AI配图

地图配图是GIS软件中最基础、最常用的功能,而传统的手工配图由于地图内容要素众多,其中的符号、线型、颜色、标签等需要反复搭配与调整,是一个复杂、费时的过程。AI 配图是利用对图像的学习,将图像风格迁移给矢量地图,即可以极大的提升配图效率,又能够解决烧脑的地图美观性问题。

SuperMap 结合机器学习的 K-means 聚类算法(k-means clustering algorithm),根据参考地图、摄影作品等图片,自动将图片风格迁移至地图,实现快速模仿配图。

功能原理

K-means 聚类算法

也称为K-均值,是一种迭代求解的聚类分析算法。是随机选取K个对象作为初始聚类中心,然后计算每个对象与各个聚类中心之间的距离(本文采用是RGB图像每点的欧式距离),再对相近程度进行类别划分,可以理解为一种求质心的聚类方式。

算法基本流程如下:1. 随机产生k个聚类中心(也可用户指定)。2. 计算每个样本到各个聚类中心的距离。并将样本归类到相应最接近的类别中。3. 计算每个样本的算数平均数,求出每一类中离平均数最近的点记为该类新的中心。4. 判断所有类别中中心点有没有发生变化,如果中心点改变,则再次以该中心点对所有数据聚类,直到所有的中心点都不改变为止,算法结束。

K meansFlowChart

AI配图原理

基于K-means 算法的聚类原则分别获取风格图片和原始地图的关键色。 提取关键色之后,根据面积排序匹配算法建立风格图片与原始地图联系,将图片的关键色映射至原始地图中,从而得到一幅同图片颜色风格相同的地图。

K meansFlowChart2


AI配图原理

第一步:提取风格图片关键色

该步骤的主要工作是输入选定的自定义地图模板的风格图片,基于K- means聚类算法对输入的图片进行机器学习,以提取图片特征,从而得到风格图片中的关键色。下图为选定百度地图模板“午夜蓝”作为风格图片,基于该图片提取得到关键色。

SourceMap1

第二步:提取原始地图关键色

该步骤的主要工作是对原始地图进行特征提取,为提高地图颜色特征提取精度,先将地图输出为图片,从图片中提取地图关键色。下图为浅色调的原始地图及其关键色。

TempleteMap1

第三步:面积排序匹配

提取关键色后,需要对提取的图片关键色和地图关键色进行匹配,根据面积匹配算法,按照面积权重将图片的颜色自动匹配至原始地图。例如,图片关键色(8,48,74)面积占比最大,而原始地图关键色(255,255,255)面积占比最大,由此将原始地图关键色(255,255,255)按照图片关键色(8,48,74)进行重新渲染配图。

ComparisonDiagramSorting

基于上述流程,迁移得到基于百度地图模板风格的深色地图,迁移结果如下图所示。

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