Diseño de mapas arbitrarios lineales y no lineales.

Un procedimiento para conversión entre mapas lineales y no lineales,

en el que los mapas no lineales, en oposición a los mapas lineales, no tienen una correspondencia lineal con el espacio del mundo real, comprendiendo el procedimiento:

determinar (1500) en una primera imagen cartográfica un primer triángulo definido por un primer vértice (A1), un segundo vértice (B1), y una tercer vértice (C1), en el que la primera imagen cartográfica es un mapa no lineal;

determinar (1502) en una segunda imagen cartográfica un segundo triángulo definido por el primer vértice (A2), el segundo vértice (B2), y el tercer vértice (C2), en el que la segunda imagen cartográfica es un mapa lineal;

determinar (1504) al menos un punto (P1) en el primer triángulo

determinar (1506) en el segundo triángulo al menos un punto (P2) correspondiente a al menos un punto, en el que el al menos un punto (P1) se transforma en el al menos un punto (P2) simétricamente respecto del primer vértice (A1), el segundo vértice (B2), y el tercer vértice (C1), en el que determinar en el segundo triángulo el al menos un punto correspondiente (P2) a al menos un punto (P1) comprende calcular (1508) un primer vector (VA1P1) del primer vértice (A1) al al menos un punto (P1);

extrapolar (1510) un segundo vector (V'A1P1), desde el al menos un punto (P1) a un punto (P') en un lado del primer triángulo opuesto del primer vértice (A1);

calcular (1512) una relación (VA1P1/V'A1P1) del primer vector respecto del segundo vector;

calcular (1514) la longitud de la segmentación desde el segundo vértice (B1) hasta el punto (P') del lado del primer triángulo opuesto del primer vértice (A1), y calcular la longitud del segmento desde el segundo vértice (B1) al tercer vértice (C1), y determinar una relación primaria (% de B de B1C1), calcular asimismo la longitud del segmento desde el primer vértice (C1) al punto (P') del lado de primer triángulo opuesto del primer vértice (A1), y calcular la longitud del segmento desde el segundo vértice (B1) al tercer vértice (C1),

y determinar una relación secundaria (% de C de B1C1),

usar (1516) la relación primera (% de B de B1C1) y la relación secundaria (% de C de B1C1) para calcular un punto (P2') de un lado del segundo triángulo opuesto del primer vértice;

usar (1518) el punto (P2') del lado del segundo triángulo opuesto del primer vértice (A2) y la relación (VA1P1/V'A1P1) del primer vector respecto del segundo vector para calcular un tercer vector (VA2P2), en el cual este tercer vector procede del primer vértice (A2) y apunta hacia el punto (P2') del lado del segundo triángulo opuesto del primer vértice; y

usar (1520) el primer vértice (A2) y el tercer vector (VA2P2) para calcular el al menos un punto (P2) correspondiente en el segundo triángulo, en el que el al menos un punto correspondiente corresponde al al menos un punto (P1) del primer triángulo transformado.

Diseño de mapas arbitrarios lineales y no lineales Campo tecnológico La presente materia objeto se refiere al campo de la informática, y más particularmente, a cartografiado por software.

Antecedentes Los mapas que no tienen una correspondencia lineal con un espacio real (latitud, longitud y altitud u otras medidas en el mundo físico) son muy comunes y útiles, pero pueden ser difíciles de usar con sistemas de software genéricos. Ejemplos de tales mapas no lineales incluyen: mapas de metro, mapas de pistas de esquí. Diagramas industriales y diagramas de infraestructuras (por ejemplo mapas de redes de distribución eléctrica, redes de comunicación y mapas de transporte en una zona amplia) .

En tales mapas no lineales espaciados de manera irregular, los espacios se comprimen, estiran, giran y distorsionan de alguna otra manera. La naturaleza de estas distorsiones a menudo vía también dentro del propio mapa, con diferentes regiones del mapa distorsionadas de diferentes maneras. Por ejemplo, una región se puede estirar, otra se puede comprimir, y otra región más se puede girar -o una combinación de las misas- y así sucesivamente.

