【摘要】：用戶在旅游或者室外運(yùn)動(dòng)中經(jīng)常將路線圖顯示于移動(dòng)設(shè)備上以方便規(guī)劃路線。然而移動(dòng)設(shè)備顯示屏幕通常較小,若較大范圍的地圖通過等比例尺縮小在小屏幕顯示,可能會(huì)導(dǎo)致清晰度和辨識(shí)度的降低,尤其對(duì)于地圖中地物較為密集的區(qū)域。本文提出一種自動(dòng)化生成變比例尺地圖的方法,通過更加均勻化地圖顯示內(nèi)容密度分布以改善地圖概覽清晰度。在該方法中,首先對(duì)密度分布進(jìn)行估計(jì),密度估計(jì)主要考慮地圖上路線空間分布以及地標(biāo)與注記顯示空間,然后根據(jù)所得到的密度分布進(jìn)行變比例尺轉(zhuǎn)換,最終生成的變比例尺結(jié)果圖,其大小取決于給定顯示尺寸。相較于現(xiàn)有變比例尺轉(zhuǎn)換方法,本文提出的方法可以考慮了地標(biāo)與注記顯示空間,同時(shí)又能有效控制地圖變形以提高地圖識(shí)別。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,通過本方法生成變比例尺結(jié)果圖對(duì)地圖概覽的清晰度有著顯著提高,并且能夠保持良好的地圖識(shí)別度。
【圖文】：

tereddatainterpolation）經(jīng)常被使用達(dá)到該目的[19,27]。Franke[28]比較了29種典型的內(nèi)插方法，其中Hardy[29]提出的多元二次曲面內(nèi)插（MultiquadricInterpolation）在平滑性、算法復(fù)雜度、結(jié)果的美觀性和易用性方面均優(yōu)于其他方法，因此本文使用該方法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀地圖重構(gòu)。具體實(shí)現(xiàn)步驟為：①首先根據(jù)格網(wǎng)控制點(diǎn)在原始位置和變形轉(zhuǎn)換后位置之間的差值計(jì)算出多元二次曲面內(nèi)插的參數(shù)值；②根據(jù)得到的參數(shù)值計(jì)算網(wǎng)狀地圖中節(jié)點(diǎn)和內(nèi)點(diǎn)的位移量從而得到它們新的位置坐標(biāo)。3實(shí)驗(yàn)分析本文采用峨眉旅游路線圖（圖1）為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以驗(yàn)證本文中提出的變比例尺轉(zhuǎn)換方法的有效性。其相其相應(yīng)的格網(wǎng)變形結(jié)果如圖2（a）、（b）所示，分別生成的兩種不同尺寸的變比例尺地圖如圖3（a）和圖3（b）所示。目標(biāo)方程中ω值為1，表示感興趣區(qū)域放大程度和變形控制程度同等重要。實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的中央處理器為3.2GHz和內(nèi)存為24G，對(duì)于圖1道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)（358個(gè)點(diǎn)和30條弧段）生成時(shí)間4.3s，其中密度估計(jì)需要3s，基于估計(jì)的密度值進(jìn)行變比例尺轉(zhuǎn)換需要1.3s，說明本文所提方法有較高的運(yùn)算效率。對(duì)方法的評(píng)估主要考察變比例尺結(jié)果圖的認(rèn)知度和清晰度。變比例尺結(jié)果的認(rèn)知度評(píng)估是從整體圖形對(duì)比識(shí)別和單根路徑識(shí)別效率2個(gè)方面進(jìn)行，并不考慮可以輔助認(rèn)知的地標(biāo)和注記符號(hào)。而由于本文方法在改善概覽清晰度中考慮了為注記符號(hào)提供顯示空間，因此在清晰度評(píng)估中使用了增加注記符號(hào)后的路線圖。對(duì)于整體圖形認(rèn)知評(píng)估采取了問卷方式，邀請(qǐng)20名不同教育背景的志愿者（9名男性和11名女性）通過視覺對(duì)比變比例尺結(jié)果圖與原形地圖（圖1），根據(jù)識(shí)別的難易程度劃分5個(gè)等級(jí)，對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù)分別為1、2、3、4、5分，其中，1分為非常難識(shí)別，2分為難識(shí)別，3分為可

的內(nèi)插方法，其中Hardy[29]提出的多元二次曲面內(nèi)插（MultiquadricInterpolation）在平滑性、算法復(fù)雜度、結(jié)果的美觀性和易用性方面均優(yōu)于其他方法，，因此本文使用該方法實(shí)現(xiàn)網(wǎng)狀地圖重構(gòu)。具體實(shí)現(xiàn)步驟為：①首先根據(jù)格網(wǎng)控制點(diǎn)在原始位置和變形轉(zhuǎn)換后位置之間的差值計(jì)算出多元二次曲面內(nèi)插的參數(shù)值；②根據(jù)得到的參數(shù)值計(jì)算網(wǎng)狀地圖中節(jié)點(diǎn)和內(nèi)點(diǎn)的位移量從而得到它們新的位置坐標(biāo)。3實(shí)驗(yàn)分析本文采用峨眉旅游路線圖（圖1）為實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)以驗(yàn)證本文中提出的變比例尺轉(zhuǎn)換方法的有效性。其相其相應(yīng)的格網(wǎng)變形結(jié)果如圖2（a）、（b）所示，分別生成的兩種不同尺寸的變比例尺地圖如圖3（a）和圖3（b）所示。目標(biāo)方程中ω值為1，表示感興趣區(qū)域放大程度和變形控制程度同等重要。實(shí)驗(yàn)計(jì)算機(jī)的中央處理器為3.2GHz和內(nèi)存為24G，對(duì)于圖1道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)（358個(gè)點(diǎn)和30條弧段）生成時(shí)間4.3s，其中密度估計(jì)需要3s，基于估計(jì)的密度值進(jìn)行變比例尺轉(zhuǎn)換需要1.3s，說明本文所提方法有較高的運(yùn)算效率。對(duì)方法的評(píng)估主要考察變比例尺結(jié)果圖的認(rèn)知度和清晰度。變比例尺結(jié)果的認(rèn)知度評(píng)估是從整體圖形對(duì)比識(shí)別和單根路徑識(shí)別效率2個(gè)方面進(jìn)行，并不考慮可以輔助認(rèn)知的地標(biāo)和注記符號(hào)。而由于本文方法在改善概覽清晰度中考慮了為注記符號(hào)提供顯示空間，因此在清晰度評(píng)估中使用了增加注記符號(hào)后的路線圖。對(duì)于整體圖形認(rèn)知評(píng)估采取了問卷方式，邀請(qǐng)20名不同教育背景的志愿者（9名男性和11名女性）通過視覺對(duì)比變比例尺結(jié)果圖與原形地圖（圖1），根據(jù)識(shí)別的難易程度劃分5個(gè)等級(jí)，對(duì)應(yīng)分?jǐn)?shù)分別為1、2、3、4、5分，其中，1分為非常難識(shí)別，2分為難識(shí)別，3分為可以識(shí)別，4分為易識(shí)別，5分為極易識(shí)圖1峨眉山旅游路線圖Fig.1E'MeiMountaintouristmap圖2?

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1 Dudley R·Hartel;一種高級(jí)設(shè)計(jì)軟件[J];國(guó)土與自然資源研究;1988年05期

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