基于語(yǔ)義要素的poi可視化技術(shù)研究

基于語(yǔ)義要素的poi可視化技術(shù)研究

poi（poi），即興趣點(diǎn)和熱點(diǎn)。它是一個(gè)具有地理意義的建筑，分為機(jī)構(gòu)、商店和部門(mén)。隨著福利彩票站點(diǎn)、銀行網(wǎng)點(diǎn)等各類(lèi)業(yè)務(wù)的蓬勃發(fā)展,POI應(yīng)用的覆蓋網(wǎng)絡(luò)日趨龐大,仍采用傳統(tǒng)屬性數(shù)據(jù)庫(kù)為主的信息管理體系無(wú)法準(zhǔn)確直觀地反映資源布局,從而造成熱點(diǎn)的規(guī)劃管理及決策調(diào)度等諸多不便。近年來(lái),空間數(shù)據(jù)探索的可視化手段發(fā)展迅速,而其中基于Web的可視化技術(shù)逐漸成為了一種潮流。網(wǎng)絡(luò)上針對(duì)POI可視化信息管理的需求已提出了眾多的方案。GoogleMap是目前應(yīng)用最為廣泛的POI可視化案例,但其類(lèi)似的大部分POI管理信息系統(tǒng)皆聚焦于POI名稱(chēng)、類(lèi)型、經(jīng)度、緯度這4項(xiàng)基本屬性,尚未深入探究業(yè)務(wù)應(yīng)用渴求的熱點(diǎn)統(tǒng)計(jì)分析等需求,對(duì)于隱含于POI分布狀況中的潛在知識(shí)提取能力不強(qiáng)?？梢?jiàn),通過(guò)Web管理POI時(shí),不希望客戶(hù)端安裝插件,在并不涉及復(fù)雜空間分析需求的前提下,期望憑借可視化交互手段實(shí)現(xiàn)熱點(diǎn)信息的實(shí)時(shí)更新,并充分調(diào)動(dòng)POI的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果等無(wú)形信息形象地表達(dá)圖形的視覺(jué)思維,以便于熱點(diǎn)統(tǒng)籌規(guī)劃。本文借鑒數(shù)字制圖模型與數(shù)字地理模型相結(jié)合的“背景+熱點(diǎn)”表示法,針對(duì)WebGIS不同體系結(jié)構(gòu)的搭建特點(diǎn),提出了一種基于純B/S架構(gòu)的POI可視化信息組織策略。1poi信息組織方案的調(diào)整1.1poi類(lèi)層次的定類(lèi)表征有效的地圖符號(hào)設(shè)計(jì)有助于增強(qiáng)電子地圖的表達(dá)能力,基于傳統(tǒng)符號(hào)設(shè)計(jì)原則予以符號(hào)庫(kù)構(gòu)造,結(jié)合語(yǔ)義給予補(bǔ)充。針對(duì)符號(hào)類(lèi)層次,遵從格式塔圖形心理學(xué)規(guī)律及傳統(tǒng)地圖編繪原則,將POI造型為異于地圖底色風(fēng)格的氣泡狀符號(hào)。對(duì)于符號(hào)個(gè)體層面,則可充分利用基本圖形變量中的色彩與亮度這兩個(gè)視覺(jué)因素,尤其通過(guò)迥異的色塊或亮度來(lái)表現(xiàn)點(diǎn)狀地物的質(zhì)量差異,實(shí)現(xiàn)定類(lèi)數(shù)據(jù)的有效表征;同時(shí)借助漸變的色彩梯度傳達(dá)層次性與等級(jí)感,適用于定距數(shù)據(jù)的細(xì)致傳達(dá)。1.2poi信息呈現(xiàn)框架設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)合理的電子地圖應(yīng)給予多種形式的查詢(xún)功能以及涉及空間域與時(shí)間域的統(tǒng)計(jì)分析能力。針對(duì)信息便捷的認(rèn)知需求,無(wú)論執(zhí)行何種查詢(xún)或統(tǒng)計(jì)操作,POI的搜索結(jié)果皆可通過(guò)目錄樹(shù)中文字簡(jiǎn)介的有序性排列及地圖上空間圖形散點(diǎn)狀分布的組合方式予以陳列,輔之以圖例。對(duì)于這種脫離于特定應(yīng)用語(yǔ)義予以POI信息呈現(xiàn)的普適性框架設(shè)計(jì),有助于在組織其對(duì)應(yīng)超媒體模型時(shí)簡(jiǎn)化節(jié)點(diǎn)與節(jié)點(diǎn)、節(jié)點(diǎn)與鏈之間的非線(xiàn)性網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu),平衡空間實(shí)體與屬性信息間的跳轉(zhuǎn)便捷性與交叉訪(fǎng)問(wèn)自由度,導(dǎo)航用戶(hù)興趣定位。