Debido a que estos mapas no lineales presentan una representación irregular del espacio físico, pueden llevar una gran cantidad de información útil en una pequeña representación. Sin embargo, es difícil visualizar datos de localizaciones reales sobre los mapas no lineales porque la correspondencia de la latitud, longitud y altitud (u otros sistemas de coordenadas del mundo físico) con una posición en tales mapas espaciados irregularmente es complejo e irregular. Se produce al menos dos dificultades clave: (1) la capacidad de poner en correspondencia localizaciones reales en los mapas espaciados irregularmente, (2) la capacidad de poner en correspondencia puntos en los mapas espaciados irregularmente con coordenadas del mundos físico.

Algunas técnicas se pueden usar para extrapolar la localización de puntos del mapa sobre los mapas no lineales espaciados irregularmente. Típicamente estas técnicas funcionan intentando extrapolar datos de localización desde puntos cercanos, pero esto puede ser complejo requerir mucho tiempo y propenso a errores, particularmente en sistemas donde los datos del mapa están espaciados irregularmente. De este modo, sería ventajoso proporcionar otras técnicas que permitan que el usuario utilice el tiempo de diseño y el tiempo de ejecución de técnica de correspondencia no lineal que son rápidas, sencillas y accesibles a programadores moderadamente cualificados y otros individuos que no son expertos en el diseño de mapas, matemáticas complejas o cartografía.

El documento de Saalfed et al.: "Fast Rubbers-Sheeting Transformation Using Simplicial Coordinates" Catography and Geographic Information Science, American Congress on Surveing and Mapping, US, vol 12. Nº 2, 1 octubre de 1985 se refiere a una transformación de mapa de revestimiento de goma, lineales por tramos informáticamente eficientes que se deriva analizando relaciones geométricas de áreas, ecuaciones lineales, desigualdades y coordenadas simpliciales. El uso de coordenadas simpliciales permite una representación de la transformación de hoja de goma, que es completamente independiente de los puntos de la imagen. El análisis geométrico usado en la derivación de las coordenadas simpliciales conduce a algoritmo de punto en polígono para el revestimiento de goma, que se puede emplear en situaciones más generales. El análisis geométrico también conduce a formulas apropiadas para áreas de regiones trianguladas.

El documento de Gillman, D.: "Triangulation for rubber sheeting" Proceedings of 7th International Symposium on Computer Assisted Cartography, 1985, páginas 191.197 basado en la aplicación de técnicas de triangulación y revestimientos de goma al problema de fusionar dos archivos de mapas digitalizados. Se desarrolló un procedimiento de fusión de mapas denominado confluencia. La reproducibilidad, el control de calidad y el deseo de consistencia matemática en la confluencia conducen a una necesidad de procedimientos bien definidos. La triangulación Delaunay está bien definida y, en algún sentido, es la "mejor" triangulación en un conjunto finito de puntos. Esto conduce a un algoritmo de revestimiento de goma eficiente. Se mencionan las triangulaciones, el revestimiento de goma en general y las triangulaciones bien definidas. Las triangulaciones bien definidas son más convenientes para aplicaciones tales como la confluencia. Estas triangulaciones permiten que el usuario construya subrutinas especializadas que funciona localmente pero que son globalmente coherentes.

El documento de White Marwin s. et al.: "Piecewise Linear Rubber-Sheet Map Transformation" Cartography and Geographic Information Sciences, American Congress on Surveing and Mapping, Bethesda, US, vol. 12 nº 2, 1 octubre 1985, páginas 123-131) se refiere a un procedimiento económico e informáticamente sencillo para inducir una coincidencia entre un mapa y otro, sin tener en cuenta sus respectivas proyecciones. Se imagina que el mapa a transformar se encuentra sobre una lámina de goma estirada para coincidir con un mapa base estable con una media de quince puntos de control; para una coincidencia más precisa, se pueden añadir más puntos de control. Se calculan los triángulos sobre el mapa de lámina de goma usando los puntos de control como vértices y con un procedimiento denominado homeomorfismo lineal por tramos, estos triángulos se ponen en correspondencia linealmente en triángulo correspondientes en el mapa estable.

Sumario Un objeto de la invención es proporcionar una técnica para poner en correspondencia localizaciones con mapas irregularmente espaciados.

Este objeto se consigue mediante la material objeto de las reivindicaciones independientes. Las realizaciones preferidas se definen por las reivindicaciones dependientes.

