CN101655375B - 导航电子地图文字注记显示等级的自动划分方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种导航电子地图文字注记显示等级的自动划分方法及装置，属于数字制图技术领域，该方法包括：获取导航电子地图中所有文字注记的注记点，得到当前所有注记点；生成当前所有注记点的Voronoi图，并计算出每个注记点对应的Voronoi图的面积值；根据计算得到的注记点所对应的Voronoi图的面积值，计算出当前所有注记点对应的Voronoi图的总面积值；根据所述面积值和所述总面积值，计算出每个注记点对应的Voronoi图相对所有注记点对应的Voronoi图的面积比值；根据计算得到的面积比值和与文字注记的类型对应的预设权重值，计算出每个注记点对应的文字注记的显示等级，能够自动确定多级比例尺地图中文字注记的显示等级。

Description

导航电子地图文字注记显示等级的自动划分方法及装置

技术领域

本发明属于数字制图技术领域，尤其涉及一种导航电子地图文字注记显示等级的自动划分方法及装置。

背景技术

导航电子地图是移动信息服务中空间信息定位的载体，设计和开发高效的电子地图可视化方法是提高移动信息服务质量尤其是车载导航的实用化程度的重要手段之一。

地图注记是地图语言的组成部分，由自然语言构成，对地图符号起补充作用。地图有了注记才具有可阅读性和可翻译性，地图注记是一种十分重要的信息传输工具，注记的配置效果直接影响着地理信息的传输效率。

由于导航仪的显示屏幕尺寸有限，难以表达丰富的信息量，一定程度上限制了车载导航个性化服务的进程。在导航过程中，需要实现由近及远的多级比例尺(无级)显示注记。为解决电子地图文字注记的自适应表达和多尺度显示，就需要解决导航电子地图文字注记显示等级划分的问题。目前主要通过以下几种方法对文字注记显示等级进行划分：

方法一：采用人工的方式进行文字注记的显示等级划分；由于人工配置的工作量大，而且配置的效果也因人而异，因此难以对人工配置的文字注记进行质量控制。

方法二：利用计算机根据文字注记的类型划分文字注记的显示等级，例如可将文字注记的类型划分：教育设施、医疗设施和娱乐设施等。由于仅仅考虑文字注记的类型，而忽略文字注记的空间分布关系，因此会导致文字注记在不同比例尺下，文字注记的密度不均匀，例如当某个类型的文字注记非常多的时候，该类型的文字注记在上一个比例尺显示，而下一个比例尺就不显示，会出现文字注记的大范围的消失，从而出现视觉跳跃的现象。

方法三：对导航电子地图进行格网划分，根据格网中文字注记的密度，划分文字注记的显示等级。由于格网内文字注记显示等级不考虑文字注记的空间分布关系，并且也不考虑文字注记的类型属性，因此会形成格网边界附近的文字注记大都被保留，导致整个图幅上沿着格网边界，文字注记密集的现象；

方法四：初略的将文字注记的显示等级划分为4级、8级、16级或者N级等(N远小于文字注记的数目)。由于文字注记的显示等级划分过于粗略，仅仅划分N级难以精确的描述文字注记的在显示上的差异需求，并且无法区别任意两个不同的文字注记在显示等级上的差异。

在实现本发明的过程中，发现现有技术至少存在以下问题：在现有的文字注记显示等级的划分方法中，由于没有根据文字注记的空间结构关系来进行文字注记的显示等级划分，因此会造成在某一比例尺中显示过多的文字注记，而在另一比例尺中显示较少的文字注记，从而降低了导航电子地图的可读性。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的目的是提供一种导航电子地图文字注记显示等级的自动划分方法及装置，能够实现在任意比例尺的电子地图中，既不过多的显示文字注记，也不过少的显示注记，保证导航电子地图中文字注记的密度。

