一种电子地图上移动对象的动态标注方法

摘要

本发明提出一种电子地图上移动对象的动态标注方法，包括：步骤1，载入地图数据，确定注记框所在图幅边侧以及注记框的最大容量；步骤2，基于注记框的最大容量选取待标注的移动对象，确定所有注记框统一的大小；步骤3，根据待标注的移动对象位置，确定注记框与移动对象的一一对应关系，并作引线将移动对象与其对应注记框连接起来；步骤4，根据注记框与移动对象的一一对应关系，将每一移动对象的文字串填入注记框内；步骤5，当移动对象位置更新后，返回至步骤3，重新确定移动对象与注记框的对应关系并填入注记文字串。本发明提供动态的移动对象注记方案，有利于电子地图的清晰实时显示。

说明书

技术领域

本发明涉及电子地图显示及相关应用领域，尤其是涉及一种电子地图显示时，对在网络图（铁路网、道路网）弧段上移动对象（点）进行动态标注的方法，用于道路网移动对象的分析与监控。

背景技术

电子地图显示是地理信息应用和服务的重要手段，电子地图由于其内容的动态性和显示屏的局限，在当前地图图面上进行自动注记一直是电子地图显示的关键技术之一。关于电子地图上动态显示注记这一方向，已有部分专利涉及此内容，比如专利《地理信息系统点地物动态注记实现方法》（申请号：200510018873.6），此专利主要根据当前窗口范围，确定点地物的注记位置；专利《一种3DGIS中多分辨率自适应注记的方法》（申请号：200910076427.9）主要根据当前分辨率和场景范围确定地物的空间范围，由此计算出地物注记的位置。这些专利涉及的动态注记，主要体现在注记的动态，而非地物的动态，即没有涉及地图上移动对象的注记问题。此外，也有一些文献介绍动态注记的方法，比较典型的有：《电子地图中动态注记方法的研究实现》（赵秀忠、刘修国，《小型微型计算机系统》），《电子地图的自适应注记研究》（高积粮、杨崇俊等，《计算机工程与应用》），《电子地图动态注记的研究》（杨凌云、李菁等，《软件导刊》），《电子地图动态注记自动配置的方法》（张圣丽、柯广恒，《地理空间信息》）及《电子地图中的自适应注记》（杨寒光，《第十五届全国工程设计计算机应用学术会议》）。这些方法主要针对当前显示屏幕地图要素注记内容完整性及平滑过渡问题提出的解决方案，仍然涉及的对静态地物的自动适应当前显示屏幕的注记方法，不包括对移动要素，特别是对网络（铁路网或公路网）上移动对象的注记技术。

发明内容

本发明提供一种对移动对象进行标注的方法，使注记统一排列在图面一侧，注记位置不动，连接注记与移动对象的引线随着移动对象位置变化而变化。

本发明的技术方案为一种电子地图上移动对象的动态标注方法，包含以下步骤：

 步骤1，载入地图数据，确定注记框所在图幅边侧以及注记框的最大容量；

步骤2，基于注记框的最大容量选取待标注的移动对象，确定所有注记框统一的大小；

步骤3，根据待标注的移动对象位置，确定注记框与移动对象的一一对应关系，并作引线将移动对象与其对应注记框连接起来；实现方式如下，

步骤3.1，设有n个注记框，每个注记框取距离图幅中心近的一侧边的中点为与移动对象作引线的端点，端点位置用L_i表示，i为注记框编号，i=1,2,…,n；待标注的移动对象所在位置标识为移动对象点M_k，k=1,2,…,n；设置循环变量i，并赋初值i=1；

步骤3.2，如果i大于n，进入步骤4，否则进入步骤3.3；

步骤3.3，基于i值寻找对应的移动对象点，L_i为当前待处理的注记框的端点，自L_i作一条射线r进行旋转， 

当旋转的射线r碰到第一个并且仅有一个未处理的移动对象点M_k时，将M_k与L_i对应起来，作L_i与M_k的引线，并标识移动对象点M_k已处理；将置循环变量i累加1，转到步骤3.2；

当旋转的射线r碰到第一个未处理的移动对象点，且射线上有多个未处理的移动对象点时，设射线上有q个未标记的移动对象点，首先对这q个移动对象点按与L_i的距离从小到大排序并依次记为M_k1, M_k2,…,M_kq，然后分别将M_k1, M_k2,…,M_kq与L_i, L_i+1,…,L_i+q-1对应起来，作M_k1与L_i、M_k2与L_i+1、…、M_kq与L_i+q-1的引线，并标识这q个移动对象点M_k1, M_k2,…,M_kq已处理；将当第i+q个标记框作为当前待处理的标记框，即将i的值修改为i+q，返回到步骤3.2；

步骤4，根据注记框与移动对象的一一对应关系，将每一移动对象的文字串填入注记框内；

步骤5，当移动对象位置更新后，返回至步骤3，重新确定移动对象与注记框的对应关系并填入注记文字串。

而且，所述步骤1中，注记框所在图幅边侧为图幅的左侧或右侧或上侧或下侧，注记框所在图幅边侧为图幅的左侧或右侧时，移动对象的文字串在注记框内横向排列；注记框所在图幅边侧为图幅的上侧或下侧时，移动对象的文字串在注记框内纵向排列。

