基于元素组合的统计地图图例自动生成方法
【技术领域】
[0001]本发明属于专题地图自动化制作领域，涉及一种利用图例元素灵活快速地组合自动生成统计地图图例的方法。
【背景技术】
[0002]“图例”一词源于拉丁文legend，意为“用来讲授的东西”。图例作为制图者与用图者之间沟通的桥梁，将人们思考的概念转化为地图语言描述，同时又将地图语言转换为人们逻辑的语言表达。普通地图图例是对地图上的全部地理要素进行系统的符号归纳和必要的文字说明，是地图信息传输过程中的重要组成部分，更是地图符号系统设计的必要前提。
[0003]统计地图是以统计数据为基础的，通过可视化方式表达制图对象质量或数量特征的一种统计图型，重在科学直观的反映统计内容中不同统计指标间的同一性和差异性，以此来揭示它们在自然和社会现象中的空间分布特征。统计地图的特点，决定了统计地图图例更加侧重于对统计数据信息的解释说明及可视化表达。
[0004]目前，一方面针对统计地图图例的研究关注较少，图例生成的规范化、自动化程度不高。另一方面，现有的图例只是一种机械的“排列”，与图件主体的关联程度欠缺，仅在视觉表达层面实现了统计符号的再现，统计指标的概念层较难显式地表达出来。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种统计地图图例自动生成方法，能够有效解决现今统计地图图例存在表达欠规范、统计数据概念层较难显式地表达和无法快速自动生成的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本发明提出的一种基于元素组合的统计地图图例自动生成方法，采用以下技术方案:
[0007]第一步、专题表示方法选取
[0008]首先对统计地图表示方法进行分类，根据统计专题数据所具备的数据特征来初步筛选统计地图表示方法；
[0009]第二步、统计地图符号原型搭建
[0010]根据几何图元和空间布局关系，搭建出统计地图符号原型；
[0011]所述统计地图符号原型={符号属性、图元布局}，
[0012]所述图元布局={布局属性、几何图元}，
[0013]所述几何图元={几何图元属性、视觉变量}，
[0014]其中，{}代表集合关系；
[0015]第三步、统计字段图例元素构建
[0016]在步骤二中搭建的统计地图符号原型基础上，用户参与设定统计指标，动态地构建用于绘制的统计字段图例元素，得到统计字段图例元素类结构；
[0017]第四步、数学模型图例元素构建
[0018]4.1.用户在步骤一、步骤二和步骤三的基础上，构建用于绘制的统计地图符号；
[0019]4.2.对统计地图符号进行数据相关性设定，包括对以客观形式存在的视觉变量设置相应的数学模型对象和色表对象，在实现时关联模型库和颜色库，对于其他视觉变量如符号的线型，实现时通过关联的线型库设定；
[0020]4.3.采用面向对象的方法来设计数学模型的组织体系结构，实现对数学模型内部各种算法的组织与管理；
[0021]4.4.绘制引擎根据创建的数学模型对象和色表对象，对数学模型图例元素进行可视表达，完成数学模型图例元素的构建，得到数学模型图例元素类结构；
[0022]第五步、统计符号图例元素构建
[0023]对步骤4.1中创建的统计地图符号中所有的视觉变量进行数据无关性的偏好设置后，完成统计符号图例元素的创建，得到统计符号图例元素类结构；
[0024]第六步、生成统计地图图例
[0025]首先制定图例元素组合配置规则，步骤二、步骤三和步骤四生成的三类图例元素根据所制定的图例元素组合配置规则进行组合排列，生成相应的统计地图图例，得到统计地图图例类结构。
[0026]进一步，所述步骤一中的统计地图表示方法分为点状符号表示法和面状符号表示法；所述点状符号表示法分为饼状符号法、网格符号法、柱状符号法、玫瑰符号法、分级符号法、连续比率符号法，所述面状符号表示法分为质底法、等值区域法、点值法。
[0027]进一步，所述步骤二中的几何图元界定为圆形、扇形、扇环、三角形、多段线、规则多边形、矩形、面域图元；每种图元包含一个图元控制点和图元方向。
