warping methods compute the following: Starting from two-dimensional information (eg image data) and a set of control points in this information, a mapping function is calculated which includes these (discrete) control points (eg subway stations 11, 13, 15, 17, 19) in FIG. 1A) from its corresponding starting positions to arbitrarily selected target positions. The mapping function then preferably has one or more of the following properties: (1) The mapping function interpolates, ie the starting positions of the control points are (precisely or precisely) mapped to their corresponding target positions, so that the mapping function describes a continuous mapping of the discrete control points. (2) The mapping is seamless, ie there are no discontinuities (or jumps or gaps) between the control points. In other words, the mapping function is continuous.
(3) Die Abbildung enthält keine Überlappungen.(3) The figure does not overlap.
Eigenschaften (1 ) und (2) spezifizieren also, daß zu den (diskreten) Kontrollpunkten eine (kontinuierliche) Interpolante bzw. Interpolierende berechnet wird, also eine kontinuierliche Funktion, die die Ausgangspositionen (exakt) auf die Zielpositionen abbildet. Folglich ist die Abbildungsfunktion bidirektional, d.h. auf eine geographische Karte und eine schematische Kartendarstellung anwendbar mit einem beliebigen Verzerrungsgrad. Folglich kann eine integrierte Kartendarstellung 30 in beide Richtungen (geographisch und schematisch) verzerrt (gewarpt) werden.Properties (1) and (2) thus specify that a (continuous) interpolant or interpolant is calculated for the (discrete) control points, ie a continuous function that maps (exactly) the starting positions to the target positions. Consequently, the mapping function is bidirectional, i. to a geographical map and a schematic map representation applicable with any degree of distortion. Thus, an integrated map representation 30 can be skewed (warped) in both directions (geographically and schematically).
In einer Implementierung wird ein Warping Verfahren verwendet, welches ge- bzw. zerstreute Dateninterpolation umfaßt und eine kontinuierlich interpolierende Abbildungsfunktion erzeugt. Außerdem bleiben Winkel in einer verzerrten Karte entsprechenden Winkeln in einer geographisch korrekten Karte so ähnlich wie möglich, damit eine Form bzw. Gestalt der entsprechend realen kartographischen Entitäten (d.h. der in der geographischen Karte 10 enthaltenen Informationen bzw. Elemente) erkennbar bleibt bzw. ist. Insbesondere wird dementsprechend ein Warping Verfahren implementiert, welches auf einem Verschieben von kleinst- möglichen Quadraten (einem sog. "Moving Least Squares" - Verfahren) basiert, welches eine Ähnlichkeitstransformation zwischen entsprechenden Ausgangs- und Zielpositionen von Kontrollpunkten interpoliert, wie beispielsweise den Ausgangspositionen 11 , 13,15, 17, 19 der geographischen Karte 10 und den entsprechenden Zielpositionen 21 , 23, 25, 27, 29 der schematischen Karte 20, welche kartographische Entitäten (d.h. der in der geographischen Karte 10 enthaltenen Informationen bzw. Elemente), insbesondere U-Bahn-Stationen, als Kontrollpunkte spezifizieren.In one implementation, a warping method is used which comprises scattered data interpolation and generates a continuously interpolating mapping function. In addition, angles in a distorted map corresponding angles in a geographically correct map remain as similar as possible, so that a shape or shape of the corresponding real cartographic entities (ie, the information contained in the geographical map 10) remains recognizable. In particular, a warp method is accordingly implemented which is based on moving least squares, which interpolates a similarity transformation between corresponding source and destination positions of control points, such as the home positions 11, 13, 15, 17, 19 of the geographical map 10 and the corresponding target positions 21, 23, 25, 27, 29 of the schematic map 20, which contain cartographic entities (ie the information or elements contained in the geographical map 10), in particular U-maps. Railway stations, as Specify control points.
Wird insbesondere ein "Moving Least Squares" - Verfahren verwendet, so werden Winkel weniger stark verzerrt, als wenn eine allgemeine affine Transformation interpoliert wird. Da eine mittels dieses Verfahrens berechnete Abbildung Überlappungen in entsprechend verzerrten zweidimensionalen Daten umfaßt, wird dieses "Moving Least Squares" - Verfahren mit einem Verfahren zur Kontrolle von Überlappungen in Warping Image (ein sog. "Overlap Control" - bzw. Überlappungsvermeidungs - Verfahren) kombiniert. Denn anders als bei einer Analyse und Darstellung von Bilddatenverzerrungen, ist eine Vermeidung von Überlappungen beim Verzerren geographischer Daten bzw. Informationen vorteilhaft, weil anderenfalls Teile der Daten verschwinden würden bzw. in einer verzerrten Darstellung nicht mehr sichtbar sind.In particular, when using a moving least squares method, angles are less distorted than when a general affine transformation is interpolated. Since a map computed by this method includes overlaps in appropriately distorted two-dimensional data, this "moving least squares" method is combined with a method of overlap control in Warping Image (a so-called "overlap control" method) , Because unlike an analysis and representation of image data distortions, avoiding overlaps when distorting geographic data or information is advantageous because otherwise parts of the data would disappear or are no longer visible in a distorted representation.
Demzufolge ist eine Darstellung einer in dieser Form integrierten Karte 30 für einen Benutzer besser und/oder verständlicher und unabhängig von bestimmten technischen Parametern eines verwendeten Ausgabegeräts darstellbar.Consequently, a representation of a map 30 integrated in this form can be presented to a user in a better and / or more understandable manner and independent of specific technical parameters of an output device used.
Bezugnehmend auf Figuren 2A bis 2D ist eine mögliche Implementierung eines Warping-Verfahrens zum interaktiven Integrieren von geographischen Kartendaten in schematische Kartendaten unter Verwendung einer Kombination eines "MovingReferring to FIGS. 2A to 2D, one possible implementation of a warping method for interactively integrating geographic map data into schematic map data using a combination of "moving
Least Squares" (MLS) Verfahrens mit Overlap Control" bzw.Least Squares "(MLS) Procedure with Overlap Control"
Überlappungsvermeidung für Image Warping beschrieben. In einer Implementierung sind dabei die Kontrollpunkte kartographische Entitäten (z.B. U-Bahn-Stationen), wobei die Ausgangspositionen die realen (d.h. geographisch korrekten Positionen, z.B. Positionen 11 , 13, 15, 17, 19 in Figur 1 A) dieser kartographischen Entitäten in einer geographischen Karte 10 (z.B. ein Stadtplan dieser Stadt) und dieOverlap prevention described for image warping. In one implementation, the control points are cartographic entities (eg subway stations), the starting positions being the real (ie geographically correct positions, eg positions 11, 13, 15, 17, 19 in FIG. 1A) of these cartographic entities in one geographical map 10 (eg a city map of this city) and the
Zielpositionen die entsprechenden Punkte für die katographischen Entitäten in einer schematischen Karte 20 der öffentlichen Verkehrsmittel dieser Stadt (z.B. Positionen 21 , 23, 25, 27, 29 in Figur 1 B) umfassen.Target positions comprise the corresponding points for the catagonic entities in a schematic map 20 of the public transport of that city (e.g., positions 21, 23, 25, 27, 29 in Figure 1B).
(1 ) "Moving Least Squares" Für ein oder mehrere Ausgangspositionen p, ihren entsprechenden Zielpositionen q und einem beliebigen Punkt v wird eine optimale affine Transformation lv (x) berechnet, wobei folgende Summe(1) "Moving Least Squares" For one or more starting positions p, their corresponding target positions q and any point v, an optimal affine transformation l v (x) is calculated, the following sum
∑>|/vfo) Σ> | / v fo)
minimiert wird. Diese Methode wird "Moving Least Squares" - Minimierung genannt, weil die Gewichte e, von dem Punkt v abhängig sind:is minimized. This method is called "moving least squares" minimization because the weights e, are dependent on the point v:
ll
Wl =Wl =
Lw , --υv|2αLw, --υv | 2α
Der Parameter a kontrolliert hierbei ein Abfall- bzw. Abkling-Profil ("decay profile") für die Distanz jeweils zwischen den Ausgangspositionen p und dem Punkt v und ist bevorzugt größer als 1. In einer bevorzugten Implementierung wurde ein experimenteller Wert von 1 ,5 für ä gewählt.The parameter a controls a decay profile for the distance between the initial positions p and the point v, and is preferably greater than 1. In a preferred implementation, an experimental value of 1.5 selected for ä.
Dementsprechend ergibt eine solche Berechnung durch verschieben kleinster Quadrate in einem Gitter für jeden einzelnen Punkt v eine eigene (möglicherweise andere) affine Transformation lv (x). Werden nun die erlaubten Transformationen auf Ähnlichkeitstransformationen, ergibt sich folgende (optimale) Abbildungsfunktion für die einzelnen Punkte v:Accordingly, such a calculation by shifting least squares in a grid for each individual point v gives its own (possibly different) affine transformation l v (x). Now, if the allowed transformations on similarity transformations, the following (optimal) mapping function results for the individual points v:
/v(x) +q. / v (x) + q.
Hierbei bezeichnen p« und q* folgende gewichtete Schwerpunkte (centroids): Here p "and q * denote the following weighted centroids:
Außerdem gelten für die zuvor eingeführten Definitionen folgende Gleichungen:In addition, the following equations apply to the previously introduced definitions:
Pi = P1 - P. , q, = qt - q.,μs = ∑ , W1 p. pjPi = P 1 - P., q, t = q - q, μ s = Σ W 1 p.. pj
wobei T ein Operator, welcher einen Vektor (x,y) auf (-y,x) abbildet.where T is an operator that maps a vector (x, y) to (-y, x).
In einer Implementierung werden diese Abbildungsfunktionen für einzelne Punkt einzeln auf Kontrollpunkte in einer geographischen Datenmenge (beispielsweise einer geographischen Karte 10) angewendet.In one implementation, these individual point mapping functions are applied one at a time to control points in a geographic dataset (e.g., a geographic map 10).
Figuren 2A und 2B zeigen ein einfaches Beispiel einer Anwendung der zuvor eingeführten Abbildungsfunktion. Figur 2A zeigt eine sich aus den zuvor eingeführten Definitionen ergebene (2D) Abbildungsfunktion, welche auf ein reguläres Gitter angewendet wird. In Figur 2B sind überlappende Teile der sich ergebenen 2D Abbildungsfunktion nach Anwendung auf das reguläre Gitter aus Figur 2A gezeigt.Figures 2A and 2B show a simple example of an application of the previously introduced mapping function. Figure 2A shows a (2D) mapping function derived from the previously introduced definitions which is applied to a regular grid. In Figure 2B, overlapping portions of the resulting 2D mapping function are shown after application to the regular grid of Figure 2A.
(2) "Overlap Control" (Überlappungsvermeidung)(2) "overlap control"
Bezugnehmend auf Figuren 2C und 2D wird ein Verfahren beschrieben, mit welchen sich die aus der zuvor erhaltenden 2D Abbildungsfunktion ergebenden Überlappungen vermeiden lassen. Ein Aspekt der überlappungsverhindernden Abbildungsfunktion ist es, daß für jede gegeben Abbildungsfunktion (insbesondere die mit Bezug auf Figuren 2A und 2B zuvor beschriebene Abbildungsfunktion, welche auf einem "Moving Least Squares" - Verfahren basiert) eine weitere Abbildungsfunktion abgeleitet werden kann, welche sich durch Skalieren der Abbildung, d.h. durch Interpolation mit der identischen Transformation ergibt. Eine solche Skalierung mit einem Skalierungsfaktor s ergibt (insbesondere für ein Warping geographische Kartendaten) folgende Abbildungsfunktion:Referring to Figures 2C and 2D, a method is described which avoids the overlaps resulting from the previously obtained 2D mapping function. One aspect of the anti-overlapping mapping function is that for any given mapping function (in particular the mapping function described above with reference to FIGS. 2A and 2B, which is based on a moving least squares method), a further mapping function can be derived, which can be obtained by scaling the mapping, ie by interpolation with the identical transformation results. Such a scaling with a scaling factor s yields (in particular for a warping geographical map data) has the following mapping function:
ls(yys) = (l -s)v+slv(v)l s (y y s) = (1 -s) v + sl v (v)
Ein weiterer Aspekt einer solchen überlappungsverhindemden Abbildungsfunktion (bzw. Verfahren) ist es, daß Überlappungen an jedem Punkt einer gegebenen Abbildungsfunktion (insbesondere die mit Bezug auf Figuren 2A und 2B zuvor beschriebene Abbildungsfunktion, welche auf einem "Moving Least Squares" - Verfahren basiert) insbesondere dann auftreten, wenn die Jacobische Determinante das Vorzeichen (also von "+" zu "-" bzw. andersherum) ändert. Folglich ist esvorteilhaft, diese Determinante J so zu beschränken, das diese zumindest positiv ist. Da Werte von der Determinanten J näher zu 0 bedeuten, daß die Abbildung an dieser Stelle (bzw. Punkt bzw. kleinstem Quadrat) die mittels Warping verzerrten Daten und/oder Informationen besonders stark komprimiert, die Determinante J ist insbesondere weiterhin beschränkt bzw. unterliegt weiteren Randbedingungen. Insbesondere ist die Determinante J größer als ein Minimum Jmm.Another aspect of such an overlapping-preventing mapping function (s) is that overlaps at each point of a given mapping function (in particular, the mapping function previously described with reference to FIGS. 2A and 2B, which is based on a moving least squares method) occur when the Jacobian determinant changes the sign (that is, from "+" to "-" or vice versa). Consequently, it is advantageous to constrain this determinant J to be at least positive. Since values of the determinant J closer to 0 mean that the map at that point (or point or smallest square) particularly strongly compresses the warped data and / or information, in particular the determinant J is still restricted or subject to others Boundary conditions. In particular, the determinant J is greater than a minimum J mm .
Die Determinante J kann demzufolge berechnet werden, indem Schätzungen der partiellen Ableitung zweier Punkte näher zu einem Punkt v wie folgt berechnet bzw. abgeschätzt werden:The determinant J can thus be calculated by estimating estimates of the partial derivative of two points closer to a point v as follows:
(0, <5)) dx dy dy dx (0, <5)) dx dy dy dx
In dieser Abschätzung ist ä irgendein kleiner wert. Dann ist für eine Vielzahl von Skalierungswerten s mit 0 < s < 1 (im Wesentlichen ) garantiert bzw. sichergestellt, daß eine sich aus diesen Berechnungen ergebene Abbildungsfunktion keine Überlappungen enthält bzw. erzeugt. Um einen (möglichst) idealen Skalierungsfaktor s zu finden bzw. zu bestimmen, wird folgende quadratische Gleichung verwendet:In this estimate, a is worth a little. Then, for a large number of scaling values s with 0 <s <1, it is guaranteed (or essentially guaranteed) that an imaging function resulting from these calculations does not contain any overlaps. In order to find or determine a (ideally) ideal scaling factor s, the following quadratic equation is used:
'-((4H(3W-'3&-*-'- ((4H (3W-'3 & - * -
In anderen Worten sollte die Jacobische Determinante J gleich dem zuvor definierten Minimum Jmin sein.In other words, the Jacobian determinant J should be equal to the previously defined minimum J min .