而且，所述步骤1中，注记框的最大容量按下述方式计算出，

    文字串在注记框内横向排列时，根据注记框最小高度以及图幅高度计算出注记框所在图幅边侧所能容下注记框的最大数目N_max；文字串在注记框内纵向排列时，根据注记框最小宽度以及图幅宽度计算出注记框所在图幅边侧所能容下注记框的最大数目N_max；最大数目N_max计算公式如下，

        N_max=INT(H_map/h_min) 

其中Hmap为地图图幅高度或宽度，hmin为注记框最小高度或宽度，函数INT(x)表示对x值取整数部分。

而且，所述步骤2中所有注记框统一的大小，在文字串在注记框内横向排列时指注记框的高度，在文字串在注记框内纵向排列时指注记框的宽度，确定所有注记框统一的大小实现方式如下，

如果待标注的移动对象总数N_obj刚好等于N_max，则取h_min为注记框的高度或宽度；如果待标注的移动对象总数N_obj小于N_max，计算注记框的高度或宽度h_lab=INT(10*H_map/(10*N_obj – (N_obj -1)))。

而且，所述步骤4中，每个注记框填入的文字串由对应移动对象的属性决定。

本发明提出一种电子地图上移动对象的动态标注方法，其所有注记框都整齐排列在地图的某一侧边上，通过引线将注记文字与其移动对象连接起来，完成对移动对象的标注；移动对象位置发生变化时，根据新位置，重新计算注记框与移动对象的对应关系，并据此进行连线和注记。本发明提供动态的移动对象注记方案，有利于电子地图的清晰实时显示，适合于采用计算机实现自动运行，填补了本技术领域的相关空白。

附图说明

图1 为本发明实施例的流程示意图。

图2 为本发明实施例的注记效果图。

具体实施方式   

为了便于本领域普通技术人员理解和实施本发明，下面结合附图及实施例对本发明作进一步的详细描述。

本发明实施例包括以下步骤：

步骤1，载入地图数据，确定注记框所在图幅边侧以及注记框的最大容量；

步骤2，基于注记框的最大容量选取待标注的移动对象，确定所有注记框统一的大小；

步骤3，根据待标注的移动对象位置，确定注记框与移动对象的一一对应关系，并作引线将移动对象与其对应注记框连接起来；

步骤4，根据注记框与移动对象的一一对应关系，将每一移动对象的文字串填入注记框内；

步骤5，当移动对象位置更新后，返回至步骤3，重新确定移动对象与注记框的对应关系并填入注记文字串。

具体实施时可采用计算机软件技术实现自动运行流程，为便于实施参考起见，提供详细流程设计如图1：

（1）确定整幅图的注记位置（图幅侧边）和范围。

预先进行地图要素数据准备，当地图数据载入屏幕后，确定所有标注的注记框放置的位置（图幅哪一边侧）。具体实施时，可以由用户根据地图图幅上要素内容的分布情况指定边侧，也可以计算机默认在图幅哪一边侧，例如默认在右侧。位置在图幅左侧或右侧时，上下图边缘即为其注记范围，所有注记框排列不得超过左/右侧的图幅高度；位置在图幅上侧或下侧时，左右图边缘即为其注记范围，所有注记框排列不得超过上/下侧的图幅宽度。实施例中，以右侧为例进行说明，参见图2所示地图上的列车标注。

（2）确定图面的注记框最大容量。

    根据地图制图规范对图上最小分辨率的要求或者用户自己需要，确定注记框的最小高度或宽度，据此，根据图幅高度或宽度计算出此图幅边所能容下注记框的最大数目N_max：

        N_max=INT(H_map/h_min) 

其中Hmap为地图图幅高度或宽度，hmin为注记框最小高度或宽度，函数INT(x)表示对x值取整数部分。

    移动对象的文字串在注记框内横向或纵向排列均可。移动对象的文字串在注记框内横向排列时，根据图幅高度和注记框最小高度计算；移动对象的文字串在注记框内纵向排列时，根据图幅宽度和注记框最小宽度计算。

为了尽量多的提供标注框，一般注记框所在图幅边侧为图幅的左侧或右侧时，移动对象的文字串在注记框内横向排列；注记框所在图幅边侧为图幅的上侧或下侧时，移动对象的文字串在注记框内纵向排列。hmin可按制图规范原则取值为9K或图面上2.0mm相当的值，或者由用户给定此值。

若注记框所在图幅边侧为图幅的左侧或右侧时，移动对象的文字串在注记框内纵向排列，或者注记框所在图幅边侧为图幅的上侧或下侧时，移动对象的文字串在注记框内横向排列，hmin可根据预估的文字串最长长度预先设定。

实施例采用移动对象的文字串在注记框内横向排列的方式，计算出配置在图边右侧的注记框的最大个数（N_max），计算方式如下：

        N_max=INT(H_map/h_min) 

