导航电子地图的多比例尺可视化的实现

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1、总第 85 期第 4 期导航电子地图的多比例尺可视化的实现高 平1冯 严2（1、北京灵图软件技术有限公司 北京100049；2、江西省基础地理信息中心 江西南昌330046)摘 要从用户需求和产品需求两个角度指出了导航电子地图多比例尺可视化的必要性，并对其理论基础、实现方法和存在的问题进行了详细阐述，提出了导航电子地图多比例尺可视化的发展趋势。关键字导航电子地图多比例尺可视化1引言国家2006年公布的由国家测绘局提出的关于导航电子地图的国标文件导航电子地图安全处理技术基本要求 中明确提出了导航电子地图的概念。 导航电子地图是指含有空间位置地理坐标，能够与空间定位系统结合，准确引导人或交通工具从

2、出发地到达目的地的电子地图或数据集。导航电子地图可视化作为导航产品各个功能的基础，是智能车辆导航定位系统中最重要的功能之一。 而导航电子地图多比例尺可视化的实现又是各图商为完美实现导航电子地图产品可视化的必要途径之一。 2必要性2.1用户需求一般说来我们的导航电子地图是覆盖全国范围的，但是对于我们的具体用户来说对导航电子地图的需求是多层次的，是随着活动范围的不同而变化的。 当用户处于一个较大的区域范围时，关心的是整个区域的概略分布、方向性信息，随着范围的不断缩小，用户关心的信息越来越具体、越来越详细。 用户的这种多层次需求决定了导航电子地图必须是多比例尺可视化而不能是单一比例尺数据的可视化。2

3、.2产品需求导航电子地图的多比例尺可视化也是为了满足导航产品的需求、更好的解决导航电子地图数据量大与导航产品显示屏幕范围小之间的矛盾，使得导航电子地图产品在地图刷新高频率的情况下可以实时显示大容量数据，在汽车快速行驶的时候导航系统可以平滑的漫游地图，在小比例尺下可以自如浏览地图数据。 3理论基础导航电子地图多比例尺可视化实现的基础是不同比例尺下详细程度不同的多个地图数据库的建立，这些同一数据源、多个地图数据库建立的理论基础就是制图综合理论。 制图综合理论主要包括选取和概括两个方面。3.1选取选取是指选择对制图目的有用的信息，把它们保留在地图上，不需要的信息则被舍掉。 选取是整体性的去掉某类或某

4、级信息，分为类别选取和级别选取。3.2概括概括指的是对制图物体的形状、数量和质量特征进行简化。 即对选取了的信息，在一定的比例尺下以需要的形式传输给读者。 概括是去掉或夸大制图对象的某些碎部及类别、 级别的合并。概括包括形状概括、数量特征概括、质量特征概括。 4实现方法在现在市场上众多的导航产品中，北京灵图软件技术有限公司的天行者就是通过建立同数据源多比例尺的多个地图数据库来实现导航电子地图多比例尺可视化的。 导航产品中最重要的地图要素就是POI和路网，它们多个地图数据库的建立都是以基础库即内容最丰富、显示比例尺最大的数据库为基础的，本文主要介绍天行者产导航电子地图多比例尺可视化的实现3520

5、10 年江西测绘品中POI和路网多个地图数据库的建立。4.1POI以制图综合理论中的选取为指导思想和理论基础，根据显示比例尺的不同、按照对导航用户使用过程中重要程度的不同和地标程度的不同，将POI数据在基础库基础上有目的的选取并制作成多个数据库，其中既有对某类POI的选取如机场， 也有对某类POI中部分对象的选取，如在一定的比例尺下只能选择部分大厦或者居民小区。 各个比例尺数据库下POI的选取是不重合的，在较大比例尺时除了显示本比例尺下的特定POI数据库， 还需要同时显示较小比例尺下的 POI数据库。POI数据库4.2路网以制图综合理论中的选取和概括为指导思想和理论基础，将路网数据在基础库基础

