基於製圖規範表達的製圖渲染引擎研究

《基於製圖規範表達的製圖渲染引擎研究》是依託武漢大學，由李霖擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於製圖規範表達的製圖渲染引擎研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：李霖
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

由於地理信息爆炸式增長，將不斷更新的地理信息轉化成符合專業性製圖規範的地圖的快速製圖技術成為網路地圖服務發展的瓶頸，地圖渲染引擎是解決這一瓶頸的有效手段，因此，本課題將以研究製圖渲染引擎原理為目標，以研究其依賴的數字製圖模型為重點，對其信息結構、轉換機理和製圖表達的理論和技術展開研究。具體研究內容包括，進一步研究代數結構地圖製圖模型（c= f(u(*), v(*))）的信息（語義）結構；研究基於視覺原理的製圖規範特徵及其形式化技術；探討此模型中地理要素位移變換u(*)和製圖符號同核變換v(*)的特徵及其在實施製圖規範性原則的函式構造作用；構建基於地理信息語義的地圖表達模型；最後以基礎地理數據為套用對象，開發具有專業性製圖規範表達的製圖渲染引擎技術，為實現專業化和規範化快速製圖技術服務奠定理論基礎並提供技術開發參考。

結題摘要

地理信息海量的增長以及網路地圖服務的社會化需求，對地圖製圖及其生產的效率和地圖表達的質量提出了更高的要求,但由於地圖製圖過程中，數字地理景觀模型與數字製圖模型總存在一定的偏差,這種模型差特別表現在當提高地圖呈現效果時，其製圖效率往往降低。因此,將地理信息轉化成符合專業性製圖規範地圖的快速製圖技術成為地圖製圖及地圖服務領域發展的技術瓶頸。項目從地理信息轉換與地圖視覺呈現的基本原理出發，提出了開發地圖渲染引擎作為解決這一瓶頸問題的有效手段。項目以研究製圖渲染引擎原理為目標，重點研究了支撐地圖渲染引擎的數字製圖模型和影響地圖製圖效率的圖面圖形衝突處理和註記位置自適應兩大過程的技術方法。通過對地理信息結構、轉換機理和製圖表達的理論和技術的研究，釐清從地理要素空間與地圖要素空間之間的關係,提出了基於要素空間轉化理論原理的快速製圖方法。在要素轉換的數字製圖模型中，探討了基於視覺特徵的符號化圖形的等價關係及其轉換技術；針對目前製圖過程需要大量人工互動的符號化圖形圖面衝突，開發了基於製圖規範原則和幾何計算的圖形協調方法，並設計實現了系列處理兩類圖形衝突(圖形重疊和圖形銜接)的技術，有效地減少了人工處理圖形衝突的工作量；針對自動地圖註記中數量最多的點狀註記以及最複雜的面狀註記的位置最佳化問題，在分析現有註記位置最佳化算法的基礎上，提出了基於滑動區域的點狀註記位置自動配置方法，開發出面向不同要求的註記位置自動配置算法；還面向網路地圖服務，探討了能克服瓦片接邊處符號圖形衝突的矢量地圖瓦片數據模型。基於這些理論方法和技術，開發地圖製圖渲染引起原型，利用多種地圖數據進行了實驗，實驗表明項目開發出的快速製圖技術可以將現有製圖效率提高50%以上，驗證了製圖渲染引擎理論原理和關鍵技術的有效性。發表學術SCI和EI論文8篇、獲得發明專利授權4項，軟體著作登記5項，成果獲得省部級科研項目二等獎2項。