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解决长标签难题:智能多行标签算法助力美团地图可视化

小猿猴GISer  · 公众号  ·  · 2025-03-29 16:27

正文

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论文信息
引文格式:Wei Z, Shi J, Yang N, et al., Multi-Row Labeling with Semantic Analysis: A Case Study on Chinese POIs[J]. Transaction in GIS, 2025, 1-30.
项目开源地址:https://github.com/TrentonWei/Multi-row-labeling
论文地址 https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/tgis.70024
论文速览 :在数字地图和位置服务的应用中,POI(兴趣点)标签是至关重要的信息传递工具。然而,随着POI名称越来越长,传统的单行标签方法常常无法有效展示完整信息,影响用户体验。本研究提出了一种基于语义分析的多行标签算法,结合自然语言处理技术,智能地分割和优化标签布局。通过去除冗余信息和合理分配字符,算法成功减少了41%的字符数,提升了地图标签的可读性和视觉清晰度。在美团地图等实际平台应用中,实验结果表明,该算法显著改善了标签展示效果,提高了用户任务完成效率。我们的研究不仅为中文POI注记问题提供了创新解决方案,也为其他语言和平台的标签优化提供了宝贵经验。

01 研究背景


随着数字化地图和位置服务的广泛应用,兴趣点(POI)标签已成为地图中传递空间信息的重要组成部分。尤其是在城市地图中,POI标签不仅能帮助用户定位、导航,还能提供关于周围环境的宝贵信息。然而,随着地图细节的逐渐增加,尤其是POI名称较长或较为复杂的情况,传统的单行标签方法面临着严重的空间拥挤和可读性问题。已有部分工作已考虑对标签进行分行,但机械的对标签直接划分为多行往往会破坏标签本身文字的语义结构,造成信息传递的丢失,基本原理见图1。为了优化这一问题,我们提出了一种基于语义分析的多行标签算法,旨在有效提升地图标签的显示效果,并且确保标签在视觉上的清晰度和易读性。

图1. 无语法分析和结合分词、成分句法分析等的“北京鹫峰国家森林公园”分行策略对比。


02 核心研究创新与贡献


为了克服这些挑战,本研究提出了一种新的多行标签算法,结合了语言学和语义分析技术。在POI标签的预处理、分割和排布过程中,我们引入了自然语言处理(NLP)工具,对POI名称进行语义分析,确保标签分割不仅符合视觉要求,还能保持语义的完整性。具体而言,研究的创新点体现在以下几个方面:

1. 多行标签的必要性分析 :通过对160,297个POI数据集的统计分析,我们发现,超过72.7%的中文POI标签名称超过了8个字符,亟需采用多行标签来避免标签截断和遮挡。这个发现为后续的标签处理算法提供了理论依据。

2. 标签预处理与精简 :我们提出了一种基于语义的标签预处理策略,通过去除冗余信息,减少了标签字符数41.15%,单词数43.24%。这一过程显著提高了标签的空间利用效率。

3. 基于语义分析的智能分割: 通过依赖语法分析和词汇分割工具(如Stanza),我们能够准确识别POI名称中的语义边界,避免了传统方法中的硬性分割规则。通过这种方式,标签分割不仅符合视觉需求,还能够确保语义的连贯性和完整性。

4. 在实际平台上的应用: 本研究的算法策略已经成功应用于美团地图这一实际平台。我们的实验表明,该算法能够在提高标签可读性和视觉清晰度的同时,保持较好的运行效率。


03 方法流程与实验结果


3.1 形成性研究——确定多行标签的必要性与挑战

为了确保提出的多行标签算法具有实际意义,我们首先进行了 形成性研究 ,包括对真实数据集的分析和与专家的访谈。这一步主要目的是识别多行标签的实际需求和面临的挑战。

1. 数据集分析 :我们从高德地图API获取了北京海淀区的真实POI数据,涵盖了160,297个POI,分析了标签的字符数和单词数,实验数据见图2。分析结果显示,72.7%的POI名称字符数超过8个,表明采用多行标签能够有效避免标签的截断和重叠。

图2.数据分析实验区域。


2. 专家访谈 :我们与来自高德地图、百度地图、美团地图等公司的专家进行访谈,讨论了现有标签布局中遇到的问题,如标签冗余信息、分割点不当等。通过专家的反馈,我们建立了用户通过POI获取信息的模式分类(模式分类见图3),明确了多行标签设计的核心需求,尤其是需要考虑语义连贯性与视觉优化。

图3.用户通过POI获取信息的模式分类。(a) Overview+detail; (b) Search+specific detail; (c) Focus+context。


3.2 数据实验——验证标签处理与算法效果

在形成性研究的基础上,我们设计了结合自然语言处理的语言预处理和分行处理策略,结合注记算法实现了注记自适应布局,并评估了注记预处理和优化策略的实际效果。

1. 标签预处理评估 :我们设计并实施了标签预处理策略,针对POI名称中冗余的部分进行了优化,去除了不必要的信息。实验结果显示,经过预处理后,POI标签的字符数减少了41.15%,单词数减少了43.24%,有效提升了标签的空间利用率。

2. 注记分行与布局算法应用与验证 :在实际的地图平台上,我们应用了多行标签算法,并进行了标签排布实验。实验结果表明,采用多行标签的方法能够有效提高标签的可读性和视觉清晰度,尤其在标签密集的区域,避免了重叠问题。并探讨了上述策略在美团地图的应用,与同一区域的高德地图对比在注记表达上呈现明显的优势(见图4),如保持了科学等专有名词的完整性。


图4.美团地图(应用本文策略)与高德地图(未应用本文策略)同一区域注记配置的分析对比(截图时间:2024.05.30)。


3.3 用户实验——评估多行标签的用户偏好与任务效率

为了确保该算法能在用户实际使用中获得更好的体验,我们开展了 用户实验 ,旨在评估多行标签方法的用户偏好、理解效果以及对任务完成效率的影响。

1. 实验设计与执行 :我们邀请了318名用户参与实验,设计了基于地图标签的任务,如查找特定POI、浏览地图等。用户在使用含有多行标签和单行标签的地图时,分别完成不同的任务。通过记录用户完成任务的时间、正确率等数据,我们能够评估不同标签布局对用户任务效率的影响。

2.实验结果与分析 :实验结果显示,采用多行标签的布局方式显著提升了用户对标签的理解能力,并且用户完成任务的效率较高。虽然多行标签稍微增加了响应时间,但其改善的可读性和减少的视觉干扰,使得用户在长时间使用地图时的体验更加友好。


04 结论


本研究提出的多行标签算法,结合了先进的语义分析技术,为解决中文POI标签在数字地图中展示的难题提供了有效的解决方案。通过减少标签冗余、智能分割标签,并结合实际用户需求,能够显著提升地图标签的可读性和用户体验。随着数字地图应用的不断发展,我们相信这一技术将对其他语言和平台的POI标签优化提供借鉴和启示。











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