6、上有目的的选取、概括并制成多个数据库作为多比例尺可视化的基础。 路网数据属于线状要素，除了根据显示比例尺的不同对不同等级的路网进行选取外，还需要进行形状的概括。 在选取时先选取高等级道路、再选取低等级道路，一定的比例尺下可以只选取某个等级道路连通性强的一部分而不必全部选取；在形状概括时，尤其在小比例尺下形状概括时要注意移位处理和细部特征的夸大处理等特殊处理。 对于路网数据库来说，不同的数据库只能用于相应的特定比例尺的地图显示，不能叠加显示，因为在不同的比例尺下道路的形状概括程度是不同的。路网数据库5局限性由于技术发展等多种因素的限制，导航电子地图多比例尺可视化也存在着难以克服的局限性。 5.1

7、数据冗余由于导航电子地图多比例尺可视化是以建立不同比例尺下详细程度不同的多个数据库为基础的，其中同一个数据源、多个数据库，同一空间要素的多种表示共存，从而产生大量的数据冗余、数据矛盾。 5.2不同比例尺数据库匹配一致性差 组成导航电子地图多比例尺可视化基础的多个地图数据库虽然是同一个数据源，具有相同的数据基础，但由于不同比例尺下地图要素表示详细程度的不同，各个数据库间同一空间要素的匹配程度较差，匹配一致性有待大幅度提高。 5.3比例尺变化生硬 导航电子地图多比例尺可视化的实现是从一个比例尺下的地图数据库变换到邻近的另一个比例尺下的地图数据库，是一种跳跃式突变，尤其是在地图数据库比例尺跨度比较大

8、而数据库个数有限的情况下，比例尺变化非常生硬，不是真正意义上的连续性渐变，对视觉效果有着强烈的冲击。 6发展趋势由于多比例尺可视化的种种局限性制约了其进一步发展，变比例尺可视化正以其可根据不同比例尺区域目标的自适应可视化、比例尺调节接近连续式变化等独特的优势开始逐渐引导导航电子地图可视化的发展趋势。 但是，受制图综 合自动化技术发展的制约，变比例尺可视化的具 体实现仍有很多关键问题需要研究解决。? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?! “ ? # $ % ? ? ? A 7 B ? CD E? F G H B ? I J K L * ? ? ? ?M

9、?, ? ? ? N ? ?O P Q : ? % R S T U * ? ? ? ? ?V?W , ? ? X Y ? % R S T U ? Z ? “? _ “ *? ? ? ? ?a b ? ? ? ? ? ? ? ?!? ? ? ? ? ? ?! ?“? ? ?#$ %?&?表1表236总第 85 期第 4 期参考文献 1艾廷华，梁蕊导航电子地图的变比例尺可视化武汉大学 学报 信息科学版，2007年2月，V0132 NO2：127-130 2车载导航电子地图产品规范GB/T 20267-2006 3陈毓芬，陈永华地图视觉感受理论在电子地图设计中 的应用解放军测绘学院学报1999年9月

10、，Vol16 No3：218-221 4导航电子地图安全处理技术基本要求GB 20263-2006 5吕新华，李霖，翟亮电子地图中多尺度地图数据显示的 研究测绘信息与工程2005年12月，30(6)：22-23 6廖克现代地图学科学出版社2003导航电子地图多比例尺可视化的实现!（上接第28页）4.3不同类型数据源的处理方法 不同分辨率的DEM数据同时存在制作坡度 图时，要先将低分辨率的DEM构TIN后，按就高 不就低的原则，内插生成与高分辨率相同分辨率 的DEM数据，再进行DEM数据拼接后按4.2的 方法生成坡度图。 矢量数据与DEM数据同时存在制作坡度图 时，首先要将矢量数据的高程信息构T

