[发明专利]顾及形变控制的小屏幕变比例尺交通路线图生成方法

说明书

技术领域

本发明属于地理空间信息系统技术领域，特别是一种顾及形变控制的小屏幕变比例尺交通路线图生成方法。

背景技术

周成虎在2015年提出了全空间信息系统的概念，指出建立多元、多尺度、多语义、多模态等特征的大数据表达模型，形成数据的空间协同表达。而作为空间信息主要的表达工具之一的地图目前已被广泛应用于各类移动设备以方便人们日常活动，例如规划户外运动和景区旅游路线。

用户在旅游或者室外运动中经常将路线图显示于移动设备上以方便规划路线。然而移动设备显示屏幕通常较小，若较大范围的地图通过等比例尺缩小在小屏幕显示，可能会导致清晰度和辨识度的降低，尤其对于地图中地物较为密集的区域。

现有提出的改善地图清晰度方法主要可以分为两类。一是保持地图比例尺不变，第二类方法主要通过采用变比例尺转换提高显示的清晰度，即相对增大兴趣区域。相对于第一类方法，变比例尺转换由于对地图不同区域采用了连续式的比例尺变化，克服了多尺度表达中不同比例尺地图关联时产生的匹配对应困难，并尽可能多的清楚显示关注的细节信息，从而更好地利用了小屏幕有限的显示空间。然而现有该类针对网状地图的方法存在的问题是，未考虑地图中地标与注记符号的显示空间，并且缺乏对地图变形的控制。

现有方法包括：1)多比例尺表达，即对同一区域使用不同比例尺地图进行切换或者采用不同窗口显示不同比例尺地图(Karnick P,Cline D,Jeschke S,et al.Route Visualization Using Detail Lenses[J].IEEE Transactions onVisualization and Computer Graphics,2010,16(2):235-247.)；2)制图综合算法是通过空间和地理属性的变换，从数据源导出一个符号化的、数字编码的地图数据集的过程，其目标是减少或简化图域内地图或编码数据的数量、类型和地图学描述，以求符合于所选择的制图同的和所面向的读者，并保持预定比例尺上表达的清晰性。(Li Z L.Algorithmic Foundation of Multi-Scale Spatial Representation[M].CRC Press,2006.和徐柱，刘彩凤，张红，等.基于路划网络功能评价的道路选取方法[J].测绘学报,2012,41(5):769-776)[Xu Z,Liu C F,Zhang H,et al.Road Selection Based on Evaluation of Stroke Network Functionality[J].ActaGeodaetica et Cartographica Sinica,2012,41(5):769-776.])；3)订制表达(personalization)，即仅显示与任务相关的地图内容。第二类方法主要通过采用变比例尺转换提高显示的清晰度，即相对增大兴趣区域(Wilson D,Bertolotto M,Weakliam J.Personalizing Map Content to Improve Task Completion Efficiency[J].International Journal of Geographical Information Science,2010,24(5):741-760.)。

现有技术方法未考虑地图中地标与注记符号的显示空间，并且缺乏对地图变形的控制。事实上过度的变形容易导致地图识别能力的降低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种顾及形变控制的小屏幕变比例尺交通路线图生成方法，考虑了当前使用的移动设备显示屏幕尺寸式样繁多，根据给定显示尺寸生成变比例尺地图，线路图更加清晰、易识别。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

一种顾及形变控制的小屏幕变比例尺交通路线图生成方法，包括以下步骤：

步骤1：密度分布估计，包括：

步骤1.1：将地图通过均匀格网进行划分，并计算单个格网单元的面积A；

步骤1.2：针对某个选定的格网单元，统计此格网单元中的节点和内点的数量N；

步骤1.3：计算步骤1.2中所述格网单元的密度分布：其表达式为：

式(1)中，D表示格网单元的密度值；

步骤1.4：在得到单个格网单元的密度值后，采用平滑滤波方法，计算单个格网单元周围区域密度情况；

步骤2：基于密度分布的变比例尺变换，包括：