此外,綜合考慮POI的客觀分布狀況——分布廣泛、數(shù)目眾多,如預(yù)查詢(xún)上千個(gè)點(diǎn)的極值情況,且將其同時(shí)予以呈現(xiàn),顯然IE無(wú)法負(fù)荷,目錄樹(shù)中引入“分頁(yè)+列表”的索引方式則更為適宜。具體地,目錄樹(shù)列表中的每條站點(diǎn)概述與地圖空間上的單個(gè)網(wǎng)點(diǎn)圖形通過(guò)ID名稱(chēng)鏈一一對(duì)應(yīng),實(shí)現(xiàn)POI空間信息和屬性數(shù)據(jù)的高效關(guān)聯(lián)。針對(duì)地圖上呈現(xiàn)的POI圖形節(jié)點(diǎn),則以涵蓋文字、圖片、視頻等相關(guān)內(nèi)容的彈出小窗予以直觀且生動(dòng)的多媒體增強(qiáng)信息表達(dá);當(dāng)用戶(hù)希冀進(jìn)一步瀏覽詳細(xì)內(nèi)容、編輯具體信息、刪除熱點(diǎn)時(shí),則可激活列表?xiàng)l目或點(diǎn)擊浮動(dòng)窗中的相應(yīng)提示節(jié)點(diǎn),以放大鏈形式鏈接到獨(dú)立的頁(yè)面實(shí)體,從而進(jìn)行在線(xiàn)式更新。2coi的可視化策略2.1基于用戶(hù)信息的第4類(lèi)檢測(cè)數(shù)據(jù)組織POI管理體系時(shí),人們更關(guān)心POI前景實(shí)體的垂直型信息。相比之下,底圖數(shù)據(jù)作為可視化環(huán)境的映襯背景,則強(qiáng)調(diào)制圖信息的傳輸與表達(dá),側(cè)重于提供POI可依附的充足詳盡的參考資訊,并不強(qiáng)求高性能實(shí)時(shí)渲染,故可以大量預(yù)處理作業(yè)時(shí)間來(lái)?yè)Q取最佳的背景地圖顯示效果,并借由柵格數(shù)據(jù)表達(dá),屬于典型的基于金字塔模型的瓦片數(shù)據(jù)組織方式。金字塔模型的構(gòu)造形式?jīng)Q定了越接近地圖詳細(xì)的級(jí)別,瓦片地圖數(shù)據(jù)的文件個(gè)數(shù)及占據(jù)的存儲(chǔ)空間都將愈為龐大;而作為網(wǎng)點(diǎn)背景的地理底圖,如“全國(guó)-省-地級(jí)市-區(qū)/縣-鄉(xiāng)/鎮(zhèn)”如此顯著的跨尺度現(xiàn)狀更注定了其變焦于“鄉(xiāng)/鎮(zhèn)”級(jí)別上時(shí)將產(chǎn)生上萬(wàn)的切片文件,如何有效地組織且迅捷地調(diào)度這些切片數(shù)據(jù)成為了亟待解決的問(wèn)題。針對(duì)瓦片地圖數(shù)據(jù)組織方式,目前存在諸多開(kāi)源腳本庫(kù)可供調(diào)用,如OpenLayers等,其核心如下:通過(guò)基于對(duì)象的JavaScript擬構(gòu)基本地理對(duì)象(點(diǎn)、折線(xiàn)段、多邊形等)和模型邏輯對(duì)象(瓦片、縮放等級(jí)等),并借助IE支持的Web矢量圖形繪制格式VML,在客戶(hù)端于底圖之上實(shí)現(xiàn)類(lèi)型豐富的圖形對(duì)象(直線(xiàn)、多義線(xiàn)、矩形、圓、橢圓、多邊形等)的繪制,有效提升了交互性能及顯示效果。2.2存儲(chǔ)域的數(shù)字視頻編碼,充放電于分位圖的設(shè)置,并將其作為一種背景確定的背景圖,其充放電的背景面圖,其符合以下對(duì)于全信息的背景圖,其符合以下幾種設(shè)置的背景圖,其所產(chǎn)生的背景顧及POI多樣化的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果,本文設(shè)計(jì)了一種POI可視化策略,即將POI個(gè)體抽象成不依比例尺且具備定位特征的獨(dú)立點(diǎn)狀符號(hào),在存儲(chǔ)設(shè)備上,它實(shí)質(zhì)是一張預(yù)先繪制的可設(shè)置背景透明度的位圖;在內(nèi)存空間中,其通過(guò)唯一標(biāo)識(shí)碼為JavaScript擬構(gòu)的模型對(duì)象關(guān)聯(lián)及管理,且能通過(guò)地理坐標(biāo)系與屏幕坐標(biāo)系之間的正反換算透明地疊加于瓦片地理底圖之上。