11、IN，构建 TIN地面模型， 内插取得与现有DEM分辨率相 同的DEM数据， 数据拼接后按4.2的方法生成 坡度图；也可直接对对矢量数据构TIN，按4.1的 方法将矢量数据生成坡度图，将DEM数据按4.2 的方法生成坡度图，然后直接拼接坡度图。 5坡度图制作应注意的技术问题 在制作坡度图的过程中，要遵循坡度图既能 客观地表达地表状况， 又能使图面清晰易读，便 于使用为原则。 本人通过在第二次土地调查制作 坡度图的实践经验，在坡度图制作过程中应注意 以下几点：（1）要控制好坡度级面最小上图面积， 将小于最小上图面积的坡度分级面要素按坡度 级就低不就高原则并入邻近面要素中。 （2）将宽 度小于或等

12、于1个格网的线状坡度面要素按平 均配赋原则合并至相邻面要素中。 （3）坡度分级 矢量数据的面边线与坡度分级栅格数据空间位 置偏移一般不超过1个格网，最大偏移量不得超过2个格网。 6结论 对于具有高程信息的矢量数据， 可通过构 TIN法建立地面模型，计算TIN中三角形面的坡 度与坡向，将坡度级别相同且相邻的三角形面合 并，得到坡度图。 对于既有高程信息的矢量数据又有DEM数 据时，可将矢量数据构TIN后内插生成DEM，拼 接DEM数据后统一生成坡度图； 也可先将矢量 数据构TIN生成坡度图与DEN数据生成的坡度 图拼接。 用构TIN法生成的坡度图有尖角特征，用 DEM生成的坡度图有齿状特征。为保

13、证坡度图既 准确又美观，应对坡度图面边线做平滑处理。参考文献 1刘岳，梁启章.专题地图制图自动化M.北京：测绘出版 社，1981，149-150 2杨友长.由离散点自动生成等高线的程序设计J.矿业快 报，2003（6）：21-24 3李志林，朱庆.数字高程模型M.武汉：武汉大学出版社， 2000. 4汤国安，杨昕.ArcGIS地理信息系统空间分析实验教程 M.北京：科学出版社，2006.308-318. 5利用DEM确定耕地坡度分级技术规定（试行）s!4结语及讨论 江西省省、市、县三级的土地利用现状图的 缩编采用MAPGIS软件，以第二次农村土地调查 的数据为基础，形成现势性较强的土地利用现状

14、 图，为国土资源管理工作提供参考依据。 虽然基 于GIS软件采用人工交互的方式进行缩编,比传 统的手工地图缩编的精度大大提高,同时还提高 了地图的编绘速度,可随时进行地图的更新和修 改,提高了工作效率， 满足了当前地图缩编的需 要，但地图缩编中还存在着许多亟需研究和解决 的课题，如线状图斑的线化处理和零散分布但又 相对集中的图斑处理的自动化、地类界线的简化 后地图的美观效果等方面，真正实现地图缩编的 自动化都有待进一步研究。参考文献 1艾廷华,郭宝辰,黄亚峰.1:5万地图数据库的计算机综合 缩编J.中国地理年会2004年学术年会暨海峡两岸地理学术研讨会论文摘要集,299300. 2第二次全国土

15、地调查技术规程TD/T 1014-2007. 3费立凡.用计算机模拟人类制图员解决地图缩编中的图 形冲突J.武汉大学学报(信息科学版),2004年 第05 期. 4李永全,王结臣,李丽.大比例尺土地利用现状图缩编方 法研究J.山东师范大学学报（自然科学版），2008年 第03期：81-84. 5蔡忠亮,杜清运,毋河海,邬国锋.大比例尺地形图交互式 综合系统数据库平台的建立J.武汉大学学报(信息科 学版)，2002年 第27卷 第03期. 6陈军,胡云岗,赵仁亮,李志林.道路数据缩编更新的自动 综合方法研究J.武汉大学学报(信息科学版),2007年 第32卷 第11期：1022-1027. 7李淑霞,马英莲.基于制图综合原理的1:50000缩编工 艺的探讨J. 2007全国测绘科技信息交流会暨信息网 创建30周年庆典20