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)不熟悉的城市來說是很必要的，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)旅游者來說很重要的信息。我們的系統(tǒng)使用了自上而下基于視覺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、購物街加亮使其在地圖上可見。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)人來說較好區(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)地圖繪制者來說第一個(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增強(qiáng)街道和路標(biāo)的可見性。同樣，他們用各種各樣制圖的一般方法來增強(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)制圖者來說第二個(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)字地圖不足以說明生成旅游地圖的兩個(gè)主要改變并且還存在很多問題，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)用戶選擇路標(biāo)的位置能用圖釘加亮?xí)r，在沒有進(jìn)一步可視化信息的情況下對(duì)一個(gè)用戶識(shí)別路標(biāo)還是

6、不可能的。沒有背景信息沒有背景信息.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)旅游者過濾出他們需要的信息帶來了困難，所以，這地圖顯示的過度復(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)問題，但在比較建筑物大小和面積時(shí)卻帶來了問題。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、停車場(chǎng)和地面。最后，在4.1部分會(huì)作解釋，我們的系統(tǒng)會(huì)從提取關(guān)于建筑物分類(博物館、餐館等)的分割信息的大量網(wǎng)頁中作解析，用戶可以對(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、通過道路將街區(qū)劃界。我們對(duì)建筑物的輪廓是通過作三角形面片作投影和描出像素空間外輪廓來決定的。我們計(jì)算街區(qū)邊界也是通過對(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，用戶指定城市、城市的地區(qū)、個(gè)人興趣的路標(biāo)類別(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)