Beim Lösen einer quadratischen Gleichung erhält man zwischen 0 und 2 Schnittpunkte (bzw. Wurzeln). Weil die Jacobische Determinante J bei einem Skalierungsfaktor s = 0 immer 1 ergibt, und nur an den Schnittppunkten kleiner als das Minimum Jmin wird, ist die Abbildungsfunktion lokal frei von Überlappungen oder stark komprimiert für alle Skalierungsfaktoren größer als 0, aber kleiner oder gleich dem kleinsten Schnittpunkt in dem Intervall zwischen 0 und 1. Dementsprechend wird, um eine (im Wesentlichen) schnelle Konvergenz der Jacobischen Determinante J an das Minimum Jmin zu erhalten, wird für das Verfahren zum Vermeiden von Überlappungen in der auf Warping basierten Abbildungsfunktion dieser Schnittpunkt (bzw. Wurzel) als Skalierungsfaktor. Sollte kein solcher Schnittpunkt existieren wird bevorzugt 1 als Skalierungsfaktor verwendet.Solving a quadratic equation yields between 0 and 2 intersections (or roots). Because the Jacobian determinant J always equals 1 for a scaling factor s = 0 and becomes smaller than the minimum J min only at the intersection points, the mapping function is locally free of overlaps or highly compressed for all scaling factors greater than 0 but less than or equal to smallest intersection in the interval between 0 and 1. Accordingly, in order to obtain a (substantially) fast convergence of the Jacobian determinant J to the minimum J min , for the method for avoiding overlaps in the warping-based mapping function, this intersection point ( or root) as scaling factor. If no such intersection exists, 1 is the preferred scaling factor.
Um insbesondere einen global (im Wesentlichen) optimalen Skalierungsfaktor zu bestimmen, müßte die zuvor eingeführte Gleichung der Jacobischen Determinante J für alle Punkte, welche in der mit Bezug auf Figuren 2A und 2B definierten Abbildungsfunktion verwendet werden, berechnet werden. Da eine solche Berechnung für alle Punkte aber nicht möglich ist (weil es unendlich viele solcher Punkte gibt), wird die Gleichung für die Jacobische Determinante J nur für diskrete Punkte bzw. Positionen in einem Gitter gelöst. Insbesondere wird die Gleichung für die Jacobische Determinante J für (möglichst) alle (Kontroll-)Punkt berechnet, welche einzeln mittels der Abbildungsfunktion bezüglich Figuren 2A und 2B abgebildet werden. Folglich ist dann der global (nahezu) optimale Skalierungsfaktor das Minimum der lokal optimalen Skalierungsfaktoren für jeden der individuell abgebildeten Punkte.In particular, to determine a globally (substantially) optimal scaling factor, the previously introduced equation of the Jacobian determinant J would have to be calculated for all points used in the mapping function defined with reference to Figs. 2A and 2B. Since such a calculation is not possible for all points (because there are infinitely many such points), the equation for the Jacobian determinant J is solved only for discrete points or positions in a grid. In particular, the equation for the Jacobian determinant J is calculated for (if at all) all (control) points, which are mapped individually by means of the mapping function with respect to FIGS. 2A and 2B. Thus, the global (near) optimal scaling factor is then the minimum of locally optimal scaling factors for each of the individual pictured points.
Wird nun die gesamte 2D Abbildungsfunktion (welche insbesondere auf dem "Moving Least Squares" - Verfahren basiert) mit dem so berechneten Skalierungsfaktor skaliert, erhält man eine neue Abbildung (bzw. Abbildungsfunktion), welche insbesondere noch nicht die Eigenschaften (1), (2), und (3) erfüllt, aber dennoch die Kontrollpunkte näher an ihre Zielpositionen heranbringt, wie in Figur 2C gezeigt.If now the entire 2D mapping function (which is based in particular on the moving least squares method) is scaled with the scaling factor calculated in this way, a new mapping (or mapping function) is obtained, which in particular does not yet have the properties (1), (2 ), and (3), but still brings the control points closer to their target positions, as shown in Figure 2C.
Wird der in Figur 2C gezeigte Prozeß nun iteriert bzw. wiederholt und diese so erhaltenen partiellen Abbildungen konkateniert bzw. verknüpft, werden dieIf the process shown in FIG. 2C is iterated or repeated and these partial images thus obtained are concatenated, the
Kontrollpunkt beliebig nahe gegen ihre Zielpositionen konvergieren. Nachteilig bei einer solchen Vorgehensweise ist es, daß eine solche Konvergenz nicht für jeden beliebigen Fall garantiert ist. Wird das Minimum Jmin zu klein gewählt, so führt dies zu einer unnötig starken Komprimierung. Wird hingegen das Minimum Jmin zu groß gewählt, wird eine (verhältnismäßig) schnell Konvergenz verhindert.Control point converge arbitrarily close to their target positions. The disadvantage of such a procedure is that such a convergence is not guaranteed for any case. If the minimum J min is chosen too small, this leads to an unnecessarily high compression. If, on the other hand, the minimum J min is chosen too large, a (comparatively) fast convergence is prevented.
Dementsprechend wird bevorzugt ein Minimum Jmin = 0,5 gewählt. Bei einem solchenAccordingly, a minimum J min = 0.5 is preferably selected. In such a
Wert für das Minimum können Überlappungen in einer auf Warping basiertenValue for the minimum can be overlaps in a warping based
Abbildungsfunktion für 2D (geographische) Daten bzw. Informationen (imMapping function for 2D (geographic) data or information (im
Wesentlichen) gut und zuverlässig kontrolliert werden, wobei eine Konvergenz der Kontrollpunkte an ihre Zielpunkte typischerweise innerhalb von 5 bis 15 Iterationen des zuvor beschriebenen Verfahrens erreicht werden. Ein Ergebnis einer solchenEssentially), and convergence of the control points to their target points is typically achieved within 5 to 15 iterations of the method described above. A result of such
Iteration für das reguläre Gitter aus Figur 2A ist in Figur 2D gezeigt.Iteration for the regular grid of Figure 2A is shown in Figure 2D.
In einer besonderen Implementierung eines Systems und Verfahrens zum Generieren einer kombinierten schematischen und geographischen Karte wird eine schematische Karte 20 eines öffentlichen Verkehrsnetzes, welche in elektronischer Form vorliegt, verwendet. Die schematische Karte 20 umfaßt einen oder mehrere Positionen bzw. Kontrollpunkte 21 , 23, 25, 27, 29, welche beispielsweise U-Bahn- Stationen beschreiben, wie in Figur 1 B gezeigt.In a particular implementation of a system and method for generating a combined schematic and geographical map, a schematic map 20 of a public transport network which is in electronic form is used. The schematic card 20 comprises one or more positions or control points 21, 23, 25, 27, 29, which describe, for example, subway stations, as shown in FIG. 1B.
Für geographische Informationen, welche in einer geographischen Karte 10 dargestellt sind, können U.S. Census TIGER map Daten verwenden werden. Es können jedoch ebenfalls andere Daten (bzw. Daten aus anderen Datenbanken bzw. - quellen) über geographische Informationen verwendet werden. Die insbesondere verwendete Daten /z.B. die U.S. Census TIGER map Daten) umfassen computerbasierte Vektordaten, welche detaillierte Straßeninformationen, Positionsmarkierungen gemeinhin auch bezeichnet als "landmarks", wie beispielsweise öffentliche Einrichtungen, Tankstellen, öffentliche Grünanlagen, Wasserflächen, Flughäfen, Bahnhöfe, etc. abbilden bzw. darstellen. Vektordaten sind für eine Darstellung von geographischen Informationen in einem Display eines (mobilen) Endgeräts (z.B. Mobilfunktelefon, PDA, Notebook) insbesondere deshalb gut geeignet, da sie skalierbar sind. Ferner eignen sich Vektordaten zur Transformation einer Topographie beispielsweise unabhängig von symbolischen oder Text- Markierungen, um eine bessere Lesbarkeit von Daten und/oder Informationen zu erreichen.For geographic information presented in a geographic map 10, US Census TIGER map data may be used. It however, other data (or data from other databases or sources) about geographic information may also be used. The particular data used (eg, the US Census TIGER map data) includes computer-based vector data that depicts detailed street information, commonly referred to as landmarks, such as public facilities, gas stations, public parks, water areas, airports, train stations, etc. represent. Vector data are well-suited for displaying geographic information in a display of a (mobile) terminal (eg mobile telephone, PDA, notebook), in particular because they are scalable. Furthermore, vector data are suitable for transforming a topography, for example independently of symbolic or text markings, in order to achieve better readability of data and / or information.
Als Basis der Berechnungen können Vektordaten und/oder Metainformationen, die z.B. den Stadtraum beschreiben und in einer Beschreibungssprache vorliegen (denkbar sind US census Tiger Data Format, OSM Data, XML und/oder ähnliche Formate). Enthalten sind vorteilhaft Umrandungspunkte von darin enthaltenen Elementen (z.B. Straßen, Gebäude, Parks, und/oder Gewässer) wie auch ein oder mehrere Elemente von zumindest einer schematisch darzustellenden Einheit (z.B. Punkte für S-Bahn und U-Bahnstationen). Für zumindest einen Teil der Punkte oder für alle Punkte wird bevorzugt jeweils deren geographische Position in der Datenbasis abgespeichert bzw. vorgesehen. Neben diesen Punktdaten sind vorteilhaft Verbindungsinformationen vorhanden, die angeben, welche Punkte miteinander verbunden sind (Straßenzüge, Polygonumrisse, Verbindungslinien zwischen Ubahnstationen und/oder ähnliches). Zusätzlich können Typenbezeichnungen für Elemente (z.B. Straßen, Polygonzüge, usw.) als Metainformationen enthalten sein.As a basis of the calculations, vector data and / or meta information, e.g. describing the urban space and in a description language (conceivable are US census Tiger Data Format, OSM Data, XML and / or similar formats). Advantageously included are outline points of elements (e.g., streets, buildings, parks, and / or waters) contained therein, as well as one or more elements of at least one schematically represented entity (e.g., points for suburban train and metro stations). For at least a part of the points or for all points, preferably their respective geographical position is stored or provided in the database. In addition to these point data, connection information is advantageously present which indicates which points are connected to one another (streets, polygon contours, connecting lines between subway stations and / or the like). In addition, type designations for elements (e.g., roads, traverses, etc.) may be included as meta-information.
In diesem Zusammenhang sind Vektordaten (z.B. xml, US census Tiger Data, openstreetmap osm, oder Kombinationen hiervon) gegenüber Pixeldaten (z.B. jpg, gif, png, o.a.), dahingehend vorteilhaft, da Vektordaten insbesondere im Hinblick auf für eine situative Adaption einer Karte in beliebig hoher Auflösung dargestellt werden können, so daß im Falle einer Veränderung der Ansichtparameter (insbesondere Vergrößerungsfaktor/Verkleinerungsfaktor und/oder Verschiebungsvektor, z.B. durch Benutzereingabe beispielsweise durch mouse-lnteraktion) die Positionsdaten anhand dieser Parameter transformiert werden könne, d.h. die Positionen der Punkte und damit auch die Entfernungen zwischen ihnen können neu berechnet werden, so daß (z.B. bei einem nächsten Bildrefresh) die Punkte der Datenbasis zusammen mit ihren Verbindungslinien an ihren neu berechneten Positionen dargestellt werden können. Ferner können Details ein- bzw. ausgeblendet werden (d.h. ein Detailgrad bzw. Level-of-Detail kann verändert werden). In diesem Zusammenhang können die Vektordaten situativ bzw. interaktiv gefiltert bzw. ausgewählt werden (z.B. es kann gezielt festgelegt werden, welche Straßen bzw. Orte welchen Typs, angezeigt werden sollen, so daß beispielsweise bestimmt werden kann, ab welchem Verkleinerungsfaktor nur noch Autobahnen, Gewässer und Parks gezeichnet werden sollen). Ferner kann insbesondere für die Erstellung der integrierten dynamisch interaktiven Karte (bevorzugt mit integriertem warping zoom) der oben beschriebene Datensatz ergänzt werden, z.B. kann für jedes Element (z.B. Ubahnstation) eine alternative Position (sog. "schematische Position") abgespeichert bzw. vorgesehen werden. Zeichnet man die Elemente (z.B. die Ubahn-Stationen) an ihren "schematischen" Positionen insbesondere zusammen mit ihren Verbindungslinien erhält man eine zwar geographisch inkorrekte dafür aber leicht lesbare Darstellung bzw. eine schematische Karte 20 (z.B. ein Layout des Ubahnnetzes ähnlich einem gebräuchlichen schematischen Ubahnnetzlayout).In this context, vector data (eg, xml, US census Tiger Data, openstreetmap osm, or combinations thereof) over pixel data (eg, .jpg, .gif, .png, .oa) are advantageous in that vector data, particularly with respect to can be displayed for a situational adaptation of a map in any desired high resolution, so that in the case of a change of the view parameters (in particular magnification / reduction factor and / or displacement vector, eg by user input, for example by mouse interaction) the position data can be transformed based on these parameters, ie the positions of the points and thus also the distances between them can be recalculated so that (eg at a next image refresh) the points of the database can be displayed together with their connecting lines at their newly calculated positions. In addition, details can be shown or hidden (ie a level of detail or level of detail can be changed). In this context, the vector data can be filtered or selected situationally or interactively (eg it can be specifically determined which streets or places of which type are to be displayed so that, for example, it can be determined from which reduction factor only highways, waters and parks are to be drawn). Furthermore, in particular for the creation of the integrated dynamically interactive map (preferably with integrated warping zoom), the data set described above can be supplemented, eg an alternative position (so-called "schematic position") can be stored or provided for each element (eg subway station) , If one draws the elements (eg the subway stations) at their "schematic" positions, in particular together with their connecting lines, one obtains a geographically incorrect but easily readable representation or a schematic map 20 (eg a layout of the subway network similar to a conventional schematic subway network layout ).
Solche geographischen Daten, die in Form von Vektordaten vorliegen, werden mit Daten und/oder Informationen annotiert bzw. ergänzt, welche den Positionen 21 , 23, 25, 27, 29 in der schematischen Karte 20 entsprechen, also beispielsweise die geographischen Positionen 11 , 13, 15, 17, 19 von den U-Bahn-Stationen entsprechen, wie in Figur 1A gezeigt. Eine solche Annotation kann manuell oder automatisch erfolgen. Dazu können die entsprechenden Informationen von anderen öffentlich zugänglichen Quellen, wie beispielsweise GoogleMaps, heruntergeladen bzw. eingefügt werden. Figur 1A zeigt eine mit den schematischen Positionen 21 , 23, 25, 27, 29 entsprechenden geographischen Positionen 11 , 13, 15, 17, 19 annotierte geographische Karte 10.Such geographical data, which are in the form of vector data, are annotated or supplemented with data and / or information corresponding to the positions 21, 23, 25, 27, 29 in the schematic map 20, for example the geographical positions 11, 13 , 15, 17, 19 correspond to the subway stations as shown in Fig. 1A. Such an annotation can be done manually or automatically. For this purpose, the corresponding information from other publicly available sources, such as Google Maps, downloaded or inserted. FIG. 1A shows one with the schematic positions 21, 23, 25, 27, 29 corresponding geographic positions 11, 13, 15, 17, 19 annotated geographic map 10.
Bevor die geographische Karte 10 mittels eines Warping-basierten Verfahrens, welches Überlappungen vermeidet (insbesondere das zuvor mit Bezug auf Figuren 2A bis 2D beschriebene Verfahren), verzerrt wird, werden lange Linien in den geographischen Ausgangsdaten der Karte 10 genügend fein bzw. dünn gewählt, so daß Artefakte beim Anzeigen der Linien und dazwischenliegender Polygone vermeidbar sind. Außerdem ist eine solche Modifizierung bzw. Veränderung von langen geraden Linien auch deshalb vorteilhaft, weil Linien auf Kurven abgebildet werden, auch wenn die mit Bezug auf Figuren 2A bis 2D beschriebene Abbildung(sfunktion) kontinuierlich ist. Insbesondere würde nämlich eine Abbildung nur der Start- und Endpunkte einer Linie und dann einer geraden Verbindung zwischen den beiden Bildpunkten in einer verzerrten Karte nicht zu dem grundsätzlichen Resultat von kontinuierlich verzerrten Kurven führen. Ein solches Modifizieren von langen, geraden Linien in den geographischen Ausgangsdaten der Karte 10 wird Unterteilung bzw. Parzellierung genannt. Vor Anwendung der Warping- basierten Abbildungsfunktions mit Überlappungskontrolle bzw. -Vermeidung, wird von der geographischen Karte 10 weder ein Gitter mit einer festen Anzahl von Zellen erzeugt, noch werden die Daten der Karte 10 gerastert.Before the geographic map 10 is warped by means of a warp-based method which avoids overlaps (in particular the method previously described with reference to FIGS. 2A to 2D), long lines in the geographic output data of the map 10 are selected to be sufficiently fine or thin, so that artifacts can be avoided when displaying the lines and intervening polygons. Moreover, such modification of long straight lines is also advantageous because lines are plotted on curves even though the map (s) described with reference to Figs. 2A to 2D is continuous. In particular, mapping only the start and end points of a line and then a straight connection between the two pixels in a distorted map would not result in the fundamental result of continuously distorted curves. Such modification of long, straight lines in the geographic output data of the card 10 is called partitioning. Prior to application of the warp-based mapping function with overlap control or avoidance, the geographic map 10 neither generates a grid with a fixed number of cells, nor does the data of the map 10 be rasterized.
