地圖要素繪制軟件系統設置教程?摘要：針對AdobeIllustrator環境下地圖制圖中的地圖注記配置非常複雜,需要大量人機交互操作,難以滿足快速出圖需求的問題該文提出了一種基于開放式地圖注記規則庫的智能化地圖注記配置方法該方法将用戶設定的地圖注記規則庫以及基于Adobe文本引擎的注記配置算法,通過二次開發技術嵌入到制圖軟件中,實現了GIS數據中點、線、面要素地圖注記在制圖軟件中的智能化配置該方法解決了注記沖突問題,極大地減少了人工交互操作,縮短了制圖周期研究成果應用于研發的自動化地圖制圖插件系統中,取得較好的效果，現在小編就來說說關于地圖要素繪制軟件系統設置教程?下面内容希望能幫助到你，我們來一起看看吧!

地圖要素繪制軟件系統設置教程

摘要：針對AdobeIllustrator環境下地圖制圖中的地圖注記配置非常複雜,需要大量人機交互操作,難以滿足快速出圖需求的問題。該文提出了一種基于開放式地圖注記規則庫的智能化地圖注記配置方法。該方法将用戶設定的地圖注記規則庫以及基于Adobe文本引擎的注記配置算法,通過二次開發技術嵌入到制圖軟件中,實現了GIS數據中點、線、面要素地圖注記在制圖軟件中的智能化配置。該方法解決了注記沖突問題,極大地減少了人工交互操作,縮短了制圖周期。研究成果應用于研發的自動化地圖制圖插件系統中,取得較好的效果。

關鍵詞： AdobeIllustrator Adobe文本處理引擎 注記配置 測繪學 規則庫

基于GIS軟件的地圖制圖工藝因其制圖能力偏弱,難以達到公開出版地圖的标準,已逐漸被基于專業制圖軟件的地圖制圖工藝所替代。使用AI等專業的制圖軟件能夠制作出形式複雜、色彩豐富的符号與注記,極大地豐富地圖的表現形式,提高地圖的精美程度[1,2]。然而這種制圖工藝主要依靠人工方式進行地圖符号配置、注記配置、要素關系處理等,導緻地圖設計制作效率低,且更新困難。其中,注記配置問題通常是制圖過程中最為費時費力的環節之一[3],是實現自動化制圖必須解決的難題。

對于地圖注記配置的研究,有基于蟻群算法[4]、遺傳算法[5]、包絡回溯算法[6]、禁忌搜索算法[7]實現注記自動配置,但這些算法大多應用于GIS軟件環境,配置的注記藝術性較差。對制圖軟件中地圖注記配置的研究,國外研究者提出将AI及其插件MAPublisher與GIS軟件結合用戶制作高品質地圖産品,在一定程度上具有注記自動配置功能[8]。國内有基于CorelDRAW二次開發技術的地圖注記自動化配置方法研究[9],AI方面研究則相對緩慢,研究多集中于對MAPublisher插件的應用[10,11]。鑒于此,本文提出了一種AI環境下的基于開放式地圖注記規則庫的地圖注記智能化配置方法。該方法在Adobe文本引擎基礎上進行二次開發,将注記配置規則與注記配置算法嵌入到制圖軟件中,實現了GIS數據中點、線、面要素地圖注記的智能化配置,基本上解決了注記沖突問題。此方法結合GIS軟件和制圖軟件的優勢,既能充分利用GIS數據資源,又能保證地圖注記質量,極大地減少了人工交互操作,縮短了制圖周期。

1、地圖注記規則庫

地圖注記作為地圖語言三大要素之一,和地圖符号相輔相成,恰當的地圖注記能夠加強地圖的表現能力和可讀性[12]。地圖注記規則是在地圖制圖過程中指導注記配置和解決沖突的重要約束[13],是實現注記智能化自動配置的基礎。在地圖要素注記配置規則中,根據要素的種類可分為點、線、面3種要素注記規則。點狀、線狀要素可以根據要素的位置或走向定義相關注記規則。面狀要素由于形狀不規則、面積差異較大,不能基于單一的标注方法對所有面狀要素進行統一标注。本文根據面狀要素的特點将其分為兩種方法分别注記[14]:①面狀要素幾何中心标注法,将面要素轉化為點要素的注記配置;②面狀要素骨架線标注法,将面要素轉化為線要素的注記配置。

