現(xiàn)代地圖制圖技術(shù).ppt

第八章 現(xiàn)代地圖制圖技術(shù),本 章 要 點(diǎn) 1. 掌握計(jì)算機(jī)地圖制圖，遙惑制圖，GIS制圖的基本原理和過(guò)程。 2. 認(rèn)識(shí)地圖數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)和數(shù)種據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。 3. 了解遙惑和GIS的一般知識(shí)。 4. 一般了解GIS的常用軟件。,計(jì)算機(jī)地圖制圖是以地圖制圖原理為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)硬、軟件的支持下，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)工藝手段。和傳統(tǒng)地圖制圖相比，其制圖環(huán)境發(fā)生了根本性的變化。過(guò)去制圖人員面對(duì)的始終是有形的紙質(zhì)地圖，編圖工作是在一種現(xiàn)實(shí)的可視（可以觸摸）環(huán)境中進(jìn)行的；現(xiàn)在制圖者主要面對(duì)數(shù)據(jù)，所有制圖資料變成計(jì)算機(jī)可以接受的數(shù)字形式，制圖過(guò)程實(shí)際上就是對(duì)數(shù)據(jù)的編輯處理、管理維護(hù)和可視化再現(xiàn)的過(guò)程，數(shù)據(jù)聯(lián)結(jié)各個(gè)制圖環(huán)節(jié)。計(jì)算機(jī)地圖制圖也稱(chēng)為“數(shù)字制圖”。但兩者在涵義上，數(shù)字制圖比計(jì)算機(jī)地圖制圖包括的范圍要大些，但就其實(shí)質(zhì)也有共同之處，即都是以空間數(shù)據(jù)作為處理對(duì)象。,第一節(jié) 計(jì)算機(jī)地圖制圖概述,傳統(tǒng)的地圖制圖技術(shù)經(jīng)長(zhǎng)期發(fā)展，已日臻完善和成熟。但其弱點(diǎn)是：地圖編制與生產(chǎn)難度大、生產(chǎn)成本高、周期長(zhǎng)、制印技術(shù)復(fù)雜、專(zhuān)業(yè)性強(qiáng)；手工勞動(dòng)占重要成份；地圖產(chǎn)品種類(lèi)單一，更新困難，不能反映空間地理事物的動(dòng)態(tài)變化，信息難于共享等。因此，從上世紀(jì)50年代開(kāi)始，計(jì)算機(jī)技術(shù)開(kāi)始引入地圖學(xué)領(lǐng)域。經(jīng)過(guò)理論探討、應(yīng)用試驗(yàn)、設(shè)備研制和軟件開(kāi)發(fā)等發(fā)展階段，如今，計(jì)算機(jī)制圖已成為地圖學(xué)的重要分支學(xué)科，即計(jì)算機(jī)地圖制圖學(xué)。,計(jì)算機(jī)地圖制圖技術(shù)與傳統(tǒng)的制圖方法大相徑庭，特別是在地圖信息的表達(dá)、傳輸和管理上，完全建立在一種全新的格局上，即地圖的計(jì)算機(jī)信息化。因此，這門(mén)技術(shù)帶來(lái)的變革和對(duì)地圖學(xué)產(chǎn)生的影響極其廣泛和深刻。目前，隨著理論上的不斷發(fā)展和創(chuàng)新，計(jì)算機(jī)地圖制圖已可基本代替?zhèn)鹘y(tǒng)的地圖制圖，實(shí)現(xiàn)了地圖制圖技術(shù)的歷史性變革。,計(jì)算機(jī)地圖制圖是以地圖制圖原理為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)硬、軟件的支持下，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)工藝手段。和傳統(tǒng)地圖制圖相比，其制圖環(huán)境發(fā)生了根本性的變化。過(guò)去制圖人員面對(duì)的始終是有形的紙質(zhì)地圖，編圖工作是在一種現(xiàn)實(shí)的可視（可以觸摸）環(huán)境中進(jìn)行的；現(xiàn)在制圖者主要面對(duì)數(shù)據(jù)，所有制圖資料變成計(jì)算機(jī)可以接受的數(shù)字形式，制圖過(guò)程實(shí)際上就是對(duì)數(shù)據(jù)的編輯處理、管理維護(hù)和可視化再現(xiàn)的過(guò)程，數(shù)據(jù)聯(lián)結(jié)各個(gè)制圖環(huán)節(jié)。計(jì)算機(jī)地圖制圖也稱(chēng)為“數(shù)字制圖”。但兩者在涵義上，數(shù)字制圖比計(jì)算機(jī)地圖制圖包括的范圍要大些，但就其實(shí)質(zhì)也有共同之處，即都是以空間數(shù)據(jù)作為處理對(duì)象。,一、計(jì)算機(jī)地圖制圖的產(chǎn)生和發(fā)展,計(jì)算機(jī)地圖制圖經(jīng)歷了不斷的發(fā)展。,試驗(yàn)探索階段 1950年第一臺(tái)能顯示簡(jiǎn)單圖形的圖形顯示器作為美國(guó)麻省理工學(xué)院旋風(fēng)1號(hào)計(jì)算機(jī)的附件問(wèn)世。1958年，美國(guó)Gerber公司把數(shù)控機(jī)床發(fā)展成為平臺(tái)式繪圖機(jī)， Calcomp公司研制成功了數(shù)控繪圖機(jī)，構(gòu)建了早期的自動(dòng)繪圖系統(tǒng)。1963年，美國(guó)麻省理工學(xué)院研制出了第一套人-機(jī)對(duì)話(huà)交互式計(jì)算機(jī)繪圖系統(tǒng)。1964年牛津大學(xué)首先建立了牛津自動(dòng)制圖系統(tǒng)，用模擬手工制圖的方法繪制出了一些地圖作品。幾乎同時(shí)，美國(guó)哈佛大學(xué)計(jì)算機(jī)繪圖實(shí)驗(yàn)室研制成功了SYMAP系統(tǒng)，這是以行式打印機(jī)作為圖形輸出設(shè)備的一種制圖系統(tǒng)。兩者對(duì)計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)的發(fā)展做出了開(kāi)創(chuàng)性的貢獻(xiàn)。,發(fā)展階段 上世紀(jì)70年代，制圖學(xué)家對(duì)地圖圖形的數(shù)字表示和數(shù)學(xué)描述、地圖資料的數(shù)字化和數(shù)據(jù)處理方法、地圖數(shù)據(jù)庫(kù)、地圖概括、圖形輸出等方面的問(wèn)題進(jìn)行了深入的研究，許多國(guó)家相繼建立了軟硬件相結(jié)合的交互式計(jì)算機(jī)地圖制圖系統(tǒng)，并進(jìn)一步推動(dòng)了地理信息系統(tǒng)的發(fā)展。80年代各種類(lèi)型的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)和地理信息系統(tǒng)都相繼建立，計(jì)算機(jī)地圖制圖得到了較大發(fā)展和廣泛應(yīng)用。如1982年美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局建成了本國(guó)1：200萬(wàn)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，用于生產(chǎn)1:200萬(wàn)-1：1000萬(wàn)比例尺的各種地圖；1983年開(kāi)始建立1：10萬(wàn)國(guó)家地圖數(shù)據(jù)庫(kù)。,應(yīng)用階段 90年代計(jì)算機(jī)地圖制圖技術(shù)代替了傳統(tǒng)地圖制圖，從根本上改變了地圖設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的工藝流程，進(jìn)入了全面應(yīng)用階段。各種地圖制圖軟件得到了進(jìn)一步的完善，出現(xiàn)了制圖專(zhuān)家系統(tǒng)；地圖概括初步實(shí)現(xiàn)了智能化，形成了完整的電子出版系統(tǒng)。多媒體地圖信息系統(tǒng)的設(shè)計(jì)成為計(jì)算機(jī)地圖制圖發(fā)展的重要方向。電子地圖產(chǎn)品成為這一時(shí)期地圖品種發(fā)展的主流與趨勢(shì)，它也是多媒體地圖信息系統(tǒng)的雛形。計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)已由原來(lái)的面向?qū)＜?，轉(zhuǎn)變?yōu)槊嫦驈V大用戶(hù)?，F(xiàn)代地圖制圖技術(shù)吸取和融合了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)和圖形圖像處理等信息技術(shù)，形成了以桌面地圖制圖系統(tǒng)(Desk Top Mapping System)為代表的高度集成的商品化軟件。