In einer Implementierung wird das Warping-basierte Verfahren mit Überlappungskontrolle bzw. -Vermeidung, wie mit Bezug auf Figuren 2A bis 2D beschrieben, auf die geographische Karte 10 angewendet. Hierbei werden die geographischen Positionen (bzw. Ausgangspositionen bzw. -punkte) 11 , 13, 15, 17, 19, welche als Kontrollpunkte in dem automatischen Warping-Verfahren dienen, auf die entsprechenden schematischen Positionen (bzw. Zielpositionen bzw. -punkte) 21 , 23, 25, 27, 29 abgebildet. Dabei werden, wie zuvor beschrieben, für die Kontrollpunkte lokal Überlappungen herausgerechnet und diese lokalen Abbilidungsfunktionen konkateniert. Das Ergebnis ist eine verzerrte geographische Karte 30, welche die schematische Karte 20 um geographische Daten ergänzt, so daß sowohl Daten und/oder Informationen (Teile oder Elemente) der schematischen Karte 20 als auch der geographischen Karte 10 in der integrierten Karte 30 enthalten sind.In one implementation, the warp-based overlap-control method as described with reference to FIGS. 2A to 2D is applied to the geographic map 10. Here, the geographical positions (or home positions) 11, 13, 15, 17, 19, which serve as control points in the automatic warping method, become the corresponding schematic positions (or target positions) 21 , 23, 25, 27, 29 shown. In this case, as described above, local overlaps are calculated out for the control points and these local mapping functions are concatenated. The result is a distorted geographical map 30 which adds schematic data to the schematic map 20 so that both data and / or information (parts or elements) of the schematic Map 20 and the geographic map 10 are included in the integrated card 30.
Das Warping der geographischen Karte 10 ist (verhältnismäßig) zeitaufwendig, d.h. verbraucht in der Regel relativ viel Rechenzeit bzw. Rechenleistung. Vorteilhaft wird die Warping-basierte Abbildung nur einmal für eine Menge von Kontrollpunkten (also nur einmal für eine geographische Karte 10 und eine entsprechende schematische Karte 20) berechnet. Die abgebildeten Kontrollpunkte der geographischen Karte 10 werden dann in einer Speichervorrichtung (z.B. Datenbank) gespeichert.The warping of the geographic map 10 is (relatively) time consuming, i. usually consumes relatively much computing time or computing power. Advantageously, the warping-based mapping is calculated only once for a set of control points (ie only once for a geographic map 10 and a corresponding schematic map 20). The mapped control points of the geographic map 10 are then stored in a storage device (e.g., database).
Die verzerrten geographischen Daten der geographischen Karte 10, welche Linien und Polygone umfassen, werden beispielsweise mittels OpenGL und GLUT graphisch dargestellt (z.B. auf einem Display eines PDA und/oder portablen Navigationsgerät). Dadurch kann die verzerrte Karte 30 interaktiv angezeigt werden. Beispielsweise kann ein Benutzer interaktiv mittels eines Cursors auf der Anzeige der integrierten Karte 30 bzw. unter Verwendung geeigneter Bedienelemente (z.B. Scrollbar) einen Bildausschnitt der Karte 30 in einem für ihn geeigneten Verzerrungsgrad auswählen. Wie in Figur 1C gezeigt haben die geographischen Positionen der Kontrollpunkte (z.B. U-Bahn-Stationen) haben nun die den schematischen Positionen 21 , 23, 25, 27, 29 entsprechenden Positionen. Folglich erzeugt das Warping-Verfahren angewendet auf die geographische Karte 10, wobei bestimmte kartographische Entitäten (beispielsweise U-Bahn-Stationen 21 , 23, 25, 27, 29 in der schematischen Karte 10 und entsprechend geographisch korrekt lokalisierte U-Bahn-Stationen 11 , 13, 15, 17, 19 in der geographischen Karte 10) als Kontrollpunkte für die Ausgangspositionen 1 1 , 13, 15, 17, 19 und entsprechende Zielpositionen 21 , 23, 25, 27, 29 in dem Warping-Verfahren mit Überlappungskontrolle dienen, eine verzerrte geographische Karte 30, in der die Positionen der Kontrollpunkte auf denen der Zielpositionen 21 , 23, 25, 27, 29 liegen. In anderen Worten, erzeugt das Warping-Verfahren eine kombinierte Karte 30, welche geographisch verzerrte topologische und topographische Informationen umfaßt, so daß die schematische Karte 10 mit verzerrten bzw. verformten geographischen Daten der geographischen Karte 20 angereichert bzw. annotiert ist, also eine geographisch annotierte schematische Karte 30, welche kartographische Entitäten beider Karten 10, 20 umfaßt.The distorted geographic data of the geographic map 10, including lines and polygons, are plotted, for example, by OpenGL and GLUT (eg, on a display of a PDA and / or portable navigation device). This allows the distorted card 30 to be displayed interactively. For example, a user can select interactively by means of a cursor on the display of the integrated card 30 or by using suitable operating elements (eg scrollbar) a picture detail of the card 30 in a degree of distortion suitable for him. As shown in FIG. 1C, the geographical positions of the control points (eg, subway stations) now have the positions corresponding to the schematic positions 21, 23, 25, 27, 29. Thus, the warping method applied to the geographic map 10 generates certain cartographic entities (e.g., metro stations 21, 23, 25, 27, 29 in the schematic map 10 and correspondingly geographically correctly located metro stations 11, 11). 13, 15, 17, 19 in the geographic map 10) serve as control points for the home positions 1 1, 13, 15, 17, 19 and corresponding target positions 21, 23, 25, 27, 29 in the overlap control warping method distorted geographical map 30 in which the positions of the control points lie on those of the target positions 21, 23, 25, 27, 29. In other words, the warping method generates a combined map 30 which includes geographically distorted topological and topographical information such that the schematic map 10 is enriched or distorted with distorted geographic data of the geographic map 20, that is, a geographically annotated schematic map 30 which includes cartographic entities of both maps 10, 20.
Dadurch das die geographische Karte 10 mittels des Warping-Verfahrens angewendet auf Ausgangs- und Zielpositionen 11 , 13, 15, 17, 19 und 21 , 23, 25, 27, 29 verzerrt bzw. verformt wird, wird eine dynamische bzw. interaktive (bevorzugt im wesentlichen lineare) Interpolation der Abbildung zwischen einer (möglichst exakten) geographischen Karte 10 und einer entsprechend auf eine schematische Karte 20 verzerrten geographischen Karte 30 bis hin zu der schematischen Karte 20 selbst ermöglicht. In anderen Worten, wird eine dynamische Interpolation zwischen geographischen Informationen und dessen Schematisierung unterstützt. Dementsprechend ergibt eine Plazierung in einer konvexen bzw. umfassenden Kombinationen von geographischen Positionen 11 , 13, 15, 17, 19 und ihren entsprechenden Positionen 21 , 23, 24, 25, 27, 29 in einer schematischen Karte 20 einen Kompromiß zwischen Geographie und Schema. Ein solcher Kompromiß erlaubt eine bessere Verständlichkeit beider Karten 10, 20 zusammen für einen Benutzer. Mittels der bevorzugt linearen Interpolation zwischen den schematischen und den geographischen Positionen der Punkte, und zwar ohne dass Überlappungen auftreten, lassen sich zwischen den beiden Positionen (geographische Position und schematische Position) eines jeden Punktes bzw. Elements neue Positionen für die Punkte bzw. Elemente berechnen. Hierbei kann die Gewichtung der beiden Ausgangs-Positionen für die Interpolation interaktiv gesteuert bzw. eingestellt werden. Durch Darstellung der Punkte an den neu berechneten Positionen erhält man ein neues Kartenlayout (interaktive Karte 30). Die Möglichkeit, linear zu interpolieren, ist hierbei besonders von Vorteil, da die resultierende interaktive Karte auf leistungsschwachen mobilen Endgeräten implementiert werden kann. Da die aufwendige Berechnung der schematischen Positionen bereits im Vorverarbeitungsschritt erfolgen kann, wird auf einem mobilen Endgerät zur Laufzeit lediglich eine (lineare) Interpolation zwischen den beiden zuvor abgespeicherten Positionen durchgeführt.By distorting the geographic map 10 by the warping method applied to home and destination positions 11, 13, 15, 17, 19 and 21, 23, 25, 27, 29, a dynamic or interactive (preferred substantially linear) interpolation of the mapping between a (as accurate as possible) geographical map 10 and a correspondingly distorted on a schematic map 20 geographical map 30 up to the schematic map 20 itself allows. In other words, dynamic interpolation between geographic information and its schematization is supported. Accordingly, placement in a convex combination of geographical positions 11, 13, 15, 17, 19 and their corresponding positions 21, 23, 24, 25, 27, 29 in a schematic map 20 results in a compromise between geography and schema. Such a compromise allows better understanding of both cards 10, 20 together for one user. By means of the preferably linear interpolation between the schematic and the geographical positions of the points, and without overlaps occurring, it is possible to calculate new positions for the points or elements between the two positions (geographical position and schematic position) of each point or element , Here, the weighting of the two output positions for the interpolation can be interactively controlled or adjusted. By displaying the points at the newly calculated positions, a new map layout is obtained (interactive map 30). The ability to interpolate linearly is particularly advantageous because the resulting interactive map can be implemented on low-power mobile devices. Since the complicated calculation of the schematic positions can already take place in the preprocessing step, only a (linear) interpolation between the two previously stored positions is performed on a mobile terminal at runtime.
Dementsprechend wird ein gleitender Übergang zwischen schematischen Karten 10, welche zum Navigieren in Leitungssystem (z.B. einem Transportnetz wie einem U- Bahn-Netz) geeignet sind, und geographischen Karte 20, welche zum Navigieren an lokalen Plätzen (z.B. in einer Stadt) besser geeignet sind, in einer einzelnen kombinierten Karte 30 erreicht, bei der dynamisch zwischen diesen beiden Kartendarstellungen interpoliert werden kann, wobei beide Karten 10, 20 immer zumindest teilweise in der kombinierten bzw. integrierten Karte 30 enthalten sind.Accordingly, a sliding transition between schematic maps 10, which are suitable for navigation in line systems (eg, a transport network such as a metro network) and geographic map 20, which are more suitable for navigating at local places (eg, in a city), achieved in a single combined map 30 which can be interpolated dynamically between these two map representations, both maps 10, 20 always being at least partially included in the combined or integrated map 30.
Solche kombinierten Karten 30 können vielseitig eingesetzt werden:Such combined cards 30 can be used in many ways:
1) Auf großen statischen Karten, z.B. an einer U-Bahnstation, können detaillierte geographische Informationen zusätzlich in einer schematischen Karte für diese1) On large static cards, e.g. At a subway station, detailed geographic information can be added in a schematic map for this
Station angezeigt werden.Station are displayed.
2) Eine statischer Überblick über eine integrierte Karte 30, welche einige Annotationen einer schematischen Karte beispielsweise durch große Straßen und einige (im Wesentlichen) wichtige landmarks umfaßt und so noch für eine grobe Orientierung geeignet ist.2) A static overview of an integrated map 30, which includes some annotations of a schematic map, for example, through large streets and some (essentially) important landmarks and thus is still suitable for a rough orientation.
3) In einer interaktiven bzw. dynamischen Anwendung wird eine kombinierte Karte 30 in einem (mobilen) Endgerät (z.B. Mobiltelefon, PDA) gespeichert und beispielsweise mittels OpenGL und/oder GLUT an einem Display des Endgeräts dargestellt.3) In an interactive or dynamic application, a combined card 30 is stored in a (mobile) terminal (e.g., cellular phone, PDA) and displayed, for example, by OpenGL and / or GLUT on a display of the terminal.
Figuren 3A bis 3E zeigen weitere Beispiele einer geographischen nicht verzerrten integrierten Karte 50, 70 (wie in Figuren 3A und 3D gezeigt) und einer entsprechend auf einen Netzplan (bzw. bezüglich eines Netzplans) verzerrten Karte integrierten Karte 60, 80 (wie in Figuren 3B und 3E gezeigt). In den integrierten Karten 60, 80, bei welchen geographische Elemente verzerrt dargestellt sind wird deutlich, daß das jeweilige Zentrum stärker vergrößert ist als die Peripherie. Daraus wird deutlich, daß das Warping-Verfahren mit Überlappungskontrolle bzw. -Vermeidung, welches auf die geographischen Karten 50, 70 angewendet wurde, Bereiche um die Kontrollpunkte bzw. Referenzpunkte (also Ausgangs- und Zielpositionen 51 , 53 und 61 , 63 bzw. 71 , 73, 75 und 81 , 83, 85) (im Wesentlichen) verhältnismäßig wenig verzerrt, während Bereiche zwischen den Kontrollpunkten verhältnismäßig stärker verzerrt sind. Figur 3C zeigt eine integrierte Karte 60, in welcher geographische Elemente verzerrt und schematische Elemente entzerrt dargestellt sind (d.h. Ausgangspositionen der geographischen Darstellung 51 , 53, 55, 57 sind auf Zielpositionen 61 , 63, 65, 67 einer schematischen Darstellung verschoben und die restlichen Punkte dazwischen mittels der oben beschriebenen Abbildungsfunktion gleichmäßig verteilt). Außerdem zeigt Figur 3C eine Kopplung der Abbildungsfunktion mit einer Vergrößerungsfunktion (Linsenfunktion). Die Vergrößerungsfunktion ist auf einen einzelnen Bereich bzw. Ausschnitt 52, 54 der integrierten Kartendarstellung anwendbar Beispielsweise wird ein Bereich 52, 54 um einen Referenzpunkt 55, 57 (beispielsweise eine U-Bahn-Station) vergrößert. Durch Anwendung der Vergrößerungsfunktion auf diesen Ausschnitt 52, 54 werden die enthaltenden geographischen Elemente entzerrt dargestellt und die schematischen Element entsprechend verzerrt (sog. warping-lense).FIGS. 3A through 3E show further examples of a geographic non-distorted integrated map 50, 70 (as shown in FIGS. 3A and 3D) and map 60, 80 correspondingly delineated on a network map (as in FIG. 3B and 3E). In the integrated maps 60, 80, in which geographical elements are shown distorted, it becomes clear that the respective center is more strongly enlarged than the periphery. It can be seen that the warping method with overlap control or avoidance applied to the geographic maps 50, 70, areas around the control points or reference points (ie, starting and ending positions 51, 53 and 61, 63 and 71 , 73, 75 and 81, 83, 85) are (relatively) distorted relatively little while areas between the control points are relatively more distorted. Figure 3C shows an integrated map 60 in which geographical elements are distorted and schematic elements are shown as equalized (ie, home positions of geographical representation 51, 53, 55, 57 are shifted to target positions 61, 63, 65, 67 in a schematic representation and the remaining points evenly distributed therebetween by means of the above-described mapping function). In addition, FIG. 3C shows a coupling of the imaging function with a magnification function (lens function). The magnification function is applicable to a single area or cutout 52, 54 of the integrated map display. For example, an area 52, 54 is enlarged by a reference point 55, 57 (for example, a subway station). By applying the magnification function to this section 52, 54, the containing geographical elements are displayed in an equalized manner and the schematic element is correspondingly distorted (so-called warping-lense).
