专利名称：一种自适应电子地图符号的系统及方法
技术领域：
本发明涉及计算机制图技术领域，特别涉及一种面向用户的自适应电子地 图符号的系统及方法。
背景技术：
地图符号是地图的语言，是当前电子地图表达空间信息的最重要的手段， 如何使地图符号的形态能够与空间数据显示的变化实现同步，是计算机制图领 域长期探索的关键技术。
在现有技术中，电子地图符号方面主要集中在地图符号的描述和地图符号
的计算机自动绘制方面，如中国专利申请号为200710053790.X的对比文件， 提供了一种复杂地图符号的计算机自动绘制方法；或者地图要素实例符号化方 法，而没有涉及对地图符号模型的修改，如中国专利申请号为200810047723.1 的对比文件提供了一种地理要素实例符号化方法。
在以往对于实现电子地图符号形态自适应变化的研究中，主要有专题图层 法和地图要素实例符号化方法，它们虽然都有可取之处，但无法满足电子地图 动态实时显示的需求，并存在以下问题
(1) 专题图层法，可以方便的表达面状地物的某一属性，比如各省的人口 数直方图，但是对线状地物和点状地物的属性无能为力，而且表达形式有限， 比如直方图、饼状图、金字塔等等。
(2) 地图要素实例符号化方法，可以为每一个地物选择一个特定的符号， 但是这种符号化方案是静态的，不能实现地图符号的自适应调整。当某一地物 的空间信息发生变化之后，必须人为的改变符号或者更换其它地图符号模版才 能表达出空间信息的变化，显然不能自适应的表达各种地物空间信息的变化状 况。
综上，现有技术的电子地图没有考虑到地图符号的自适应性，电子地图不 能随着地理空间数据显示的变化自动更新以正确的实时的表达空间信息。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于，提供一种自适应电子地图符号的系统及 方法，实现地图符号能够随时根据空间信息的变化同步的调整自身的形态，能 随着地理空间数据显示的变化自动更新，实时正确的表达空间信息。
为达到上述目的，本发明提供了一种自适应电子地图符号的系统，用于在 空间信息更新时，系统启动更新地图中对应地物的地图符号，其特征在于，该 系统包括
地图符号描述模块，用于组织地图符号各要素的几何数据、属性配置数据 及"晚绑定"的接口数据，提供地图符号形态的调整接口；
地图符号形态调整模块，用于获取空间信息更新后地图符号的要素属性参
数；
地图符号显示模块，作为该地图符号描述模块和该地图符号形态调整模块 间交互的中介，通过该地图符号形态调整模块获取更新后的地图符号并重新输 出到对应的地层中，完成地图符号的自适应调整。
上述自适应电子地图符号的系统，其特征在于，所述地图符号显示模块进 一步包括
更新判断模块，用于在空间信息发生变化时，确定需要更新地图符号地图
对象；
触发更新模块，用于在空间信息发生变化时，触发地图符号显示模块根据 确定的需要更新的地图对象去更新相应的地图符号；
输出显示模块，用于将更新后的地图符号重新输出到对应的地层中， 并进，于显示。
上述自适应电子地图符号的系统，其特征在于，所述触发更新模块进一步 包括
信息交互模块，用于在空间信息更新事件触发进行更新显示时，向所述地 图符号描述模块请求并获取对应的地图符号数据，将该地图符号调整的策略和 相应的空间信息传递给所述地图符号形态调整模块，并向该地图符号形态调整 模块请求获取该地图符号的新的属性参数。
上述自适应电子地图符号的系统，其特征在于，所述"晚绑定"的接口数 据通过统计项定义描述。上述自适应电于地图符号的系统，其特征在于，所述地图形态调整模块独 立封装一系列算法，以提供多种地图符号的调整策略。
上述自适应电子地图符号系统，其特征在于，所述地图形态调整模块对用 户提供一个统一的接口。
上述自适应电子地图符号的系统，其特征在于，所述"晚绑定"是地图符 号在显示时，才根据地图符号描述中的相关信息，使用对应的策略调用所述地 图符号信号调整模块中的对应策略获取地图符号的形态属性进行显示。