多種計(jì)算機(jī)出版生產(chǎn)系統(tǒng)在地圖設(shè)計(jì)與生產(chǎn)部門(mén)得到廣泛應(yīng)用，如美國(guó)的“INTERGRAPH地圖出版生產(chǎn)系統(tǒng)”、比利時(shí)的“BARCO GRAPHICS電子地圖出版系統(tǒng)”。實(shí)現(xiàn)了地圖設(shè)計(jì)、 編輯和制版的一體化。,我國(guó)計(jì)算機(jī)地圖制圖從70年代中期開(kāi)始設(shè)備研制與軟件設(shè)計(jì)，速度發(fā)展很快，到80年代后期建立和完善了計(jì)算機(jī)制圖軟件系統(tǒng)。采用計(jì)算機(jī)制圖技術(shù)完成了中國(guó)人口地圖集、中國(guó)國(guó)家地圖集等。采用計(jì)算機(jī)地圖出版系統(tǒng)完成了中國(guó)國(guó)家自然地圖集的設(shè)計(jì)、編輯和自動(dòng)制版。同時(shí)還研制出統(tǒng)計(jì)制圖專(zhuān)家系統(tǒng)、地圖設(shè)計(jì)專(zhuān)家系統(tǒng)。從1989年出版第一部京津地區(qū)生態(tài)環(huán)境電子地圖集以來(lái)，電子地圖集的研究、設(shè)計(jì)與制作也得到了迅速的發(fā)展。 隨著網(wǎng)絡(luò)地圖制圖系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)地理信息系統(tǒng)的出現(xiàn)，大型網(wǎng)絡(luò)（Internet/Intranet），開(kāi)放式的軟件開(kāi)發(fā)工具，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)圖形解決方案，空間和屬性數(shù)據(jù)的統(tǒng)一數(shù)據(jù)庫(kù)管理等技術(shù)應(yīng)用于地圖制圖，計(jì)算機(jī)地圖制圖將朝著更廣、更深、更快、更大眾化、更方便的方向發(fā)展。,二、計(jì)算機(jī)地圖制圖的基本原理,計(jì)算機(jī)地圖制圖的核心是電子計(jì)算機(jī)。為了使計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別、處理、貯存和制作地圖，關(guān)鍵是要把地圖圖形轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別處理的數(shù)字（或稱(chēng)數(shù)據(jù)），即把空間連續(xù)分布的地圖模型轉(zhuǎn)換成為離散的數(shù)字模型。事實(shí)上，地圖本身就是按照一定的數(shù)學(xué)法則，經(jīng)過(guò)地圖概括，運(yùn)用特有的符號(hào)系統(tǒng)將地球表面上的事物顯示在平面圖紙上的一種“圖形模型”。地圖要素在由空間轉(zhuǎn)繪到平面上之后，仍然保持著精確的地理位置和平面位置，而且圖面上所有要素的空間分布，都可以理解為點(diǎn)的集合。因?yàn)閳D上的面狀符號(hào)主要有其輪廓線構(gòu)成，而線狀符號(hào)和輪廓線關(guān)鍵是確定其特征點(diǎn)的位置，所以，點(diǎn)、線、面狀符號(hào)都都變成如何確定點(diǎn)的空間位置。既然地圖組成要素的基本單位是點(diǎn)，因此可以把地圖上所有要素都轉(zhuǎn)換成點(diǎn)的坐標(biāo)（x,y和特征值z(mì)），這樣就實(shí)現(xiàn)了地圖內(nèi)容的數(shù)字化。,這些經(jīng)數(shù)字化的地圖內(nèi)容被記錄下來(lái)，即構(gòu)成了地圖數(shù)字模型。因此，計(jì)算機(jī)地圖制圖的原理就是通過(guò)圖形到數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換，基于計(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入、處理和最終的圖形輸出。地圖編制過(guò)程就是地圖的計(jì)算機(jī)數(shù)字化、信息化和模擬的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，由于計(jì)算機(jī)具有高速運(yùn)算、巨大存貯和智能模擬與數(shù)據(jù)處理等功能，以及自動(dòng)化程度高等特點(diǎn)，因此能代替手工勞動(dòng)，加快成圖速度，實(shí)現(xiàn)地圖制圖的全自動(dòng)化。然而，從上世紀(jì)50年代直至80年代末，計(jì)算機(jī)地圖制圖還不能解決所有的制圖問(wèn)題，一些非數(shù)學(xué)性的地圖內(nèi)容尚不能自動(dòng)繪制出來(lái)。因此，計(jì)算機(jī)地圖制圖也曾被稱(chēng)為計(jì)算機(jī)輔助地圖制圖（Computer-Aided Cartography），簡(jiǎn)稱(chēng)“機(jī)助制圖” 。計(jì)算機(jī)地圖制圖最主要的技術(shù)有：圖數(shù)轉(zhuǎn)換的數(shù)字化技術(shù)，生成、處理和顯示圖形的計(jì)算機(jī)圖形學(xué)，數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，地圖概括自動(dòng)化技術(shù)，多媒體技術(shù)等。,三、計(jì)算機(jī)地圖制圖的基本過(guò)程,與常規(guī)地圖制圖相比，計(jì)算機(jī)地圖制圖在數(shù)學(xué)要素表達(dá)、制圖要素編輯處理和地圖制印等方面都發(fā)生了質(zhì)的變化。其基本工作流程可分為四個(gè)階段。 1.編輯準(zhǔn)備 根據(jù)編圖要求，搜集、整理和分析編圖資料，選擇地圖投影，確定地圖的比例尺、地圖內(nèi)容、表示方法等，這一點(diǎn)與常規(guī)制圖基本相似。但計(jì)算機(jī)地圖制圖本身的特點(diǎn)，對(duì)編輯準(zhǔn)備工作提出了一些特殊的要求，如為了數(shù)字化，應(yīng)對(duì)原始資料作進(jìn)一步處理，確定地圖資料的數(shù)字化方法，進(jìn)行數(shù)字化前的編輯處理；設(shè)計(jì)地圖內(nèi)容要素的數(shù)字編碼系統(tǒng)，研究程序設(shè)計(jì)的內(nèi)容和要求；完成計(jì)算機(jī)制圖的編圖大綱等。,2.數(shù)據(jù)獲取,實(shí)現(xiàn)從圖形或圖像到數(shù)字的轉(zhuǎn)化過(guò)程稱(chēng)為地圖數(shù)字化。地圖圖形數(shù)字化的目的是提供便于計(jì)算機(jī)存貯、識(shí)別和處理的數(shù)據(jù)文件。 數(shù)據(jù)獲取的方法常用的有手扶跟蹤數(shù)字化和掃描數(shù)字化兩種。這兩種數(shù)字化方法獲取的數(shù)據(jù)的記錄結(jié)構(gòu)是不同的。手扶跟蹤數(shù)字化儀獲得矢量數(shù)據(jù)，掃描數(shù)字化獲得柵格數(shù)據(jù)。把地圖資料轉(zhuǎn)換成數(shù)字后，將數(shù)據(jù)記入存貯介質(zhì)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)，供計(jì)算機(jī)處理和調(diào)用。,3.數(shù)據(jù)處理和編輯,這個(gè)階段是指把圖形（圖像）經(jīng)數(shù)字后獲取的數(shù)據(jù)（數(shù)字化文件）編輯成繪圖文件的整個(gè)加工過(guò)程。 數(shù)據(jù)處理和編輯是計(jì)算機(jī)地圖制圖的中心工作。數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容包括以下兩個(gè)方面：一是數(shù)據(jù)預(yù)處理，即對(duì)數(shù)字化后的地圖數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查、糾正，統(tǒng)一坐標(biāo)原點(diǎn)，進(jìn)行比例尺的轉(zhuǎn)換，不同地圖資料的數(shù)據(jù)合并歸類(lèi)等，使其規(guī)范化；二是為了實(shí)施地圖編制而進(jìn)行的計(jì)算機(jī)處理，包括地圖數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的建立，不同地圖投影的變換，數(shù)據(jù)的選取和概括，各種地圖符號(hào)、色彩和注記的設(shè)計(jì)與編排等。 地圖數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容和處理方法，因制圖種類(lèi)、要求和數(shù)據(jù)的組織形式、設(shè)備特性及使用軟件的不同而有不同的處理方法,4.圖形輸出階段,圖形輸出是把計(jì)算機(jī)處理后的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為圖形形式，即通過(guò)各種輸出設(shè)備輸出地圖圖形的過(guò)程。