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1、單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,單擊此處編輯母版文本樣式,第二級(jí),第三級(jí),第四級(jí),第五級(jí),*,*,*,第九章 數(shù)字地圖制圖,從,20,世紀(jì),50,年代開(kāi)始，電子計(jì)算機(jī)技術(shù)引入地圖學(xué)領(lǐng)域，經(jīng)過(guò)理論探討、應(yīng)用試驗(yàn)、設(shè)備研制和軟件發(fā)展，已形成地圖學(xué)中一門新的制作地圖的應(yīng)用技術(shù)分支學(xué)科，即計(jì)算機(jī)地圖制圖學(xué)。,計(jì)算機(jī)地圖制圖是根據(jù)地圖原理，以電子計(jì)算機(jī)的硬、軟件為工具，應(yīng)用數(shù)學(xué)邏輯方法，研究地圖空間信息的獲取、變換、存貯、處理、識(shí)別、分析和圖形輸出的理論方法和技術(shù)工藝，模擬傳統(tǒng)的制圖方法，進(jìn)行地圖的設(shè)計(jì)和編繪。,計(jì)算機(jī)地圖制圖系統(tǒng)有三個(gè)組成部分：硬件、軟件、數(shù)據(jù)。從一定意義上講，計(jì)算機(jī)地圖制圖技術(shù)也可稱為數(shù)字
2、制圖技術(shù)。,第一節(jié) 數(shù)字地圖制圖技術(shù)基礎(chǔ),一、,技術(shù)基礎(chǔ),1.計(jì)算機(jī)圖形學(xué),計(jì)算機(jī)圖形學(xué)是研究如何應(yīng)用計(jì)算機(jī)生成、處理和顯示圖形的一門新興學(xué)科。,2.數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù),數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，不僅包括反映事物數(shù)量的數(shù)值，還包括各種非數(shù)值的信息：文字材料、圖形圖像、聲音等。,在許多應(yīng)用場(chǎng)合，使用的數(shù)據(jù)有以下幾個(gè)特點(diǎn)：數(shù)據(jù)量大；數(shù)據(jù)需要長(zhǎng)期保存，反復(fù)使用；許多數(shù)據(jù)要被多個(gè)不同的用戶共用。為了適應(yīng)這些特點(diǎn)，數(shù)據(jù)必須集中起來(lái)以一定的的組織方式存放在計(jì)算機(jī)的外存貯器中，從而能以最佳方式、最少的重復(fù)，為多種應(yīng)用服務(wù)。這樣組織起來(lái)的數(shù)據(jù)就是數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)和數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)合起來(lái)，稱為數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。,3.數(shù)字圖像處理,數(shù)字圖像是
3、以柵格陣列的像元數(shù)值來(lái)記錄圖像的。數(shù)字圖像處理技術(shù)包括了對(duì)圖像進(jìn)行抽象、表示、變換等基礎(chǔ)方法，圖像處理的有效方法還有：圖像增強(qiáng)與恢復(fù)、圖像分割、圖像匹配與識(shí)別、圖像信息的壓縮與編碼、圖像的二維與三維重建等。,4.多媒體技術(shù),多媒體技術(shù)是,20,世紀(jì),90,年代以來(lái)隨著信息技術(shù)的發(fā)展而形成的一個(gè)領(lǐng)域。狹義的多媒體指的是文本、圖像、圖形動(dòng)畫、聲音等多種可供傳遞的形式載體。多媒體的出現(xiàn)，拓寬了計(jì)算機(jī)處理信息的范圍，提高了計(jì)算機(jī)處理信息的深度。,二、數(shù)字地圖制圖的系統(tǒng)組成,數(shù)字地圖制圖的組成包括：計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)、地圖數(shù)據(jù)、制圖人員。,一、,空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),空間數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于地圖基本要素即實(shí)體，所以
4、又叫幾何數(shù)據(jù)。,1.圖形數(shù)據(jù)的基本要素為點(diǎn)、線、面和體,圖形要素出現(xiàn)在三位數(shù)據(jù)空間結(jié)構(gòu)中，因此表達(dá)地圖要素的圖形都可以看作是點(diǎn)的幾何。從數(shù)字制圖角度看，制作地圖的過(guò)程，就是把構(gòu)成地圖要素的點(diǎn)、線、面以點(diǎn)的坐標(biāo)（,xyz）,一一記錄下來(lái)，形成有規(guī)律的數(shù)字集合，并對(duì)這些數(shù)字形式的圖形信息進(jìn)行處理，然后將經(jīng)過(guò)加工的數(shù)字信息再現(xiàn)，使其成為地圖圖形輸出的過(guò)程。,在地圖代數(shù)中就認(rèn)為，點(diǎn)、線、面等基礎(chǔ)要素構(gòu)成了一幅地圖，在數(shù)據(jù)組織形式上其中一種簡(jiǎn)單的矢量結(jié)構(gòu)就表現(xiàn)為：點(diǎn)用單一的坐標(biāo)（,x，y）,來(lái)表示，是地圖基本要素中最基本的要素；線則用多個(gè)坐標(biāo)對(duì)來(lái)表示，也可以說(shuō)是用多個(gè)點(diǎn)來(lái)表示；面同線一樣也是用多個(gè)坐標(biāo)對(duì)