进一步的，本发明还提供了一种自适应电子地图符号的方法，用于在空间 信息更新时，自动更新地图中对应地物的地图符号，其特征在于，该方法包括
地图符号描述步骤，用于组织地图符号各要素的几何数据、属性配置数据 及"晚绑定"的接口数据，提供地图符号形态的调整接口；
地图符号形态调整步骤，用于获取空间信息更新后地图符号的要素属性参
数；
地图符号显示歩骤，用于提供所述地图符号描述步骤和该地图符号形态调 整步骤间的交互，并利用地图形态调整歩骤中获取更新后的地图符号重新输出 到对应的地层中，完成地图符号的自适应调整。
上述自适应电子地图符号的方法，其特征在于，所述地图符号显示步骤进 一步包括
更新判断步骤，用于在空间信息发生变化时，确定需要更新地图符号的地
图对象；
触发更新步骤，用于在空间信息发生变化时，根据确定的需要更新的地图 对象触发进行相应地图符号的更新；
输出显示步骤，用于将更新后的地图符号重新输出到对应的地层中， 并进行显示。
上述自适应电子地图符号的方法，其特征在于，所述触发更新步骤进一步 包括
在空间信息更新事件触发进行更新显示时，请求并获取对应的地图符号数
据；
根据该地图符号数据提供该地图符号的调整策略和相应的空间信息以进 行地图符号形态调整；请求并获取该地图符号的新的属性参数，进行地图符号更新。 与现有技术相比，本发明提供的自适应电子地图符号的系统及方法，通过 引入"晚绑定"的思想，实现了电子地图符号能够随着地理空间数据显示的更 新而自动变化，能随着地理空间数据显示的变化自动更新，实时正确的表达空 间信息，满足了电子地图对地图符号的要求，达到了实用效果。
图1为本发明自适应电子地图符号的系统结构示意框图； 图2为图1所示系统模块调用工作流程示意图； 图3为本发明自适应电子地图符号的方法流程图； 图4为本发明方法中触发更新步骤的具体实施流程图； 图5为本发明在地图符号制作中对面元素的属性设置界面示意图； 图6为本发明在地图符号使用时对符号关联空间数据属性字段设置的界 面示意图。
具体实施例方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，以进一步说明本发明之 目的、方案及功效，但并不作为对本发明权利要求保护范围的限制。
本发明为建立自适应电子地图符号系统，实现当空间信息更新时，地图中 对应地物的地图符号同步的更新自身的形态，达到无人干涉情况下地图符号自 适应的变化以充分表达空间信息的变化状况。
图1示出了本发明自适应电子地图符号的系统的主要结构，参考图1，该 系统包括地图符号描述模块10，用于组织地图符号各要素的几何数据、属 性配置数据及"晚绑定"的接口数据，提供地图符号形态的调整接口；地图符 号形态调整模块11，用于获取空间信息更新后地图符号的要素属性参数；地 图符号显示模块12，作为该地图符号描述模块IO和该地图符号形态调整模块 11间交互的中介，通过该地图符号形态调整模块11获取更新后的地图符号并 重新输出到对应的地层中，完成地图符号的自适应调整。地图符号显示模 块12进一步包括更新判断模块121，用于在空间信息发生变化时，确定需 要更新地图符号地图对象；触发更新模块122，用于在空间信息发生变化时，
7触发地图符号显示模块根据确定的需要更新的地图对象去更新相应的地图符 号；输出显示模块123，用于将更新后的地图符号重新输出到对应的地层
中，并进行显示。触发更新模块122进一步包括信息交互模块1221，用于 在空间信息更新事件触发进行更新显示时，向所述地图符号描述模块10请求
并获取对应的地图符号数据，将该地图符号调整的策略和相应的空间信息传递 给所述地图符号形态调整模块11，并向该地图符号形态调整模块11请求获取 该地图符号的新的属性参数。
系统各模块的具体介绍如下