各種類(lèi)熱點(diǎn)的字段結(jié)構(gòu)于前后臺(tái)組織時(shí)往往呈現(xiàn)邏輯一致性,故針對(duì)POI對(duì)象于服務(wù)器端與客戶(hù)端之間的同構(gòu)性可在信息傳輸時(shí)統(tǒng)一數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),如JSON數(shù)據(jù)格式。3基于發(fā)揮poi位圖疊加的平臺(tái)設(shè)計(jì)針對(duì)瓦片底圖背景與POI信息疊加可視化策略的構(gòu)建思想,以及前后臺(tái)之間的交互傳輸關(guān)系為參考依據(jù)予以性能分析,如圖1所示。幾乎所有的交互操作及圖形顯示可于客戶(hù)端直接實(shí)現(xiàn),且不期望復(fù)雜的空間分析能力,故省略了GIS服務(wù)器的開(kāi)銷(xiāo),個(gè)別功能(如當(dāng)前視野地圖輸出并保存)則由后臺(tái)通過(guò)圖片拼接及裁切實(shí)現(xiàn),返回的是簡(jiǎn)單的圖片數(shù)據(jù)流形式。針對(duì)瓦片底圖數(shù)據(jù)的傳輸,客戶(hù)端發(fā)送的請(qǐng)求格式統(tǒng)一,即位于當(dāng)前視野區(qū)域內(nèi)的瓦片URL集合,服務(wù)器端則以位圖數(shù)據(jù)流的形式予以響應(yīng),雖然位圖二進(jìn)制流在傳輸時(shí)占據(jù)了一定的網(wǎng)絡(luò)帶寬,但是客戶(hù)端可充分利用瀏覽器的緩存機(jī)制極大地平衡服務(wù)器與客戶(hù)端之間的負(fù)載,提高了客戶(hù)端地圖顯示的速度。分析POI屬性查詢(xún)、空間搜索、分類(lèi)及分級(jí)統(tǒng)計(jì)等豐富的功能設(shè)計(jì)需求,其皆派生于基礎(chǔ)的屬性查詢(xún)類(lèi)型,雖在客戶(hù)端的交互手段彼此各異、請(qǐng)求參數(shù)有所區(qū)別,但從服務(wù)器端返回的都是規(guī)格化的熱點(diǎn)信息集合。對(duì)此,采用JSON格式組織數(shù)據(jù),輔助以AJAX予以前后臺(tái)交互,其信息傳輸高效,脈絡(luò)條理清晰。這種于瓦片底圖上予以POI位圖疊加的呈現(xiàn)方式在平臺(tái)搭建時(shí)具備便捷性,同時(shí)借助JSON數(shù)據(jù)傳輸方法,充分發(fā)揮了B/S架構(gòu)“客戶(hù)端零安裝”的優(yōu)勢(shì)?？梢?jiàn),該策略具備較強(qiáng)的平臺(tái)移植性,可服務(wù)于各類(lèi)特定的POI專(zhuān)題應(yīng)用。綜上所述,該策略是以二維瓦片方式組織的空間尺度疊加高維的描述POI詳細(xì)信息的數(shù)據(jù)指標(biāo),該指標(biāo)可以是靜態(tài)或動(dòng)態(tài),也可以是名義、有序、間隔或比率尺度。其作用是除可直觀覽視熱點(diǎn)分布狀況外,更為決策者進(jìn)行資源調(diào)度提供了可視化分析依據(jù)。4關(guān)于公共汽車(chē)的例子研究4.1傳統(tǒng)編碼設(shè)計(jì)原則以湖北省福利彩票網(wǎng)點(diǎn)信息管理系統(tǒng)為例,遵循以上設(shè)計(jì)原則構(gòu)造福利彩票網(wǎng)點(diǎn)符號(hào)庫(kù),同時(shí)顧及語(yǔ)義要素的加入對(duì)于強(qiáng)化符號(hào)表現(xiàn)力的積極影響,具體設(shè)計(jì)時(shí),一方面要顧及站點(diǎn)符號(hào)分類(lèi)分級(jí)的能指,即能夠準(zhǔn)確反映地理事物的質(zhì)和量的特征;另一方面,要基于以上傳統(tǒng)符號(hào)設(shè)計(jì)原則考慮站點(diǎn)符號(hào)的意指,即在用戶(hù)給予交互操作過(guò)程中可以清晰地傳達(dá)符號(hào)的表征信息,這些符號(hào)是特定功能得以實(shí)現(xiàn)的展示形式。