對(duì)于高級(jí)計(jì)算機(jī)地圖制圖系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，常采用彩色噴墨繪圖機(jī)噴繪出彩色地圖，供編輯人員根據(jù)彩色樣圖進(jìn)行校對(duì)，彩噴輸出還可滿(mǎn)足用戶(hù)少量用圖的需要。圖形編輯與圖形輸出常是交互進(jìn)行的。 對(duì)于大多數(shù)的計(jì)算機(jī)地圖制圖系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，由于實(shí)現(xiàn)了編輯與出版的一體化，因此輸出四色分色膠片可以直接制作印刷版，上印刷機(jī)進(jìn)行印刷。該法已成為主要的地圖輸出方式。此外，通過(guò)編輯制作并存貯于光盤(pán)上的電子地圖、電子地圖集也是一種重要的輸出形式。,四、計(jì)算機(jī)制圖的特點(diǎn)與發(fā)展趨勢(shì),1.計(jì)算機(jī)地圖制圖的特點(diǎn) 計(jì)算機(jī)地圖制圖可方便地應(yīng)用計(jì)算機(jī)進(jìn)等讀取、分析、管理和輸入地理信息。易于校正、編輯、改編、更新和復(fù)制地圖要素。 用數(shù)字地圖信息代替了圖形模擬信息，提高了地圖的使用精度。數(shù)字地圖的容量大，因此包含比一般模擬地圖多得多的地理信息。增加了地圖的品種，拓寬了服務(wù)的范圍。計(jì)算機(jī)制圖不僅減輕了作業(yè)人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，而且減少了制圖過(guò)程中人的主觀隨意性，這樣就為地圖制圖的進(jìn)一步標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化奠定了基礎(chǔ)。加快了成圖速度，縮短了成圖周期，改進(jìn)了制圖和制印的工藝流程。地圖信息能夠進(jìn)行遠(yuǎn)程傳輸。,2.計(jì)算機(jī)地圖制圖的發(fā)展趨勢(shì),多元數(shù)據(jù)采集手段一體化 集成野外實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)采集，現(xiàn)有地圖數(shù)字化采集，遙感影像數(shù)據(jù)采集，GPS數(shù)據(jù)采集，數(shù)碼像機(jī)數(shù)據(jù)采集，音頻數(shù)據(jù)采集等，使數(shù)據(jù)采集手段一體化。 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化 數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化的研究包括數(shù)據(jù)采集編碼的標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化的標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)分類(lèi)的標(biāo)準(zhǔn)化等。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化是計(jì)算機(jī)制圖系統(tǒng)普及和應(yīng)用的必要條件。,數(shù)據(jù)庫(kù)集成化 在計(jì)算機(jī)地圖制圖系統(tǒng)中引入數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，建立空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)之間的連接，并實(shí)現(xiàn)其共同管理與相互查詢(xún)。地理信息系統(tǒng)與計(jì)算機(jī)地圖制圖的主要區(qū)別在于前者具有空間分析功能，其大多數(shù)分析功能都是建立在圖形元素的拓?fù)潢P(guān)系基礎(chǔ)之上。因此，建立獲取數(shù)據(jù)的拓?fù)潢P(guān)系是計(jì)算機(jī)制圖系統(tǒng)向地理信息系統(tǒng)發(fā)展的主要環(huán)節(jié)。 地圖產(chǎn)品多元化 計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，促進(jìn)和形成多種測(cè)繪數(shù)字產(chǎn)品的出現(xiàn)，地圖將不拘形式，形成多元化格局。,第二節(jié) 計(jì)算機(jī)地圖制圖的硬設(shè)備,計(jì)算機(jī)地圖制圖的硬設(shè)備有：計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備、地圖數(shù)字化輸入設(shè)備、地圖輸出設(shè)備(圖8-1),圖8-1 計(jì)算機(jī)地圖制圖的硬設(shè)備,一、計(jì)算機(jī)硬件設(shè)備,計(jì)算機(jī)是數(shù)字制圖的核心設(shè)備，一般由中央處理機(jī)（CPU）、內(nèi)存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器和輸入、輸出設(shè)備等五部分組成。中央處理機(jī)包括運(yùn)算器和控制器。運(yùn)算器是數(shù)據(jù)處理部件，其主要職能是實(shí)現(xiàn)算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算以及信息的傳遞；控制器是發(fā)布輸入輸出命令的構(gòu)件，是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的指揮中心。內(nèi)存儲(chǔ)器是用于完成記憶、存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)的設(shè)備。內(nèi)存儲(chǔ)器直接和運(yùn)算器配合工作，中央處理機(jī)在執(zhí)行程序時(shí)能隨時(shí)訪問(wèn)這些數(shù)據(jù)和指令。因此，內(nèi)存儲(chǔ)器也稱(chēng)隨機(jī)存儲(chǔ)器。外存儲(chǔ)器亦稱(chēng)輔助存儲(chǔ)器，其特點(diǎn)是存儲(chǔ)量很大。磁帶、磁盤(pán)、光盤(pán)、活動(dòng)硬盤(pán)是最常見(jiàn)的外存儲(chǔ)器。 計(jì)算機(jī)本身所帶的輸入輸出設(shè)備負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的傳遞和轉(zhuǎn)化，是人機(jī)聯(lián)系的必要工具。,二、地圖數(shù)字化輸入設(shè)備,地圖數(shù)字化輸入設(shè)備主要包括鍵盤(pán)、鼠標(biāo)、磁盤(pán)（軟盤(pán)、光盤(pán)、活動(dòng)硬盤(pán)等）、數(shù)字化儀等。 鍵盤(pán)用于數(shù)字、文字的輸入。鼠標(biāo)用于人機(jī)交互操作及屏幕數(shù)字化時(shí)圖形數(shù)據(jù)處理。磁盤(pán)、光盤(pán)和活動(dòng)硬盤(pán)用于存貯輸入已有的地圖數(shù)據(jù)，或接收從其它設(shè)備或儀器接收的數(shù)據(jù)，如接收GPS測(cè)量數(shù)據(jù)以及全站儀測(cè)量數(shù)據(jù)等。數(shù)字化儀是一種將地圖圖形轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)的工具，是最主要的數(shù)據(jù)輸入設(shè)備，也稱(chēng)圖數(shù)轉(zhuǎn)換儀。數(shù)字化儀有跟蹤數(shù)字化儀和掃描數(shù)字化儀。,1.跟蹤數(shù)字化儀,跟蹤數(shù)字化儀是以跟蹤單要素線劃的原理進(jìn)行圖數(shù)轉(zhuǎn)換，能把地圖圖形全部轉(zhuǎn)換為以矢量方式表示的數(shù)據(jù)。根據(jù)采集數(shù)據(jù)的方式，跟蹤數(shù)字化儀按結(jié)構(gòu)可分為機(jī)械式、超聲波式和全電子式三種，其中全電子式數(shù)字化儀精度最高，應(yīng)用最廣。按自動(dòng)化程度可分為手扶跟蹤、半自動(dòng)跟蹤和全自動(dòng)跟蹤三種。,數(shù)字化儀由電磁感應(yīng)板、坐標(biāo)輸入控制器和相應(yīng)的電子電路組成（圖8-2）。這種設(shè)備利用電磁感應(yīng)原理，在電磁感應(yīng)板的（x,y）方向上有許多平行的印刷線，每隔200m一條，游標(biāo)中裝有一個(gè)線圈。操作時(shí)使用者在電磁感應(yīng)板上移動(dòng)游標(biāo)到圖件的指定位置，將十字絲交點(diǎn)對(duì)準(zhǔn)數(shù)字化點(diǎn)位，按動(dòng)相應(yīng)的按鈕，線圈中就會(huì)產(chǎn)生交流信號(hào)，十字絲的中心就產(chǎn)生一個(gè)電磁場(chǎng)。