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近年来,随着城市数字化工作的稳步推进、网络地图服务的逐步发展、基于位置的信息服务的循序渐进,电子地图得到了前所未有的发展机遇,成为地图服务于社会经济的重要手段。地图注记作为地图的语言,合理配置注记是制作电子地图的一项既不可或缺又耗费人力的工作。它要求在满足制图规则的前提下,将注记摆放在地物的周边以清晰地表达地物的信息。由于地图注记的最优化问题多为NP-难问题,而且注记规则随着实际需求的不同而大相径庭,难以完全满足。因此,地图注记的自动化一直是计算几何领域、数字制图领域具有挑战性的研究课题。
由于中文与西文在注记规则上存在较大差异,许多注记研究成果通常不能直接使用。尽管国内已有不少学者在注记配置问题上做了大量的研究工作,但并没有获得广泛的实际应用。为了生成高质量的地图,注记配置仍然需要不少的人工干预,严重制约和影响了地图生产的速度。
本文对注记自动化问题进行了较为全面而系统的探讨,并基于Vega-IMap设计并实现了地图注记自动配置系统,取得了如下的主要成果:
1.在注记算法的性能方面,针对注记压盖避让问题,基于R-树实现了可并行的高效率注记压盖检测算法,能满足大规模数据的注记需求:针对点注记问题,在分析总结现有地图对长地名的处理基础上,提出了注记文本的分行规则,实现了长地名的智能分行;针对线注记问题,考虑了各种实际的应用需求,通过应用同名要素合并、同名要素避让、注记沿线展开、重复注记等多种手段达到了高质量的注记效果。
2.在注记算法的多样性方面,实现了不同配置模式的高效注记算法以满足各种实际需求。针对点注记问题,实现了贪心算法和启发式算法;针对线注记问题,实现了点定位注记模式、针对西文的点矩形框注记模式和针对中文的各种曲线注记模式;针对面注记问题,则实现了4种注记模式,其中改进了现有的基于Delaunay三角网提取主骨架线的算法。
3.在注记算法的实用性方面,基于Vega-IMap电子地图发布软件开发了可跨平台运行的注记自动配置系统。注记系统除了具备地图注记符号的设置功能外,还考虑了分级注记、自定义字段、定制保存、综合注记、标注导出与编辑等实际工程需求。实验表明,注记系统界面友好、配置灵活、功能完备,能满足电子地图的应用需求,并在国家863项目“基于新软硬件体系结构的网络地图服务器关键技术研发”的项目验收、腾讯电子地图生产中得到应用。