载负量计算模型的电子地图论文范文

一、电子地图载负量计算模型

电子地图条件下的载负量计算与传统地图载负量是不同的，主要表现在两个方面。1)无须将面积载负量转换为数值载负量。传统制图条件下，通常将面积载负量转换为数值载负量，J．库曼斯坦建议用“点”作为数值载负量的评定指标。对于点状地物，一个独立地图即一个点;对于线状地物，图上1cm长的线状地物即一个点;对于面状地物，图上1cm2即一个点。利用该标准，可以很容易地统计出纸张地图上“点”的数量。而在电子地图条件下，所有类型地物要素都是通过像素来进行表达的，利用电子地图软件程序可以很方便地计算出点、线、面及注记要素所占的像素个数或区域面积。因此，电子地图条件下可以直接计算面积载负量。2)符号的最小尺寸。传统地图是目视图形，地图符号的形状与大小直接影响地图载负量的大小。一般规定，纸张地图中最细的线粗为0．1mm，最小的要素间距为0．2mm，这样才符合人眼的生理辨别能力。电子屏幕环境下，由于屏幕闪烁和光线的刺激，电子地图上符号最小尺寸要大于纸质地图上符号最小尺寸才能满足地图的清晰易读，文献［8］依据制图经验提出了电子屏幕下符号大小应为纸质环境的2．5～3倍。因此，基于上述不同及地图载负量的特点，在进行电子地图载负量计算时，应顾及以下条件。1)点要素面积载负量，由点要素符号面积和注记面积组成。2)线要素面积载负量，由线符号面积和注记面积组成。3)色彩填充的面要素，其面积载负量由边线面积和注记面积组成;图案填充面要素，其面积载负量即为其面积和注记面积之和。4)电子地图情况下，最细的线符号为0．3mm，最小的地物间距为0．6mm。5)所有要素的面积载负量最终应转换为要素所占屏幕像素个数与屏幕像素总和之比。1．点要素面积载负量计算依据点要素符号不重叠特征，将点要素的有效负载与符号空白位置再加上其注记面积，作为一个点要素的面积载负量。2．线要素面积载负量计算线状地物要素依据其符号特征可以分为:①基本线性符号表达的线要素，如折线;②基本线符号组合表达的线要素，如平行线、虚线符号;③基本线符号加图案配置型线要素，如河堤符号。式中，当线符号为基本线型符号或基本线型组合符号时，线的宽度为线符号规定的宽度;当线符号位基本线型符号加图案配置型线符号时，线的宽度应为线符号单元的整体宽度，见表2。3．面要素面积载负量计算电子地图中的面要素通常采用的是:①面要素具有边线或内部色彩填充;②面要素具有边线和内部图案填充;③点符号填充面符号。设某一电子图幅内(面积为S，单位为mm2)面要素集合为SAi(i=0，1，…，n)，Ai为一面要素。则图幅内该面要素集合的面积载负量见表3。当面要素内部填充为图案时，注记在面内部的不计算注记载负量。4．模型应用流程上述电子地图载负量计算模型可以直接应用到电子地图制作软件或地理信息系统中，其应用过程如图1所示。在应用中，可以将载负量计算模型做成一个软件模块或软件包的形式，嵌入到系统软件中。利用系统软件的数据模型和空间数据库，在确定好图幅范围后，抽取图幅范围内的地理对象，这些地理对象也可能是经过裁剪后的对象的一部分。利用对象的属性获得对象的符号表达信息和属性，以及其他相关信息，利用这些信息可以确定载负量的计算方法，从而获得指定图幅内的载负量。利用计算出的载负量值，可以进行其他方面如制图综合、内容选取等的应用。

二、试验

该试验利用自主研发的“GIS综合试验系统”进行了载负量计算模型的嵌入实现。选择郑州地区的4个不同区域，在同一比例尺下进行电子地图的绘制(如图2所示)，并实时利用载负量计算模型得出4个不同区域内电子地图载负量的值。为了对比，将试验区域内的4幅电子地图输出成为BMP格式的图像，并利用Photoshop软件进行色彩处理，获得每幅图像中非底色(白色)部分的像素个数(该部分为目标颜色值)，除以图像像素总个数，从而获得每幅地图的载负量。上述获得的两组载负量的值见表4。从表4可以看出，在图2(a)中，模型计算方法获得的载负量比色差识别法获得的载负量要小，而图(c)中模型计算方法获得的载负量比色差识别方法计算的载负量要大。经过分析，由于图2(a)中含有面对象，而面的普染色在利用色差识别方法时将面要素的内部填充色也作为要素载负量进行了计算，但地图学理论［2］中一般不将面要素的色彩填充作为地图面积载负量，因此造成了图2(a)中载负量的差值;图2(c)中，由于没有面要素内部色彩被计算成载负量，而模型计算方法在计算过程中考虑了要素的空白位置，造成了模型计算方法计算的结果比色差识别法计算的结果值要略大，类似的情况在图2(c)中也出现了。图2(d)中由于面要素的区域稍大，而整体图面内要素数量较少，造成了利用色差识别法计算的载负量比模型计算方法计算的结果值稍大。

三、结束语

电子地图仍然采用了基本的地图理论。地图载负量作为地图要素选择、制图综合的基础要素之一，在电子地图中有着广泛的应用。色差识别方法在计算电子地图载负量时，在面要素的载负量计算方面存在不足，并需要人工进行干预，同时也没有考虑到地图清晰易读条件下要素之间的最小间隔处理。本文载负量模型计算方法以基本地图理论为支撑，提出了点、线、面要素及注记的载负量计算法。该计算方法能嵌入到制图系统或GIS软件中，通过比对试验，模型计算方法能实时准确地计算电子地图载负量。对于载负量模型计算方法的效率还需要进一步进行探讨。

作者：孙庆辉江南单位：信息工程大学地理空间信息学院