旅游地圖的自動(dòng)繪制

1、自動(dòng)生成旅游地圖自動(dòng)生成旅游地圖摘要：摘要：旅游地圖對(duì)旅游者到一個(gè)不熟悉的城市來(lái)說(shuō)是很必要的，因?yàn)榈貓D對(duì)路標(biāo)和其它感興趣的點(diǎn)都加亮使其可視化。然而，手工繪制地圖是一種靜態(tài)的表現(xiàn)手法，不足以適應(yīng)個(gè)人旅游的需要和品味。在這篇論文里，我們提出了一種設(shè)計(jì)旅游地圖的自動(dòng)系統(tǒng)，可以選擇并加亮對(duì)旅游者來(lái)說(shuō)很重要的信息。我們的系統(tǒng)使用了自上而下基于視覺(jué)的圖像分析和自頂向下基于網(wǎng)絡(luò)信息提取的技術(shù)，來(lái)決定地圖元素的顯著程度。然后著重對(duì)最重要的元素生成地圖，

2、用多視角渲染的一個(gè)組合來(lái)加強(qiáng)街道和路標(biāo)的可視化，制圖的一般技術(shù)如使用簡(jiǎn)化、變形和平移來(lái)加強(qiáng)路標(biāo)和降低相對(duì)不重要的建筑物。我們展示了若干自動(dòng)產(chǎn)生的舊金山旅游地圖并將它們與手工方法作對(duì)比。1引言引言旅游地圖對(duì)旅游者到一個(gè)不熟悉城市是必要的資源，因?yàn)榈貓D對(duì)路標(biāo)和其它點(diǎn)如博物館、飯店、公園、購(gòu)物街加亮使其在地圖上可見(jiàn)。最有效的旅游地圖是能展現(xiàn)出當(dāng)前的信息，這樣旅游者就能很容易找到他們感興趣的地方。然而，設(shè)計(jì)和渲染這樣的旅游地圖是一個(gè)耗時(shí)的過(guò)程，

3、因?yàn)樾枰炀毜牡貓D設(shè)計(jì)技巧。而且，手工繪制的地圖是靜態(tài)的表現(xiàn)手法，不足以適應(yīng)個(gè)人旅游者的需要和品味。興趣點(diǎn)對(duì)每個(gè)人來(lái)說(shuō)較好區(qū)分。獨(dú)特的建筑物和環(huán)境特征可作為通用的路標(biāo)來(lái)顯示，一個(gè)旅游者可能對(duì)商店最感興趣，而另一個(gè)旅游者可能想找最近的餐館。在設(shè)計(jì)一幅地圖時(shí)，對(duì)地圖繪制者來(lái)說(shuō)第一個(gè)改變是，對(duì)旅游者即將使用的地圖決定地圖上的元素的重要程度。旅游者通常采用步行和公共交通的組合方式從一個(gè)地方到另一個(gè)地方。所以，一個(gè)有效的旅游地圖必須能提供充足的可

4、視化路標(biāo)和興趣點(diǎn)，從而幫助旅游者快速識(shí)別他們當(dāng)前的位置并決定到目標(biāo)的最好路徑。例如：地圖繪制者利用多視角渲染來(lái)增強(qiáng)街道和路標(biāo)的可見(jiàn)性。同樣，他們用各種各樣制圖的一般方法來(lái)增強(qiáng)識(shí)別路標(biāo)和重點(diǎn)突出地圖上最重要的元素。所以，對(duì)制圖者來(lái)說(shuō)第二個(gè)改變是，選擇渲染和制圖一般方法的一個(gè)集合，增強(qiáng)最重要的路標(biāo)和興趣點(diǎn)同時(shí)降低或消除不相關(guān)的元素。在最近十年，數(shù)字地圖很流行，比如有MicrosoftLive()、GoogleMaps(maps.)和Yaho

5、oMaps(maps.)，城市通常是一個(gè)建筑物的永久狀態(tài)，街道和建筑物可能被修整、創(chuàng)建、毀掉。這種數(shù)字地圖和手工繪制地圖相比，一個(gè)優(yōu)勢(shì)是對(duì)城市街道和建筑物的幾何模型是連續(xù)更新的，所以通常反映的是最新的信息。然而，這些數(shù)字地圖不足以說(shuō)明生成旅游地圖的兩個(gè)主要改變并且還存在很多問(wèn)題，包括：路標(biāo)的低識(shí)別路標(biāo)的低識(shí)別.數(shù)字地圖通常省略建筑物或僅僅顯示一部分。當(dāng)用戶(hù)選擇路標(biāo)的位置能用圖釘加亮?xí)r，在沒(méi)有進(jìn)一步可視化信息的情況下對(duì)一個(gè)用戶(hù)識(shí)別路標(biāo)還是