當(dāng)游標(biāo)在電磁感應(yīng)板上移動(dòng)時(shí)，板下印刷線就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，而印刷板周?chē)亩嗦烽_(kāi)關(guān)等線路則可檢測(cè)出最大信號(hào)位置，即十字絲中心所在位置，從而得到該點(diǎn)x, y坐標(biāo)值。跟蹤數(shù)字化是初期的圖數(shù)轉(zhuǎn)換設(shè)備，工作效率不如掃描儀高。,2.掃描數(shù)字化儀,掃描數(shù)字化儀能將原圖分解為許多很小的柵格像元，并能把每一像元的地圖圖形轉(zhuǎn)換成數(shù)字，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)字化。掃描數(shù)字化儀有平臺(tái)式掃描儀和滾筒式掃描儀兩類(lèi)。平臺(tái)式掃描儀主要由掃描頭和平臺(tái)組成，被掃描的圖紙通過(guò)真空吸附裝置固定于臺(tái)面上，由掃描頭作逐行掃描。滾筒式掃描儀由旋轉(zhuǎn)滾筒和光學(xué)掃描頭兩個(gè)主要部件構(gòu)成，工作時(shí)，在上面安置圖紙的滾筒作y方向的旋轉(zhuǎn)，而裝有掃描顯微鏡的掃描頭在x方向沿導(dǎo)軌移動(dòng)，分別通過(guò)圓光柵和長(zhǎng)光柵控制柵格的大小。掃描頭通過(guò)記錄裝置記錄色彩或灰度。掃描數(shù)字化儀的工作原理是：光照射到待掃描資料上后，被反射到電荷藕合器CCD的光敏元件上，完成光電轉(zhuǎn)換。不同的反射光亮強(qiáng)度，CCD器件都能將其轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信息，達(dá)到數(shù)字化目的。,掃描數(shù)字化速度快、精度高，是地圖生產(chǎn)中普遍使用的數(shù)字化方法。隨著大幅面掃描儀成本的不斷降低，掃描和矢量化技術(shù)的不斷完善，跟蹤數(shù)字化方式可能成為自動(dòng)掃描數(shù)字化的一種補(bǔ)充。目前，常見(jiàn)的大幅面掃描儀品牌有： CONTEX 、VIDAR、 ANAtech等。衡量掃描儀性能最主要的技術(shù)指標(biāo)包括掃描速度、光學(xué)分辨率、掃描寬度和掃描方式等。,三、地圖輸出設(shè)備,實(shí)施制圖數(shù)據(jù)到圖形轉(zhuǎn)化的設(shè)備稱(chēng)之為地圖輸出設(shè)備，主要有打印機(jī)、圖形顯示器和自動(dòng)繪圖儀等幾種。 1.打印機(jī) 打印機(jī)是最基本的在紙上輸出文字和圖形的設(shè)備，是柵格輸出設(shè)備。早期的計(jì)算機(jī)地圖制圖常采用行式打印機(jī)作為最終的圖形輸出設(shè)備。行式打印機(jī)是根據(jù)計(jì)算機(jī)處理的數(shù)據(jù)，利用每臺(tái)計(jì)算機(jī)必備的行式打印機(jī)上的符號(hào)，按程序編排好的位置打印或重疊打印一些數(shù)據(jù)、符號(hào)或它們的組合圖形，以制作分級(jí)統(tǒng)計(jì)圖或類(lèi)型圖等。,現(xiàn)在，行式打印機(jī)制作地圖的方法已被替代。機(jī)械式打印機(jī)適用于精度要求不高的地圖輸出；激光打印機(jī)的特點(diǎn)是分辨率高，噪聲??；噴墨打印機(jī)有墨白和彩色兩種，其中彩噴采用黃、品紅、青、黑四色輸出。,2.圖形顯示器,計(jì)算機(jī)顯示輸出設(shè)備主要是圖形顯示器，其大多采用陰極射線管(CRT)作為顯示器件。電真空器件CRT主要由電子槍、偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)和熒光屏組成。電子槍利用靜電場(chǎng)來(lái)使電子流聚焦和加速，產(chǎn)生精確聚焦和高速度的電子束。當(dāng)電子束打到熒光屏的熒光粉上時(shí)會(huì)發(fā)出輝光(光點(diǎn))。電子束按某種軌跡掃描熒光屏，使光點(diǎn)構(gòu)成熒光屏上圖形的每一點(diǎn)而顯示出圖形。微型計(jì)算機(jī)上一般采用圖形顯示器并配置相應(yīng)的圖形顯示卡，圖形顯卡類(lèi)型有CGA、EGA、VGA和SVGA等。圖形顯示的分辨率、色彩數(shù)等性能主要取決于顯示器及圖形顯示卡的質(zhì)量，分辨率目前有640480、1024768、14001050和16001200（可顯示行數(shù)每行光點(diǎn)數(shù)）等幾種，色彩主要有256色、真彩色(16M色)等。,3.自動(dòng)繪圖儀,自動(dòng)繪圖儀可以在紙或其他介質(zhì)上繪制或刻繪地圖圖形，產(chǎn)生“硬拷貝”。 自動(dòng)繪圖儀按外形可分為滾筒式繪圖儀和平臺(tái)式繪圖儀；按繪圖方式可分為筆式、光學(xué)式、靜電式、噴墨式等類(lèi)型；按繪圖儀接受的圖形數(shù)據(jù)格式可分為矢量繪圖儀和柵格繪圖儀。,矢量繪圖儀（筆式繪圖儀）是接受矢量坐標(biāo)形式數(shù)字信息，并以一定速度和精度繪制線劃圖形的輸出裝置。矢量繪圖儀的主要性能指標(biāo)有：臺(tái)面形狀、驅(qū)動(dòng)方式、傳動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)、繪圖精度、速度、繪圖方式等，但最主要的性能指標(biāo)是步距和精度。步距是指繪圖儀每接受一個(gè)脈沖，繪圖筆在x或y方向上可移動(dòng)的距離。步距越小，所繪圖形在視覺(jué)上越顯光滑。低精度矢量繪圖儀的步距為0.05-0.3mm，精度為0.07-0.5mm，可用于一般地圖或?qū)徯Ｓ玫貓D。高精度矢量繪圖儀的步距為0.0125-0.02mm，精度在0.03-0.06之間，可滿(mǎn)足高精度地形圖的繪圖要求。矢量繪圖儀有平臺(tái)式、滾筒式繪圖儀兩種主要類(lèi)型。,將計(jì)算機(jī)處理并存貯的柵格數(shù)據(jù)仍按照柵格方式變成圖形并繪制在感光膠片、圖紙等繪圖介質(zhì)上，則需用柵格繪圖儀。其主要類(lèi)型有靜電、掃描和噴墨繪圖儀等，其中大幅面（A0）彩色噴墨繪圖儀是目前廣泛使用的一種繪圖儀。這種繪圖儀的結(jié)構(gòu)與激光掃描繪圖儀相似，但它不是用光束在感光膠片上曝光，而是同時(shí)用品紅、黃、青、黑四種色液從四個(gè)噴嘴噴出霧液，并按不同比例混合后在圖紙或膠片上噴繪出圖形和色彩。,第三節(jié) 計(jì)算機(jī)地圖制圖的軟設(shè)備和數(shù)據(jù)庫(kù),1.圖形處理功能軟件 圖形處理功能軟件是在計(jì)算機(jī)系統(tǒng)軟件和高級(jí)語(yǔ)言基礎(chǔ)上形成的，其功能包括：圖形處理的輸入輸出管理；文件和數(shù)據(jù)庫(kù)管理、繪圖程序的編輯與調(diào)試；圖形數(shù)據(jù)和字符的處理等。,2.圖形處理應(yīng)用軟件 圖形處理應(yīng)用軟件是在圖形處理功能軟件的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同領(lǐng)域的特殊需要而開(kāi)發(fā)的軟件，如各種地圖制圖程序（繪等值線程序、繪立體圖程序、繪面狀暈線程序、繪暈渲程序等）都屬此類(lèi)。它是利用一種高級(jí)語(yǔ)言及庫(kù)函數(shù)程序，加上一些圖形處理的功能模塊擴(kuò)展而成的。,3.繪圖控制程序 繪圖控制程序是指控制繪圖機(jī)基本工作的程序。在整個(gè)繪圖系統(tǒng)中，繪圖控制程序是自動(dòng)繪圖的組織者，它接受命令和數(shù)據(jù)的途徑，一是來(lái)自操作員，二是來(lái)自中央處理機(jī)或外圍設(shè)備。繪圖控制程序的主要功能包括：接受操作員的指令，設(shè)置繪圖參數(shù)；解釋、處理各種指令；形成和發(fā)送繪圖指令；人機(jī)對(duì)話(huà)、故障通知等。 計(jì)算機(jī)地圖制圖軟件系統(tǒng)的組成如圖8-3所示。,圖8-3 繪圖軟件系統(tǒng),國(guó)內(nèi)制圖軟件目前主要有MAPCAD、MAPGIS、GEOSTAR、SUPERMAP、SITYSTAR、北大方正技術(shù)研究所研制的方正智繪等。其都是基于Windows的彩色地圖制圖、排版系統(tǒng)，具有點(diǎn)、線、面編輯功能，可自動(dòng)處理拓?fù)潢P(guān)系，達(dá)到了多窗口同步、所見(jiàn)基本即所得的效果，能進(jìn)行幕數(shù)字化、地圖投影轉(zhuǎn)換、圖像配準(zhǔn)、符號(hào)編輯、顏色管理等操作。 國(guó)外的制圖軟件大型的如美國(guó)Intergraph公司的MGE,美國(guó)環(huán)境系統(tǒng)研究所的ARC/INFO等，其注重空間分析及屬性數(shù)據(jù)管理，制圖系統(tǒng)只是其中的一部分。小平臺(tái)如Mapinfo，AreView等桌面地圖系統(tǒng)，其功能雖不如大型系統(tǒng)完善，但它面向大眾、操作簡(jiǎn)單，得到了廣泛的應(yīng)用。