5、來(lái)表示與線不同的是，面的最后一個(gè)坐標(biāo)對(duì)必須與第一個(gè)坐標(biāo)相對(duì)應(yīng)。圖形數(shù)據(jù)另一個(gè)重要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)就是拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即基本要素點(diǎn)、線、面、體之間具有鄰接、關(guān)聯(lián)和包含的拓?fù)潢P(guān)系。,2.圖形數(shù)據(jù)的組織形式,（1）面向柵格單元的組織形式,以不同層中對(duì)應(yīng)于同一像元位置上的各屬性值表示為一個(gè)數(shù)組，具體格式為：記錄號(hào)、行號(hào)、列號(hào)，屬性值1、屬性值2。,（2）面向地理實(shí)體的組織形式,在同一層中，以多邊形為記錄順序，記錄多邊形的屬性值和組成多邊形的各像元坐標(biāo)，這種記錄方式適用于地圖分析和自動(dòng)化制圖。,（,3,）以“層”的方式存取，,以“層”為基礎(chǔ)，每層中以像元為序，記錄其坐標(biāo)和屬性值，這種方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。,二、,非空間數(shù)據(jù)
6、結(jié)構(gòu),非空間數(shù)據(jù)主要包括專題屬性數(shù)據(jù)、質(zhì)量描述數(shù)據(jù)、時(shí)間因素等有關(guān)屬性的語(yǔ)義信息，因?yàn)檫@部分?jǐn)?shù)據(jù)中專題屬性數(shù)據(jù)占有相當(dāng)?shù)谋戎兀栽诤芏嗲闆r下直接稱其為地圖屬性數(shù)據(jù)。地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中的非空間數(shù)據(jù)有如下幾種組織模式：,（1）,簡(jiǎn)單表格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),（2）,層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),（3）,網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),(4)關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),三、地圖數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)組織,目前地圖數(shù)據(jù)的組織，空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)之間連接方式主要有：,1.非空間數(shù)據(jù)作為空間數(shù)據(jù)的懸掛體,2.非空間數(shù)據(jù)和空間數(shù)據(jù)自成體系。,第三節(jié) 數(shù)字地圖制圖的基本流程,一、,數(shù)字地圖制圖的基本流程,數(shù)字地圖制圖的基本流程可分為四個(gè)階段：,1編輯準(zhǔn)備階段,這一階段的工作與傳統(tǒng)的
7、制圖過(guò)程基本相同，包括收集、分析評(píng)價(jià)和確定編圖資料，根據(jù)編圖要求選定地圖投影、比例尺、地圖內(nèi)容、表示方法等并按自動(dòng)制圖的要求做些編輯準(zhǔn)備工作。,2數(shù)字化階段,將具有模擬性質(zhì)的圖形和具有實(shí)際意義的屬性轉(zhuǎn)化為計(jì)算機(jī)可接受的數(shù)字，稱為數(shù)字化。數(shù)字化的方法有手扶跟蹤和掃描數(shù)字化兩種。,3數(shù)據(jù)處理和編輯階段,這是數(shù)字制圖的核心工作，數(shù)字化信息輸入計(jì)算機(jī)后要進(jìn)行兩方面處理：一是對(duì)數(shù)字化信息本身做規(guī)范化處理，主要有數(shù)字的檢查、糾正，重新生成數(shù)字化文件，轉(zhuǎn)換特征碼，統(tǒng)一坐標(biāo)原點(diǎn)，進(jìn)行比例尺的變換，不同資料的數(shù)據(jù)合并歸類等；另一方面是為實(shí)施地圖編制而進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理，包括地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的建立，不同地圖的投影變換，對(duì)