進(jìn)而從總體上保證地圖符號(hào)不但能被辨別,更易于提取蘊(yùn)含信息,其設(shè)計(jì)的具體效果如圖2所示。4.2信用組織及營(yíng)銷(xiāo)能力以上“目錄樹(shù)中分頁(yè)與列表組合”與“地圖上落點(diǎn)”相結(jié)合的POI數(shù)據(jù)組織形式,一方面減輕了單次查詢(xún)的數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)壓力及客戶(hù)端與服務(wù)器端之間的數(shù)據(jù)傳輸量;另一方面,既可于目錄樹(shù)中直接定位當(dāng)前顯示POI集合的排名次序,又可借助地圖上的POI提示信息快速獲取具體統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)及總體排名,輔之以圖例,確保在圖面清晰緊湊的前提下于有限的地圖載體空間內(nèi)面向任務(wù)給予用戶(hù)充足的信息載負(fù)量,并基于可視化交互手段實(shí)現(xiàn)POI信息的一體化查詢(xún)與管理,同時(shí)提供顧及時(shí)空的信息組織、表現(xiàn)及導(dǎo)航能力。以武漢市編號(hào)42000009的福利彩票站點(diǎn)某天的銷(xiāo)售額統(tǒng)計(jì)為例,其POI完備信息負(fù)載量構(gòu)成如圖3所示。遵循上述策略,進(jìn)一步實(shí)測(cè)交互性能,每個(gè)福利彩票P(pán)OI包含20個(gè)字段,字段類(lèi)型分?jǐn)?shù)字型(不超過(guò)8位)和字符串型(基本保持30位內(nèi)),記錄總數(shù)超過(guò)5萬(wàn)條,查詢(xún)時(shí),采用以上“分頁(yè)動(dòng)態(tài)搜索”方法。表1以屬性查詢(xún)?yōu)槔?列出了每頁(yè)顯示的POI個(gè)數(shù)(Pn)分別為60、80、100、120、140時(shí)前后臺(tái)交互一次所需的時(shí)間(假定網(wǎng)絡(luò)延遲不計(jì))。表1中,交互一次總時(shí)間T由前臺(tái)分頁(yè)索引時(shí)間Ti、后臺(tái)數(shù)據(jù)處理時(shí)間Td與前臺(tái)圖形顯示時(shí)間Ts構(gòu)成;Ti與Pn呈負(fù)相關(guān),因頁(yè)面增多將花費(fèi)JavaScript更多的時(shí)間于當(dāng)前頁(yè)面定位;Td用于數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)以及JSON格式組織POI信息;Ts耗費(fèi)于客戶(hù)端數(shù)據(jù)解析及圖形顯示,比重最大。由表1可見(jiàn),T與Pn呈正相關(guān),基本控制在2s可接受的響應(yīng)時(shí)間內(nèi)。權(quán)衡“交互速率”以及“POI集合分布趨勢(shì)明顯度”后,最終采用每頁(yè)列表100個(gè)POI較為合理。基于以上可視化環(huán)境,可實(shí)現(xiàn)基于可量測(cè)性判別相鄰站點(diǎn)的布設(shè)是否合理、顧及片區(qū)站點(diǎn)的分布密度及營(yíng)銷(xiāo)業(yè)績(jī)予以遷址、片區(qū)網(wǎng)點(diǎn)橫向力量對(duì)比及縱向經(jīng)營(yíng)狀況統(tǒng)計(jì)分析、站點(diǎn)狀態(tài)可視化監(jiān)控等,最終以協(xié)助定位最佳銷(xiāo)售群體及最新利潤(rùn)增長(zhǎng)點(diǎn)。盡管借助數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)等手段也可達(dá)目的,然遠(yuǎn)不及“用圖說(shuō)話(huà)”效果好,也即地圖是地理信息空間表達(dá)、知識(shí)分析與重組及深層次加工成果形象展現(xiàn)的最佳載體。5查詢(xún)結(jié)果的可視化處理組織POI信息時(shí),人們往往渴望POI的分布現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)能夠直觀地呈現(xiàn),并給予一定的統(tǒng)計(jì)分析能力,