空间GIS文本动态标注方法研究

李冬，孔平，曲晓白，王玉家

（1.国网山东省电力公司，济南250001；2.国网山东济阳县供电公司，山东济阳251400；3.国网山东莒县供电公司，山东莒县276500）

空间GIS文本动态标注方法研究

李冬1，孔平1，曲晓白2，王玉家3

（1.国网山东省电力公司，济南250001；2.国网山东济阳县供电公司，山东济阳251400；3.国网山东莒县供电公司，山东莒县276500）

地理信息系统（GIS）采用文字标注方式提高地图可读性，以实现对地理信息的显示和提取。而如何使地图文本标注更易于理解是GIS的重要问题。针对复杂多变的中文文本信息，为找到最佳的地图标注位置，弥补现有技术的不足，提供一种基于GIS平台、电网资源以及气象平台的空间GIS文本动态标注方法，该方法能够为空间关系抽取和场景构建提供准备数据，有效地描述GIS中的空间关系，并实现文本类信息动态标注，优化GIS平台的展示效果。

地理信息系统；空间标注；地理空间关系；标注算法

0　引言

地理信息系统（GIS）中，标注作为不可缺少的重要组成部分，不仅能够影响地图的表达效果，还具有为用户提供直接有效地理信息的能力［1］。然而长期以来地图标注工作需要大量手工作业和人工干预，使得地图表达效率大大降低，造成数据资源浪费。因此，文本标注技术在GIS中的研究和应用迫切需要完善和提高。

在GIS中如何有效地实现对空间位置的优化标注是重要的研究方向［2］。根据现有GIS平台地图的使用情况来看，由于标注数量过多，需要进行大量的交互式修改，降低了数字地图制图表达的效率。空间文本动态标注技术的研究有助于提高数字化制图的表达速度，对于GIS平台功能的完善具有重要现实意义。

1　地图标注技术

1.1GIS标注

利用标注算法计算出标注合理位置，从而完成对地理位置的文字标注是GIS的一个重要应用［3］。对于标注位置的评价有多种标准，例如：任意两个标注位置不重叠，标注点数量最多重叠最少，甚至还包括美学等标准。在绘图法中，有3种不同的标注任务：区域特征的标注（如海洋或者国家），线特征的标注（如河流或者道路），点特征的标注（如城市或山峰）。在标注中需要特别注意文本标签与图形符号或者其他标注的重叠问题［4］。

1.2基本原则

地图的表现形式主要分为点、线、面，同样针对地图的标注形式也包括为点、线、面。尽管不同形式的地理要素所需要的地图标注有所差异，但是对于地理目标的标注都普遍遵循3条基本原则：所属关系的原则、避让的原则和习惯的原则［5］，另外除了这3条基本的原则之外，针对不同的标注还需要满足其特殊性的原则，如图1所示。

图1　标注模式分类

地图标注主要包括以下两方面。

1）地理要素形态与分布特征分析［6］。需要分别对点、线和面状要素进行形态分析，在对标注位置进行精确定位后，才能够为地图要素的表达与配置提供可靠的实体形态的最佳表达。

2）拓扑关系和关联性分析［7］。在地图的标注配置中，需要保持符号要素和图形要素之间的拓扑关系以及关联性，从而保证对地图要素的正确表达，否则容易造成地物获取的误导。拓扑关系与要素之间的关联性主要体现在3个方面：首先，居民点所参与表达的点状标注需要与多边形的面状、线状地理参考体系中的拓扑关系相一致；其次，地理空间中的线状要素的网络关系需要正确表达，例如在河流的网络体系中，标注配置位置与主支流关系的拓扑约束应表达清楚；最后，面状要素的标注要与岛屿形状区域之间的关系相匹配，面状区域与包含于其中的其他要素保持一致。

2　空间GIS文本动态标注方法

为弥补现有技术的不足，设计一种基于GIS平台的空间GIS文本动态标注方法，在GIS平台中，以中文文本标注中的空间关系以及标注规范为基础，正确表达地理标注中中文文本的空间关系，为空间关系的提取和场景的构建提供充分数据基础。

2.1设计分析

基于GIS平台的空间GIS文本动态标注方法的设计，应包含以下方面：GIS平台后端服务器代码编制及部署；动态调用图层算法编制与部署；实现中文文本空间关系标注方法；针对中文文本复杂多变的特点，制定GIS平台详细的标注规范；所综合设备需要标注的信息推送到GIS平台前端；GIS平台前端事件监听；GIS平台前端展示容器文本类信息动态标注效果。

精细化管理，是不断提升企业整体管理水平的重要举措，也是解决企业存在问题的重要方法。精细化管理是指三个层次化的管理：规范化管理、精细化管理、创新化管理。

该设计面向中文文本的地理命名实体和空间关系标记语言。制定中文文本中地理命名实体和空间关系标注规范，通过事件监听到GIS平台后端推送的数据，自动显示文本标注信息，把GIS平台推送的最新数据进行实时动态的展示，从而完成该标注方法。