地圖注記規則庫是開放式制圖規則庫中重要的組成部分,而開放式制圖規則庫是地理信息系統(geographicinformationsystem,GIS)數據轉換到制圖軟件進行制圖的規則集合,包含了符号配置規則及地圖注記配置規則等。通過AI軟件的二次開發功能,讀取GIS數據及數據對應制圖規則,在AI中自動繪制出相應圖形,是GIS數據模型到制圖模型的轉換過程。開放式制圖規則庫可根據實際需求,由用戶進行調整。地圖注記規則庫将注記的配置從代碼中抽離出來,按照一定的形式進行組織和存儲。注記配置規則制定不用考慮注記配置程序的實現,而注記配置程序在設計時也不用考慮注記規則的變化。本文從地圖注記本質和實際制圖需要出發,結合Adobe文本引擎特點,歸納了相應的注記規則庫,其規則内容如圖1所示。開放式地圖注記規則庫基于注記信息、樣式特征、布局特征、和用戶配置4個方面去滿足實際制圖中對注記配置的要求。

圖1開放式地圖注記規則庫内容

2、Adobe文本引擎的注記配置算法

2.1Adobe文本引擎概述

Adobe文本引擎(Adobetextengine,ATE)是AdobeIllustratorCS6SDK提供的文本處理接口,用于解決AI環境下與文本相關功能的二次開發問題。Adobe文本引擎主要由suites和封裝類等組件構成,具體的組件如表1所示。基于這些組件,ATE可以方便靈活地設置注記的樣式特征和文本特征。

表1關鍵suites和封裝類說明

2.2點狀要素注記配置算法

點狀要素注記配置算法主要包括注記位置計算和沖突處理算法。點狀要素注記位置相對固定,分布在點狀要素四周。算法将點狀要素八方位方向上的候選位置賦予不同的優先級,依據優先級從高到低尋找到最先不發生注記沖突的位置,該位置即為最終注記位置[15]。圖2為八方位方向注記候選位置優先級,根據實際情況可對八方向上的優先級進行調整。

圖2八方位向候選位置優先級

點狀要素注記配置算法流程如圖3所示,關鍵步驟如下。

圖3點狀要素注記配置算法流程

1)選取八方位方向優先級最高的可标注位置作為注記候選位置,利用空間索引判斷注記的外接矩形與AI環境下已繪制的要素是否存在沖突。若存在沖突,則記錄沖突類型,進入下一個方位的沖突判斷;若不存在沖突,則該方位為最佳注記位置。

2)若該要素八方位方向上都存在沖突,則依據優先級在八方向上依次判斷點狀注記是否存在僅與線要素沖突的位置,若存在則該方向為注記最佳位置。

3)若不存在僅與線狀要素沖突的位置,則判斷是否強制繪制;若是則繪制該點要素标記,若否則将該點要素及注記加入AI的隐藏圖層,其流程如圖3所示。

2.3線狀要素注記配置算法

線狀要素注記位置不固定,配置相對複雜,線狀要素長度、傾斜程度等都會影響注記的标注。其配置算法包括注記文本路徑、注記走向、注記位置計算以及注記沖突處理算法。

1)注記文本路徑計算。

線狀要素注記在AI中不是獨立的文本對象,它的标注必須依附于線對象。本文采用ATE提供的on-pathtext文本放置方式,将文本沿着線要素轉換來的路徑進行排列。

2)注記走向計算。

線狀要素傾斜程度決定注記走向,為了提高計算效率本文采用縱橫比tanα反映曲線的傾斜程度。曲線L橫縱坐标的最大值和最小值分别為xmax、xmin、ymax、ymin,則曲線縱橫比為式(1)。

當tanα∈[0,1)∪(1,0]時,注記自左向右配置,優先選擇放置在線狀要素上方;當tanα∈[1, ∞)∪(∞,-1]時,注記自上而下配置,優先選擇放置在線狀要素右側。

3)注記位置計算。

根據圖1注記規則庫中的線布局特征所設置的約束規則,确定字體大小s,單次注記長l,注記重複次數m,注記首末兩字到線要素兩端的距離d,讀取線要素長度L以及單次注記字符數量n,由式(2)、式(3)可推導出單次注記内字符間隔d1,重複注記之間的間隔d2。實際情況中根據線要素長L與單次注記長度l的關系,可調整重複次數m重新計算獲得d1、d2。最後将這些參數賦值給ATE段落樣式封裝類IParaFeatures相應的字符間隔、重複注記之間間隔、前縮進、後縮進參數,由ATE計算得到注記字符的位置進行标繪。

l=(n−1)d1 ns(2)

L=ml (m−1)d2 2d(3)