地图符号描述模块10:地图符号描述模块负责组织符号各要素的几何数 据和属性配置数据。自适应地图符号除了应包含组成符号的各个元素的数据之 外，还需要包括支持"晚绑定"的接口数据，例如统计符号的定义描述如下
<CHARTSYMBOL
Antialiasing = "true | false" [false]光滑
Maxsize = "l-NNN，，最大尺寸
Maxvalue = "l-NNN,，最大数值
Minsize = "l-NNN"最小尺寸
Minvalue = "l-NNN，，最小数值
Mode = "pie | bar | bleb | 3Dbar，， [pie]统计符号样式
Outline = "0,0,0—255,255,255" [none]轮廓颜色
Shadow = "0，0，0—255,255,255" [none]阴影颜色
Size = "l-NNN"尺寸大小
Sizefield = "string"尺寸字段
Transparency = "0.0-1.0" [1.0]透明度
(m)〈CHARTVALUE .../>统计项定义
</CHARTSYMBOL>
其中，除统计项定义外，其余的属性都是地图符号的各要素的描述和性质， 与传统的地图符号描述模型相同；统计项定义是为了实现"晚绑定"，其定义 如下
〈CHARTVALUELookupfield = "string"
Color = "0,0,0-255,255,255"
使用的字段
Lower = "integer'' Upper = "integer" Value = "integer"
颜色 最小值 最大值 数值
</CHARTVALUE>
当Lookupfield字段的数据发生变化时，统计项会及时得到通知，然后与 之相关的统计符号都会根据空间信息的变化情况得到更新。
地图符号的形态调整模块12:本模块采用策略模式(Strategy pattern)， 封装了各种调整地图符号形态的策略和算法，满足表达空间数据显示变化的需 求，多种算法如单值法、分段数列、级数分级方法之间相互独立封装，使得其 变化独立于其它模块，可以随着用户的需求增加新的算法，增加了系统的灵活 性和可扩展性。
该模块对用户提供一个统一的接口
Type strategy:指定要使用的算法；
void farguments:指向存储变量的指针，根据不同的算法将提供不同的参数； VOid*result:指向返回结果的指针，根据不同的算法将使用不同的结构； 接口函数的返回值表示算法调用的结果，如果成功完成任务，则返回O;
否则返回一个负整数，表示错误的类型。这样用户就可以使用一个统一的函数 调用来使用不同的算法，保证了使用的统一性和方便性。
地图符号显示模块12:本模块采用中介者模式(Mediator pattrem)，该 模块作为中介对象封装了地图符号描述模块IO和地图符号的形态调整模块11 间的交互，在Mediator设计模式中承担着中介者的角色，使得地图符号描述 模块10和地图符号形态调整模块11之间不需要显式的互相引用，从而使其耦 合松散，可以独立地改变它们之间的交互，并且对用户隐藏了符号显示的复杂 过程，给用户提供了一个透明的地图符号显示接口。
在空间信息发生变化时，地图系统将进行全图或对更新的区域进行局部刷 新，该动作将在地图符号显示模块的参与下完成。
int Adjust(Type strategy,void* arguments,void* result);
9图2为系统模块调用工作流程示意图。参考图2，图中，A表示空间信息 更新这个事件触发地图符号显示模块12去更新相应的地图符号；B表示地图 符号显示模块12向地图符号描述模块10请求对应的地图符号数据；C表示地 图符号描述模块IO将地图符号数据提供给地图符号显示模块12; D表示地图 符号显示模块12将地图符号调整的策略和相应的空间信息传递给地图符号形 态调整模块，并要求计算出地图符号新的属性参数；E表示指地图符号形态调 整模块11将计算的结果返回给地图符号显示模块12; F表示地图符号显示模 块12将重新计算过的地图符号重新输出到对应的地层中，完成地图符号 自适应调整的过程。