,二、地圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),地圖基本要素所能提供可見(jiàn)的、有形的“圖”的信息，是表達(dá)地理信息的基本單元，稱(chēng)之為實(shí)體。特定的實(shí)體往往有很多屬性與之相對(duì)應(yīng)，通過(guò)對(duì)實(shí)體相對(duì)應(yīng)的，能代表地理實(shí)體類(lèi)型、等級(jí)、數(shù)量等特征的屬性分析，又能得出自然、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等多方面的數(shù)據(jù)信息。地圖實(shí)體和屬性經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸入計(jì)算機(jī)，成為計(jì)算機(jī)可識(shí)別的圖形和文本數(shù)據(jù)，就構(gòu)成了數(shù)字地圖。根據(jù)地圖數(shù)據(jù)所反映的信息以及地圖實(shí)體和屬性的概念，可以將地圖數(shù)據(jù)分為空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)兩種類(lèi)型。,1.空間數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu) 空間數(shù)據(jù)也叫圖形數(shù)據(jù)，用來(lái)表示物體的位置、形態(tài)、大小、分布等各方面信息，是對(duì)現(xiàn)實(shí)世界中存在的具有定位意義的事物和現(xiàn)象的定量描述。根據(jù)空間數(shù)據(jù)的幾何特點(diǎn)，地圖數(shù)據(jù)可以分為點(diǎn)數(shù)據(jù)、線數(shù)據(jù)、面數(shù)據(jù)三種類(lèi)型。 在地圖制圖系統(tǒng)中，空間數(shù)據(jù)必須按照一定的結(jié)構(gòu)描述地物的空間位置信息。典型的空間數(shù)據(jù)格式有矢量結(jié)構(gòu)和柵格結(jié)構(gòu)，它們都可用來(lái)描述地理實(shí)體的點(diǎn)、線、面三種基本類(lèi)型.,用矢量結(jié)構(gòu)表示空間數(shù)據(jù)時(shí)常用的表示方法是：在點(diǎn)數(shù)據(jù)上給出表示其位置的坐標(biāo)值，如x、y平面坐標(biāo)等；線段定義為兩個(gè)端點(diǎn)范圍內(nèi)的點(diǎn)組；面定義為構(gòu)成其邊界線的線段組，然后加上表示這些點(diǎn)、線、面屬性的特征碼，如圖8-5所示。,柵格數(shù)據(jù)表示方法是：將空間分割成有規(guī)則的格網(wǎng)，在各個(gè)格網(wǎng)上給出相應(yīng)的屬性。圖8-6即為這種方式，它與數(shù)字影像的表示方式相類(lèi)似，只是將數(shù)字影像的灰度值換成目標(biāo)的屬性值。對(duì)于地圖而言，點(diǎn)狀符號(hào)以其中心處的像元表示；線狀地物則以中心軸線的像元連續(xù)鏈構(gòu)成；而面狀符號(hào)則為其所覆蓋的像元集合。按一定像元對(duì)地圖掃描后，即得到可以用 0、1表示的二值地圖柵格數(shù)據(jù)，然后再加上它們的特征碼和屬性。,空間數(shù)據(jù)的一個(gè)重要特點(diǎn)是它包含有拓?fù)潢P(guān)系，即網(wǎng)結(jié)構(gòu)元素（境界線網(wǎng)、水系網(wǎng)、交通網(wǎng)等）中結(jié)點(diǎn)、弧段和面域之間的鄰接、關(guān)聯(lián)、包含等關(guān)系。拓?fù)潢P(guān)系數(shù)據(jù)從本質(zhì)上或從總體上反映了地理實(shí)體之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系，而不重視距離和大小，其空間邏輯意義比幾何意義更大。因此，在地圖空間數(shù)據(jù)處理、地圖綜合應(yīng)用以及地圖制圖等方面發(fā)揮著重要作用。,2.非空間數(shù)據(jù)及其結(jié)構(gòu) 非空間數(shù)據(jù)主要包括專(zhuān)題屬性數(shù)據(jù)和質(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。由于這部分?jǐn)?shù)據(jù)中，專(zhuān)題屬性數(shù)據(jù)占有相當(dāng)?shù)谋壤?，所以在很多情況下，非空間數(shù)據(jù)直接被稱(chēng)為地圖屬性數(shù)據(jù)。 非空間數(shù)據(jù)是對(duì)空間信息的語(yǔ)義描述，反映了空間實(shí)體的本質(zhì)特性，是空間實(shí)體相互區(qū)別的重要標(biāo)識(shí)。典型的非空間數(shù)據(jù)如空間實(shí)體的名稱(chēng)、類(lèi)型和數(shù)量特征（長(zhǎng)度、面積、體積等），社會(huì)經(jīng)濟(jì)數(shù)據(jù)，影像成像設(shè)備、像幅、分辨率、灰度級(jí)等。時(shí)間因素也就是GIS中的時(shí)間序列。,傳統(tǒng)的地圖制作由于地圖制圖周期長(zhǎng)，再加上顯示動(dòng)態(tài)變化困難，所以時(shí)間因素往往被忽視。由于計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，地圖實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)顯示的實(shí)現(xiàn)，使得時(shí)間因素在地圖顯示過(guò)程中的表示成為可能，且十分必要。 非空間數(shù)據(jù)的組織方式受通用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的影響較大，因?yàn)樵诳臻g數(shù)據(jù)與非空間數(shù)據(jù)連接之前，非空間數(shù)據(jù)可以看作是通用數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用，因此現(xiàn)代通用數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)在屬性數(shù)據(jù)的組織時(shí)，幾乎全部能夠?qū)崿F(xiàn)。,地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中非空間數(shù)據(jù)的表示有如下幾種模式： （1）簡(jiǎn)單表格結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單表格結(jié)構(gòu)把數(shù)據(jù)看成由行（記錄）和列（字段）構(gòu)成的一批表格的匯集。它允許把屬性代碼與地理要素連接起來(lái)。其主要缺點(diǎn)在于不能維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性，因?yàn)槊總€(gè)表格是獨(dú)立的，兩個(gè)不同表格用到相同的數(shù)據(jù)時(shí)就得重復(fù)，從而會(huì)出現(xiàn)不一致的情況。此外，它也不能提供良好的存儲(chǔ)效率和必要的靈活性。但是這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)易于編程并且易于系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換。,（2）層次結(jié)構(gòu) 層次結(jié)構(gòu)在專(zhuān)題數(shù)據(jù)處理中應(yīng)用較少。這種是面向極為穩(wěn)定不變的數(shù)據(jù)集的，即數(shù)據(jù)間的聯(lián)系很少變化或根本不變，數(shù)據(jù)間的各種聯(lián)系被固定在數(shù)據(jù)庫(kù)邏輯觀點(diǎn)之內(nèi)。此外，對(duì)雙親數(shù)目的限制也不能滿(mǎn)足實(shí)際地理數(shù)據(jù)處理的要求。最后，查詢(xún)語(yǔ)言是過(guò)程化的。要求用戶(hù)知道DBMS實(shí)際使用的存貯模式。 （3）網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 這種結(jié)構(gòu)在專(zhuān)題數(shù)據(jù)的處理中的應(yīng)用并不比層次結(jié)構(gòu)多，在靈活性方面它與層次結(jié)構(gòu)具有相同的限制。但是，它在表示地理數(shù)據(jù)聯(lián)系中更為有力的結(jié)構(gòu)，使得它能對(duì)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行更好的構(gòu)模。