地图符号选择与绘制的智能化方法研究

摘要

随着计算机技术、对地观测技术、地理信息系统技术等的快速发展，地理信息服务已经快速融入人们的生活。地图作为地理信息服务产品的主要形式之一，人们对其的种类和数量的需求越来越高。因此，地图设计是一个非常重要的任务。 在地图设计中，地图符号的设计占有十分重要的地位。地图符号的设计包括地图符号的绘制和地图符号库的建立。其中，地图符号的绘制需要考虑多方面因素，符号设计的好坏对地图设计具有重要的意义。另外，将绘制好的地图符号按照一定的分类进行组织就构成了地图符号库，地图符号库可以为用户提供对地图符号的显示、查询等功能。同时，符号之间怎样协调的进行搭配并形成体系，使符号库能够根据不同的地图内容、不同的地图数据特征自动的为用户选择地图符号也是符号设计中的关键问题。 本文研究了地图设计中符号选择与绘制的相关理论和知识，结合地图生产单位的实际制图经验和需求，利用人工智能中知识表示及推理的方法，设计并实现了基于知识的地图符号库系统，实现了对地图符号的智能化绘制与选择。主要内容及创新工作有: (1)采用面向对象的思想对制图中的各类地图符号的特征进行分析，在Coreldraw环境下划分了地图符号的基本图元，并在此基础上对地图符号进行分类、组织与存储，建立了地图符号库，同时，为方便地图符号的智能化选择，建立了地图符号索引模块，使用户能够更加快速的选择想要的符号。 (2)针对各类常见的地图符号特别是线状地图符号，研究了其在Coreldraw环境下的绘制算法，对如长城、桥梁、在建高速公路等难于手工绘制的地图符号均设计了相应的智能化绘制算法，提高了制图人员的绘图效率，另外，针对树枝状河系，设计了相应的河系自动化方法，可以让用户自行调整每条河流所要划分的段数及不同段的宽度，实现较好的符号化效果。 (3)实现了基于规则的地图符号智能化选择方法，在建立地图符号库的基础上，通过将制图人员在地图设计过程中所积累的经验知识与图形符号学等方面的制图理论知识进行归纳整理，采用人工智能中产生式规则的表达方法进行表达与推理，实现了对不同地图内容、不同数据特征的地图符号的智能化选择。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1研究背景

1．2研究现状

1．2．1地图符号的一般理论

1．2．2地图符号库的建立

1．2．3地图符号的绘制算法

1．2．4地图符号智能化选择

1．2．5地图符号色彩

1．3研究内容

1．3．1地图符号库的建立

1．3．2实现各类地图符号的绘制算法

1．3．3基于制图知识的地图符号的智能化选择

1．4论文结构

2 地图符号智能化选择与绘制的理论基础

2．1人工智能中知识的概念与分类

2．1．1知识的概念

2．1．2知识的分类

2．2人工智能中知识的表示与推理策略

2．2．1谓词逻辑表示法

2．2．2产生式规则表示法

2．2．3框架表示法

2．2．4面向对象表示法

2．3知识表示与推理应用于地图符号的选择与绘制

2．3．1地图符号的绘制

2．3．2地图符号的选择

3地图符号库的设计与实现

3．1地图符号的分类

3．1．1地图符号图元的分类

3．1．2基于图元的地图符号的分类

3．2地图符号的组织与存储

3．2．1点状地图符号的组织与存储

3．2．2线状地图符号的组织与存储

3．2．3面状地图符号的组织与存储

3．2．4地图符号索引数据的组织与存储

3．3地图符号的绘制算法

3．3．1普通地图符号的绘制

3．3．2树枝状河系的绘制

4地图符号智能化选择

4．1地图符号选择的概念及一般流程

4．2地图符号选择过程中知识及分类

4．2．1地图数据特征方面的知识

4．2．2地图符号语义方面的知识

4．2．3地图视觉变量方面的知识

4．2．4地图符号的视觉规律方面的知识

4．3地图符号选择知识的表达

4．3．1制图数据的表示

4．3．2制图规则的表示

4．4地图符号选择的搜索策略

5系统设计与实现

5．1系统需求分析与功能设计

5．1．1系统需求分析

5．1．2系统功能设计

5．2系统开发环境与技术方案

5．3实验过程与结果

5．3．1点符号库的构建

5．3．2线符号库的构建

5．3．3面符号库的构建

5．3．4河系符号化模块的构建

5．3．5地图符号索引模块的构建

5．3．6地图符号选择模块的构建

6总结与展望

6．1工作总结

6．2问题及展望

参考文献

致谢