Araç navigasyon haritası tasarımı için yol genelleştirmesi

Özet

Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) uygulamalarında, fiziksel yeryüzünün farklı amaç ve ölçeklerdeki haritaların oluşturulması aşamasında veri yoğunluğundan kaynaklanan problemler çıkmaktadır. Bunların en önemlileri sonuç haritaların tasarımı sırasında görülen sunulacak olan verinin içerik optimizasyonu ve amaca uygun olarak görselleştirilmesidir. Fiziksel yeryüzünün farklı amaç ve ölçeklerde modellenmesi konusu CBS uygulamalarında ölçek seviyelerinin tanımlanması yöntemiyle çözülmektedir. Bu kapsamda her bir ölçek seviyesi için farklı içerikte haritalar oluşturulmaktadır. Çoklu gösterimler olarak da adlandırılan bu haritalar günümüzde tek bir olgunun ya da varlığın tek bir sistem içerisinde farklı boyutlarda (çözünürlük, ölçek, doğruluk, zaman vb.) bir çok defa modellenmesi, gösterilmesi ve kullanılmasını amaçlayan Çoklu Gösterim Veritabanları (ÇGVT) yaklaşımı ile modellenmektedir. ÇGVT yaklaşımının geliştirilmesiyle birlikte harita üretimi ve güncellenmesi sürecinin otomasyonu açısından da önemli sonuçlar elde edilmiştir. Araç navigasyonu uygulaması da farklı ölçek ve çözünürlükteki haritaları bilgi iletişim aracı olarak kullandıkları için ÇGVT uygulaması olarak kabul edilir. Günümüzde ticari olarak kullanılan sistemlerde farklı ölçeklerdeki navigasyon haritası tasarımı için gerekli olan genelleştirme işlemi, CBS uygulamalarına benzer bir şekilde, ölçek seviyelerinin ve her bir seviyenin içeriğinin önceden belirlenerek sisteme tanıtılması yöntemi ile gerçekleştirilmektedir. Bu yolla elde edilen haritalar bir çok ihtiyacı karşılamakla birlikte içerik, sunum ve üretim yöntemleri açısından geliştirilmelidir. Bu çalışmada araç navigasyon sistemleri için harita tasarımı konusunda ÇGVT yaklaşımını da göz önünde bulundurularak bir tasarım yapılmıştır. Bu kapsamda sistemin en detaylı bilgiyi içeren kullanım seviyesi için genelleştirme yöntemleri önerilerek bu yöntemlerin uygulaması yapılmıştır.

Abstract

Geographical Information System (GIS) is a multi disciplinary work so various users with various requirements use these systems. This situation complicates the organization of the data and increasing density of the data appears as a problem that is needed to be solved. Optimization of the map data and its visualization depending on the aim of the application are the other important issues related with data organization. Modeling the physical reality as multiple representations is provided by the use of zoom levels in GIS applications. Maps with different levels of detail are created for each zoom level. These maps are entitled as multiple representations and currently modeled based on Multiple Representational Databases (MRDB) approach, which is used to store the same real world phenomena at different levels of accuracy and resolution. The use of MRDB also provides the automation of the generalization and updating processes of the maps. Navigation, which aims at wayfinding especially in the foreign environment, is a fundamental human activity and an integral part of everyday life. Advanced navigation systems integrate positioning and communication techniques, digital mapping, computer and handheld device technologies to cover the aim of navigation application. In addition to the accuracy of the data used in these systems, efficient communication of the system based information with the user is also important for the success of the system. Maps are used for the communication of the information together with the use of multi media technologies supported by the system. Since navigation maps are the basic visual tools for information communication in car navigation systems, they should be designed depending on the aim of the application for increasing the efficiency of the implemented system. Map design for navigation purposes should be considered in terms of small display cartography, since navigation systems use small display devices as hardware. Small display map design requires additional constraints in comparison with traditional map design. The common aim of these maps is to communicate the optimal data on a small display media. This task requires a special map design process including the intensive use of the generalization methods. Additionally databases used to design navigation maps need systematic updates in the case of changes in road geometries or attributes. All requirements of navigation map design process coincide with the context of the MRDB. Generalization is certainly one of the most important issues of the cartography which is the science and art of visualization of world reality on paper, screen or similar media. Particularly researches on automated generalization, data base design for multiple representations with very huge amount of data currently became a research base of Cartography. Similar to GIS applications, current car navigation systems use predefined zoom level and selection strategy to generalize the map content for the use of different levels of representations. Although this method covers several needs of car navigation, its static structure on data derivation and visualization issues should be improved for the use of 3 dimensional and real-time navigation applications. These applications are the new trends of current navigation technology. In this study, current commercial car navigation products were examined depending on the methods that they used for map design. Design problems, which are related with generalization issues, of navigation maps were determined for large and small scale representations. Optimization of the road network was one of the main design problems for any kind of navigation maps currently in use. In this study, this problem was examined for large scaled maps of MRDB designed for navigation purposes. A route dependant generalization approach that will be used for optimizing road network data was proposed. This approach based on the idea of classifying the road segments of a road network in three classes depending on their geometrical relations with calculated navigation route. Therefore this approach is applied whenever a navigation route calculated and it gives different results for each application. After classifying the road segments, they are selected for representation depending on their determined classes. This approach, which enables the cartographer to generalize the road network depending on their geometries in addition to their attributes, is also implemented and a sample result were presented in this study.