[0028]进一步，所述步骤二中的空间布局关系界定为流式布局、线性布局、格网布局、中心布局和分层布局；所述流式布局仅含单个图元，无需组合配置；所述线性布局描述沿某一直线方向排列的几何图元的配置；所述中心布局描述沿某一中心点顺时针或逆时针排列的几何图元的配置；所述格网布局描述呈网格状排列的几何图元的配置；所述分层布局描述不同层级间具有压盖关系的几何图元的配置。
[0029]进一步，所述步骤三中的统计字段图例元素类结构中，成员函数包括:设置统计指标、获取统计指标、设置指标字体、获取指标字体、自动排列指标顺序、绘制图例元素、获取外接矩形、获取图例元素类型、设置统计专题图层、显示编辑界面。
[0030]进一步，所述步骤四中的数学模型的组织体系结构分为三层，分别为:
[0031 ] 顶层接口为数学模型公共接口，所有的算法模型都直接或间接地继承该接口，参与数据处理运算；所述数学模型公共接口的成员函数包括:获取模型名称、获取计算结果、设置计算结果、设置地理目标、设置统计指标参数、模型运算；
[0032]中间层接口根据数学模型适用类型划分，包括分类计算模型接口、分级计算模型接口、常规计算模型接口 ；根据数学模型的适用角色，派生出分类颜色模型、分级颜色模型、分级尺寸模型、常规点密度模型、常规尺寸模型、常规格网尺寸模型、常规角度模型；
[0033]底层接口是分类分级算法接口，采用的分级算法包括等差法、等比法、分位数法、自然裂点法、最优分割法、标准差法、模式识别法和聚类法。
[0034]进一步，所述步骤四中的所述数学模型图例元素类结构中，成员函数包括:设置数学模型、获取数学模型指针、获取数学模型线型颜色、获取数学模型线型风格、绘制数学模型图例元素、获取外接矩形大小、获取数学模型图例元素字体、设置统计地图专题图层、显示编辑界面。
[0035]进一步，所述步骤五中的所述统计符号图例元素类结构中，成员函数包括:设置统计符号、获取统计符号指针、获取统计符号线型颜色、设置统计符号线型颜色、获取统计符号线型风格、设置统计符号线型风格、获取统计符号宽度、设置统计符号宽度、获取统计符号高度、设置统计符号高度、绘制统计符号图例元素、获取外接矩形大小、获取统计符号图例元素字体、设置统计地图专题图层、显示编辑界面。
[0036]进一步，所述步骤六中的图例元素组合配置规则是采用XML结构化语言制定与步骤一中9种统计地图表示方法相对应的统计地图图例元素组合配置规则；每个配置规则节点是图例元素或者是任意图例元素之间的布局关系，且这种布局关系具有嵌套特征；通过配置规则节点中的类型参数来生成相应的图例元素实例，生成顺序与图例元素组合配置规则中存储的顺序一致；通过配置规则节点中的标记参数来区分配置规则节点中的存储内容。
[0037]进一步，所述步骤六中的所述统计地图图例类结构中，成员函数包括:载入图例元素规则文件、绘制统计地图图例、获取图例外接矩形、添加图例元素、获取图例元素指针、设置图例元素、鼠标按下响应事件、鼠标移动响应事件。
[0038]本发明的有益效果是:
[0039]现有统计地图图例存在表达欠规范，难以显式地表达统计数据的概念层信息，在制作图例过程中离不开专业制图人员的控制和参与，生成过程较复杂；本发明对统计地图图例进行结构化剖分，分为统计字段图例元素、数学模型图例元素、统计符号图例元素，在各个图例元素构建的基础上生成统计地图图例，规范了统计地图图例表达，减少了图例生成步骤，提高图例生成自动化程度。
【附图说明】
[0040]图1为本发明技术方案流程图；
[0041]图2为本发明中统计地图表示方法筛选规则；
[0042]图3为本发明中统计地图符号几何图元；
[0043]图4为本发明中统计地图符号几何图元的空间布局关系；
[0044]图5为本发明中专题指标的概念模型图；
[0045]图6为本发明中数学模型的组织体系结构图；
[0046]图7为本发明中图件符号与图例符号对比图；
[0047]图8为本发明中统计地图图例类的外部