随着地理信息技术和制图工具的广泛应用和发展,越来越多的人使用、制作地图,地图使用者和制作者逐渐模糊,大众制图时代来临,大众个性化制图需求越来越强烈。色彩作为视觉和图形交流的基本要素,是地图制图过程中重要的一部分。有效的地图颜色可以增强地图的美感、吸引读者注意力、提高的地理信息传输效率;反之,无效的地图颜色会让用户感到困惑、影响地理信息的传输等。当前已有许多制图学家对地图设色展开研究,诸如Color Brewer之类的工具也使颜色设计更加容易,但是这些工具大多适用于特定任务,不能进行个性化自定义设计,且自动化程度低;对于缺乏颜色理论背景知识及地图设色规则的制图新手和普通制图人员来说,存在设色不科学、效率低等问题。因此,设计科学又艺术的地图颜色仍然极具挑战。在大众制图的背景下,制作出科学又具有美感的地图成为制图领域新的难题。其中,设计科学的地图颜色需要遵循许多设色规则(如习惯用色规则、颜色可辨识规则等),设计具有美感的地图颜色也要颜色调和等视觉感受。近年来,计算机图形学领域的颜色转移方法可以实现将一个或多个图像的颜色转移到另一个图像。地图颜色设计领域,虽然也有将艺术名画颜色转移到地图的相关研究及工具,但还存在不够自动化、满足不了用户需求等问题。本文借鉴图形学领域颜色转移的概念,研究基于流形学习的地图颜色自动转移方法,主要完成的研究内容和成果如下:(1)针对当前图像颜色转移方法没有综合顾及到颜色空间分布特征、颜色调和视觉感受特征的问题,本文分析了地图设色理论中颜色视觉变量编码规则及颜色视觉感受理论,将地图颜色转移定义为多目标、多约束的优化问题,引入信息熵、颜色调和模型,将图颜色空间分布特征、颜色调和视觉感受特征进行定量化分析,构造目标函数,将可辨识规则、习惯用色设色规则定义为约束条件,构建了顾及地图颜色设计科学性与艺术性的地图颜色转移模型。(2)针对离散色空间难以搜索、搜索效率低的问题,引入了流形学习的方法对多变量、非线性、高维度地图颜色因子进行降维表达,并在颜色流形基础上引用人工蜂群启发式搜索算法来解决约束搜索问题,实现了模型的快速求解。(3)进行了实验验证。本文选取四个专题地图作为实验案例,参考艺术绘画图片,运用提出的地图颜色自动转移方法将图片颜色自动转移到地图中,并以眼动实验及满意度调查问卷的形式,将生成的结果与标准地图配色方案、NVIDIA公司的Fast Photo Style图像颜色转移方法结果进行对比。从客观、主观评价指标两方面综合对测评结果进行分析,实验结果表明,本文提出方法生成的配色方案整体上不差于对比实验配色方案,部分指标甚至优于对比实验配色方案。