多目的地地图的简化及布局优化方法研究

发布时间：2017-03-24 08:09

  本文关键词：多目的地地图的简化及布局优化方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：多目的地地图作为一种导航地图,能够指引某个区域内的用户到达多个目的地。多目的地地图常见于旅游景区,为游客游览多个景点提供导航。它也常被印刷在商家的宣传材料中,以告知周围的顾客如何快速达到商家的地址。使用现有的在线地图服务(谷歌地图、百度地图等)来自动生成多目的地地图往往存在许多缺陷,如存在冗余数据和无法静态显示不同层次的细节信息。当前多目的地地图的制作主要由专业的制图人员手工去绘制完成,他们需要依靠自身丰富的经验对地图数据进行简化,然后运用大量的制图设计规则包括变形、简化和抽象等布局技术来增强地图的可读性,这是一个非常费时费工的过程。因此,自动地简化地图数据和实现多目的地地图布局优化是一项具有挑战性的工作。 本文提出了一种基于设计规则的地图数据简化算法。首先,通过分析认知心理学家的有关研究成果和手绘制图专家的设计经验,我们从中归纳总结出简化和设计多目的地地图的规则。这些规则指导系统根据用户的个性化需求,从大量的原始地图数据中抽取与当前用户最相关的信息,忽略无关信息。然后,结合设计规则构建出分层次的地图数据简化算法,依次识别路网中类型为高速公路、主干道和街道的“可见环”,环上的关键点与目的地之间使用A*算法寻找最佳线路进行连接,构建简化的稀疏地图网络。其中,最佳线路被定义为距离最短、转弯最少和冗余最少的线路。最后,在维持路网正确拓扑结构的前提下,使用Douglas-Peucker算法去除道路上冗余的数据点。 在地图数据简化的基础上,本文提出了一种多目的地地图布局优化模型,它使用包含目的地的矩形关注区域(ROI)的空间位置关系,以及连接它们的连接边来描述多目的地地图的布局。首先,本文使用改进的Min-Cut算法将地图切割为多个ROI,确保每个ROI仅包含一个目的地,拥有完整的可达线路,最少的重叠面积等。然后,依据地图设计规划将地图布局优化问题形式化为一个约束系统,约束条件包括充分利用显示空间、限制道路的长度、角度和维持道路网络的拓扑结构等。最后,我们使用基于扰动的模拟退火算法从复杂的布局空间中求解出满足该约束系统的地图布局。本文从地图的全局和局部两个层次来考虑多目的地地图的布局优化,确保在有限面积的显示空间内,与用户最相关的道路信息都能清晰可见。 本文提供了大量实验结果和算法的测评,并和相关工作进行了对比。通过用户的问卷和使用调查,借助客观的实验结果分析和比较,验证了本文算法的有效性。最后,我们对本文的工作进行了总结,指了出本文方法的局限,并提出了未来研究工作的方向。
【关键词】：多目的地地图 数据可视化 地图简化 布局优化
【学位授予单位】：厦门大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：P208
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-8
• 目录8-10
• Contents10-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 课题研究背景和意义12-14
• 1.2 课题研究现状14-16
• 1.3 文本的主要研究工作16-19
• 1.3.1 多目的地地图的数据简化16-17
• 1.3.2 多目的地地图的布局优化17-19
• 1.4 文本的组织结构19-20
• 第二章 相关工作综述20-28
• 2.1 地图数据的简化20-22
• 2.2 基于静态投影函数的地图可视化方法22-23
• 2.3 基于优化的地图可视化方法23-26
• 2.4 小结26-28
• 第三章 多目的地地图的数据简化28-38
• 3.1 系统框架28-30
• 3.2 地图数据预处理30-31
• 3.3 生成稀疏地图31-34
• 3.4 地图数据压缩34
• 3.5 实验结果34-38
• 第四章 多目的地地图的布局优化38-68
• 4.1 多目的地地图布局模型38-39
• 4.2 地图切割39-43
• 4.2.1 多目的地地图的最小割40-41
• 4.2.2 确保完整的可达线路41
• 4.2.3 最小化重叠面积41-42
• 4.2.4 求解最佳切割42-43
• 4.3 从全局优化布局43-49
• 4.3.1 全局布局优化问题描述43-44
• 4.3.2 平衡道路的清晰度44-45
• 4.3.3 路径角度的维持45
• 4.3.4 充分利用显示空间45-46
• 4.3.5 维持路网的拓扑结构46
• 4.3.6 基于扰动的全局布局优化方法46-49
• 4.4 从局部优化布局49-52
• 4.4.1 局部优化问题描述49-50
• 4.4.2 基于扰动的地图局部布局优化方法50-52
• 4.5 布局微调52-53
• 4.6 实验结果分析与讨论53-58
• 4.6.1 测评地图切割算法53-55
• 4.6.2 测评布局优化算法55-58
• 4.7 与相关工作的比较58-59
• 4.8 用户调查59-68
• 第五章 工作总结和未来展望68-70
• 5.1 总结68-69
• 5.2 未来研究展望69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王净,江刚武;无拓扑矢量数据快速压缩算法的研究与实现[J];测绘学报;2003年02期

2 钟尚平,高庆狮;一类矢量地图的无损压缩算法[J];系统仿真学报;2004年10期

3 杨玲;张立强;何子琳;陈晨;;一种大规模矢量地图数据实时简化的方法[J];中国图象图形学报;2009年06期

  本文关键词：多目的地地图的简化及布局优化方法研究，由笔耕文化传播整理发布。

，

本文编号：265315