本发明实施例提供一种导航电子地图文字注记显示等级的自动划分方法，所述方法包括：

步骤A、获取所述导航电子地图中所有文字注记的注记点，得到当前所有注记点；

步骤B、生成当前所有注记点的泰森多边形Voronoi图，计算出每个注记点对应的泰森多边形Voronoi图的面积值；

步骤C、根据计算得到的注记点所对应的泰森多边形Voronoi图的面积值，计算出当前所有注记点对应的泰森多边形Voronoi图的总面积值；

步骤D、根据所述面积值和所述总面积值，计算出每个注记点对应的泰森多边形Voronoi图相对所有注记点对应的泰森多边形Voronoi图的面积比值；

步骤E、根据计算得到的面积比值和与文字注记的类型对应的预设权重值，计算出每个注记点对应的文字注记的显示等级。

优选的，所述方法还包括：

步骤F、从计算得到的所有文字注记的显示等级中，选取最小的显示等级对应的文字注记；

步骤G、将选取的文字注记对应的注记点从所述导航电子地图中删除，得到当前所有注记点，返回步骤B。

优选的，所述步骤F具体包括：

对计算得到的文字注记的显示等级按照升序或者降序的方式进行排序处理；

选取最小的显示等级对应的文字注记。

优选的，所述计算出任意注记点对应的文字注记的显示等级的步骤为：

通过公式

计算出任意注记点对应的文字注记的显示等级，其中

H_i表示：第i个文字注记的显示等级，i＝1，2......，n，其中n为导航电子地图中文字注记的总数；

s_i表示：第i个文字注记的注记点对应的泰森多边形Voronoi图的面积值；

k_j表示：第j类文字注记的预设权重值；j＝1，2，......，m，其中m为导航电子地图中文字注记的类型总数；

S表示：所有注记点对应的泰森多边形Voronoi图的总面积值。

本发明实施例还提供一种导航电子地图文字注记显示等级的自动划分装置，所述装置包括：

注记点获取模块，用于获取所述导航电子地图中所有文字注记的注记点，得到当前所有注记点；

第一面积计算模块，用于生成当前所有注记点的泰森多边形Voronoi图，并计算出每个注记点对应的泰森多边形Voronoi图的面积值；

第二面积计算模块，用于根据计算得到的所述每个注记点所对应的泰森多边形Voronoi图的面积值，计算出当前所有注记点对应的泰森多边形Voronoi图的总面积值；

面积比值计算模块，用于根据所述面积值和所述总面积值，计算出每个注记点对应的泰森多边形Voronoi图相对所有注记点对应的泰森多边形Voronoi图的面积比值；

显示等级计算模块，用于根据计算得到的面积比值和与文字注记的类型对应的预设权重值，计算出每个注记点对应的文字注记的显示等级。

优选的，所述装置还包括：

选取模块，用于从排序处理后的文字注记的显示等级中，选取最小的显示等级对应的文字注记；

删除模块，用于将选取的文字注记对应的注记点从所述导航电子地图中删除后，得到当前所有注记点，触发所述第一面积计算模块。

优选的，所述装置还包括：

排序模块，用于对计算得到的文字注记的显示等级按照升序或者降序的方式进行排序处理。

上述技术方案中的至少一个技术方案具有如下有益效果：通过计算出每个文字注记的注记点对应的Voronoi图相对所有文字注记的注记点对应的Voronoi图的面积比值，然后根据该面积比值和预设权重值计算出任意文字注记的显示等级，由于结合了文字注记的空间结构关系来进行文字注记的显示等级的自动划分，从而可在不需要人工干预的情况下，在任意比例尺的电子地图中，既不过多的显示文字注记，也不过少的显示注记，保证导航电子地图中文字注记的密度，维护导航电子地图的信息负载量。

附图说明

图1为本发明的实施例中文字注记显示等级的自动划分方法一的流程图；

图2为本发明的实施例中文字注记显示等级的自动划分方法二的流程图；

图3为本发明的实施例中文字注记显示等级的自动划分装置的结构框图。

具体实施方式

在本发明的实施例中，首先计算出每个文字注记的注记点对应的Voronoi图相对所有文字注记的注记点对应的Voronoi图的面积比值，然后根据该面积比值和与文字注记的类型对应的预设权重值，计算出每个文字注记的显示等级。

为了使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本发明实施例做进一步详细地说明。在此，本发明的示意性实施例及说明用于解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例一

如图1所示，为本发明的实施例中文字注记显示等级的自动划分方法一的流程图，具体步骤如下：

步骤101、获取该导航电子地图中所有文字注记的注记点，得到当前所有注记点；

在本实施例中，由于需要结合文字注记的空间分布关系来自动划分文字注记的显示等级，因此可通过生成所有文字注记对应的Voronoi图，来获取该文字注记的空间分布情况。上述注记点用于在导航电子地图中标注该文字注记，此时可通过获取该注记点坐标的方式来获取导航电子地图中所有文字注记的注记点。