6、不可能的。沒(méi)有背景信息沒(méi)有背景信息.數(shù)字地圖不提供背景信息，因?yàn)樗鼈儾患恿溜@示，而這些背景信息可以幫助用戶(hù)在一個(gè)城市旅游時(shí)確定方位。低通用性低通用性.數(shù)字地圖不產(chǎn)生一個(gè)城市中相對(duì)不重要的建筑物。所有的建筑物在細(xì)節(jié)上是處于同一水平，對(duì)旅游者過(guò)濾出他們需要的信息帶來(lái)了困難，所以，這地圖顯示的過(guò)度復(fù)雜。2.22.2繪制繪制多視角地圖多視角地圖繪圖通常使用多觀測(cè)點(diǎn)和透視的方法來(lái)加強(qiáng)地圖上重要元素的可視化。通常采用對(duì)街道和地面正面圖、俯視圖結(jié)合的

7、方法，對(duì)建筑物采用斜投影視圖。用自頂向下的觀點(diǎn)對(duì)地面透視圖繪制縮小、變形、消除有助于用戶(hù)理解道路網(wǎng)的布局。制圖者對(duì)路標(biāo)選擇偏透影或透視圖投影的方法可以使建筑物的正面清晰顯示。偏投影和視圖(或遠(yuǎn)景)投影有互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)。偏投影出建筑物的大小和形狀不依賴(lài)于視點(diǎn)的距離。Agrawalwetal[June2000]指出對(duì)圖像平面作水平方向的偏投影可以保證建筑物的真實(shí)形狀和有助于比較大小和面積。但是，缺少遠(yuǎn)景的線索將使建筑物表現(xiàn)的不真實(shí)。對(duì)建筑物用遠(yuǎn)

8、景投影避免了這個(gè)問(wèn)題，但在比較建筑物大小和面積時(shí)卻帶來(lái)了問(wèn)題。一般化一般化地圖繪制者采用多種繪制地圖的一般方法包括簡(jiǎn)化、平移、變形和選擇來(lái)增強(qiáng)地圖的清晰度并突出顯示地圖上最重要的信息，并在地圖的各物體間保留空間的位置關(guān)系[Monmonier1993MacEachren1995DiBiaseetal.1992]。在這個(gè)工作里，我們考慮將這些一般化方法應(yīng)用于手工繪制地圖上的建筑物并展示這些技術(shù)是怎樣加強(qiáng)地圖可用性的。簡(jiǎn)化簡(jiǎn)化.地圖繪制者用簡(jiǎn)

9、化將相對(duì)不重要的建筑物弱化或者說(shuō)是減少建筑物規(guī)模的復(fù)雜度，從而避免渲染人工制品。平移平移.藝術(shù)家通常加寬道路來(lái)顯示一個(gè)未知區(qū)域的路徑。結(jié)果是建筑物可利用的空間被限制。常用的技術(shù)是平移建筑物以避免和鄰近的街道和建筑物重疊。變形變形.地圖繪制者通常要增加重要路標(biāo)的和減少不相關(guān)建筑物的大小。移除移除.手工地圖通常移除了不太相關(guān)的建筑物來(lái)減少地圖的復(fù)雜度，并獲得較重要建筑物的空間。3.3.系統(tǒng)概況系統(tǒng)概況我們開(kāi)發(fā)出一套自動(dòng)生成旅游地圖的系統(tǒng)，并

10、基于第二部分設(shè)計(jì)原理。在圖2中，我們的系統(tǒng)的輸入數(shù)據(jù)組成了一個(gè)城市的完整幾何模型，包括帶紋理的3D建筑物和路的幾何模型，并且每條路被分類(lèi)為一條街道，主干道、坡或高速公路。一幅交通圖將街道分成四個(gè)離散的水平。平面圖將城市分割成水路、停車(chē)場(chǎng)和地面。最后，在4.1部分會(huì)作解釋?zhuān)覀兊南到y(tǒng)會(huì)從提取關(guān)于建筑物分類(lèi)(博物館、餐館等)的分割信息的大量網(wǎng)頁(yè)中作解析，用戶(hù)可以對(duì)每一個(gè)建筑物作排列。從這些數(shù)據(jù)中，我們的系統(tǒng)可以預(yù)處理建筑物的輪廓和街區(qū)邊界，

11、通過(guò)道路將街區(qū)劃界。我們對(duì)建筑物的輪廓是通過(guò)作三角形面片作投影和描出像素空間外輪廓來(lái)決定的。我們計(jì)算街區(qū)邊界也是通過(guò)對(duì)路網(wǎng)作三角形面片和應(yīng)用街區(qū)分割的方法。在預(yù)處理后，我們就能識(shí)別出路標(biāo)、道路、區(qū)域、節(jié)點(diǎn)和每個(gè)元素的重要程度(第4部分)。為了生成旅游地圖，用戶(hù)指定城市、城市的地區(qū)、個(gè)人興趣的路標(biāo)類(lèi)別(如餐館、商店等)。然后系統(tǒng)設(shè)計(jì)并渲染出一個(gè)含蓋指定區(qū)域并加亮顯示個(gè)人興趣點(diǎn)的旅游地圖。(第5部分)。4.4.計(jì)算重要性計(jì)算重要性我們的系統(tǒng)