2.2具体方案

基于电网资源和气象服务平台的空间GIS文本动态标注方法主要有8个步骤。1）后台服务代码编写，依据所需展示结果编写前端容器代码。2）给前端容器添加事件监听，并搭建后台服务。其中，前端容器的用户界面由组件构成，一个容器能够包含其他容器或组件。3）编写后台接收电网综合设备以及气象检测设备分析的信息数据服务代码，根据接收的电网综合设备以及气象检测设备分析数据进行逻辑处理，并动态调用图层数据。4）编写GIS平台后端文本标记算法，实现中文文本空间关系标注方法，根据地理命名实体和空间关系在中文文本和GIS中的不同表达特点，制定GIS平台标记语言。其中，GIS平台标记语言即为中文文本空间关系标注方法研究中面向中文文本的空间关系标记语言设计。5）针对中文文本复杂多变的特点，制定GIS平台详细的标注规范，对GIS平台进行地理命名实体和空间关系的语言库构建，并对语言库进行统计分析，实现GIS平台文本动态标注。其中，GIS平台详细的标注规范即为中文文本空间关系标注方法研究中面向中文文本的空间关系标注规范。6）编写推送代码，将所需标注的文本信息推送至前端容器；7）前端容器按照功能要求进行显示；8）代码编译及部署。

如图2所示为利用该空间GIS文本动态标注方法的具体应用实例。

图2　空间GIS文本动态研究办法实施流程

具体包括：GIS平台后端服务器代码编制及部署，实时接收电网资源文本标注信息；动态调用图层算法编制与部署，依据接收的资源设备综合信息的逻辑处理调用其图层数据；实现中文文本空间关系标注方法，根据地理命名实体和空间关系在中文文本和GIS中的不同表达特点，制定GIS平台标记语言；针对中文文本复杂多变的特点，制定GIS平台详细的标注规范，对GIS平台进行地理命名实体和空间关系的语言库构建，并对语言库进行统计分析，实现GIS平台文本动态标注；GIS平台后端把所综合设备信息需要标注的信息推送到GIS平台前端；GIS平台前端事件监听，在GIS平台前端的展示容器中编写事件监听程序，监听到GIS平台后端数据推送；GIS平台前端展示容器文本类信息动态标注效果。

2.3实际效果

空间文本动态标注方法能够很好地实现对地理实体的命名和空间关系的标注。在参考现有GIS平台中地理信息标记语言的基础上，结合中文文本、GIS中地理命名实体和空间关系的表达设计了针对GIS平台的文本标记语言。

完善和制定出空间关系标注规范，实现中文文本的地理命名实体的空间标注。在GIS平台中针对地理空间位置的不同特点统一标注规范，使得GIS平台中的中文文本标注方法更加完善。

3　结语

总结分析目前GIS中文本标注的实际情况，针对GIS标注方法中存在的问题提出完善方法，同时在已有GIS标注算法的基础上，结合具体设计方案进行说明，实现了文本信息的动态标注，优化了GIS平台的展示效果。

［1］于秀兰，陈澄，饶芳艳，等.WebGIS中地图点状要素标注算法设计［J］.GIS技术-遥感信息，2002（3）：32-37.

［2］黄杏元.地理信息系统概念［M］.北京：高等教育出版社，1989.

［3］乌尽伦，任伏虎，谢昆青，等.地理信息系统教程［M］.北京：北京大学出版社，1994.

［4］贾奋励.电子地图多尺度表达的理论与方法研究［D］.郑州：解放军信息工程大学，2002.

［5］刘光.地理信息系统二次开发教程——组件篇［M］.北京：清华大学出版社，2003.

［6］龚健雅.GIS的数据组织及处理方法［M］.武汉：武汉测绘大学出版社，2007.

［7］祝国瑞.地图学［M］.武汉：武汉大学出版社，2004.

Space Dynamic GIS Text Annotation Method

LI Dong1，KONG Ping1，QU Xiaobai2，WANG Yujia3
（1.State Grid Shandong Electric Power Company，Jinan 250001，China；2.State Grid Jiyang Power Supply Company，Jiyang 251400，China；3.State Grid Juxian Power Supply Company，Juxian 276500，China）

Geographic information system（GIS）uses the text annotation way to improve the readability of the map，to achieve the display and extraction of geographical information.How to use label text to make the map easier to understand is an important problem of GIS.In view of the complicated Chinese text information，in order to find the best location for map label，and to compensate for the inadequacy of existing technology，a spatial GIS dynamic text annotation method is provided based on GIS platform，the grid resources and meteorological platform.The method can prepare data for spatial relation extraction and provide scene building，effectively describe the spatial relationships in GIS，realize the dynamic annotation of the text information，and optimize the display effect of GIS platform.

GIS；space notation；geographical spatial relations；labeling algorithm

P208；TP391

A

1007－9904（2015）12－0034－03

2015-08-03

李冬（1971），男，高级工程师，从事信息管理工作；

孔平（1973），男，高级工程师，从事信息管理工作；

曲晓白（1984），男，工程师，从事信息化管理工作；

王玉家（1985），男，助理工程师，从事信息化管理工作。