基于视觉认知的网络混搭地图易读性评价与优化方法研究

Popularization of geographical information service brought out mashup mapping which characterized deep user participation, crowdsourcing geographical information integration and dynamic visualization etc. However, map mashups caused a lot of legibility issues such as color disturbance, object conflicts, information overload and structure imbalances. In consequence, evaluating the legibility of map mashups quantitatively and providing decision support for map content organization, symbol design and feature conflation, is an interesting research topic of map design in the era of modern geographical information technology. This research program will employ the method of information count calculation to study the legibility of map mashups from the perspective of visual map cognition. Thorough visual features extraction, color, symbol, annotation and distribution information of map will be converted into multilevel syntactical information based on the theory of visual graphical language. Establish a quantitative model for legibility evaluation considering fitness between thematic data and geographical base map by means of integrating their visual information entropy in cognitive experiments. Design a legibility improvement method which combines map style change and content selection on the basis of critical factor of legibility issues. This program’s research will reveal transformation law of legibility in mashup mapping and support quality control approach for user generated maps.

地理信息服务的大众化应用催生了网络地图混搭技术，具有用户深度参与、众源地理信息集成、动态可视化等特征，然而该技术也使得网络地图表达产生了色彩干扰、目标冲突、信息过载及结构失衡等易读性问题。如何定量评价混搭地图的易读性，为地图内容组织、符号设计、要素层叠加提供有效的决策依据，是现代地理信息技术背景下地图设计领域的感兴趣课题。本项目针对该问题从地图视觉认知角度应用信息量计算方法开展混搭地图易读性评价研究。基于视觉语言表达中的语法信息原理，通过视觉特征提取将地图的色彩、符号、注记、分布模式等内容映射为不同层次的语法信息；对专题数据与地理底图的视觉信息熵进行联合建模，通过认知实验，建立包含二者匹配度的易读性量化评价模型；基于影响易读性的关键因子，提出样式调整与内容选取联合控制下地图易读性的优化改善方法。本项目的研究可望揭示地图混搭中易读性的变化规律，为网络环境下用户创作地图的质量控制提供新思路。

网络化在线地图制图已经成为当前主流的制图模式。基于地图服务的混搭式制图类似于地图的“二次创作”，不具备专业制图知识的普通用户可以快速创作出近似专业水准的地图。然而该技术也使得网络地图表达产生了色彩干扰、目标冲突、信息过载及结构失衡等易读性问题。如何定量评价混搭地图的易读性，为地图内容组织、符号设计、要素层叠加提供有效的决策依据，是现代地理信息技术背景下地图设计领域的感兴趣课题。项目紧紧围绕“网络混搭地图易读性”问题展开研究，在易读性影响因子、易读性评价模型与易读性优化方法等方向取得了一定进展：充分结合搜索引擎以及网络爬虫的优势，广泛收集了规模大、种类多、覆盖广的网络地图服务资源库；深入理解网络地图服务的表达方法及组织结构，在服务、图层、瓦片等不同层面设计了地图信息定量提取方法；从人类视觉感受出发，分别针对混搭地图中底图和专题图的表达需求，优化了地图视觉复杂度指标，并首次提出了视觉粘连度指标；围绕混搭地图的常见可视问题，设计了视觉信息量变化驱动的混搭地图优化方法，并针对广泛流行的混搭热力图设计了优化方法。该项目研究丰富了地图质量评价的理论及方法体系，适度提高了网络环境下地图混搭的自动化与智能化水平。研究成果将在智慧城市时空大数据与云平台、地图自动综合以及地图美学自动评价等领域具备较好的应用前景。