Vorteilhaft ist eine integrierte Darstellung mit einzelnen vergrößerten Bereichen bzw. Ausschnitten 52, 54 beispielsweise, um einen Überblick über ein öffentliches Verkehrsnetz zu haben, wobei eine Umgebung 52 einer Startposition 55 (z.B. die U- Bahn-Station, von der ein Benutzer abfahren möchte) und eine Umgebung 54 einer Endposition 57 (z.B. die U-Bahn-Station, die der Benutzer erreichen möchte) gleichzeitig entzerrt, d.h. geographisch korrekt, in der integrierten Karte 60 dargestellt ist. Beispielsweise kann eine solche Startposition 55 und/oder Zielposition 57 (also ein Referenzpunkt) für eine Vergrößerung aus einer Routenberechnung und/oder einer mittels GPS ermittelten geographischen Position bestimmt werden. Ein solcher Referenzpunkt kann auch eine Position beispielsweise in der Nähe einer Haltestelle sei.Advantageously, an integrated representation with individual enlarged areas or cutouts 52, 54, for example, in order to have an overview of a public transport network, wherein an environment 52 of a start position 55 (eg the subway station from which a user would like to depart) and simultaneously equalizes an environment 54 of an end position 57 (eg, the subway station the user wishes to reach), ie geographically correct, is shown in the integrated map 60. For example, such a start position 55 and / or target position 57 (ie, a reference point) can be determined for an increase from a route calculation and / or a GPS position determined geographic position. Such a reference point may also be a position, for example, near a stop.
Demzufolge ist im vergrößerten Bereich 52, 54 eine vergrößerte, geographische Darstellung bzw. entzerrte oder weniger verzerrte geographische Darstellung der ansonsten geographisch verzerrten integrierten Karte 60 gezeigt, und außerhalb des Bereichs 52, 54 eine gemäß einer schematischen Darstellung verzerrte integrierten Karte 60 dargestellt. Ein Zentrum, ein Radius, eine Form oder Gestalt, und/oder ein Verzerrungsgrad (bzw. Entzerrungsgrad) für einen Bereich bzw. Ausschnitt der integrierten Darstellung 60 sind benutzer-definierbar und/oder können an andere Zustände (z.B. Kapazitäten eines Ausgabegeräts geographische Position eines Benutzers) gekoppelt und/oder interaktiv bzw. dynamisch verändert werden. In einer Implementierung kann zudem ein verbesserter Übergang zwischen einem vergrößerten Bereich 52, 54 und der restlichen Darstellung 60 erzeugt bzw. hergestellt werden. Beispielsweise kann eine Abschnitt der integrierten Karte 60 um eine Vergrößerung 52, 54 herum in den Hintergrund gestellt werden.Accordingly, in enlarged area 52, 54, an enlarged, geographic representation of the otherwise geographically distorted integrated map 60 is shown, and outside area 52, 54, a schematic map distorted according to a schematic representation is shown. A center, a radius, a shape or a shape, and / or a Distortion degree (or equalization degree) for an area or section of the integrated representation 60 are user-definable and / or can be coupled to other states (eg, capacities of an output device, geographical position of a user) and / or interactively or dynamically changed. In one implementation, an improved transition between an enlarged area 52, 54 and the rest of the representation 60 may also be created. For example, a portion of the integrated card 60 may be placed in the background by an enlargement 52, 54.
In einer Implementierung wird bei einer Warping-basierten Abbildung einer geographischen Karte 10 zusätzlich ein Detailgrad für die geographischen Daten berechnet. Wie zuvor mit Bezug auf Figuren 2A bis 2D beschrieben wird während einer iterativen Abbildung von Kontrollpunkten für jeden Kontrollpunkt eine partiell abgeleitete Funktion (partielle Ableitung) an diesem Punkt für die Überlappungskontrolle bzw. -Vermeidung abgeschätzt bzw. berechnet. Diese Abschätzung wird auch für eine Kontrolle eines Detailgrads verwendet, weil die Jacobische Determinante J eine lokale Flächenvergrößerung definiert und das Minimum Jmm proportional zur lokalen Komprimierung bzw. Stauchung ist. Folglich kann die lokale Komprimierung bzw. Stauchung ebenfalls aus diese Abschätzung berechnet werden.In one implementation, a warping-based map of a geographic map 10 additionally computes a level of detail for the geographic data. As previously described with reference to FIGS. 2A to 2D, during an iterative mapping of control points for each control point, a partially derived function (partial derivative) at this point is estimated for overlap control. This estimation is also used for a degree of detail control because the Jacobian determinant J defines a local areal magnification and the minimum J mm is proportional to the local compression. Consequently, the local compression can also be calculated from this estimate.
Somit ist gemäß einer exemplarischen Ausgestaltung neben der bloßen Aus- /Einblendung von ausgewählten bzw. auswählbaren Elementen (z.B. Punkten bestimmter Straßen- bzw. Landmarkentypen) ebenfalls eine andere Darstellung in mit unterschiedlichem Detailgrad (Level-of-Detail) ermöglicht, die lokale Verzerrungs- und/oder Vergrößerungseffekte berücksichtigen kann, die durch die Layoutanpassung (insbesondere in der integrierten Karte 30) erfolgen, wodurch die Darstellung vorteilhaft eine Übermalung mit zu vielen Details verhindern, jedoch gleichzeitig so viele erkennbare Details wie möglich darzustellen vermag, was insbesondere mit gerenderten Pixelkarten in der Regel nicht möglich ist. Die Erkennbarkeit/der nötige Detailgrad hängen dabei vorteilhaft von der lokalen Vergrößerung ab, wobei diese Vergrößerung insbesondere nicht lediglich ein Faktor d.h. eindimensional, sondern zweidimensional ist (d.h. die verzerrte Information kann gestaucht sein, also verschiedene Vergrößerungsfaktoren abhängig von der Richtung aufweisen). Dementsprechend ist der Detailgrad insbesondere abhängig von der Flächenvergrößerung und dem Stauchungsfaktor, welche über die Annäherungen der partiellen Ableitungen bestimmt werden können.Thus, according to an exemplary embodiment, in addition to the mere fading out of selected or selectable elements (eg points of certain street or landmark types), another representation in different levels of detail (level-of-detail) is also possible, the local distortion and / or can account for magnification effects that occur through layout customization (particularly in integrated card 30), which advantageously can prevent overpainting with too much detail but at the same time render as much recognizable detail as possible, particularly with rendered pixel maps in usually not possible. The recognizability / the required degree of detail depend thereby advantageously on the local magnification, whereby this magnification is not just a factor in particular ie one-dimensional, but two-dimensional (ie the distorted information may be compressed, ie have different magnification factors depending on the direction). Accordingly, the degree of detail is particularly dependent on the area increase and the compression factor, which can be determined by the approximations of the partial derivatives.
Ferner kann, um den Detailgrad beim Rendern anzupassen, die Dicke d der Linien in den Vektordaten verändert werden, und zwar insbesondere wie folgt:Furthermore, in order to adjust the level of detail in rendering, the thickness d of the lines in the vector data may be changed, in particular as follows:
d = f^Ebenenvergösserung) + f2(1 /Stauchungsfaktor)d = f ^ level enlargement) + f 2 (1 / compression factor)
fi und f2 sind insbesondere empirisch bestimmte Funktionen, die von Displaygröße, Displayauflösung und/oder einer gewünschten "Dichte" der Darstellung abhängen. Im einfachsten Fall können die Funktionen lineare Funktionen mit konstanten Parametern sein (z.B. f-ι(Ebenenvergösserung)= F1-*Ebenenvergösserung+ Fi-2 mit konstanten Werten Fi-1 und Fi-2).fi and f 2 are in particular empirically determined functions which depend on the display size, display resolution and / or a desired "density" of the representation. In the simplest case, the functions may be linear functions having constant parameters (for example f-ι (Ebenenvergösserung) = F * 1- -ι Ebenenvergösserung Fi + -2 constant values Fi-1 and Fi-2).
Zusätzlich wird die Dicke bzw. Stärke linearer kartographischer Entitäten (z.B. Linien, Symbole) direkt proportional zur lokalen Flächenvergrößerung und indirekt proportional zu ihrer lokalen Stauchung verändert. Folglich ist eine Dichte einzelner kartographischer Entitäten (im Wesentlichen) gleichmäßig über die gesamte (verformte und/oder verzerrte Karte) verteilt.In addition, the thickness of linear cartographic entities (e.g., lines, symbols) is changed directly in proportion to the local area magnification and inversely proportional to their local compression. Consequently, a density of individual cartographic entities is (substantially) evenly distributed throughout the entire (deformed and / or distorted map).
In einer Implementierung wird zusätzlich eine Zoom-Technik für eine kombinierte Karte 30 implementiert. Diese Zoom-Technik koppelt eine Skalierung einesIn one implementation, a zooming technique for a combined card 30 is additionally implemented. This zoom technique couples a scaling of a
Standpunkts in der kombinierten Karte bzw. Kartendarstellung 30 mit einemPoint of view in the combined map or map display 30 with a
(dynamischen) Übergang zwischen der zugrundeliegenden geographischen Karte bzw. Kartendarstellung 10 und der entsprechenden schematischen Karte bzw.(dynamic) transition between the underlying geographical map or map display 10 and the corresponding schematic map or map
Kartendarstellung 20. Dementsprechend wird während eines Zoomens zwischen der verzerrten Karte 30 und der geographischen Karte 10 interpoliert und (imMap display 20. Accordingly, during zooming, interpolated between the distorted map 30 and the geographic map 10 and (in
Wesentlichen) gleichzeitig die Karte derart transformiert (bzw. gezoomt), daß eineEssentially) at the same time the map is transformed (or zoomed) such that a
Zentrum der Karte 30 an einer konstanten Positionen eines Bildschirms bleibt. Dieses Verfahren, welches Warping und Zooming kombiniert, wird Warping Zoom genannt und ist in Figur 4 gezeigt.Center of the card 30 remains at a constant positions of a screen. This method, which combines warping and zooming, is called warping zoom and is shown in FIG.
Die (bevorzugt lineare) Interpolation zwischen den beiden Layouts d.h. zwischen der geographischen Karte 10 und der schematischen Karte 20 (insbesondere die Interpolation zwischen den geographischen und den "schematischen" Positionen aller Punkte) ermöglicht eine kontinuierliche Kartenanimation bzw. Kartenanpassung, die sowohl den Index als auch den Kontext erhält: Der fokussierte Punkt (meist Standort des Nutzers) bleibt bevorzugt während der gesamten Animation bzw. Veränderung in einer vorbestimmten Lage (z.B. im wesentlichen im Zentrum) des Displays, so daß sich der Nutzer nicht neu auf der Karte verorten muß, wenn er situativ bedingt das Kartenlayout wechselt. Daher ergibt sich eine intuitivere und bessere Lesbarkeit der Anzeige. Ferner können die Kontextinformationen ebenfalls erhalten bleiben, da die umliegenden Orten zwar verschoben werden, die Einbettung des fokussierten Punktes in das Netz sich jedoch bevorzugt nicht ändert. So ist es nicht nötig, daß ein Nutzer auch seine Ausrichtung in Bezug auf das neue Layout erneut ermitteln muß (z.B. im Fall des Wechsels vom geographischen Layout d.h. von der geographischen Karte 10 zum schematischen Ubahnlayout als Beispiel von schematischer Karte 20 erkennt ein Nutzer somit sofort, an welcher Station er sich befindet und in welche Richtung er fahren muss).The (preferably linear) interpolation between the two layouts i. between the geographic map 10 and the schematic map 20 (in particular, the interpolation between the geographic and "schematic" positions of all points) allows for continuous map animation that preserves both the index and the context: the focussed point (mostly location the user) remains preferred during the entire animation or change in a predetermined position (eg, substantially in the center) of the display, so that the user does not have to re-locate himself on the map, if he situational changes the card layout. This results in a more intuitive and better readability of the ad. Furthermore, the context information can also be preserved, since the surrounding locations are moved, but the embedding of the focused point in the network preferably does not change. Thus, it is not necessary for a user to redetermine his orientation with respect to the new layout (eg, in the case of switching from geographic layout ie geographic map 10 to schematic subway layout as an example of schematic map 20, a user will immediately recognize at which station he is and in which direction he has to drive).
Ferner können die "Zwischenlayouts" (d.h. ein interpolierter Zustand zwischen geographischer und "schematischer" Position der Punkte) dahingehend nützlich sein, um komplexere Navigationsaufgaben zu unterstützen. Angenommen, der Benutzer befindet sich als Fußgänger an seiner Startadresse und möchte zu einer konkreten Zieladresse finden. Im ersten Schritt kann der Benutzer zunächst die zur Startadresse nächstliegende Ubahn-Station als Startstation auswählen. Dann kann er auf der Karte die Zieladresse suchen und die zu ihr nächstliegende Station als Zielstation auswählen. Nun kann der Benutzer herauszoomen und zwischen den beiden ausgewählten Stationen eine Route planen bzw. auswählen. Falls keine direkte Route (z.B. keine Route ohne aufwändiges Umsteigen) kann der Benutzer nach direkteren Verbindungen suchen, die das ungefähre Startgebiet mit dem ungefähren Zielgebiet verbinden. Hat der Benutzer eine solche günstige Verbindung gefunden, kann er wieder soweit in die Darstellung hinein-zoomen, bis er die Startadresse gerade so im verzerrten Straßennetz ausfindig machen kann. Nachfolgend kann der Benutzer die Karte an der Startadresse zentrieren und soweit heraus-zoomen, bis eine Station der günstigeren Verbindung ins Display rückt. Anhand dieses Layouts kann der Benutzer nun vorteilhaft abschätzen bzw. erkennen, ob diese alternative Startstation in laufbarer Entfernung zur Startadresse liegt oder nicht. Ist der Benutzer der Auffassung, eine Alternative gefunden zu haben, kann er komplett herein-zoomen und seine Abschätzung überprüfen, ob die tatsächliche Distanz zu Fuß erreichbar ist. Das gleiche Vorgehen lässt sich ebenfalls auf die Auswahl der Zielstation übertragen. So kann durch flexible Handhabung des Hereinzoomens und Herauszoomens nach alternativen Verbindungen und alternativen StartVZiel-Stationen gesucht werden, wodurch die graphische Benutzeroberfläche intuitiver und für den Benutzer leichter handhabbar gestaltet werden.Furthermore, the "intermediate layouts" (ie, an interpolated state between geographic and "schematic" position of the points) may be useful to support more complex navigation tasks. For example, suppose the user is at his starting address as a pedestrian and wants to find a specific destination address. In the first step, the user can first select the subway station closest to the starting address as the starting station. Then he can search for the destination address on the map and select the nearest station as the destination station. Now the user can zoom out and plan or select a route between the two selected stations. If there is no direct route (eg no route without time-consuming change), the user can search for more direct connections connecting the approximate starting area with the connect approximate target area. If the user has found such a favorable connection, he can again zoom in on the representation until he can find the starting address just so in the distorted road network. Subsequently, the user can center the card at the start address and zoom out until a station of the lower-cost connection moves into the display. Based on this layout, the user can now estimate advantageous or recognize whether this alternative start station is within a running distance to the start address or not. If the user believes that he has found an alternative, he can zoom in completely and check his estimate as to whether the actual distance is within walking distance. The same procedure can also be applied to the selection of the destination station. Thus, flexible handling of zooming in and out can be used to search for alternative connections and alternative StartV destination stations, making the graphical user interface more intuitive and easier to handle for the user.