步骤102、生成当前所有注记点的Voronoi图；

可采用现有的生成Voronoi图的方法来实现步骤102，当然在本实施例中并不限定生成Voronoi图的方法。

步骤103、计算出该导航电子地图中每个注记点对应的Voronoi图的面积值；

例如：可用s_i表示导航电子地图中第i注记点对应的Voronoi图的面积值，其中i＝1，2......，n，n为导航电子地图中文字注记的总数。第一注记点对应的Voronoi图的面积值为s₁，第二注记点对应的Voronoi图的面积值为s₂......，第n注记点对应的Voronoi图的面积值s_n。

在本步骤中，可采用现有的计算Voronoi图面积的方法来计算出每个注记点对应的Voronoi图的面积值。

步骤104、根据计算得到的注记点所对应的Voronoi图的面积值，计算出当前所有注记点对应的Voronoi图的总面积值；

也就是，将在步骤103中计算得到的注记点对应的Voronoi图的面积值相加。例如当导航电子地图中有n个注记点时，此时所有注记点对应的Voronoi图的总面积值S＝s₁+s₂+......+s_n，其中s₁为第一注记点对应的Voronoi图的面积值，s₂为第二注记点对应的Voronoi图的面积值，s_n为第n注记点对应的Voronoi图的面积值。

步骤105、根据步骤103中计算得到的面积值和步骤104中计算得到的总面积值，计算出每个注记点对应的Voronoi图相对所有注记点对应的Voronoi图的面积比值；

通过公式

计算出每个注记点对应的Voronoi图相对所有注记点对应的Voronoi图的面积比值，例如当导航电子地图中有n个注记点时，可分别计算出第一文字注记点对应的Voronoi图相对于所有注记点对应的Voronoi图的面积值，即计算出

的面积比值；计算出第二文字注记点对应的Voronoi图相对于所有注记点对应的Voronoi图的面积值，即计算出

的面积比值；......，计算出第n文字注记点对应的Voronoi图相对于所有注记点对应的Voronoi图的面积值，即计算出的面积比值。

步骤106、根据计算得到的面积比值和与文字注记的类型对应的预设权重值，计算出任意注记点对应的文字注记的显示等级。

在本实施例中，可通过公式计算出任意注记点对应的文字注记的显示等级，其中

H_i表示：第i个文字注记的显示等级，i＝1，2......，n，n为导航电子地图中文字注记的总数；

s_i表示：第i个文字注记的注记点对应的Voronoi图的面积值；

S表示：所有注记点对应的Voronoi图的总面积值。

k_j表示：第j类的文字注记的预设权重值；j＝1，2，......，m，其中m为导航电子地图中文字注记的类型总数；

在本实施例中，文字注记的类型可分成为以下几大类：第1类：医疗设施；第2类：教育设施；第3类：金融设施；第4类：交通信息；第5类：住宿设施；第6类：娱乐设施；第7类：体育设施；第8类：宗教设施；第9类：公共设施等等，当然该文字注记的类型也并不限于此。

对于文字注记的类型可基于与生活的相关度来设定权重值，例如医疗设施、金融设施和教育设施的权重值可设置为高，娱乐设施和宗教设施的权重值可设置为低，当然也可基于其他因素来设定该权重值。

该权重值可设定为一数值，也就是利用数值的大小标定该文字注记的权重值的大小，当然在本实施例中并不限定该数值的取值范围，只需基于该数值的大小来标定该文字注记的权重值的大小为原则即可。例如，娱乐设施和住宿设施的权重值分别设置为2和4。

为了能够区分任意两个文字注记的显示等级，在本实施例中还可对上述文字注记的类型进行细分，例如：文化设施细分为多个小类，该小类可包括：城墙、动物园、植物园、名胜古迹和灯塔等。同样对该小类的权重值设置对应的数值，通过该数值的大小标定该小类的权重值大小。例如，城墙的权重值为2.1；动物园的权重值为2.3；植物园的权重值为2.4；名胜古迹的权重值为2.9，当然其他类型也可进一步的细分。

步骤107、对计算得到的文字注记的显示等级按照升序或者降序的方式进行排序处理。

首先比较通过步骤106计算出的文字注记的显示等级的大小，然后按照升序或者降序的方式对文字注记的显示等级进行排序处理。

通常情况下通过上述流程计算得到的任意两个文字注记的显示等级是不相等的，这是因为计算得到的H_i的值一般为小数，因此可通过设定H_i的取值范围，来避免任意两个不同的文字注记的显示等级相等的情况。而在现有技术中由于仅对文字注记的显示等级进行粗略划分，导致难以精确的描述文字注记的显示上的差异，而无法区别任意两个不同的文字注记在显示等级上的差异。

