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2012 Fiscal Year Annual Research Report

人称性を考慮した地図データ可視化のための制約付き最適化手法の研究

Research Project

Project/Area Number 24300033
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Section一般
Research InstitutionThe University of Tokyo

Principal Investigator

高橋 成雄  東京大学, 大学院・新領域創成科学研究科, 准教授 (40292619)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 有川 正俊  東京大学, 空間情報科学研究センター, 教授 (30202758)
Project Period (FY) 2012-04-01 – 2015-03-31
Keywords地図データ / 可視化 / 制約付き最適化 / 美的基準 / 人称
Research Abstract

我々が普段手にする鉄道路線図や旅行ガイドブックに見られるような道路地図は,一般的に地図の見やすさのため,人の手を介して実際の地理上のレイアウトに変形が施されたのち,さまざまな付加情報が注釈ラベルとして挿入される.さらに,その地図情報の可視化は,地図を見る人の視点(人称性)に応じて大きく異なる.本研究の目的は,このような人の視点に応じて異なる地図の視覚的な美的基準を,路線図や道路網などを表現するグラフ構造に対する制約としてとらえ,地図の可視化を制約付き最適化問題として定式化することにある.平成24年度は,特にA.グラフ描画の最適化と,B.グラフ描画と注釈ラベルのハイブリッド最適化について中心に取り組んだ.特に,人称性の違いを異なる美的基準として定式化を行い,地図における路線図網のレイアウトと注釈ラベルのレイアウトの両方を,混合整数線形計画法(Mixed Integer Programming ; MIP)を用いて同時に最適化する,ハイブリッド最適化の定式化とプログラム実装を行った.ここでは,路線図と注釈ラベルの両方の最適化問題を一度に解くと非常に計算量が高いためを,人の路線図描画のプロセスを参考に,3段階の最適化手法として定式化を行い,ユーザが対話的に路線図を設計できる環境の実現を行った.加えて,生成された注釈付き路線図に関して,ユーザによる評価実験を行い,定式化した美的基準の正当性,美的基準が実際に路線図を読みやすくしているかどうかの検証について,注視点計測装置などの計測装置を利用し様々な評価実験を行った.
加えて,3次元都市地図において,重要な経路の遮蔽を回避するための問題を,上記注釈付き路線図の制約付き最適化のための定式化を応用し,一般的な線形計画問題として解く手法の開発も併せて行ったことも付記しておく.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

上記に掲げたA.グラフ描画の最適化と,B.グラフ描画と注釈ラベルのハイブリッド最適化の両方が終了し論文発表の形で世界への公表の機会を得ているため.人称性の違いを地図表現に取り込んでいくのは,平成25年度の課題となる.

Strategy for Future Research Activity

今後は,C.3次元地図表示,D.携帯デバイス表示,E.アニメーション表示の残り3つの地図可視化の問題に取り組んで行く.ここでは,大局的な配置を重要視する第3人称,局所的な配置を優先する第1人称,その両方をつなぐ第2人称のそれぞれに視点において,地図可視化の視覚的な美的基準を定式化し,それらを路線図グラフ構造に関する制約ととらえ,制約付き最適化モデルの構築を行う.

Expenditure Plans for the Next FY Research Funding

平成24年度基金分の残額は,平成25年度の基金分とともに物品費および旅費等に主に充当する.これに対して補助金分は,現在まで構築した地図可視化システムの管理および,上記残る課題の定式化・実装を担当する博士研究員の雇用費用に当てる.

  • Research Products

    (4 results)

All 2013 2012 Other

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (1 results) Remarks (1 results)

  • [Journal Article] Constrained Optimization for Disoccluding Geographic Landmarks in 3D Urban Maps2013

    • Author(s)
      Daichi Hirono, Hsiang-Yun Wu, Masatoshi Arikawa, and Shigeo Takahashi
    • Journal Title

      Proceedings of the 6th IEEE Pacific Visualization Symposium (PacificVis 2013)

      Pages: 17-24

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Travel-Route-Centered Metro Map Layout and Annotation2012

    • Author(s)
      Hsiang Yun Wu, Shigeo Takahashi, Chun-Cheng Lin, and Hsu-Chun Yen
    • Journal Title

      Computer Graphics Forum

      Volume: Vol. 31, No. 3 Pages: 925-9324

    • DOI

      10.1111/j.1467-8659.2012.03085.x

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] Constrained Optimization for Aesthetic Design of Customized Maps2013

    • Author(s)
      Shigeo Takahashi
    • Organizer
      Center for Simulation Sciences, Ochanomizu University, The 2nd International Symposium
    • Place of Presentation
      お茶の水女了人学(東京都)(招待講演)
    • Year and Date
      2013-01-16
  • [Remarks]

    • URL

      http://visual.k.u-tokyo.ac.jp/

URL: 

Published: 2014-07-16  

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