網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的查詢(xún)語(yǔ)言仍是過(guò)程化的。,（4）關(guān)系結(jié)構(gòu) 在關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)中，數(shù)據(jù)也是用表格的形式組織的，但與簡(jiǎn)單表格中的結(jié)構(gòu)有本質(zhì)的區(qū)別。這里的表格具有更嚴(yán)密的定義，如數(shù)據(jù)類(lèi)型一致，數(shù)據(jù)不可再分割，兩行數(shù)據(jù)不能相同等。關(guān)系數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)具有簡(jiǎn)單、靈活、存儲(chǔ)效率高等特點(diǎn)，因此在地圖非空間數(shù)據(jù)的組織中得到了廣泛應(yīng)用。,三、地圖數(shù)據(jù)庫(kù),1.地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的概念 地圖制圖是一種信息傳輸過(guò)程，也是地理數(shù)據(jù)的處理過(guò)程。這個(gè)過(guò)程必須以數(shù)據(jù)庫(kù)為中心，以便更有效地實(shí)現(xiàn)地圖信息采集、存儲(chǔ)、檢索、分析處理與圖形輸出等的系統(tǒng)化。地圖數(shù)據(jù)庫(kù)是計(jì)算機(jī)制圖系統(tǒng)的核心，也是地理信息系統(tǒng)的重要組成部分。 地圖數(shù)據(jù)庫(kù)可以從兩個(gè)方面來(lái)理解：一是把它看作軟件系統(tǒng)，即“地圖數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)”的同義語(yǔ)；一是把它看作地圖信息的載體-數(shù)字地圖。對(duì)于后者可以理解為以數(shù)字的形式把一幅地圖的諸多內(nèi)容要素以及它們之間的相互聯(lián)系有機(jī)地組織起來(lái)，并存儲(chǔ)在具有直接存取性能的介質(zhì)上的一批相互關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)文件。,從應(yīng)用方面來(lái)看，地圖數(shù)據(jù)庫(kù)主要有兩種類(lèi)型，即地理信息系統(tǒng)中的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)和計(jì)算機(jī)制圖系統(tǒng)中的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)。兩者之間的主要區(qū)別在于前者主要為信息檢索服務(wù)，并對(duì)專(zhuān)題數(shù)據(jù)進(jìn)行覆蓋分析和其它統(tǒng)計(jì)分析評(píng)價(jià)等，而后者主要為自動(dòng)化制圖以及其他方面的地圖數(shù)據(jù)處理服務(wù)。 2.地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的組織,在數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，圖形數(shù)據(jù)與專(zhuān)題屬性數(shù)據(jù)一般采用分離組織存貯的方法存貯，以增強(qiáng)整個(gè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)處理的靈活性，盡可能減少不必要的機(jī)時(shí)與空間上的開(kāi)銷(xiāo)。然而，地理數(shù)據(jù)處理又要求對(duì)區(qū)域數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合性處理，其中包括圖形數(shù)據(jù)與專(zhuān)題屬性數(shù)據(jù)的綜合性處理。因此，圖形數(shù)據(jù)與專(zhuān)題屬性數(shù)據(jù)的連接也是很重要的。,圖形數(shù)據(jù)與專(zhuān)題屬性數(shù)據(jù)的連接基本上有4種方式： （1）專(zhuān)題屬性數(shù)據(jù)作為圖形數(shù)據(jù)的懸掛體。屬性數(shù)據(jù)是作為圖形數(shù)據(jù)記錄的部分進(jìn)行存儲(chǔ)的。這種方案只有當(dāng)屬性數(shù)據(jù)量不大的個(gè)別情況下才是有用的。大量的屬性數(shù)據(jù)加載于圖形記錄上會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)響應(yīng)時(shí)間的普遍延長(zhǎng)。當(dāng)然，主要的缺點(diǎn)在于屬性數(shù)據(jù)的存取必須經(jīng)由圖形記錄才能進(jìn)行。 （2）用單向指針指向?qū)傩詳?shù)據(jù)。與上一方案相反，這種方法的優(yōu)點(diǎn)在于屬性數(shù)據(jù)多少不受限制，且對(duì)圖形數(shù)據(jù)沒(méi)有什么壞影響。缺點(diǎn)是，僅有從圖形到屬性的單向指針，互相參照非常麻煩，且易出錯(cuò)。,（3）屬性數(shù)據(jù)與圖形數(shù)據(jù)具有相同的結(jié)構(gòu)。這種方案具有雙向指針參照，且由個(gè)系統(tǒng)來(lái)控制，使靈活性和應(yīng)用范圍均大為提高。這一方案能滿(mǎn)足許多部門(mén)對(duì)建立信息系統(tǒng)的要求。 （4）圖形數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)自成體系。這個(gè)方案為圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)彼此獨(dú)立地實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)優(yōu)化提供了充分的可能性，能更進(jìn)一步適合于不同部門(mén)對(duì)數(shù)據(jù)處理的要求。但這里假設(shè)屬性數(shù)據(jù)有其專(zhuān)用的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)，且它能夠建立屬性到圖形的反向參照。,3.地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的管理與設(shè)計(jì),（1）地圖數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng) 就功能而言，與通用數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)（DBMS）一樣，其在數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)地圖數(shù)據(jù)的輸入、存貯、維護(hù)、操作等進(jìn)行管理。但是地圖數(shù)據(jù)庫(kù)作為一種用于專(zhuān)門(mén)領(lǐng)域的數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，其管理系統(tǒng)仍具有一定的特殊性。目前地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的管理方案有以下幾種： 對(duì)不同的應(yīng)用目的，建立不同的管理系統(tǒng)；對(duì)通用DBMS進(jìn)行功能附加，就可達(dá)到管理空間數(shù)據(jù)的功能；建立空間數(shù)據(jù)庫(kù)管理子系統(tǒng)及屬性數(shù)據(jù)管理子系統(tǒng)，共同受控于總的DBMS；建立真正的DBMS，直接對(duì)空間數(shù)據(jù)庫(kù)和屬性數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理。,（2）地圖數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中的坐標(biāo)體系 地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中涉及多種數(shù)據(jù)源，這些數(shù)據(jù)往往具有不同的坐標(biāo)體系。由于地圖數(shù)據(jù)庫(kù)在數(shù)據(jù)處理過(guò)程中又涉及多種技術(shù)，如數(shù)據(jù)輸入及轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)存貯、數(shù)據(jù)顯示等技術(shù)，為了解決多方面的問(wèn)題，在地圖數(shù)據(jù)的處理過(guò)程中采用了不同的坐標(biāo)體系： 用戶(hù)坐標(biāo)體系 用戶(hù)坐標(biāo)體系就是平時(shí)使用地圖時(shí)的各種坐標(biāo)，如地形圖上的高斯克呂格投影坐標(biāo)，小比例尺地圖中所采用的各種特定坐標(biāo)，以及某些區(qū)域范圍使用的沒(méi)有經(jīng)緯網(wǎng)控制的地方坐標(biāo)等。