Ein Zoomfaktor beschreibt ein Verhältnis zwischen einem am weitesten entfernten und einem kürzesten (nähesten) Punkt. Beim Zoomen wird nur ein Ausschnitt beispielsweise einer integrierten Karte 30 verändert, nicht jedoch eine Perspektive. Folglich wird ausgehend von einem fest gewählten Punkt, beispielsweise einem Mittelpunkt der integrierten Karte 30 auf einem Display rein und raus gezoomt (zoomin und zoom-out). Bei einem Zoom-in wird ein Ausschnitt der integrierten Karte 30 vergrößert dargestellt ist, z.B. integrierte Karten 30-4, 30-8. Bei einem Zoom-out wird ein Ausschnitt der integrierten Karte 30 verkleinert dargestellt ist, z.B. integrierte Karten 30-7 und 30-1.A zoom factor describes a ratio between a farthest and a shortest (closest) point. When zooming, only a section of, for example, an integrated map 30 is changed, but not a perspective. Consequently, zooming in and out of a fixed point, such as a center of integrated map 30, on a display (zoomin and zoom out). At a zoom-in, a portion of the integrated card 30 is shown enlarged, e.g. integrated cards 30-4, 30-8. In a zoom-out, a portion of the integrated card 30 is shown reduced in size, e.g. integrated cards 30-7 and 30-1.
Eine Darstellung einer integrierten Karte 30 umfaßt eine geographische Kartendarstellung 10 und eine schematische Kartendarstellung 10 desselben Kartenausschnitts, wobei in Abhängigkeit von einem Verzerrungsgrad zumindest eine der beiden Kartendarstellungen verzerrt ist. In einem Extremfall kann die schematische Kartendarstellung 20 (im Wesentlichen) vollständig hinsichtlich der geographischen Darstellung 10 verzerrt sein. Dieser Extremfall ist in Karten 30-1 , 30- 10, 30-9 und 30-8 gezeigt. Damit sind dann die schematischen Positionen 21 , 23, 25, 27, 29 auf die geographischen Positionen 11 , 13, 15, 17, 19 entsprechend abgebildet und die Punkte dazwischen kontinuierlich gemäß der oben definierten Abbildungsfunktion verteilt. In einem anderen Extremfall kann die geographische Kartendarstellung 10 (im Wesentlichen) vollständig hinsichtlich der schematischen Darstellung 20 verzerrt sein. Dieser Extremfall ist in Karten 30-4, 30-5, 30-6 und 30-7 gezeigt. Damit sind dann die geographischen Positionen 11 , 13, 15, 17, 19 auf die schematischen Positionen 21 , 23, 25, 27, 29 entsprechend abgebildet und die Punkte dazwischen kontinuierlich gemäß der oben definierten Abbildungsfunktion verteilt.An illustration of an integrated map 30 comprises a geographical map representation 10 and a schematic map representation 10 of the same map section, wherein at least one of the two map representations is distorted as a function of a degree of distortion. In an extreme case, the schematic map representation 20 may be (in essence) completely distorted with respect to the geographic representation 10. This extreme case is shown in maps 30-1, 30- 10, 30-9 and 30-8. Thus, the schematic positions 21, 23, 25, 27, 29 are correspondingly mapped to the geographical positions 11, 13, 15, 17, 19 and the points therebetween are distributed continuously according to the mapping function defined above. In another extreme case, the geographic map representation 10 may be (substantially) completely distorted with respect to the schematic representation 20. This extreme case is shown in maps 30-4, 30-5, 30-6 and 30-7. Thus, the geographical positions 11, 13, 15, 17, 19 are then mapped to the schematic positions 21, 23, 25, 27, 29 and the points therebetween are continuously distributed according to the mapping function defined above.
In einer verzerrten Darstellung der schematischen und/oder geographischen Kartendarstellungen 10, 20 in der integrierten Karte 30 können Teile und/oder Elemente , z.B. kartographische Entitäten wie Beschriftungen, überlagerte Linien, Flüsse, Straßen, Öffentliche Gebäude, Enrichtungen und/oder Plätze, der geographischen Kartendarstellung 10 und/oder der schematischen Kartendarstellung 20 zumindest teilweise nicht mehr sichtbar sein.In a distorted representation of the schematic and / or geographic map representations 10, 20 in the integrated card 30, parts and / or elements, e.g. Cartographic entities such as labels, superimposed lines, rivers, streets, public buildings, facilities and / or squares, the geographical map representation 10 and / or the schematic map representation 20 at least partially no longer visible.
Zusätzlich oder in Kombination mit einem Verzerrungsgrad kann für eine Anzeige der integrierten Karte ein Zoomfaktor gewählt werden. Für den Zommfaktor kann ein größten zoom-in Faktor (eine maximale Vergrößerung) und ein größter zoom-outIn addition to or in combination with a degree of distortion, a zoom factor may be selected for an integrated map display. For the Zommfaktor can a largest zoom-in factor (a maximum magnification) and a largest zoom-out
Faktor (eine maximale Verkleinerung) eines Ausschnitts der integrierten Karte 30 gewählt werden. Eine Kombination von Verzerrung (Warping) und Zooming der integrierten Karte 30 erlaubt eine höhere Interaktivität mit der integrierten Karte 30. Zooming und Warping beeinflussen sich dabei gegenseitig. Umso stärker reingezoomt wird, umso weniger ist der schematische und/oder geographische Anteil der integrierten Karte 30 verzerrt (bzw. bewaprt), d.h. umso stärker ist die integrierteFactor (maximum reduction) of a portion of the integrated card 30. A combination of warping and zooming of the integrated card 30 allows for greater interactivity with the integrated card 30. Zooming and warping influence each other. The more zoomed in, the less the schematic and / or geographic portion of the integrated card 30 is distorted (or bewaprt), i. the stronger is the integrated one
Karte 30 entzerrt. Und andersherum, umso weiter herausgezoomt wird, umso stärker ist der schematische und/oder geographische Anteil der integrierten Karte 30. Verzerrt, d.h. umso weniger ist die integrierte Karte 30 entzerrt.Card 30 rectified. And the other way round, the more zoomed out, the stronger the schematic and / or geographic portion of the integrated card 30. Distorted, i. the less the integrated card 30 is equalized.
Zum auswählen einer Darstellung einer integrierten Karte 30 mit einem bestimmten Verzerrungsgrad und einem bestimmten Zoomfaktor, wie beispielsweise 30-1 bis 30- 10, kann ein Benutzer interaktive mit der integrierten Karte interagieren. Beispielsweise kann ein Benutzer mittels eines geeigneten Stellmittels (z.B. Cursor) auf einer Anzeige der integrierten Karte 30 und/oder ein oder mehrerer Bedienelemente (z.B. Taste am Endgerät, Scrollbar, in eine Darstellung der integrierten Karte 30 integrierte Menü-Auswahl) einen Zoomfaktor und/oder einen Verzerrungsgrad wählen.To select a representation of an integrated card 30 with a particular one Distortion degree and a certain zoom factor, such as 30-1 to 30-10, a user can interact interactively with the integrated card. For example, by means of a suitable setting means (eg cursor) on a display of the integrated card 30 and / or one or more operating elements (eg button on the terminal, scroll bar, menu selection integrated into a representation of the integrated card 30), a user can set a zoom factor and / or or choose a degree of distortion.
Wie in Figur 4 gezeigt, sind in einer Darstellung der integrierten Karte beide Karten 10, 20 (also die schematische und die geographische) in jeder Darstellung unabhängig vom Verzerrungsgrad und/oder vom Zoomfaktor zumindest teilweise sichtbar. Beispielsweise zeigt 30-1 eine integrierte Karte 30-1 , in welcher eine geographische Karte 10 vollständig auf eine schematische Karte 20 verzerrt wurde, ohne daß ein die Darstellung hineingezoomt wurde, d.h. nicht nur ein Ausschnitt in vergrößerter Sicht. Bei einem Hineinzoomen in die integrierten Karte 30-1 , 30-10, 30- 9 bis 30-8, welche rein schematisch (d.h. der schematische Anteil bzw. die schematischen Elemente sind nicht verzerrt) ist, wird durch das Zoomen die integrierte Karte 30 entzerrt, d.h. der schematische und/oder geographische Anteil der integrierten Karte 30 ist weniger stark verzerrt dargestellt. Folglich ist eine stark gezoomte schematische Darstellung (d.h. der schematische Anteil bzw. die schematischen Elemente sind nicht verzerrt) der integrierten Karte 30-8 weniger stark verzerrt als ein wenig oder gar nicht gezoomter Überblick der schematischen Darstellung der integrierten Karte 30-1. Integrierte Karten 30-1 , 30-2, 30-3 bis 30-4 zeigen eine gekoppelte Anwendung eines Verzerrungsgrads und eines Zoomfaktors auf die integrierte Karte 30, wobei der Verzerrungsgrad in 30-1 am höchsten und in 30-4 am niedrigsten ist. Der Verzerrungsgrad bezeichnet also, wie stark eine geographische Darstellung, welche in die integrierte Karte integriert ist, an eine in die Karte 30 integrierte schematische Darstellung angepaßt oder verzerrt wurde. Durch eine kKopplung mit einem Zoomfaktor ist in der stark vergrößerten bzw. gezoomten integrierten Karte 30-4, in welche die geographischen Darstellung nicht oder nur wenig verzerrt ist, durch den Zoomfaktor auch die schematische Darstellung in der integrierten Karte 30-4 weniger oder gar nicht mehr verzerrt, was in einer integrierten Überblickskarte 30-7, in der die geographische Darstellung nicht oder kaum verzerrt ist, aber der Fall ist.As shown in FIG. 4, in an illustration of the integrated card, both maps 10, 20 (ie the schematic and the geographical) are at least partially visible in each representation irrespective of the degree of distortion and / or the zoom factor. For example, Fig. 30-1 shows an integrated map 30-1 in which a geographic map 10 has been completely distorted onto a schematic map 20 without zooming in on the map, ie, not just a section in enlarged view. When zooming into the integrated board 30-1, 30-10, 30-9 to 30-8, which is purely schematic (ie, the schematic portion or elements are not distorted), zooming causes the integrated card 30 equalized, ie the schematic and / or geographical portion of the integrated card 30 is shown less distorted. Consequently, a highly zoomed schematic representation (ie, the schematic portion or elements are not distorted) of integrated card 30-8 is less distorted than a little or no zoomed overview of the schematic representation of integrated card 30-1. Integrated cards 30-1, 30-2, 30-3 to 30-4 show a coupled application of a degree of distortion and a zoom factor to the integrated card 30, with the degree of distortion highest in 30-1 and lowest in 30-4. The degree of distortion thus indicates how strongly a geographical representation, which is integrated into the integrated map, has been adapted or distorted to a schematic representation integrated into the map 30. By coupling with a zoom factor, in the greatly enlarged or zoomed integrated map 30-4 into which the geographical representation is not distorted or only slightly distorted by the zoom factor and the schematic representation in the integrated card 30-4 less or not at all more distorted, resulting in an integrated Outline map 30-7, in which the geographical representation is not or hardly distorted, but the case is.
In anderen Worten, Figur 4 zeigt verschiedene Darstellungen einer integrierten Karte 30, in der entweder die schematischen Elemente der Karte 30-4, 30-5, 30-6, 30-7 verzerrt bzw. entzerrt (also gewarpt) sind, die geographischen Elemente der Karte 30-8, 30-9,30-10, 30-1 verzerrt bzw. entzerrt (also gewarpt) sind und/oder beide Elemente der Karte 30-2, 30-3, 30-4 verzerrt bzw. entzerrt (also gewarpt) sind. Zusätzlich zu einem solchen Verzerrungsgrad ist in Kombination ein Zoomfaktor auf die integrierte Karte 30 anwendbar. Eine Zoom-in erfolgt von einer Überblickskarte 30-1 , 30-7 zu einer detaillierten Karte 30-4, 30-8, wobei möglicherweise zusätzlich ein Verzerrungsgrad beispielsweise bezüglich der geographischen Elemente der Karte 30-2, 30-3 gewählt wird. 30-4 zeigt eine geographisch entzerrt, maximal hineingezoomte integrierte Karte, in der durch den Zoomfaktor die schematische Karte gar nicht oder nur kaum verzerrt ist. Herausgezoomt aus der integrierten Karte 30-4 ohne Veränderung eines Verzerrungsgrads wird beispielsweise über Karten 30- 5, 30-6, wobei dann die integrierte Karte 30-7 eine maximal herausgezoomte integrierte Karte 30-7 zeigt, wobei die geographischen Elemente der Karte 30-7 entzerrt sind. Folglich sind, die schematischen Elemente der Karte 30-7 verhältnismäßig stark verzerrt. Wird zusätzlich zum Herauszoomen aus der integrierten Karte 30-4 ein Verzerrungsfaktor der geographischen Elemente auf die integrierten Karte 30-4 angewendet, kann über Karten 30-3, 30-2, 30-1 eine integrierte Karte angezeigt werden, in welcher die schematischen Elemente gar nicht oder kaum verzerrt sind und die geographischen Elemente verhältnismäßig stark verzerrt sind. Wird nun in diese Karte 30-1 hineingezoomt, z.B. über Karten 30-10, 30-9, so werden die geographischen Elemente in Abhängigkeit zum Verzerrungsfaktor verhältnismäßig entzerrt. Die integrierte Karte 30-8 zeigt dann eine integrierte Karte 30, in welcher die schematischen Elemente kaum oder gar nicht verzerrt sind und die geographischen Elemente in Abhängigkeit vom Zoomfaktor verhältnismäßig stark entzerrt sind. In Karte 30-1 sind die geographischen Elemente hingegen in Abhängigkeit von einem kleine Zoomfaktor verhältnismäßig wenig entzerrt, also stark verzerrt. Folglich verhalten sich ein Verzerrungsgrad und ein Zoomfaktor einer integriertenIn other words, Figure 4 shows various representations of an integrated card 30 in which either the schematic elements of the card 30-4, 30-5, 30-6, 30-7 are distorted (ie warped), the geographic elements the card 30-8, 30-9, 30-10, 30-1 are distorted (ie gewarpt) and / or both elements of the card 30-2, 30-3, 30-4 distorted or equalized (ie wary) are. In addition to such a degree of distortion, a zoom factor is applicable to the integrated card 30 in combination. A zoom-in is made from an overview map 30-1, 30-7 to a detailed map 30-4, 30-8, possibly additionally selecting a degree of distortion, for example, with respect to the geographical elements of the map 30-2, 30-3. 30-4 shows a geographically equalized, maximally zoomed-in integrated map, in which the schematic map is not or only slightly distorted by the zoom factor. Zoomed out from the integrated card 30-4 without changing a degree of distortion becomes, for example, via cards 30-5, 30-6, in which case the integrated card 30-7 shows a maximally zoomed out integrated card 30-7, the geographical elements of the card 30-7 7 are equalized. Consequently, the schematic elements of the card 30-7 are relatively distorted. If, in addition to zooming out of the integrated map 30-4, a distortion factor of the geographic elements is applied to the integrated map 30-4, via maps 30-3, 30-2, 30-1 an integrated map may be displayed in which the schematic elements are not or hardly distorted and the geographic elements are relatively distorted. Now, when zoomed into this map 30-1, eg via maps 30-10, 30-9, the geographic elements are relatively equalized depending on the distortion factor. The integrated card 30-8 then shows an integrated card 30, in which the schematic elements are hardly or not distorted at all and the geographical elements are relatively strongly equalized depending on the zoom factor. In Map 30-1, on the other hand, the geographical elements are relatively little equalized, that is strongly distorted, depending on a small zoom factor. Consequently, a degree of distortion and a zoom factor of an integrated behave
Karte 30 (im Wesentlichen) entgegengesetzt proportional zueinander. Herhöht sich der Zoomfaktor (wird also ein Bildausschnitt vergrößert und damit detaillierter) bei gleichbleibendem Verzerrungsgrad, so sind die in der integrierten Karte 30 verzerrt dargestellten (schematischen und/oder geographischen) Elemente im Verhältnis zumCard 30 (substantially) inversely proportional to each other. If the zoom factor increases (ie if an image detail is enlarged and thus more detailed) with a constant degree of distortion, then the elements (schematic and / or geographical) shown distorted in the integrated map 30 are in relation to
Zoomfaktor weniger verzerrt also entzerrter. Herhöht sich der Verzerrungsgrad (d.h. werden die geographischen Elemente bzw. die schematischen Elemente stärker verzerrt) bei gleichbleibendem Zoomfaktor, verändert sich lediglich die Verzerrung bzw. Entzerrung entsprechend.Zoom factor less distorted so equalized. If the degree of distortion increases (i.e., the geographical elements or the schematic elements become more distorted) with the zooming factor remaining the same, only the distortion or equalization changes accordingly.