本发明还进一步提供了应用上述系统的自适应电子地图符号的方法，图3 示出了本方法的具体流程，参考图3，本发明的自适应电子地图符号的方法包 括以下步骤
SIO，地图符号描述步骤，用于组织地图符号各要素的几何数据、属性配 置数据及"晚绑定"的接口数据，提供地图符号形态的调整接口；
Sll，地图符号形态调整步骤，用于获取空间信息更新后地图符号的要素 属性参数；
S12，地图符号显示步骤，用于提供所述地图符号描述步骤和该地图符号 形态调整步骤间的交互，并利用地图形态调整步骤中获取更新后的地图符号重 新输出到对应的地层中，完成地图符号的自适应调整。
上述地图符号显示步骤S12进一步包括
S121，更新判断步骤，用于在空间信息发生变化时，确定需要更新地图符 号的地图对象；
S122，触发更新步骤，用于在空间信息发生变化时，根据确定的需要更新 的地图对象触发进行相应地图符号的更新；
S123，输出显示步骤，用于将更新后的地图符号重新输出到对应的地 层中，并进行显示。
图4示出了触发更新步骤的具体实施流程，请参考图4，触发更新步骤S122 进一步包括
S221，在空间信息更新事件触发进行更新显示时，请求并获取对应的地图 符号数据；
10S222，根据该地图符号数据提供该地图符号的调整策略和相应的空间信息 以进行地图符号形态调整；
S223，请求并获取该地图符号的新的属性参数，进行地图符号更新。
图5-图6示意性的表示了自适应地图符号在制作和使用过程中关键的几 个步骤。图5所示的是在地图符号制作中对面元素的属性设置，其中把轮廓线 和填充颜色设置为用户设置，包括用户设定为某一固定颜色和设置为根据某一 空间属性字段的属性值来计算符号的颜色值；图6是在地图符号使用时对符号 关联空间数据属性字段设置的界面，其中将面元素的轮廓线设定为根据其表示 的地理对象的"人口"属性值来确定颜色，填充颜色设定为根据其代表地理对 象的"GDP"属性值来确定。经过这些设置之后，在空间数据显示更新时，地 物对应的地图符号就可以自动的变化以表达信息的变更。
本发明通过将地图符号形态调整的策略独立出来成为一个模块，使"晚绑 定"成为可能。传统的地图符号系统在符号的描述中各要素的属性是固定的， 不可能实现"晚绑定"；而专题图层的方法则使符号形态的调整方法和符号完 全混合在一起而不是独立的两个方面，也不可能实现"晚绑定"。自适应地图 符号则完全不同，在符号的描述数据中包含了实现"晚绑定"的信息，在符号 显示的时候，才根据符号描述中的相关信息，使用对应的策略调用地图符号形 态调整模块中的对应算法计算符号的形态属性，实现了在符号显示的时候其形 态才最终确定的目的，也即实现了 "晚绑定"，使符号具有了随空间信息变化 而自适应调整的能力。
虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，在不 背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作 出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权 利要求的保护范围。
权利要求
1、一种自适应电子地图符号的系统，用于在空间信息更新时，系统自动更新地图中对应地物的地图符号，其特征在于，该系统包括地图符号描述模块，用于组织地图符号各要素的几何数据、属性配置数据及“晚绑定”的接口数据，提供地图符号形态的调整接口；地图符号形态调整模块，用于获取空间信息更新后地图符号的要素属性参数；地图符号显示模块，作为该地图符号描述模块和该地图符号形态调整模块间交互的中介，通过该地图符号形态调整模块获取更新后的地图符号并重新输出到对应的地层中，完成地图符号的自适应调整。