在用戶(hù)坐標(biāo)體系中使用較多的是直角坐標(biāo)系，即笛卡爾坐標(biāo)系，坐標(biāo)系參數(shù)由用戶(hù)自行設(shè)定，與設(shè)備無(wú)關(guān)。,設(shè)備物理坐標(biāo)體系 設(shè)備物理坐標(biāo)系就是地圖數(shù)據(jù)在輸入、輸出（顯示）時(shí)，根據(jù)所使用的設(shè)備而采取的坐標(biāo)體系。雖然設(shè)備坐標(biāo)系采用的也是直角坐標(biāo)系，但各種設(shè)備都有其獨(dú)特的坐標(biāo)參數(shù)或規(guī)定：數(shù)字化儀和繪圖儀的坐標(biāo)原點(diǎn)均在其板面的左下角，而圖形顯示器的坐標(biāo)原點(diǎn)大都在左上角。在數(shù)字化儀上對(duì)地圖進(jìn)行數(shù)字化時(shí)，由于數(shù)字化儀采集點(diǎn)給出的是設(shè)備物理坐標(biāo)，而不是地圖所依據(jù)的地球投影坐標(biāo)，所以在一般情況下都要進(jìn)行從設(shè)備物理坐標(biāo)到用戶(hù)坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，使得一幅圖或多幅相關(guān)聯(lián)的地圖始終在同一種參考坐標(biāo)系中；當(dāng)?shù)貓D數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)在顯示器上顯示或在繪圖儀上輸出時(shí)，設(shè)備所需求的是設(shè)備坐標(biāo)。,數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)體系 數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)體系實(shí)際上是由用戶(hù)定義的一種坐標(biāo)體系。地圖數(shù)據(jù)的特點(diǎn)就是具有大量的圖形坐標(biāo)點(diǎn)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)存貯時(shí)要占用極大的存貯空間。雖然現(xiàn)在的硬盤(pán)存貯空間越來(lái)越大，但為了充分、合理地利用空間，又不損失地圖數(shù)據(jù)真實(shí)度，應(yīng)采用兩個(gè)字節(jié)的整型數(shù)來(lái)表示地圖的圖形坐標(biāo)。所以在地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中，把兩字節(jié)整型數(shù)的值域確定為標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)。 在地圖數(shù)據(jù)入庫(kù)時(shí)，用戶(hù)坐標(biāo)借助于一定的設(shè)備坐標(biāo)，并轉(zhuǎn)化成數(shù)據(jù)庫(kù)標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)體系存貯在計(jì)算機(jī)存貯空間中。這樣，采用一種標(biāo)準(zhǔn)的坐標(biāo)體系，不僅可以節(jié)約存貯空間，更重要的是優(yōu)化了地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的定位功能，方便了數(shù)據(jù)庫(kù)中數(shù)據(jù)的檢索。,在整個(gè)地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的建庫(kù)、維護(hù)和使用過(guò)程中，三種坐標(biāo)體系的關(guān)系可以相互轉(zhuǎn)換如圖8-7所示。,（3）地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的功能設(shè)計(jì) 空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)的互相檢索 地圖數(shù)據(jù)庫(kù)建成后，并不是簡(jiǎn)單地將空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)自成體系地存放起來(lái)，而是要在數(shù)據(jù)使用時(shí)，做到空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù)能互相定位，也就是說(shuō)，當(dāng)選擇了空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的一條記錄時(shí)，能夠在非空間數(shù)據(jù)庫(kù)中迅速找到相對(duì)應(yīng)的非空間數(shù)據(jù)。選擇了非空間數(shù)據(jù)中的一條記錄時(shí)，也能迅速在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中找到所表示的空間數(shù)據(jù)，并同時(shí)以某種形式予以顯示。,空間數(shù)據(jù)的自動(dòng)概括 地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的出現(xiàn)是地圖數(shù)字化的一次革命，其深層的意義不僅體現(xiàn)在以數(shù)字的形式表示地圖信息，更重要的是通過(guò)數(shù)學(xué)邏輯的方法，對(duì)地圖內(nèi)容進(jìn)行自動(dòng)化處理，從而在一定的程度上使地圖概括增強(qiáng)了客觀性和科學(xué)性，同時(shí)也使制圖人員從繁瑣枯燥的手工編制中解脫出來(lái)。這不僅有對(duì)空間數(shù)據(jù)“形”的概括，更重要的是結(jié)合非空間數(shù)據(jù)庫(kù)中的屬性特征，結(jié)合專(zhuān)家知識(shí)系統(tǒng)，從而力圖達(dá)到模擬或接近人腦思維的地圖概括水平。,專(zhuān)題地圖的自動(dòng)生成 地圖生產(chǎn)的趨勢(shì)就是利用電子技術(shù)生成專(zhuān)用的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)，每次更新和修改地圖數(shù)據(jù)時(shí)只需要修改地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)，利用地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的功能，生成和輸出新的專(zhuān)題地圖。所以專(zhuān)題地圖的自動(dòng)生成就成了地圖數(shù)據(jù)庫(kù)的一個(gè)重要功能。地圖數(shù)據(jù)庫(kù)中存放的專(zhuān)題地圖數(shù)據(jù)，有經(jīng)常變更和相對(duì)穩(wěn)定兩類(lèi)：相對(duì)穩(wěn)定的就可以直接以圖形的形式存貯起來(lái)，在每次有生產(chǎn)任務(wù)時(shí)稍加改動(dòng)；經(jīng)常變更的主要是指社會(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等數(shù)據(jù)。,專(zhuān)題制圖時(shí)可以在空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，先讀取非空間數(shù)據(jù)，而后在空間數(shù)據(jù)系統(tǒng)中，生成代表非空間數(shù)據(jù)庫(kù)中具有數(shù)量或質(zhì)量意義的空間數(shù)據(jù)，并以適當(dāng)?shù)男问奖憩F(xiàn)出來(lái)。如地圖中道路的自動(dòng)生成，在空間數(shù)據(jù)庫(kù)中為節(jié)約存貯空間，可以只存貯道路中心線的空間數(shù)據(jù)，但是在生成地圖時(shí)，必須表示出道路的等級(jí)，所以建立的地圖數(shù)據(jù)庫(kù)就需要能在空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，先讀取非空間數(shù)據(jù)庫(kù)中有關(guān)道路等級(jí)的數(shù)據(jù)，然后在地圖空間數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)中，直接生成以道路寬度來(lái)代表道路等級(jí)的地圖空間數(shù)據(jù)。