Se proporcionan técnica que permiten el diseño y el uso de mapas arbitrarios, pudiendo estos mapas ser lineales o no-lineales. Se proporciona una primera imagen cartográfica y una segunda imagen cartográfica. Además, se puede poner en correspondencia una pluralidad de triángulos dobles con la primera imagen cartográfica y la segunda imagen cartográfica. Donde la pluralidad de triángulos dobles tienen los mismos vértices en la segunda imagen cartográfica que en la primera imagen del mapa, aunque estos mapas pueden ser completamente diferentes. Por ejemplo, la primera imagen cartográfica puede ser un callejero lineal y la segunda imagen puede ser un mapa de metro no lineal. Debido a que cualesquiera de los puntos que se convierten de la primera imagen cartográfica a la segunda imagen cartográfica (y viceversa) se convierten simétricamente, tales puntos terminan en la relación apropiada respecto de los vértices de los triángulos dobles.

Al menos uno de la pluralidad de triángulos dobles se puede seleccionar dentro de una región a convertir de la primera imagen cartográfica en la segunda imagen cartográfica. Tales regiones puede ayudar a los usuarios y desarrolladores a centrarse en mapas que llevan mejor información /o partes de los mismos) . Alternativamente, tales regiones se pueden usar también para excluir mapas o partes de los mismos de manera a no convertir tales regiones. La pluralidad de triángulos dobles se pueden subdividir en más subtriángulos o agregarse en triángulos más globales.

Breve descripción de los dibujos El sumario anterior, así como la siguiente Descripción detallada, se entenderán mejor cuando se lean junto con los dibujos anexos. Con el fin de ilustrar la presente divulgación, se muestran varios aspectos de la divulgación. Sin embargo, la divulgación no se limita a los aspectos específicos mencionados. Se incluyen las siguientes figuras:

La figura 1 ilustra la capacidad de la materia objeto actualmente divulgada para alternar entre mapas lineales y no lineales.

La figura 2 ilustra que la relación espacial entre los puntos puestos en correspondencia con el mapa lineal puede diferir de la relación espacial entre los puntos puestos en correspondencia con un mapa no lineal.

La figura 3 ilustra que la relación espacial entre los puntos puestos en correspondencia con un mapa lineal puede a veces ser inferior o similar a la relación espacial entre los puntos puestos en correspondencia con un mapa no lineal.

La figura 4 ilustra una parte de un mapa no lineal representativo, donde las diferentes partes del mapa no lineal pueden tener diferentes transformaciones aplicadas a la misma,... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para conversión entre mapas lineales y no lineales, en el que los mapas no lineales, en oposición a los mapas lineales, no tienen una correspondencia lineal con el espacio del mundo real, comprendiendo el procedimiento:

determinar (1500) en una primera imagen cartográfica un primer triángulo definido por un primer vértice (A1) , un segundo vértice (B1) , y una tercer vértice (C1) , en el que la primera imagen cartográfica es un mapa no lineal; determinar (1502) en una segunda imagen cartográfica un segundo triángulo definido por el primer vértice (A2) , el segundo vértice (B2) , y el tercer vértice (C2) , en el que la segunda imagen cartográfica es un mapa lineal; determinar (1504) al menos un punto (P1) en el primer triángulo determinar (1506) en el segundo triángulo al menos un punto (P2) correspondiente a al menos un punto, en el que el al menos un punto (P1) se transforma en el al menos un punto (P2) simétricamente respecto del primer vértice (A1) , el segundo vértice (B2) , y el tercer vértice (C1) , en el que determinar en el segundo triángulo el al menos un punto correspondiente (P2) a al menos un punto (P1) comprende calcular (1508) un primer vector (VA1P1) del primer vértice (A1) al al menos un punto (P1) ; extrapolar (1510) un segundo vector (V'A1P1) , desde el al menos un punto (P1) a un punto (P') en un lado del primer triángulo opuesto del primer vértice (A1) ; calcular (1512) una relación (VA1P1/V'A1P1) del primer vector respecto del segundo vector; calcular (1514) la longitud de la segmentación desde el segundo vértice (B1) hasta el punto (P') del lado del primer triángulo opuesto del primer vértice (A1) , y calcular la longitud del segmento desde el segundo vértice (B1) al tercer vértice (C1) , y determinar una relación primaria (% de B de B1C1) , calcular asimismo la longitud del segmento desde el primer vértice (C1) al punto (P') del lado de primer triángulo opuesto del primer vértice (A1) , y calcular la longitud del segmento desde el segundo vértice (B1) al tercer vértice (C1) , y determinar una relación secundaria (% de C de B1C1) , usar (1516) la relación primera (% de B de B1C1) y la relación secundaria (% de C de B1C1) para calcular un punto (P2') de un lado del segundo triángulo opuesto del primer vértice; usar (1518) el punto (P2') del lado del segundo triángulo opuesto del primer vértice (A2) y la relación (VA1P1/V'A1P1) del primer vector respecto del segundo vector para calcular un tercer vector (VA2P2) , en el cual este tercer vector procede del primer vértice (A2) y apunta hacia el punto (P2') del lado del segundo triángulo opuesto del primer vértice; y usar (1520) el primer vértice (A2) y el tercer vector (VA2P2) para calcular el al menos un punto (P2) correspondiente en el segundo triángulo, en el que el al menos un punto correspondiente corresponde al al menos un punto (P1) del primer triángulo transformado.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, que comprende, además, seleccionar una región en la primera imagen cartográfica a transformar en una región correspondiente en la segunda imagen cartográfica.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el cual la selección de la región en la primera imagen cartográfica incluye la selección del primer triángulo.