Da in Abhängigkeit eines gewählten Ausgabegerätes (z.B. Mobiltelefon, PDA, mobiles Navigationsgerät) und insbesondere der Größe und/oder Auflösung eines Displays des Ausgabegeräts und/oder der Größe der integrierten Karte 30 nicht jede Darstellung 30-1 bis 30-10 der integrierten Karte 30 sinnvoll darstellbar sein kann, kann ein Start- und/oder Endwert für einen Skalierungsfaktor der Karte 30 gewählt werden. Z. B. wird in eine entzerrte (geographische) Karte 30-4 nur gezeigt, wenn vergrößert wurde (also stärker gezoomt) und somit beispielsweise nur einzelne Stationen angezeigt werden. Wird zusätzlich ein Detailgrad gewählt, welcher bezeichnet, wie viele Details kartographischer Entitäten (z.B. Straßen, Flüsse, öffentliche Gebäude und/oder Anlagen) in welcher Genauigkeit angezeigt werden, bleibt die integrierte Karte 30 in jeder Darstellung 30-1 bis 30-10 für einen Benutzer leicht lesbar und verständlich. Beispielsweise werden in einer groben Darstellung 30- 1 einer integrierten Karte 30, die stark verzerrt ist, nur große und/oder wesentliche kartographische Entitäten (z.B. Flüsse und Hauptstraßen) der verzerrten geographischen Darstellung angezeigt.As a function of a selected output device (eg mobile telephone, PDA, mobile navigation device) and in particular the size and / or resolution of a display of the output device and / or the size of the integrated card 30 not every representation 30-1 to 30-10 of the integrated card 30 can be made meaningful, a start and / or end value for a scaling factor of the card 30 can be selected. For example, an equalized (geographic) map 30-4 is only shown when zoomed in (ie, more zoomed in), thus indicating, for example, only individual stations. In addition, if a level of detail is selected which indicates how many details of cartographic entities (eg, roads, rivers, public buildings, and / or facilities) are displayed in which accuracy, the integrated map 30 will remain in one representation 30-1 through 30-10 User easy to read and understand. For example, in a rough representation 30-1 of an integrated map 30 that is heavily distorted, only large and / or substantial cartographic entities (e.g., rivers and major roads) of the distorted geographic representation are displayed.
Vorteilhaft ist eine Darstellung einer kombinierten Karte 30 mit Warping Zoom insbesondere auf mobilen Endgeräten mit einem kleinen und/oder niedrig- auflösenden Bildschirm. Zoomt ein Benutzer aus der interaktiven Karte heraus (in eine schematische Karte mit weniger Details), so erhält er einen groben Überblick 30-1 beispielsweise über ein Stadt und ihr öffentliches Verkehrsnetz. Verläßt der Benutzer das öffentliche Verkehrssystem an einer Station, und möchte einen Ort in der Nähe der Station erreichen, so kann er gleichzeitig auf diese Station zoomen und eine geographischer Darstellung der Karte 30-4 wählen. Weil in der gezoomten Karte 30b nur einzelne Stationen gezeigt sind, ist die kombinierte Karte 30b weder verzerrt noch schematisch am Bildschirm dargestellt.A representation of a combined card 30 with warping zoom, in particular on mobile terminals with a small and / or low-resolution screen, is advantageous. If a user zooms out of the interactive map (into a schematic map with fewer details), he gets a rough overview 30-1 of, for example, a city and its public transport network. Leave the If the public transport system is at a station and wants to reach a location near the station, it can simultaneously zoom in on that station and select a geographic map 30-4 map. Because only individual stations are shown in the zoomed map 30b, the combined map 30b is neither distorted nor shown schematically on the screen.
In einer Implementierung wird ein Ausgangswert und ein Skalierungswert für das Warping-Verfahren und/oder das Warping-Zoom-Verfahren in Abhängigkeit einer darzustellenden Karte und/oder einer Bildschirmgröße gezeigt. Wird ein geeigneter Detailgrad festgelegt, so bleibt jede Veränderung eines Verzerrungs- und/oder Zoomfaktors lesbar und/oder darstellbar für ein (mobiles) Endgerät.In one implementation, an initial value and a scaling value for the warping method and / or the warping zoom method are shown as a function of a map to be displayed and / or a screen size. If a suitable level of detail is defined, any change in a distortion and / or zoom factor remains readable and / or representable for a (mobile) terminal.
Beispielsweise kann dann eine geographische Nähe zu einer U-Bahn-Station oder einer anderen kartographischen Entität automatisch skaliert werden.For example, then a geographic proximity to a metro station or other cartographic entity may be automatically scaled.
Bezugnehmend auf Figuren 5 und 6 wird eine schematische Karte 10 mit Isolinien an bestimmten Abständen von einer nahgelegensten Positionen annotiert. Generell werden unter Isolinien Linien (in geographischen oder schematischen Karten) verstanden, welche einen Wert tragen, so daß Isolinien Orte gleicher Werte verbinden. Der wert bezeichnet beispielsweise einen bestimmten Abstand zwischen zwei punkten. Isolinien können mittels Interpolation berechnet werden.Referring to Figs. 5 and 6, a schematic map 10 is annotated with isolines at certain distances from a closest position. In general, isolines are understood to be lines (in geographical or schematic maps) which have a value such that isolines connect places of equal value. The value denotes, for example, a certain distance between two points. Isolines can be calculated by means of interpolation.
Wie in Figur 5 gezeigt, wird dann das Warping-Verfahren auf einzelne Gitterpunkte 91 , 93, 95 angewendet, so daß ein verzerrtes Gitter 90 wie in Figur 5 gezeigt berechnet wird. Die realen (d.h. geographisch korrekten) Abstände von den einzelnen Positionen zur entsprechend nächsten Position 101 , 103, 105 werden in einer kombinierten Karte 100 dargestellt, indem zunächst Abstände von jedem Gitterpunkt 91 , 93, 95 zur nächsten Position 101 , 103, 105. Danach wird ein "Marching Square" Verfahren auf das verzerrte Gitter 90 angewendet, welches Isolinien in der entsprechenden kombinierten Karte 100 berechnet, welche den Abständen zur nächsten Station in der realen Welt entsprechen, wie in Figur 6 gezeigt. Beispielsweise kann mit Hilfe einer in dieser Form annotierten Karte 100 eine nächste Station zu einem bestimmten Ziel einfach bestimmt werden.As shown in Figure 5, the warping method is then applied to individual grid points 91, 93, 95 so that a distorted grid 90 is calculated as shown in Figure 5. The real (ie, geographically correct) distances from the individual positions to the corresponding next position 101, 103, 105 are displayed in a combined map 100 by first distances from each grid point 91, 93, 95 to the next position 101, 103, 105. Thereafter For example, a "marching square" method is applied to the distorted grating 90 which calculates isolines in the corresponding combined map 100 corresponding to the distances to the nearest station in the real world, as shown in FIG. For example, with the aid of a card annotated in this form 100 a next station to a specific destination can be easily determined.
Der beschriebene Darstellungsweise (insbesondere die Warping-Zoom Funktionalität umfassend eine Kopplung der Layoutinterpolation mit den Ansichtsparametern und dem Detailgrad bzw. "Level-of-Detail") kann vorteilhaft auf einem Multitouchdisplay (zum Beispiel das eines Apple Iphones, PDA oder ähnlichem) implementiert werden. Hierbei kann auf computerimplementierten Karten durch Zweifingerinteraktion auf einem Multitouchdisplay der Zoomfaktor eingestellt werden. Man tippt mit den beiden Fingern gleichzeitig auf das Display an weiter auseinander liegenden Positionen auf der Karte und führt dann die beiden Finger zusammen, um die Karte zu verkleinern. Tippt man an sehr nah beieinander liegenden Positionen auf die Karte und bewegt dann die beiden Finger auseinander, so wird die Karte vergrößert. Insbesondere im Zusammenhang mit der Warping Zoom Funktionalität auf einem Multitouchdisplay kann vorteilhaft der Detailgrad (Level-of-Detail) mit der Steuerung des Vergrößerungsfaktors kombiniert bzw. gekoppelt werden, so daß die Zoomfunktionalität bzw. die Steuerung des Detailgrads (Level-of-Detail) durch Bewegung der beiden Finger in einer vorbestimmten ersten Richtung (z.B. in vertikaler Richtung) auf der Karte gesteuert bzw. eingestellt wird, während die Warping-Funktionalität (d.h. der Grad der Verzerrung) durch eine Bewegung der Finger in einer zweiten, von der ersten unterschiedlichen Richtung (z.B. in horizontaler Richtung) verändert bzw. gesteuert werden kann.The described mode of representation (in particular the warping zoom functionality comprising a coupling of the layout interpolation with the view parameters and the level of detail or "level-of-detail") can advantageously be implemented on a multi-touch display (for example that of an Apple iPhone, PDA or the like) , This can be set on computer-implemented maps by two-finger interaction on a multi-touch display, the zoom factor. Simultaneously tapping your fingers on the display at further apart positions on the map, then merging the two fingers to make the map smaller. If you tap on the map at very close positions and then move the two fingers apart, the map will be enlarged. Particularly in connection with the warping zoom functionality on a multi-touch display, the level of detail (level-of-detail) can advantageously be combined or coupled with the control of the magnification factor, so that the zoom functionality or the level of detail control is controlled by movement of the two fingers in a predetermined first direction (eg in the vertical direction) on the card, while the warping functionality (ie the degree of distortion) by a movement of the fingers in a second, different from the first Direction (eg in the horizontal direction) can be changed or controlled.
Insbesondere befinden sich im Multitouchdisplay virtuell zwei (bevorzugt senkrecht aufeinander stehende) Koordinatenachsen (X-Achse: waagerecht, Y-Achse: senkrecht) deren Werte z.B. von 0 bis 1 reichen. Werden die Finger aufeinander zu bewegt, verringert sich der Vergrößerungsfaktor um die in Y-Richtung verringerte Distanz zwischen den beiden Fingern. Bei entgegengesetzter Bewegung der Finger erhöht sich der Vergrößerungsfaktor entsprechend. Die Interpolation zwischen den geographischen und "schematischen" Positionen der Datenpunkte (d.h. die Interpolation zwischen geographischer Karte 10 und schematischer Karte 20) ist bevorzugt ebenfalls durch eine Zweifingerinteraktion gesteuert. Hierfür können die Finger in horizontaler Richtung aufeinander zu oder voneinander weg bewegt. Werden die Finger aufeinander zu bewegt, erhöht sich das Gewicht der schematischen Positionen um die in X-Richtung verringerte Distanz zwischen den beiden Fingern und verringert sich um den gleichen Wert für die geographischen Positionen. Bei entgegengesetzter Bewegung der Finger verringert sich das Gewicht für die schematischen Positionen und erhöht sich das Gewicht der geographischen Positionen entsprechend. Vorteilhaft werden diese beiden Zweifingerinterkationen (vertikal: Ansichtsparameter mit Level-of-Detail, horizontal: warping) kombiniert, so daß die beiden Finger in diagonaler Richtung (d.h. unter einem von 0° und 180° verschiedenen Winkel zu der ersten und der zweiten Richtung) auf dem Display bewegt werden. Dementsprechend verändert (z.B. verringert) sich bei der diagonalen Bewegung die Distanz sowohl in X-Richtung als auch in Y-Richtung, so daß beide Distanzveränderungen wie oben beschrieben gleichzeitig auf die Anzeigeparameter mit Level-of-Detail (Y-Richtung) und das Warping (X-Richtung) angewendet werden können. Werden die Finger somit in diagonaler Richtung bewegt, ergibt sich vorteilhaft eine gekoppelte bzw. kombinierte bzw. gleichzeitige Steuerung bzw. Einstellung beider Zoom- Verzerrungs- bzw. die Warping-Funktionalität als sog. "Warping Zoom".In particular, the multitouch display has two coordinate axes (preferably perpendicular to one another) (X-axis: horizontal, Y-axis: vertical) whose values range, for example, from 0 to 1. As the fingers move toward each other, the magnification decreases by the distance between the two fingers that is reduced in the Y direction. With opposite movement of the fingers, the magnification factor increases accordingly. The interpolation between the geographical and "schematic" positions of the data points (ie, the interpolation between geographic map 10 and schematic map 20) is also preferably controlled by a two-finger interaction. For this purpose, the fingers can move in the horizontal direction towards or away from each other. As the fingers move towards each other, the weight of the schematic positions increases by the X-direction reduced distance between the two fingers and decreases by the same value for the geographic positions. With opposite movement of the fingers, the weight for the schematic positions decreases and the weight of the geographical positions increases accordingly. Advantageously, these two two finger intercations (vertical: view parameters with level-of-detail, horizontal: warping) are combined so that the two fingers are in diagonal direction (ie at an angle different from 0 ° and 180 ° to the first and second directions) to be moved on the display. Accordingly, in the diagonal movement, the distance changes (eg decreases) in both the X direction and the Y direction, so that both distance variations simultaneously affect the level-of-detail (Y direction) display parameters and warping as described above (X direction) can be applied. If the fingers are thus moved in the diagonal direction, advantageously a coupled or simultaneous or simultaneous control or adjustment of both zoom distortion or the warping functionality results as a so-called "warping zoom".
In anderen Worten kann durch Zweifingerbetätigung in der ersten Richtung die Zoomfunktionalität, durch Zweifingerbetätigung in der zweiten Richtung die Verzerrungs- bzw. die Warping-Funktionalität, sowie durch Zweifingerbetätigung in einer zur ersten und zweiten Richtung geneigten dritten Richtung eine Kombination von Zoom- und Warping-Funktionalität kontrolliert werden. Daher ergibt sich eine sehr einfache und intuitive Interaktions- bzw, Einstellmöglichkeit für den Benutzer.In other words, by two-finger operation in the first direction, the zooming functionality, by two-finger operation in the second direction, the warping functionality, as well as by two-finger operation in a third direction inclined to the first and second directions, a combination of zooming and warping Functionality to be controlled. This results in a very simple and intuitive interaction or adjustment for the user.
Ferner sind auf Geräten mit Empfängern für Satellitennavigationssignale (Navigationssystem im Auto, Handy, PDA) vorteilhaft Ortsinformationen über den aktuellen Standort, Geschwindigkeitsinformationen und/oder Beschleunigungsinformationen verfügbar, so daß zumindest ein Teil dieser Informationen zur (bevorzugt automatischen) Steuerung der Warping Zoom Funktionalität verwendet werden kann. So kann beispielsweise bei hoher Geschwindigkeit auf der Autobahn das Gerät nur das Fernstraßennetz anzeigen, während nach der Ausfahrt eine detaillierte Straßenkarte angezeigt werden kann. Bricht das Satellitensignal z.B. beim Betreten einer U-Bahn-Station ab, zeigt das Display den Netzplan als schematische Karte 20 an. Erreicht der Benutzer wieder die Oberfläche, erfolgt die Anzeige einer zum Fußgänger-Tempo situativ "passenden" geographische Karte 10 oder integrierte Karte 30 (z.B. einen Stadtplan mit allen Gassen, Durchgängen und Gebäuden).Furthermore, on devices with receivers for satellite navigation signals (navigation system in the car, mobile phone, PDA) advantageous location information about the current location, speed information and / or acceleration information available, so that at least a portion of this information for (preferably automatic) control of the warping zoom functionality are used can. For example, at high speed on the highway, the unit can only display the highway network, while after the exit one detailed road map can be displayed. Cancels the satellite signal, for example, when entering a metro station, the display shows the network as a schematic map 20 at. When the user returns to the surface, the display of a "suitable" geographical map 10 or integrated map 30 (for example a city map with all lanes, passageways and buildings) takes place according to the situation at the pedestrian tempo.