8、數(shù)據(jù)進(jìn)行選取和概括，各種專門符號(hào)、圖形和注記的繪制處理。,4圖形輸出階段,圖形輸出是將經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形，可以在顯示器的屏幕上顯示，可以存貯在磁盤上，也可以通過(guò)繪圖儀或打印機(jī)以紙質(zhì)輸出。,二、地圖分層,分層是數(shù)字地圖重要的概念。不同的圖形要素類型具有不同的圖形空間結(jié)構(gòu)，所以應(yīng)當(dāng)將不同圖形要素類型分為不同的圖層存放。通過(guò)圖形要素的分層可以方便的實(shí)現(xiàn)不同數(shù)字產(chǎn)品之間數(shù)據(jù)的“共享”，從而大大減小數(shù)字化作業(yè)量，同時(shí)也可保證地圖數(shù)據(jù)的質(zhì)量。,所以數(shù)字化一幅地圖的分層往往先需確定圖上的構(gòu)成要素，例如道路、地塊、水域、地名等；然后明確各圖形要素是以面狀、線狀還是注記方式表示。,計(jì)算機(jī)制圖演示,三
9、、專題地圖設(shè)計(jì),制作專題地圖是根據(jù)某個(gè)特定的專題對(duì)地圖進(jìn)行渲染的過(guò)程。,在桌面制圖軟件環(huán)境下，一般的專題制圖步驟為：,（1）,根據(jù)所執(zhí)行的專題變量，確定使用專題表示方法。,（2）,確定從何處獲取數(shù)據(jù)，特別是使用不同圖表上的數(shù)據(jù)時(shí)，需要通過(guò)數(shù)據(jù)之間的聚合來(lái)實(shí)現(xiàn)。,（3）,自定義專題圖例,（4）,保存專題地圖,四、圖面配置與輸出,最終的數(shù)字地圖產(chǎn)品不僅包括各種分層的圖形要素，還可能包括與圖形相關(guān)的各類統(tǒng)計(jì)圖表、圖例乃至圖片，所以需要將不同的圖形窗口、統(tǒng)計(jì)圖窗口和圖例窗口在一個(gè)頁(yè)面上妥善的安排，這就是圖面的配置問(wèn)題。地圖輸出功能設(shè)計(jì)一般包括了輸出設(shè)備類型、輸出幅面、比例尺、黑白或彩色等參數(shù)的選擇。,
10、第四節(jié) 電子地圖,一、,電子地圖的概念,電子地圖是20世紀(jì)80年代初利用計(jì)算機(jī)輔助地圖制圖技術(shù)而形成的地圖新品種。電子地圖也稱為數(shù)字地圖，是地圖制作和應(yīng)用的一個(gè)系統(tǒng)，是一種數(shù)字化了的地圖。電子地圖可以存放在數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)上，地圖形可以顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上也可以隨時(shí)打印輸出到紙面上,。,電子地圖上可以表示的信息量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通地圖,。,以,TM,影象為地面的立體電子地圖,電子地圖可以非常方便地對(duì)普通地圖的內(nèi)容進(jìn)行任意形式的要素組合、拼接，形成新的地圖,。,電子地圖很方便地與衛(wèi)星影像、航空照片等其他信息源結(jié)合，生成新的圖種。,電子地圖可以利用數(shù)字地圖記錄的信息，派生新的數(shù)據(jù)。,電子地圖可用于城市規(guī)劃建設(shè)
11、、交通、旅游、汽車導(dǎo)航等許多部門。所有這些數(shù)字地圖將各部門日常工作由原來(lái)一大堆地圖翻來(lái)翻去，變成為計(jì)算機(jī)前作業(yè)，科學(xué)、準(zhǔn)確、直觀,大大提高效率。,二、電子地圖的特點(diǎn),電子地圖與紙質(zhì)介質(zhì)的地圖相比，具有許多優(yōu)點(diǎn),：,交互性,無(wú)極縮放,無(wú)縫,動(dòng)態(tài)載負(fù)量調(diào)整,多維化（飛行地圖、演進(jìn)地圖）,信息豐富,共享性,計(jì)算統(tǒng)計(jì)和分析,三、電子地圖的圖種,導(dǎo)航圖,多媒體地圖,遙感地圖,網(wǎng)絡(luò)地圖,地形圖（顯示三維地形）,石家莊市網(wǎng)絡(luò)地圖,石家莊網(wǎng)絡(luò)地圖的最優(yōu)路徑查詢（保龍倉(cāng)省委）,四、電子地圖的應(yīng)用,電子地圖己廣泛應(yīng)用于政府規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)貿(mào)易、旅游向?qū)?、衛(wèi)星導(dǎo)航、作戰(zhàn)指揮等領(lǐng)域。在地區(qū)和城市的各級(jí)管理、建設(shè)、分析、規(guī)劃和評(píng)價(jià)工作中，在城市信息系統(tǒng)、自然災(zāi)害預(yù)測(cè)評(píng)估信息系統(tǒng)、遙感作物估產(chǎn)系統(tǒng)、交通管理信息系統(tǒng)以及資源利用、區(qū)域規(guī)劃等系統(tǒng)的建設(shè)中，電子地圖都已成為重要地理信息基礎(chǔ)。電子地圖應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)展，電子地圖的表現(xiàn)形式也將發(fā)生新的變化。,重要內(nèi)容提示,1.數(shù)字地圖制圖的基本流程,2.地圖分層的含義,3.理解空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),4.電子地圖的概念和特點(diǎn),
第九章數(shù)字地圖制圖