4. Procedimiento para la conversión entre mapas lineales y no lineales, en el cual los mapas no lineales, en oposición a los mapas lineales, no tienen una correspondencia lineal con el espacio del mundo real, comprendiendo el procedimiento:

determinar (1500) en una primera imagen cartográfica un primer triángulo definido por un primer vértice (A1) , un segundo vértice (B2) , y una tercer vértice (C1) , en el que la primera imagen cartográfica es un mapa no lineal; determinar (1502) en una segunda imagen cartográfica un segundo triángulo definido por el primer vértice (B2) , el segundo vértice (B2) , y el tercer vértice (C2) , en el que la segunda imagen cartográfica es un mapa lineal; determinar al menos un punto (P2) en el primer triángulo determinar en el segundo triángulo al menos un punto (P1) correspondiente a al menos un punto, en el que el al menos un punto (P2) se transforma en el al menos un punto (P1) simétricamente respecto del primer vértice (A2) , el segundo vértice (B2) , y el tercer vértice (C2) , en el que determinar en el segundo triángulo el al menos un punto correspondiente (P1) a al menos un punto (P2) comprende calcular un primer vector (VA2P2) del primer vértice (A2) al al menos un punto; extrapolar un segundo vector (V'A2P2) , desde el al menos un punto (P2) a un punto (P2') en un lado del primer triángulo opuesto del primer vértice (A2) ; calcular una relación (VA2P2/V'A2P2) del primer vector respecto del segundo vector; calcular la longitud de la segmentación desde el segundo vértice (B2) hasta el punto del lado del segundo triángulo opuesto del primer vértice (P2') , y calcular la longitud del segmento desde el segundo vértice (B2)

al tercer vértice (C2) , y determinar una relación primaria (% de B) , calcular asimismo la longitud del segmento desde el tercer vértice (C2) al punto (P2') del lado del segundo triángulo opuesto del primer vértice (A2) , y calcular la longitud del segmento desde el segundo vértice (B2) al tercer vértice (C2) , y determinar una relación secundaria (% de C) , usar la relación primera (% de B) y la relación secundaria (% de C) para calcular un punto (P') en un lado del primer triángulo opuesto del primer vértice (A1) ; usar el punto (P1) del lado del primer triángulo opuesto del primer vértice y la relación (VA2P2/V'A2P2) del primer vector respecto del segundo para calcular un tercer vector (VA1P1) , en el cual este tercer vector procede del primer vértice (A1) y apunta hacia el punto (P1) del lado del segundo triángulo opuesto del primer vértice (A1) ; y usar el primer vértice (A1) y el tercer vector (VA1P1) para calcular el al menos un punto (P1) correspondiente en el primer triángulo, en el que el al menos un punto correspondiente (P1) corresponde al al menos un punto (P2) del primer triángulo transformado.