2、 根据权利要求l所述的自适应电子地图符号的系统，其特征在于，所 述地图符号显示模块进一步包括更新判断模块，用于在空间信息发生变化时，确定需要更新地图符号地图 对象；触发更新模块，用于在空间信息发生变化时，触发地图符号显示模块根据 确定的需要更新的地图对象去更新相应的地图符号；输出显示模块，用于将更新后的地图符号重新输出到对应的地层中， 并进行显示。
3、 根据权利要求2所述的自适应电子地图符号的系统，其特征在于，所述触发更新模块进一步包括信息交互模块，用于在空间信息更新事件触发进行更新显示时，向所述地 图符号描述模块请求并获取对应的地图符号数据，将该地图符号调整的策略和 相应的空间信息传递给所述地图符号形态调整模块，并向该地图符号形态调整 模块请求获取该地图符号的新的属性参数。
4、 根据权利要求1所述的自适应电子地图符号的系统，其特征在于，所 述"晚绑定"的接口数据通过统计项定义描述。
5、 根据权利要求l所述的自适应电子地图符号的系统，其特征在于，所 述地图形态调整模块独立封装一系列算法，以提供多种地图符号的调整策略。
6、 根据权利要求1所述的自适应电子地图符号系统，其特征在于，所述地图形态调整模块对用户提供一个统一的接口 。
7、 根据权利要求1所述的自适应电子地图符号的系统，其特征在于，所 述"晚绑定"是地图符号在显示时，才根据地图符号描述中的相关信息，使用 对应的策略调用所述地图符号信号调整模块中的对应策略获取地图符号的形 态属性进行显示。
8、 一种自适应电子地图符号的方法，用于在空间信息更新时，自动更新 地图中对应地物的地图符号，其特征在于，该方法包括地图符号描述步骤，用于组织地图符号各要素的几何数据、属性配置数据 及"晚绑定"的接口数据，提供地图符号形态的调整接口；地图符号形态调整步骤，用于获取空间信息更新后地图符号的要素属性参数；地图符号显示步骤，用于提供所述地图符号描述步骤和该地图符号形态调 整步骤间的交互，并利用地图形态调整步骤中获取更新后的地图符号重新输出 到对应的地层中，完成地图符号的自适应调整。
9、 根据权利要求8所述的自适应电子地图符号的方法，其特征在于，所述地图符号显示步骤进一步包括更新判断步骤，用于在空间信息发生变化时，确定需要更新地图符号的地图对象；触发更新步骤，用于在空间信息发生变化时，根据确定的需要更新的地图 对象触发进行相应地图符号的更新；输出显示步骤，用于将更新后的地图符号重新输出到对应的地层中， 并进行显示。
10、 根据权利要求9所述的自适应电子地图符号的方法，其特征在于，所 述触发更新步骤进一步包括在空间信息更新事件触发进行更新显示时，请求并获取对应的地图符号数据；根据该地图符号数据提供该地图符号的调整策略和相应的空间信息以进 行地图符号形态调整；请求并获取该地图符号的新的属性参数，进行地图符号更新。
全文摘要
本发明公开了一种自适应电子地图符号的系统及方法，用于在空间信息更新时，自动更新地图中对应地物的地图符号，该系统包括地图符号描述模块，用于组织地图符号各要素的几何数据、属性配置数据及“晚绑定”的接口数据，提供地图符号形态的调整接口；地图符号形态调整模块，用于获取空间信息更新后地图符号的要素属性参数；地图符号显示模块，作为该地图符号描述模块和该地图符号形态调整模块间交互的中介，通过该地图符号形态调整模块获取更新后的地图符号并重新输出到对应的地层中，完成地图符号的自适应调整。
文档编号G06T11/00GK101458819SQ200810239848
公开日2009年6月17日 申请日期2008年12月19日 优先权日2008年12月19日
发明者余卓渊, 张金禄, 王英杰, 邓红艳 申请人:中国科学院地理科学与资源研究所