【摘要】：地圖制圖的平民化、大眾化乃大勢(shì)所趨,其所依賴的技術(shù)條件已相當(dāng)成熟,也涌現(xiàn)了諸多秉承該理念的Web制圖平臺(tái),并逐漸催生了地圖學(xué)一個(gè)新的研究方向：應(yīng)需制圖(On-demand Mapping),拓展了地圖制圖的泛在化。然而基于用戶需求的個(gè)性化地圖普遍存在主題不突出、圖面要素沖突多、圖面效果差和地圖效用低等問(wèn)題,其主要原因在于應(yīng)需制圖過(guò)程中缺乏專業(yè)性地圖制圖知識(shí)的指導(dǎo)。隨著信息化服務(wù)的發(fā)展,應(yīng)需制圖已經(jīng)成為一個(gè)實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)且無(wú)處不在的過(guò)程,專業(yè)制圖者顯然無(wú)法幫每個(gè)用戶控制地圖質(zhì)量,但他們可以將自身的地圖知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和技能融于制圖工具中,間接實(shí)現(xiàn)對(duì)用戶主導(dǎo)地圖的質(zhì)量控制。本文以此為切入點(diǎn),選擇了地圖制圖中需要較高專業(yè)知識(shí)水平的地圖綜合為研究對(duì)象,研究向普通用戶提供接口簡(jiǎn)單但功能專業(yè)地圖綜合工具的理論與方法。本文的主要研究貢獻(xiàn)如下： 1)針對(duì)單機(jī)地圖綜合軟件門(mén)檻高、普適性差、局限于專業(yè)用戶且未考慮網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下應(yīng)需制圖特點(diǎn)與需求的缺陷,提出使用SaaS(Software As A Service)服務(wù)作為地圖綜合功能的軟件形態(tài),并進(jìn)一步探討了地圖綜合由單機(jī)環(huán)境變遷為網(wǎng)絡(luò)環(huán)境所引發(fā)的變化,包括：無(wú)專業(yè)知識(shí)與制圖經(jīng)驗(yàn)的普通用戶與專業(yè)用戶并存,供給驅(qū)動(dòng)的通用性綜合讓位于任務(wù)驅(qū)動(dòng)的特定性綜合,用戶顯式或隱式的需求取代比例尺成為地圖綜合的控制條件等。在此基礎(chǔ)上歸納了Web環(huán)境下地圖綜合服務(wù)設(shè)計(jì)的五項(xiàng)原則：①接口和界面設(shè)計(jì)要隱藏專業(yè)的地圖綜合知識(shí)；②地圖綜合任務(wù)須與用戶的需求偏好對(duì)應(yīng)；③高度自動(dòng)化的過(guò)程控制；④快速實(shí)時(shí)的操作響應(yīng)；⑤即刻反饋的綜合質(zhì)量評(píng)價(jià)。 2)設(shè)計(jì)了面向應(yīng)需制圖的地圖綜合概念框架。該框架以用戶需求為驅(qū)動(dòng),以云端的數(shù)據(jù)服務(wù)和功能服務(wù)為資源,通過(guò)核心引擎實(shí)現(xiàn)智能化的地圖綜合服務(wù)。該核心引擎有四種作用模式：封裝以實(shí)現(xiàn)參量自適應(yīng)調(diào)節(jié)、控制以實(shí)現(xiàn)算法的自適應(yīng)運(yùn)用、組合以實(shí)現(xiàn)算子的自適應(yīng)決策和優(yōu)化以實(shí)現(xiàn)地圖綜合知識(shí)的更新、修正。 3)根據(jù)應(yīng)需模式下地圖綜合由用戶需求主導(dǎo)的特點(diǎn),提煉了一個(gè)由尺度控制和質(zhì)量控制的多因子控制模型,尺度控制從正向驅(qū)動(dòng)綜合力度,質(zhì)量控制則根據(jù)用戶對(duì)形態(tài)特征、空間關(guān)系和分布模式等數(shù)據(jù)質(zhì)量方面的側(cè)重進(jìn)行算子、算法和參量的決策。尺度控制模型的接口分為五種,包括參數(shù)控制、比例尺控制、綜合粒度控制、地圖符號(hào)控制和數(shù)據(jù)量控制,可實(shí)現(xiàn)四種形式的尺度導(dǎo)出方式：?jiǎn)我怀叨赛c(diǎn)、系列尺度點(diǎn)、連續(xù)尺度區(qū)間和尺度相異區(qū)域。 4)借鑒語(yǔ)義網(wǎng)的思想總結(jié)了地圖綜合的算法的輸入、輸出、前置條件和后置條件,將地圖綜合服務(wù)的語(yǔ)義信息歸納為功能描述、適用條件、使用說(shuō)明和性能要求四種語(yǔ)義描述信息,并基于此對(duì)OGC的WPS規(guī)范在地圖綜合中的應(yīng)用進(jìn)行了擴(kuò)展,為地圖綜合服務(wù)的自動(dòng)組合奠定了基礎(chǔ)。引入了推薦系統(tǒng)和問(wèn)答社區(qū)的思想以提升應(yīng)需地圖綜合的用戶體驗(yàn)。提出了兩種推薦策略：基于知識(shí)和基于協(xié)同過(guò)濾的地圖綜合服務(wù)推薦,使服務(wù)能夠自適應(yīng)于用戶的專業(yè)背景、制圖任務(wù)及上下文環(huán)境。 5)實(shí)現(xiàn)了Web地圖綜合的原型系統(tǒng),該B/S系統(tǒng)擁有適宜在線式處理可快速響應(yīng)的圖形綜合算法,能夠?qū)崿F(xiàn)矢量地圖點(diǎn)、線、面目標(biāo)的化簡(jiǎn)、光滑、聚合、融合、降維、夸大、移位等操作,可精確控制綜合程度實(shí)現(xiàn)綜合操作效果的即時(shí)可視化并有對(duì)應(yīng)的綜合結(jié)果評(píng)價(jià)。 本研究將地圖綜合專業(yè)化的空間數(shù)據(jù)處理過(guò)程納入到在線網(wǎng)絡(luò)服務(wù)環(huán)境,拓展了通用地理信息服務(wù)的功能,為應(yīng)需制圖提供技術(shù)支持。以單機(jī)環(huán)境下的地圖綜合與網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的在線式地圖綜合的差異為出發(fā)點(diǎn),對(duì)經(jīng)典的地圖綜合概念框架進(jìn)行了擴(kuò)展,引入了用戶需求建模、地圖綜合算法語(yǔ)義描述、推薦系統(tǒng)等新思想,并使用SaaS服務(wù)來(lái)提供地圖綜合功能。地圖綜合SaaS服務(wù)既擁有云端部署、在線可用、按需服務(wù)和持續(xù)更新等,又向普通用戶屏蔽了復(fù)雜的地圖綜合知識(shí)如綜合約束、算法、參量等信息,并可提供圖形用戶界面(GUI)和應(yīng)用程序接口(API)來(lái)滿足不同層次的用戶需求。實(shí)現(xiàn)的原型系統(tǒng)證明通過(guò)Web提供地圖綜合功能是可行的且具有較好的應(yīng)用前景。
【圖文】：