其中，Hmap为地图图幅高度，hmin为注记框最小高度。

（3）确定待注记的移动对象及数量。

基于（2）所得注记框的最大个数N_max，根据用户需求（比如选择某一类型移动对象）选取标注的移动对象，选取的对象个数N_obj不大于N_max：即N_obj￡N_max。具体实施时，本领域技术人员可以采用计算机软件技术进行设计，支持用户按类型选择移动对象，例如电子地图提供公路上运行的车辆，用户可选择运输危险品类的车辆。在选择的移动对象超过N_max时提示用户修改选择。

（4）确定注记框的统一大小。

如果待标注的移动对象总数N_obj刚好等于N_max，则取h_min为注记框的高度或宽度；如果待标注的移动对象总数N_obj小于N_max，计算注记框的高度或宽度h_lab=INT(10*H_map/(10*N_obj – (N_obj -1)))。

具体来说，在文字串在注记框内横向排列时根据图幅高度计算注记框的高度，宽度可采用默认大小或根据文字串长度自适应调整；在文字串在注记框内纵向排列时根据图幅宽度计算注记框的宽度，高度可采用默认大小或根据文字串长度自适应调整。

实施例根据所确定移动对象数，注记框统一高度计算方法如下：

如果需要标注的移动对象数N_obj刚好等于N_max，即N_obj=N_max，则取h_min为注记框的高度；

如果选定标注的移动对象数N_obj小于N_max，即N_obj<N_max时，则计算实际注记框的高度h_lab：

      h_lab=INT(10×H_map/(10×N_obj – (N_obj -1)))。

    根据计算出的注记框统一高度，将注记框在图边右侧均匀地按自上往下排列并按顺序编号。

（5）确定移动对象与注记框的对应关系，并作两者间引线。

    根据移动对象当前位置，确定每一注记框所对应的移动对象，建立两者间的对应关系。为了计算及处理的方便性，每当确定一个注记框与一个移动对象的关系时，就作引线连接。具体实施的步骤如下：

1)设有n个注记框，每个框取距离图幅中心近的一侧边（实施例注记框处于图幅右侧，因此取框左边）的中点为此框与移动对象作引线的端点，此端点位置用L_i表示，i为注记框编号，i=1,2,…,n。此时待标注的移动对象的位置标识为移动对象点M_k，k=1,2,…,n。其中，n=N_obj。设置循环变量i，并赋初值i=1。

2）如果i大于n，则表示所有标记框处理完毕，过程结束进入（6），否则，进入3）。

3）基于i值寻找对应的移动对象点，L_i为当前待处理的注记框的端点，自L_i点作一条垂直向上的射线r，并以此L_i为固定点，逆时针方向旋转射线r， 

当旋转的射线r碰到第一个并且仅有一个未处理的移动对象点M_k时，将M_k与L_i对应起来（即M_k相应移动对象与L_i相应注记框建立对应关系），作L_i与M_k的连线（即标注引线），并标识此移动对象点M_k已处理；将置循环变量i累加1，转到2）； 

当旋转的射线r碰到第一个未处理的移动对象点，且射线上有多个（设有q个）未处理的移动对象点时，首先对这q个点按与L_i的距离从小到大排序，记为M_k1, M_k2,…,M_kq。分别将M_k1, M_k2,…,M_kq与L_i, L_i+1,…,L_i+q-1对应起来（即M_k1, M_k2,…,M_kq相应移动对象与L_i, L_i+1,…,L_i+q-1相应注记框建立一一对应关系），作M_k1与L_i、M_k2与L_i+1、…、M_kq与L_i+q-1的连线（即q条标注引线），并标识这q个移动对象点M_k1, M_k2,…,M_kq已处理。将当第i+q个标记框作为当前待处理的标记框，即将i的值修改为(i+q)，返回到2）；

注记框处于其他侧边时实现过程相同，射线的旋转方向和开始位置可根据具体边侧设定，处于图幅左侧时，自端点作一条垂直向上的射线后按顺时针方向旋转射线即可；处于图幅上侧时，自端点作一条水平向左的射线后按逆时针方向旋转射线；处于图幅下侧时，自端点作一条水平向左的射线后按顺时针方向旋转射线。

一般引线连接过程中，如果每一标记框作出的射线，旋转碰到的未标记移动对象点只有一个，那么，此地图上的标记引线不会出现相交的情况。

（6）根据上述（5）建立起来的对应关系，将注记文字串填入相应的注记框内。每个注记框对应且仅对应一个移动对象，电子地图中各移动对象的要素都带有属性，注记框的注记文字串内容由其对应的移动对象属性决定。

（7）如果用户中断过程，结束此流程，否则进入（8）。

（8）移动对象的位置发生变化时，转到（5），重新生成引线、填入注记文字串。随着时间的变化，图上移动对象到注记框的引线也是动态变化的。

以上所述、仅是用以说明本发明的具体实施案例而已，并非用以限定本发明的可实施范围，举凡本领域熟练技术人员在未脱离本发明所指示的精神与原理下所完成的一切等效改变或修饰，仍应由本发明权利要求的范围所覆盖。