5. Un sistema para la conversión entre mapas lineales (106, 200, 300, 600, 800, 900) y mapas no lineales (104, 202, 302, 400, 500, 700, 1100) , en el cual los mapas no lineales, en oposición a los mapas lineales, no tienen una correspondencia lineal con del espacio del mundo real, comprendiendo el sistema:

una primera imagen cartográfica, en la cual la primer imagen cartográfica es un mapa no lineal; una segunda imagen cartográfica, en el cual la segunda imagen cartográfica es un mapa lineal; una pluralidad de triángulos dobles (502, 504, 506, 508, 510, 512, 702, 704, 706, 708, 710, 712, 714, 716, 718) puesto en correspondencia con la primera imagen y teniendo correspondencia (602, 604, 606, 608, 610, 612, 802, 804, 806, 808, 810, 812, 814, 816, 818) con la segunda imagen cartográfica, en el que la pluralidad de triángulos dobles tienen los mismos vértices en la segunda imagen cartográfica que en la primera imagen cartográfica, y en el que el sistema comprende, además, medios adaptados para llevar a cabo el procedimiento de las reivindicaciones 1 a 3.

6. Sistema según la reivindicación 5, en el cual al menos uno de la pluralidad de triángulos dobles se selecciona en una región a convertir de la primera imagen cartográfica en la segunda imagen cartográfica.

7. Sistema según la reivindicación 5, en el cual una región en la primera imagen cartográfica se configura para ser designada como que evita la conversión de la primera imagen cartográfica en la segunda imagen cartográfica.

8. Sistema según la reivindicación 5, en el cual al menos un triángulo de la pluralidad de triángulos dobles se configura para subdividirse en una pluralidad de subtriángulos.

9. Sistema para la conversión entre mapas lineales (106, 200, 300, 600, 800, 900) y no lineales (104, 202, 303, 400, 500, 700, 1100) , en el que los mapas no lineales, en oposición a los mapas lineales no tienen correspondencia lineal con el espacio del mundo real, comprendiendo el sistema una primera imagen cartográfica, en la cual la primer imagen cartográfica es un mapa no lineal; una segunda imagen cartográfica, en el cual la segunda imagen cartográfica es un mapa lineal; una pluralidad de triángulos dobles (502, 504, 506, 508, 510, 512, 702, 704, 706, 708, 710, 712, 714, 716, 718) puesto en correspondencia con la primera imagen y teniendo correspondencia (602, 604, 606, 608, 610, 612, 802, 804, 806, 808, 810, 812, 814, 816, 818) con la segunda imagen cartográfica, en el que la pluralidad de triángulos dobles tienen los mismos vértices en la segunda imagen cartográfica que en la primera imagen cartográfica, y en el que el sistema comprende, además, medios adaptados para llevar a cabo el procedimiento de la reivindicación 4.

10. Un soporte legible por ordenador que comprende instrucciones tangibles ejecutables para una conversión entre mapas lineales y no lineales, en el cual los mapas no lineales, en oposición a los mapas lineales, no tienen una correspondencia lineal con el espacio del mundo real, comprendiendo el soporte legible por ordenador:

una interfaz de programación de aplicación configurada para permitir una definición de una pluralidad de triángulos dobles que corresponden a una primera imagen cartográfica y a una segunda imagen cartográfica, en el cual la pluralidad de triángulos dobles permiten una transformación de datos entre la primera imagen cartográfica y la segunda imagen cartográfica para regiones seleccionadas en una de entre la primera imagen cartográfica y la segunda imagen cartográfica; e instrucciones que, cuando son ejecutadas por un ordenador, ordenan al ordenador llevar a cabo el procedimiento de las reivindicaciones 1 a 3.

11. Soporte legible por ordenador según la reivindicación 10, en el cual la pluralidad de triángulos dobles se definen en un tiempo de diseño.

12. Soporte legible por ordenador según la reivindicación 10, en el cual la pluralidad de triángulos dobles se definen en un tiempo de ejecución.

13. Soporte legible por ordenador que comprende instrucciones ejecutables por ordenador que, cuando son ejecutadas por un ordenador, ordenan al ordenador llevar a cabo el procedimiento de la reivindicación 4.