4)沖突處理算法。

為地圖中線狀要素及注記建立空間索引,如果在注記的外接矩形中檢測到其他注記或要素,則通過線狀注記沖突處理方案進行調整,計算新的注記位置。檢測新的注記位置是否存在沖突,若存在,則繼續調整,直至不存在沖突(圖4)。

圖4線狀要素注記沖突處理算法流程

2.4面狀要素注記配置算法

針對面狀要素注記配置,根據面狀要素特征分為幾何中心标注法和骨架線标注法。基于面狀要素幾何中心标注方法根據面狀要素幾何中心配置注記,适用于面積較小的面狀要素,如小面積的湖泊等,其注記配置算法可歸類于點狀注記配置算法。而基于面狀要素骨架線的标注方法沿骨架線配置注記,适用于面積較大的面狀要素,如縣級行政區劃等,其注記配置方法可歸類于線狀注記配置方法。有關計算面狀要素骨架線的算法已較為成熟,如數學形态法、Delaunay三角網剖分、平行線法、重心法等。

3、地圖注記智能化配置方法

方法的主要思路為:在地圖注記規則庫驅動下,結合ATE注記配置算法,根據要素繪制優先級對單個要素的注記進行沖突判斷,計算其最佳注記位置,然後利用ATE按照注記規則對待注記要素進行标注,具體的注記配置流程如圖5所示。

圖5地圖注記智能化配置流程

1)從地理空間數據庫中依照注記配置優先級對要素進行排序。對于優先級高的注記優先放置标注,可以有效地減少次要注記對重要注記的幹擾。

2)判斷待注記要素類型,對于面狀要素依據配置規則獲取中心點或者骨架線轉換為點狀要素或線狀要素。

3)在注記規則庫的驅動下,結合不同類型要素的配置算法計算注記的候選位置。

4)對注記進行沖突檢測,若存在沖突則依據相應類型沖突處理算法調整注記配置參數生成新的候選位置。

5)選出最佳注記位置後進行注記要素繪制。對于點要素,若不存在最佳注記位置,則将該要素加入隐藏圖層。

4、實驗分析

本文基于AI環境下的DBTOMAP制圖插件平台對上述思想進行了實踐,選擇VisualStudio2012作為主要開發工具,采用C 進行二次開發,插件界面設計開發選擇QT技術,構建與AI軟件風格相似的插件外觀和界面。

本文分别以國家1∶1000000公開數據以及某市城區大比例尺數據作為實驗數據,在AI環境下對注記配置效果進行驗證。不同比例尺數據所體現的内容詳實程度不同,但注記配置方法基本一緻,可通過對注記規則庫的設置滿足不同比例尺數據下注記配置的要求。小比例尺環境下,注記多為不同等級行政區的點注記,實驗效果對比如圖6所示。

圖6地圖注記智能化配置結果對比

如圖7所示,随機繪制的注記結果沒有解決沖突問題,壓蓋嚴重,人工篩選要素與注記的操作不僅費時費力,也有一定的難度。而智能化注記配置結果各要素的注記擺放合理,注記與要素,注記與注記之間不存在沖突,突出了地圖所表達的信息,美化了地圖效果。

大比例尺環境下城市街區包含大量興趣點注記以及道路注記,注記配置更為複雜。圖7為該環境下的實驗效果。

圖7大比例尺下地圖注記智能化配置效果

圖7中,點狀注記默認配置在要素的左側。若存在沖突,則根據八方向位置優先級尋找合适的位置。如圖中矩形框所示,該注記在沖突處理後放置在點要素的右側。圖中線要素注記間隔合理,并與道路兩端保持相應距離。對于不同道路等級,注記采用了不同樣式,體現了道路的層次性。在道路交叉口,根據沖突處理過程的調整避免了注記壓蓋的現象,如上方正方形框所示。道路注記整體上疏密合宜、層次分明,注記效果良好。

5、結束語

針對AI環境下注記配置繁瑣的問題,本文提出了基于開放式地圖注記規則庫的地圖注記智能化配置方法,該方法設計了基于Adobe文本引擎的不同要素類型注記配置算法,結合用戶配置的注記規則庫,利用二次開發技術實現AI環境下注記智能化快速配置。本文研究成果在大、中、小比例尺地圖制圖中得以應用,使制圖軟件能充分利用GIS數據,在保證注記質量的同時,減少了大量的人工交互操作,提高了地圖制圖的效率,縮短了制圖周期。

更多精彩资讯请关注tft每日頭條，我们将持续为您更新最新资讯!