Bezugnehmend auf Figur 7 wird ein beispielhaftes System zum Implementieren der Erfindung beschrieben. Ein beispielhaftes System umfaßt eine universelle Rechnereinrichtung in der Form einer herkömmlichen Rechnerumgebung 120 z.B. ein "personal Computer" (PC) 120, mit einer Prozessoreinheit 122, einem Systemspeicher 124 und einem Systembus 126, welcher eine Vielzahl von Systemkomponenten, unter anderem den Systemspeicher 124 und die Prozessoreinheit 122 verbindet. Die Prozessoreinheit 122 kann arithmetische, logische und/oder Kontrolloperationen durchführen, indem auf den Systemspeicher 124 zugegriffen wird. Der Systemspeicher 124 kann Informationen und/oder Instruktionen zur Verwendung in Kombination mit der Prozessoreinheit 122 speichern. Der Systemspeicher 124 kann flüchtige und nichtflüchtige Speicher, beispielsweise "random access memory" (RAM) 128 und "Nur-Lesespeicher" (ROM) 130 beinhalten. Ein Grund-Eingabe-Ausgabe-System (BIOS), das die grundlegenden Routinen enthält, welche helfen, Informationen zwischen den Elementen innerhalb des PCs 120, beispielsweise während des Hochfahrens, zu transferieren, kann in dem ROM 130 gespeichert sein. Der Systembus 126 kann eine von vielen Busstrukturen sein, unter anderem ein Speicherbus oder ein Speichercontroller, ein peripherer Bus und ein lokaler Bus, welcher eine bestimmte Busarchitektur aus einer Vielzahl von Busarchitekturen verwendet.Referring to Figure 7, an exemplary system for implementing the invention will be described. An exemplary system includes a universal computing device in the form of a conventional computing environment 120, e.g. a "personal computer" (PC) 120 having a processor unit 122, a system memory 124, and a system bus 126 which connects a variety of system components, including system memory 124 and processor unit 122. The processing unit 122 may perform arithmetic, logic and / or control operations by accessing the system memory 124. The system memory 124 may store information and / or instructions for use in combination with the processor unit 122. System memory 124 may include volatile and non-volatile memory, such as random access memory (RAM) 128 and read-only memory (ROM) 130. A basic input-output system (BIOS) that includes the basic routines that help to transfer information between the elements within the PC 120, such as during start-up, may be stored in the ROM 130. The system bus 126 may be one of many bus structures, including a memory bus or memory controller, a peripheral bus, and a local bus employing a particular bus architecture from a variety of bus architectures.
Der PC 120 kann weiterhin ein Festplattenlaufwerk 132 zum Lesen oder Schreiben einer Festplatte (nicht gezeigt) aufweisen und ein externes Disklaufwerk 134 zum Lesen oder Schreiben einer entfernbaren Disk 136 bzw. eines entfernbaren Datenträgers. Die entfernbare Disk kann eine magnetische Disk bzw. eine magnetische Diskette für ein magnetisches Disklaufwerk bzw. Diskettenlaufwerk oder eine optische Diskette wie z.B. eine CD-ROM für ein optisches Disklaufwerk sein. Das Festplattenlaufwerk 132 und das externe Disklaufwerk 134 sind jeweils mit dem Systembus 126 über eine Festplattenlaufwerkschnittstelle 138 und eine externe Disklaufwerkschnittstelle 140 verbunden. Die Laufwerke und die zugeordneten computerlesbaren Medien stellen einen nichtflüchtigen Speicher computerlesbarer Instruktionen, Datenstrukturen, Programm-Modulen und anderer Daten für den PC 120 zur Verfügung. Die Datenstrukturen können die relevanten Daten zum Implementieren eines wie oben beschriebenen Verfahrens aufweisen. Obwohl die beispielhaft beschriebene Umgebung eine Festplatte (nicht gezeigt) und eine externe Disk 142 verwendet, ist für den Fachmann offensichtlich, daß andere Typen computerlesbarer Medien, welche computerzugreifbare Daten speichern können, in der beispielhaften Arbeitsumgebung verwendet werden können, wie z.B. magnetische Kassetten, Flash-Memory Karten, digitale Videodisketten, Random- Access-Speicher, Nur-Lesespeicher, usw..The PC 120 may further include a hard disk drive 132 for reading or writing a hard disk (not shown) and an external disk drive 134 for reading or writing a removable disk 136 or a removable disk. The removable disk may be a magnetic disk for a magnetic disk drive or an optical disk such as a CD for an optical disk drive. The hard disk drive 132 and the external disk drive 134 are each connected to the system bus 126 via a hard disk drive interface 138 and an external disk drive interface 140. The drives and associated computer readable media provide nonvolatile storage of computer readable instructions, data structures, program modules and other data to the PC 120. The data structures may include the relevant data for implementing a method as described above. Although the exemplary environment uses a hard disk (not shown) and an external disk 142, it will be apparent to those skilled in the art that other types of computer-readable media that can store computer-accessible data can be used in the exemplary work environment, such as magnetic cassettes, flash Memory cards, digital video disks, random access memory, read-only memory, etc.
Eine Vielzahl von Programm-Modulen, insbesondere ein Betriebssystem (nicht gezeigt) ein oder mehrere Applikationsprogramme 144, oder Programm-Module (nicht gezeigt) und Programmdaten 146, können auf der Festplatte, der externen Disk 142, dem ROM 130 oder dem RAM 128 gespeichert werden. Die Applikationsprogramme können zumindest einen Teil der Funktionalität, wie in Figur 7 gezeigt, umfassen.A plurality of program modules, particularly an operating system (not shown), one or more application programs 144, or program modules (not shown) and program data 146 may be stored on the hard disk, external disk 142, ROM 130, or RAM 128 become. The application programs may comprise at least part of the functionality as shown in FIG.
Ein Benutzer kann Kommandos und Information, wie oben beschrieben, in den PC 120 anhand von Eingabevorrichtungen, wie z.B. einer Tastatur bzw. eines Keyboards 148 und einer Computermaus bzw. einem Trackball 150 eingeben. Andere Eingabevorrichtungen (nicht gezeigt) können ein Mikrofon und/andere Sensoren, einen Joystick, ein Spielpolster bzw. -kissen, einen Scanner oder ähnliches umfassen. Diese oder andere Eingabevorrichtungen können mit der Prozessoreinheit 122 anhand einer seriellen Schnittstelle 152 verbunden sein, welche mit dem System 126 gekoppelt ist, oder können anhand anderer Schnittstellen, wie z.B. einer parallelen Schnittstelle 154, eines Spieleports oder eines universellen seriellen Busses (USB) verbunden sein. Weiterhin kann Information mit einem Drucker 156 gedruckt werden. Der Drucker 156 und andere parallele Eingabe/Ausgabevorrichtungen können mit der Prozessoreinheit 122 durch die parallele Schnittstelle 154 verbunden sein. Ein Monitor 158 oder andere Arten von Anzeigevorrichtung(en) ist/sind mit dem Systembus 126 mittels einer Schnittstelle, wie z.B. eines VideoeingangAausgangs 160 verbunden. Zusätzlich zu dem Monitor kann die Rechnerumgebung 120 andere periphere Ausgabevorrichtungen (nicht gezeigt) wie z.B. Lautsprecher oder akustische Ausgänge umfassen.A user may enter commands and information as described above into the PC 120 using input devices such as a keyboard 148 and a computer mouse or trackball 150, respectively. Other input devices (not shown) may include a microphone and / or other sensors, a joystick, a game pad, a scanner, or the like. These or other input devices may be connected to the processor unit 122 via a serial interface 152 coupled to the system 126 or may be connected to other interfaces such as a parallel interface 154, a game port or a universal serial bus (USB) , Furthermore, information may be printed with a printer 156. The printer 156 and other parallel Input / output devices may be connected to the processor unit 122 through the parallel interface 154. A monitor 158 or other type of display device (s) is / are connected to the system bus 126 via an interface, such as a video input output 160. In addition to the monitor, computing environment 120 may include other peripheral output devices (not shown) such as speakers or audio outputs.
Die Rechnerumgebung 120 kann mit anderen elektronischen Vorrichtungen z.B. einem Computer, einem Schnurtelefon, einem schnurlosen Telefon, einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem Fernseher oder ähnlichem kommunizieren. Um zu kommunizieren, kann die Rechnerumgebung 120 in einer vernetzten Umgebung arbeiten, wobei Verbindungen zu einem oder mehreren elektronischen Vorrichtungen verwendet werden. Figur 7 stellt die mit einem "remote Computer" bzw. entfernten Computer 162 vernetzte Rechnerumgebung dar. Der entfernte Computer 162 kann eine andere Rechnerumgebung, wie z.B. ein Server, ein Router, ein Netzwerk-PC, eine gleichwertige bzw. "peer" Vorrichtung oder andere gewöhnliche Netzwerkknoten sein und kann viele oder alle der hinsichtlich der Rechnerumgebung 120 oben beschriebenen Elemente umfassen. Die logischen Verbindungen, wie sie in Figur 7 dargestellt sind, umfassen ein "local area network" (LAN) 164 und ein "wide are network" (WAN) 166. Solche Netzwerkumgebungen sind alltäglich in Büros, firmenweiten Computernetzwerken, Intranetzen und dem Internet.The computing environment 120 may communicate with other electronic devices, e.g. a computer, a cordless phone, a cordless phone, a personal digital assistant (PDA), a television or the like. To communicate, computing environment 120 may operate in a networked environment using connections to one or more electronic devices. FIG. 7 illustrates the computing environment networked with a remote computer 162. The remote computer 162 may include another computing environment, such as a computer. may be a server, a router, a networked PC, a peer device or other common network node, and may include many or all of the elements described above with respect to computing environment 120. The logical connections, as shown in Figure 7, include a local area network (LAN) 164 and a wide-area network (WAN) 166. Such networking environments are commonplace in offices, corporate-wide computer networks, intranets, and the Internet.
Wenn eine Rechnerumgebung 120 in einer LAN-Netzwerkumgebung verwendet wird, kann die Rechnerumgebung 120 mit dem LAN 164 durch einenWhen a computing environment 120 is used in a LAN network environment, the computing environment 120 may be connected to the LAN 164 through a
Netzwerkeingang/-ausgang 168 verbunden sein. Wenn die Rechnerumgebung 120 in einer WAN-Netzwerkumgebung verwendet wird, kann die Rechnerumgebung 120 ein Modem 170 oder andere Mittel zum Herstellen einer Kommunikation über dasNetwork input / output 168 connected. When the computing environment 120 is used in a WAN networking environment, the computing environment 120 may include a modem 170 or other means for establishing communication over the
WAN 166 umfassen. Das Modem 170, welches intern und extern bezüglich der Rechnerumgebung 120 sein kann, ist mit dem Systembus 126 mittels der seriellenWAN 166 include. The modem 170, which may be internal and external to the computing environment 120, is connected to the system bus 126 via the serial bus
Schnittstelle 152 verbunden. In der Netzwerkumgebung können Programm-Module, welche relativ zu der Rechnerumgebung 120 dargestellt sind, oder Abschnitte davon in einer entfernten Speichereinrichtung gespeichert sein, welche an oder von einem entfernten Computer 162 zugreif bar bzw. systemeigen sind. Weiterhin können andere Daten, welche für das oben beschriebene Verfahren bzw. System relevant sind, auf oder von dem entfernten Computer 162 zugreifbar vorliegen. Ferner ist es möglich ein System zum dynamischen Integrieren von einer geographischen Kartendarstellung und einer schematischen Kartendarstellung an einen Navigations- Ortsempfänger (z.B. G PS-Empfanger) zu kopplen, so daß beispielsweise in Abhängigkeit einer geographischen Position, ein Zoomfaktor und/oder Verzerrungsgrad einer integrierten Karte automatisch durch das System bestimmbar ist.Interface 152 connected. In the network environment, program modules represented relative to the computing environment 120, or portions thereof stored in a remote memory device accessible to or from a remote computer 162. Furthermore, other data relevant to the method or system described above may be accessible on or from the remote computer 162. It is also possible to couple a system for dynamically integrating a geographic map display and a schematic map display to a navigation location receiver (eg G PS receiver) so that, for example, depending on a geographical position, a zoom factor and / or degree of distortion of an integrated map automatically determinable by the system.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
10;50;70 geographische Kartendarstellung10; 50; 70 geographical map representation
11 -19; 51 ,53;71 ,73 Ausgangspositionen11 -19; 51, 53; 71, 73 starting positions
14, 16 Isolinien 20;60;80 schematische Kartendarstellung14, 16 isolines 20; 60; 80 schematic map representation
21 -29;63,65;81 ,83 Zielpositionen21-29, 63, 65, 81, 83 target positions
22-28 Verbindungen22-28 connections
30; 100 integrierte Kartendarstellung30; 100 integrated map display
90 verzerrtes Gitter 91 ,93,95 Gitterpunkte90 distorted grid 91, 93,95 grid points
101 ,103,105 geographische (Ausgangs-)Positionen101, 103,105 geographical (initial) positions
111 ,113,1115 Isolinien111, 113,1115 isolines
120 Rechnerumgebung120 computer environment
122 Prozessoreinheit 124 Systemspeicher122 processor unit 124 system memory
126 Systembus126 system bus
128 random access memory (RAM) 130 Nur-Lesespeicher (ROM)128 random access memory (RAM) 130 read-only memory (ROM)
132 Festplattenlaufwerk132 Hard disk drive
134 Disklaufwerk134 disk drive
136 entfernbare Disk 138 Festplattenlaufwerkschnittstelle136 removable disk 138 hard disk drive interface
140 Disklaufwerkschnittstelle140 disk drive interface
142 externe Disk142 external disc
144 Applikationsprogramm144 application program
146 Programmdaten 148 Tastatur146 Program Data 148 Keyboard
150 Computermaus/Trackball150 computer mouse / trackball
152 serielle Schnittstelle152 serial interface
154 parallele Schnittstelle154 parallel interface
156 Drucker 158 Monitor156 Printer 158 Monitor
160 Videoeingang/ -ausgang160 video input / output
162 entfernter Computer162 remote computer
164 "local area network" (LAN)164 "local area network" (LAN)
166 "Wide area network" (WAN) 168 Netzwerkeingang/ -ausgang 166 "Wide area network" (WAN) 168 Network input / output

Claims

Patentansprüche claims
1. Computer-implementiertes Verfahren zum dynamischen Integrieren von einer geographischen Kartendarstellung (10) und einer schematischen Kartendarstellung (20), umfassend:A computer-implemented method for dynamically integrating a geographic map representation (10) and a schematic map representation (20), comprising:
Bereitstellen einer geographischen Kartendarstellung (10) mit einer oder mehreren Ausgangspositionen (11 , 13, 15, 17, 19), welche einer oder mehreren Zielpositionen (21 , 23, 25, 27, 29) in einer schematischen Kartendarstellung (20) zugeordnet sind;Providing a geographical map representation (10) having one or more home positions (11, 13, 15, 17, 19) associated with one or more target locations (21, 23, 25, 27, 29) in a schematic map representation (20);
Berechnen einer interpolierenden und kontinuierlichen Abbildungsfunktion durch Anwenden eines Warping-Verfahrens unter Verwendung der Ausgangspositionen (11 , 13, 15, 17, 19) und der Zielpositionen (21 , 23, 25, 27, 29) als Referenzpunkte verbunden mit einem Verfahren zur Überlappungskontrolle; undCalculating an interpolating and continuous mapping function by applying a warping method using the home positions (11, 13, 15, 17, 19) and the target positions (21, 23, 25, 27, 29) as reference points associated with a method of overlap control; and
Anzeigen einer dynamisch bzw. interaktiv integrierten KartendarstellungDisplay of a dynamically or interactively integrated map display
(30) durch dynamische Anwendung der Abbildungsfunktion auf die geographische Kartendarstellung (10) und/oder die schematische Kartendarstellung (20), so daß die jeweilige Kartendarstellung entsprechend eines gewählten Verzerrungsfaktors verzerrt wird, wobei die integrierte Kartendarstellung (30) unabhängig von dem gewählten Verzerrungsfaktor zumindest Elemente und/oder Teile von sowohl der geographischen Kartendarstellung (10) als auch der schematischen Kartendarstellung (20) darstellt.(30) by dynamically applying the mapping function to the geographic map representation (10) and / or the schematic map representation (20) so that the particular map representation is distorted according to a selected distortion factor, wherein the integrated map representation (30) is independent of the selected bias factor at least Represent elements and / or parts of both the geographic map representation (10) and the schematic map representation (20).