通过执行一次步骤101～步骤107之间的流程，即可根据电子地图上文字注记的密度、类型、显示的区域范围，自动地确定多级比例尺地图文字注记显示的等级，从而可在不需要人工干预的情况下，在任意比例尺的电子地图中，既不过多的显示文字注记，也不过少的显示注记，保证导航电子地图中文字注记的密度，维护导航电子地图的信息负载量。

若按传统的方法来控制显示等级，可能是以一大类为单位来划分显示等级，在某一类显示等级中可能有几百、上千或上万个文字注记。那样的话，是会出现过多或者过少显示文字注记的问题。而采用步骤107中的显示等级自动排序后，可能根据排序结果，实现对显示文字注记的精确的显示控制，可以实现在任意比例尺中，精确的控制具体显示多少个文字注记。因为任意两个文字注记间的显示等级的差异是明确具体的。

实施例二

如图2所示，为本发明的实施例中文字注记显示等级的自动划分方法二的流程图，具体步骤如下：

步骤201、获取该导航电子地图中所有文字注记的注记点，得到当前所有注记点；

在本实施例中，由于需要结合文字注记的空间分布关系来自动划分文字注记的显示等级，因此可通过Voronoi图的划分来获取该文字注记的空间分布情况。

步骤202、判断是否为最后一个注记点，若是，则结束本流程；否则，执行步骤203；

步骤203、生成当前所有注记点的Voronoi图；

步骤204、计算出该导航电子地图中每个注记点对应的Voronoi图的面积值；

步骤205、根据计算得到的每个注记点所对应的Voronoi图的面积值，计算出所有注记点对应的Voronoi图的总面积值；

步骤206、根据步骤204中计算得到的面积值和步骤205中计算得到的总面积值，计算出每个注记点对应的Voronoi图相对所有注记点对应的Voronoi图的面积比值；

步骤207、根据计算得到的面积比值和与文字注记的类型对应的预设权重值，计算出每个注记点对应的文字注记的显示等级；

步骤208、获取最小显示等级对应的文字注记；

步骤209、根据步骤208中得到的文字注记，删除该文字注记对应的注记点，得到当前所有注记点，然后返回步骤202。

在本实施例中，删除最小显示等级的注记点的原因是，一般情况下对地图的观察是渐近的。比如，查看北京市区的地图，故宫是个很大的显示面块。如果查看华北的地图，整个北京，可能就变成一个小面块了，而在全国的地图上，北京就变成一个点，它们的比例尺的关系如下：

北京市区的地图的比例尺＞华北的地图的比例尺＞全国的地图的比例尺＞

显示等级跟地图的比例尺紧密联系的。显示等级越高，说明该文字注记能在更小的比例尺上(例如全国的地图的比例尺)显示，反之，显示等级越低，该文字注记仅仅能在大比例尺的图(北京市区的地图的比例尺)上显示。

从大比例尺的地图到小比例尺的地图这个显示的过程，实际也是地图缩小的过程。类似故宫这样的，在北京市的地图上，作为一个大面块，到了华北的地图上，就退化成一个点，甚至不应该显示在地图上，而到了全国的图上，故宫就更不应该显示了。所以，在进行显示等级的对比的过程中，一旦确定了某个最小的显示等级，可将该显示等级对应的注记点删除掉。因为剩下的文字注记是在不显示最小的显示等级对应的文字注记的前提下来进行对比的。

步骤201～步骤209的流程可能需要执行多次，由于每次计算的到的文字注记的显示等级，都结合了文字注记的空间分布上的关系和该文字注记的类型，因此通过上述流程可获得较佳的文字注记的显示等级的计算结果。

由上述技术方案可知，通过计算出任意文字注记的注记点对应的Voronoi图相对所有文字注记的注记点对应的Voronoi图的面积比值，然后根据该面积比值和与文字注记的类型对应的预设权重值计算出每个文字注记的显示等级，由于结合了文字注记的空间结构关系来进行文字注记的显示等级的自动划分，从而可在不需要人工干预的情况下，在任意比例尺的电子地图中，既不过多的显示文字注记，也不过少的显示注记，保证导航电子地图中文字注记的密度，维护导航电子地图的信息负载量。

为了实现上述的方法实施例，本发明的其他实施例还提供了一种导航电子地图文字注记显示等级的自动划分装置。另需首先说明的是，由于下述的实施例是为实现前述的方法实施例，故该装置中的模块都是为了实现前述方法的各步骤而设，但本发明并不限于下述的实施例，任何可实现上述方法的装置和模块都应包含于本发明的保护范围。并且在下面的描述中，与前述方法相同的内容在此省略，以节约篇幅。