和軟硬件技術(shù)發(fā)展的推動(dòng)下，依附于網(wǎng)絡(luò)的地圖己成為人們生活中不可或缺的組成部分。圖1-1中展示了從2005-2013年期間Google引擎有關(guān)空間位置熱詞的搜索趨勢(shì)，其中“Maps”以絕對(duì)優(yōu)勢(shì)領(lǐng)先于空間信息領(lǐng)域習(xí)以為常的GIS和GPS，甚至超過(guò)了人們?cè)诳臻g認(rèn)知時(shí)的習(xí)慣用詞Where。這說(shuō)明地圖是地理空間學(xué)科與大眾用戶最直接有效的接合點(diǎn)，是引導(dǎo)人們以空間思維解決問(wèn)題的最有力工具。fT..."“ """""... “....."“.........—.......... ...........I iiwhere maps gis gps route ISearch term Search term Search terni Search term Seari^ term iII■Interest over time News nea<31ines Forecast 11jAierage 2005 2007 2009 2011 2Q13L==============r==rr^"r ——~r— Ij圖1-1空間位置相關(guān)熱詞搜索趨勢(shì)(Google Trends, 2013.9)1.1.1數(shù)字技術(shù)帶來(lái)的Pe存與表達(dá)分離地圖是客觀世界的模型。根據(jù)地圖用途的不同，，觀察客體的角度不同，對(duì)同一客觀存在可以概括出完全不同的模型，這些模型看起來(lái)是矛盾的，但這個(gè)矛盾通過(guò)現(xiàn)象本身的全面性而統(tǒng)一起來(lái)(高俊，1986)。這一點(diǎn)既體現(xiàn)在同一地區(qū)不同的專題地圖上，也體現(xiàn)在由于地圖功用不同而具有不同的選取重點(diǎn)和內(nèi)容的普通1

圖1-2缺乏尺度調(diào)節(jié)機(jī)制的Web地圖樂(lè)例Harrie(2(Ul)將Web地圖質(zhì)量差歸納為五種典型表現(xiàn)：幾何沖突、語(yǔ)義異構(gòu)、多重LOD、注記壓蓋、符號(hào)表達(dá)力弱等，并認(rèn)為該現(xiàn)象的主要原因是由用戶主導(dǎo)的制圖過(guò)程中缺乏專家對(duì)質(zhì)量的整體把握。該問(wèn)題的解決一方面取決于地圖制
【學(xué)位授予單位】：武漢大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類(lèi)號(hào)】：P285

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本文編號(hào)：2561999