2. Verfahren nach Anspruch 1 , der Schritt des Anzeigens einer integrierten Kartendarstellung (30) weiterhin umfassend:The method of claim 1, the step of displaying an integrated map representation (30) further comprising:
Anzeigen der dynamisch bzw. interaktiv integrierten Kartendarstellung (30), durch Anwendung einer Zoomfunktion gekoppelt mit der Abbildungsfunktion auf die geographische Kartendarstellung (10) und/oder die schematische Kartendarstellung (20). Displaying the dynamically or interactively integrated map display (30) by applying a zoom function coupled with the mapping function to the geographic map representation (10) and / or the schematic map representation (20).
3. Verfahren nach Anspruch 2, der Schritt der Anwendung einer Zoomfunktion gekoppelt mit der Abbildungsfunktion weiterhin umfassend: dynamisches Interpolieren zwischen der geographischen Kartendarstellung (10) und der schematischen Kartendarstellung (20) durch Anwendung derThe method of claim 2, the step of applying a zoom function coupled with the mapping function further comprising: dynamically interpolating between the geographic map representation (10) and the schematic map representation (20) by using the
Abbildungsfunktion bei gleichzeitiger Anwendung der Zoomfunktion, wobei einImaging function with simultaneous use of the zoom function, with a
Zentrum der integrierten Kartendarstellung (30) an einer konstantenCenter of integrated map display (30) at a constant
Darstellungsposition bleibt, wobei die Interpolation bevorzugt linear erfolgt.Display position remains, the interpolation is preferably linear.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangen Ansprüche, weiterhin umfassend:4. The method according to one or more of the preceding claims, further comprising:
Anzeigen der dynamisch bzw. interaktiv integrierten Kartendarstellung (30) durch Anwendung der Abbildungsfunktion gekoppelt mit einer Vergrößerungsfunktion, welche auf einen Ausschnitt (52, 54) der integrierten Kartendarstellung (30) anwendbar ist.Displaying the dynamically or interactively integrated map display (30) by using the mapping function coupled with a magnification function applicable to a section (52, 54) of the integrated map display (30).
5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, weiterhin umfassend: Berechnen eines auswahl- und/oder auflösungsmäßigen Detailgrads für die integrierte Kartendarstellung (30) in Abhängigkeit von einem Ausgabegerät und/oder dem Verzerrungsgrad.5. The method according to one or more of the preceding claims, further comprising: calculating a selection and / or resolution level of detail for the integrated map display (30) in dependence on an output device and / or the degree of distortion.
6. Verfahren nach Anspruch 5, weiterhin umfassend: Anzeigen der dynamisch bzw. interaktiv integrierten Kartendarstellung (30) durch Anwendung der Abbildungsfunktion gekoppelt mit dem auswahl- und/oder auflösungsmäßigem Detailgrad und/oder der Vergrößerungsfunktion in Abhängigkeit einer geographischen Position und/oder einer Bewegung eines Benutzers.6. The method of claim 5, further comprising: displaying the dynamically or interactively integrated map display (30) by applying the mapping function coupled with the selection and / or resolution detail level and / or the magnification function in response to a geographic location and / or movement a user.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche, weiterhin umfassend:7. The method according to one or more of the preceding claims, further comprising:
Berechnen und Darstellen von Abstandsinformationen in der integrierten Kartendarstellung (30). Calculating and displaying distance information in the integrated map representation (30).
8. Verfahren nach Anspruch 7, der Schritt des Berechnens und Darstellens von Abstandsinformationen in der integrierten Kartendarstellung (30) weiterhin umfassend: Verzerren eines regulären Gitters (90) bei gleichzeitiger Anwendung derThe method of claim 7, further comprising the step of calculating and presenting distance information in the integrated map representation (30): distorting a regular grid (90) while using the
Abbildungsfunktion auf die geographische Kartendarstellung (10) und zwar durch Anwendung der Abbildungsfunktion auf ein oder mehrere Gitterpunkte (91 , 93, 95) des Gitters; undMapping function to the geographic map representation (10) by applying the mapping function to one or more grid points (91, 93, 95) of the grid; and
Darstellen der Abstandsinformationen durch Isolinien (111 , 113, 115) in der integrierten Kartendarstellung (30) und zwar durch Berechnung eines Abstands von jedem der Gitterpunkte (91 , 93, 95) zu einer entsprechend nächsten geographischen Positionen (101 , 103, 105) in der geographischen Kartendarstellung (10) und Anwendung des Warping-Verfahrens auf das verzerrte Gitter (90).Representing the distance information by isolines (111, 113, 115) in the integrated map representation (30) by calculating a distance from each of the grid points (91, 93, 95) to a corresponding next geographic positions (101, 103, 105) in FIG the geographic map representation (10) and applying the warping method to the distorted grid (90).
9. Computerprogrammprodukt, insbesondere auf einem computerlesbaren Medium gespeichert oder als Signal verwirklicht, welches, wenn geladen in den Speicher eines Computers oder eines Computernetzwerkes und ausgeführt von einem Computer oder einem Computernetzwerk, bewirkt, daß der Computer oder das Computernetzwerk ein Verfahren nach einem oder mehreren der vorangegangenen Ansprüche durchführt.A computer program product, in particular stored or signalized on a computer readable medium, which, when loaded into the memory of a computer or computer network and executed by a computer or computer network, causes the computer or computer network to perform a one or more method of the preceding claims.
10. Computer System zum dynamischen Integrieren von einer geographischen Kartendarstellung (10) und einer schematischen Kartendarstellung (20), umfassend: eine Speichervorrichtung, welche ausgelegt ist, eine geographischen Kartendarstellung (10) mit einer oder mehreren Ausgangspositionen (11 , 13, 15, 17, 19), welche einer oder mehreren Zielpositionen (21 , 23, 25, 27, 29) in einer schematischen Kartendarstellung (20) zugeordnet sind, zu speichern; eine Datenverarbeitungsvorrichtung, welche ausgelegt ist, eine interpolierende und kontinuierlichen Abbildungsfunktion zu berechnen und zwar durch Anwenden eines Warping-Verfahrens unter Verwendung der Ausgangspositionen (11 , 13, 15, 17, 19) und der Zielpositionen (21 , 23, 25, 27, 29) als Referenzpunkte verbunden mit einem Verfahren zur Überlappungskontrolle; und ein Display, welches ausgelegt ist, eine dynamisch bzw. interaktiv integrierte Kartendarstellung (30) darzustellen und zwar durch dynamische Anwendung der Abbildungsfunktion auf die geographische Kartendarstellung (10) und/oder die schematische Kartendarstellung (20), so daß die jeweiligeA computer system for dynamically integrating a geographic map representation (10) and a schematic map representation (20), comprising: a memory device configured to display a geographic map representation (10) having one or more home positions (11, 13, 15, 17 , 19) associated with one or more target positions (21, 23, 25, 27, 29) in a schematic map representation (20); a data processing apparatus configured to calculate an interpolating and continuous mapping function by applying a warping method using the home positions (11, 13, 15, 17, 19) and the target positions (21, 23, 25, 27, 29 ) as reference points associated with a method of overlap control; and a display configured to display a dynamically or interactively integrated map display (30) by dynamically applying the mapping function to the geographic map representation (10) and / or the schematic map representation (20) such that the respective
Kartendarstellung entsprechend eines gewählten Verzerrungsfaktors verzerrt wird, wobei die integrierte Kartendarstellung (30) unabhängig von dem gewähltenMap display is distorted according to a selected distortion factor, the integrated map display (30) regardless of the selected
Verzerrungsfaktor zumindest Elemente und/oder Teile von sowohl der geographischen Kartendarstellung (10) als auch der schematischenDistortion factor at least elements and / or parts of both the geographical map representation (10) and the schematic
Kartendarstellung (20) darstellt.Map display (20) represents.
11. System nach Anspruch 10, wobei das Display weiterhin ausgelegt ist, die dynamisch bzw. interaktiv integrierte Kartendarstellung (30), durch Anwendung einer Zoomfunktion gekoppelt mit der Abbildungsfunktion auf die geographische Kartendarstellung (10) und/oder die schematische Kartendarstellung (20) anzuzeigen.The system of claim 10, wherein the display is further configured to display the dynamically or interactively integrated map display (30) by applying a zoom function coupled with the mapping function to the geographic map representation (10) and / or the schematic map representation (20) ,
12. System nach Anspruch 11 , wobei das Display weiterhin ausgelegt ist dynamische zwischen der geographischen Kartendarstellung (10) und der schematischen Kartendarstellung (20) durch Anwendung der Abbildungsfunktion bei gleichzeitiger Anwendung der Zoomfunktion zu interpolieren, wobei ein Zentrum der integrierten Kartendarstellung (30) an einer konstanten Darstellungsposition bleibt.The system of claim 11, wherein the display is further configured to interpolate dynamic between the geographic map representation (10) and the schematic map representation (20) by using the mapping function while using the zoom feature, wherein a center of the integrated map representation (30) a constant display position remains.
13. Systemnach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 12, wobei das Display weiterhin ausgelegt ist, die dynamische bzw. interaktive integrierte Kartendarstellung (30) durch Anwendung der Abbildungsfunktion gekoppelt mit einer Vergrößerungsfunktion, welche auf einen Ausschnitt (52, 54) der integrierten Kartendarstellung (30) anwendbar ist, anzuzeigen.13. The system of one or more of claims 10 to 12, wherein the display is further configured to provide the dynamic or interactive integrated map display (30) by applying the mapping function coupled with a magnification function to a portion (52, 54) of the integrated map representation (30) is applicable.
14. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 13, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung weiterhin ausgelegt ist, einen auswahl- und/oder auflösungsmäßigen Detailgrad für die integrierte Kartendarstellung (30) in Abhängigkeit von einem Ausgabegerät und/oder dem Verzerrungsgrad zu berechnen.14. The system according to claim 10, wherein the data processing device is further configured to provide a selection and / or resolution degree of detail for the integrated map display (30) in FIG Dependence on an output device and / or to calculate the degree of distortion.
15. System nach Anspruch 14, wobei das Display weiterhin ausgelegt ist, die dynamisch bzw. interaktiv integrierte Kartendarstellung (30) durch Anwendung der Abbildungsfunktion gekoppelt mit dem auswahl- und/oder auflösungsmäßigem Detailgrad und/oder der Vergrößerungsfunktion in Abhängigkeit einer geographischen Position und/oder einer Bewegung eines Benutzers anzuzeigen.15. The system of claim 14, wherein the display is further configured to dynamically or interactively integrate the map display (30) by applying the mapping function coupled with the selection and / or resolution detail level and / or magnification function depending on a geographic location and / or to indicate a movement of a user.
16. System nach einem oder mehreren der Ansprüche 10 bis 15, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung weiterhin ausgelegt ist, Abstandsinformationen in der integrierten Kartendarstellung (30) zu berechnen und auf dem Displays darzustellen.The system of one or more of claims 10 to 15, wherein the data processing device is further configured to calculate distance information in the integrated map representation (30) and to display it on the display.
17. System nach Anspruch 16, wobei die Datenverarbeitungsvorrichtung weiterhin ausgelegt ist, ein reguläres Gitter (90) bei gleichzeitiger Anwendung der Abbildungsfunktion auf die geographische Kartendarstellung (10) durch Anwendung der Abbildungsfunktion auf ein oder mehrere Gitterpunkte (91 , 93, 95) des Gitters (90) zu verzerren; und die Abstandsinformationen durch Isolinien (111 , 113, 115) in der integrierten Kartendarstellung (30) durch Berechnung eines Abstands von jedem der Gitterpunkte (91 , 93, 95) zu einer entsprechend nächsten geographischen Position (13, 15) in der geographischen Kartendarstellung (10) und Anwendung des Warping-Verfahrens auf das verzerrte Gitter (90) auf dem Display darzustellen.The system of claim 16, wherein the data processing device is further adapted to maintain a regular grid (90) while applying the mapping function to the geographic map representation (10) by applying the mapping function to one or more grid points (91, 93, 95) of the grid (90) to distort; and the distance information by isolines (111, 113, 115) in the integrated map representation (30) by calculating a distance from each of the grid points (91, 93, 95) to a corresponding next geographic position (13, 15) in the geographic map representation ( 10) and applying the warping method to the distorted grid (90) on the display.
18. Anzeige einer integrierten Kartendarstellung (30) als dynamischen Integration von einer geographischen Kartendarstellung (10) und einer schematischen Kartendarstellung (20), wobei: die dynamisch bzw. interaktiv integrierte Kartendarstellung (30) angezeigt ist durch dynamische Anwendung einer Abbildungsfunktion auf eine geographischen Kartendarstellung (10) mit einer oder mehreren Ausgangspositionen (11 , 13, 15, 17, 19), welche einer oder mehreren Zielpositionen (21 , 23, 25, 27, 29) in einer schematischen Kartendarstellung (20) zugeordnet sind, und/oder die schematische Kartendarstellung (20), so daß die jeweilige Kartendarstellung entsprechend eines gewählten Verzerrungsfaktors verzerrt wird, die interpolierenden und kontinuierlichen Abbildungsfunktion eine Warping- Verarbeitung unter Verwendung der Ausgangspositionen (11 , 13, 15, 17, 19) und der Zielpositionen (21 , 23, 25, 27, 29) als Referenzpunkte verbunden mit einer Überlappungskontrolle aufweist, und die integrierte Kartendarstellung (30) unabhängig von dem gewählten Verzerrungsfaktor zumindest Elemente und/oder Teile von sowohl der geographischen Kartendarstellung (10) als auch der schematischen Kartendarstellung (20) darstellt. 18. displaying an integrated map display (30) as dynamic integration of a geographic map representation (10) and a schematic map representation (20), wherein: the dynamically or interactively integrated map display (30) is displayed by dynamically applying a mapping function to a geographic map representation (10) having one or more starting positions (11, 13, 15, 17, 19) which correspond to one or more target positions (21, 23, 25, 27, 29) in a schematic map representation (20). and / or the schematic map representation (20) so that the respective map representation is distorted according to a selected distortion factor, the interpolating and continuous mapping function warping processing using the home positions (11, 13, 15, 17, 19) and the target positions (21, 23, 25, 27, 29) as reference points associated with an overlapping control, and the integrated map display (30) at least elements and / or parts of both the geographic map representation (10) and the irrespective of the selected distortion factor schematic map representation (20) represents.
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