如图3所示，为本发明的实施例中文字注记显示等级的自动划分装置的结构框图，由图中可知，该导航电子地图文字注记显示等级的自动划分装置包括：

注记点获取模块，用于获取所述导航电子地图中所有文字注记的注记点，得到当前所有注记点；

第一面积计算模块，用于生成当前所有注记点的Voronoi图，并计算出所述每个注记点对应的Voronoi图的面积值；

第二面积计算模块，用于根据计算得到的所述每个注记点所对应的Voronoi图的面积值，计算出所有注记点对应的Voronoi图的总面积值；

面积比值计算模块，用于根据所述面积值和所述总面积值，计算出每个注记点对应的Voronoi图相对所有注记点对应的Voronoi图的面积比值；

显示等级计算模块，用于根据计算得到的面积比值和与文字注记的类型对应的预设权重值，计算出每个注记点对应的文字注记的显示等级。

在本发明的另一实施例中，该装置还包括：

排序模块，用于对计算得到的文字注记的显示等级按照升序或者降序的方式进行排序处理。

在本发明的另一实施例中，装置还包括：

选取模块，用于从排序处理后的文字注记的显示等级中，选取最小的显示等级对应的文字注记；

删除模块，用于将选取的文字注记对应的注记点从所述导航电子地图中删除后，得到当前所有注记点，触发所述第一面积计算模块。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种导航电子地图文字注记显示等级的自动划分方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤A、获取所述导航电子地图中所有文字注记的注记点，得到当前所有注记点；

步骤B、生成当前所有注记点的泰森多边形Voronoi图，计算出每个注记点对应的泰森多边形Voronoi图的面积值；

步骤C、根据计算得到的注记点所对应的泰森多边形Voronoi图的面积值，计算出当前所有注记点对应的泰森多边形Voronoi图的总面积值；

步骤D、根据所述面积值和所述总面积值，计算出每个注记点对应的泰森多边形Voronoi图相对所有注记点对应的泰森多边形Voronoi图的面积比值；

步骤E、根据计算得到的面积比值和与文字注记的类型对应的预设权重值，计算出每个注记点对应的文字注记的显示等级。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

步骤F、从计算得到的所有文字注记的显示等级中，选取最小的显示等级对应的文字注记；

步骤G、将选取的文字注记对应的注记点从所述导航电子地图中删除，得到当前所有注记点，返回步骤B。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述步骤F具体包括：

对计算得到的文字注记的显示等级按照升序或者降序的方式进行排序处理；

选取最小的显示等级对应的文字注记。

4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述计算出任意注记点对应的文字注记的显示等级的步骤为：

通过公式计算出任意注记点对应的文字注记的显示等级，其中

H_i表示：第i个文字注记的显示等级，i＝1，2......，n，其中n为导航电子地图中文字注记的总数；

s_i表示：第i个文字注记的注记点对应的泰森多边形Voronoi图的面积值；

k_j表示：第j类文字注记的预设权重值；j＝1，2，......，m，其中m为导航电子地图中文字注记的类型总数；

S表示：所有注记点对应的泰森多边形Voronoi图的总面积值。

5.一种导航电子地图文字注记显示等级的自动划分装置，其特征在于，所述装置包括：

注记点获取模块，用于获取所述导航电子地图中所有文字注记的注记点，得到当前所有注记点；

第一面积计算模块，用于生成当前所有注记点的泰森多边形Voronoi图，并计算出每个注记点对应的泰森多边形Voronoi图的面积值；

第二面积计算模块，用于根据计算得到的所述每个注记点所对应的泰森多边形Voronoi图的面积值，计算出当前所有注记点对应的泰森多边形Voronoi图的总面积值；

面积比值计算模块，用于根据所述面积值和所述总面积值，计算出每个注记点对应的泰森多边形Voronoi图相对所有注记点对应的泰森多边形Voronoi图的面积比值；

显示等级计算模块，用于根据计算得到的面积比值和与文字注记的类型对应的预设权重值，计算出每个注记点对应的文字注记的显示等级。

6.根据权利要求5所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

选取模块，用于从排序处理后的文字注记的显示等级中，选取最小的显示等级对应的文字注记；

删除模块，用于将选取的文字注记对应的注记点从所述导航电子地图中删除后，得到当前所有注记点，触发所述第一面积计算模块。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

排序模块，用于对计算得到的文字注记的显示等级按照升序或者降序的方式进行排序处理。

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