,第四節(jié) 計(jì)算機(jī)地圖制圖中的編輯和制作,一、數(shù)學(xué)基礎(chǔ)選擇 地圖投影是一種數(shù)學(xué)模型，它把地球表面的特征換算成一個(gè)二維表面的位置，即以平面地圖的形式表現(xiàn)地球?qū)ο?。坐?biāo)系則用于創(chuàng)建地理對(duì)象的數(shù)字表達(dá)，它把地理對(duì)象中的每一個(gè)點(diǎn)表示為一對(duì)數(shù)字。這些數(shù)字稱(chēng)為該點(diǎn)的坐標(biāo)。在地圖制圖中，投影和坐標(biāo)系密切相關(guān)，坐標(biāo)系通常是通過(guò)為投影參數(shù)提供特定的數(shù)值來(lái)創(chuàng)建的。一個(gè)坐標(biāo)系由一組參數(shù)來(lái)定義，它說(shuō)明如何判讀對(duì)象的定位坐標(biāo)。,1.地圖投影選擇 在桌面數(shù)字制圖環(huán)境下，用戶(hù)同樣需要根據(jù)地圖的用途、制圖區(qū)域的地理特征和形狀等多種因素，為新編地圖選擇合適的地圖投影。所不同的是，用戶(hù)初選的地圖投影并不一定就是最終成果圖的地圖投影，通常只需令初選投影和資料圖（包括地圖資料和影像資料）的投影相一致。因?yàn)?，不管在哪一種投影下進(jìn)行地圖編輯，最終利用制圖軟件都可方便地實(shí)現(xiàn)投影的轉(zhuǎn)換，這是數(shù)字制圖的優(yōu)越性。,2.坐標(biāo)系選擇,坐標(biāo)系可以明確制圖對(duì)象的空間定位坐標(biāo)，它包括一組參數(shù)，如坐標(biāo)系名稱(chēng)、投影類(lèi)型、基準(zhǔn)面等，投影只是其中的一個(gè)參數(shù)，是坐標(biāo)系的一部分?，F(xiàn)有的許多桌面GIS軟件大多提供多種不同坐標(biāo)體系(基準(zhǔn)面)供用戶(hù)選擇，少數(shù)軟件還允許用戶(hù)建立自己的坐標(biāo)系。以MapInfo為例，它以?xún)杉?jí)目錄菜單的形式提供了300多個(gè)預(yù)定義坐標(biāo)系，當(dāng)用戶(hù)要使用其他坐標(biāo)系或創(chuàng)建新的坐標(biāo)系時(shí)，可以通過(guò)修改投影參數(shù)文件Mapinfow.prj來(lái)實(shí)現(xiàn)。這個(gè)數(shù)據(jù)文件以分行記錄每一個(gè)預(yù)定義坐標(biāo)系的參數(shù)表，如坐標(biāo)系名稱(chēng)、投影代碼、橢球體、坐標(biāo)單位、原點(diǎn)經(jīng)度、原點(diǎn)緯度、標(biāo)準(zhǔn)緯線、方位角、比例系數(shù)等。,MapInfo系統(tǒng)還定義了50個(gè)基準(zhǔn)面代碼，如果用戶(hù)需要采用其他的基準(zhǔn)面，且知道該基準(zhǔn)面的數(shù)學(xué)參數(shù)，則可以使用代碼在該投影參數(shù)文件中定義這個(gè)基準(zhǔn)面。,二、地圖數(shù)字化,地圖數(shù)字化是地理空間數(shù)據(jù)輸入的重要途徑，圖形經(jīng)過(guò)數(shù)字化處理后，傳統(tǒng)的紙質(zhì)地圖可轉(zhuǎn)換成數(shù)字地圖產(chǎn)品。 地圖數(shù)字化的方法分為兩種類(lèi)型：手扶跟蹤數(shù)字化和光學(xué)掃描儀的柵格掃描。對(duì)于地圖制圖來(lái)說(shuō),使用手工和自動(dòng)方法進(jìn)行地圖數(shù)字化，是一切數(shù)據(jù)處理和分析的開(kāi)始。早期，地圖數(shù)據(jù)的輸入以手扶跟蹤方法為主，特別是對(duì)矢量數(shù)據(jù)，如河流、道路網(wǎng)等?，F(xiàn)在，數(shù)據(jù)的掃描技術(shù)日新月異，速度和精度有了明顯的提高，日益廣泛地被采用。,1.手扶跟蹤數(shù)字化 手扶跟蹤數(shù)字化儀工作量非常繁重，但它仍然被一些行業(yè)部門(mén)或圖種數(shù)字化時(shí)采用。手扶數(shù)字化的精度受三種情況的影響：控制點(diǎn)的數(shù)量；地圖紙張的伸縮程度和操作者的技術(shù)。 手扶跟蹤數(shù)字化操作的第一步是在數(shù)字化地圖區(qū)域之外的三個(gè)角上，分別選取三個(gè)參照點(diǎn)，這些點(diǎn)確定了數(shù)字化文件相對(duì)于數(shù)字化板的位置。如果數(shù)字化圖件從數(shù)字化板上取下，后又貼在板的不同于原來(lái)的位置上，當(dāng)對(duì)該文件進(jìn)行新的數(shù)字化或者編輯操作時(shí)，只需將上述選取的三個(gè)參照點(diǎn)重新數(shù)字化。雖然，在不同的數(shù)字化階段，數(shù)字化文件相對(duì)于數(shù)字化板的位置可能發(fā)生幾次變化，但是，由數(shù)字化軟件在不同數(shù)字化階段生成的結(jié)果平面坐標(biāo)數(shù)據(jù)將保持一致性。,第二步是確定幾個(gè)控制點(diǎn)并將其數(shù)字化，這些控制點(diǎn)的位置用來(lái)確定從平面坐標(biāo)到輸入地圖的投影坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換參數(shù)。如果知道了地圖的投影參數(shù)和投影類(lèi)型，這些控制點(diǎn)的位置就可以用地理坐標(biāo)的形式確定下來(lái)，由此可以進(jìn)一步計(jì)算出控制點(diǎn)的東移和北移?？刂泣c(diǎn)的選擇對(duì)于空間實(shí)體地理位置的確定，即空間坐標(biāo)數(shù)據(jù)的地理編碼具有至關(guān)重要的意義。地理編碼數(shù)據(jù)是不同來(lái)源的地圖之間以及地圖數(shù)據(jù)和其他類(lèi)型數(shù)據(jù)相互之間進(jìn)行比較的基礎(chǔ)。,第三步是確定數(shù)字化模式。通常，數(shù)字化儀采用兩種數(shù)字化模式：點(diǎn)模式（Point Mode）和流模式（Stream Mode）。在點(diǎn)模式下，地圖上點(diǎn)的坐標(biāo)通過(guò)將光標(biāo)定位于點(diǎn)位上，并按下相應(yīng)的按鈕予以記錄。輸入孤立的點(diǎn)狀地物要素時(shí)必須使用點(diǎn)模式，而線和多邊形地物的錄入也可以使用點(diǎn)模式，但在輸入時(shí)操作員必須有選擇地輸入能夠反映曲線特征的采樣點(diǎn)。在流模式下，線和多邊形曲線的坐標(biāo)是以時(shí)間或距離的規(guī)定間隔自動(dòng)采集而得到的。流方式錄入能夠加快數(shù)字化的速度，但其采集的點(diǎn)的數(shù)量往往要多于點(diǎn)模式，造成數(shù)據(jù)量過(guò)大。因此，在流模式下，大多數(shù)系統(tǒng)采用兩種采樣原則，即距離流方式（Distance Stream）和時(shí)間流方式（Time Stream）。,時(shí)間流方式的特點(diǎn)是當(dāng)數(shù)字化曲線比較平滑時(shí)，可以加快鼠標(biāo)移動(dòng)的速度，使采樣點(diǎn)的數(shù)目相對(duì)減少；而當(dāng)曲線比較彎曲時(shí)，鼠標(biāo)移動(dòng)較慢，采樣點(diǎn)的數(shù)目就多。距離流方式的特點(diǎn)是容易遺漏曲線拐點(diǎn)，從而使曲線失真。因此，在數(shù)字化過(guò)程中，需要根據(jù)不同的對(duì)象選擇不同的數(shù)字化方式。 2.掃描數(shù)字化,掃描數(shù)字化采用高精度掃描儀，將圖形、圖像掃描后形成柵格數(shù)據(jù)文件，再利用矢量化軟件對(duì)柵格數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，將它轉(zhuǎn)化成為矢量圖形數(shù)據(jù)。矢量化過(guò)程有兩種方式：交互式和全自動(dòng)。影響掃描數(shù)字化數(shù)據(jù)質(zhì)量的因素包括原圖質(zhì)量（如清晰度）、掃描精度、掃描分辨率、配準(zhǔn)精度、校正精度等。,掃描獲得的柵格圖像數(shù)據(jù)主要有三種用途：一是對(duì)圖像作增強(qiáng)和分類(lèi)處理后進(jìn)入柵格型的空間數(shù)據(jù)庫(kù)。也可不作處理，僅用于顯示，并在顯示時(shí)疊加矢量圖形，如很多GIS用戶(hù)常把掃描后的航空像片作為矢量地圖的背景圖來(lái)顯示；二是顯示在屏幕上作進(jìn)一步的手工矢量化。手工矢量化又分為完全的手工跟蹤和借助軟件的半自動(dòng)化跟蹤兩種。完全手工跟蹤方法把掃描獲得的圖像作為底圖顯示出來(lái)，操作員用鼠標(biāo)器在屏幕上操作，這和手扶數(shù)字儀輸入很相似。半自動(dòng)的矢量化方法是由操作員用鼠標(biāo)器點(diǎn)一下屏幕上需要矢量化的線條，軟件則沿著柵格線條找到線的一個(gè)端點(diǎn)或在其它線條的相交處停下來(lái)，提示操作員，由操作員控制需要進(jìn)一步矢量化的方向或下一點(diǎn)，計(jì)算機(jī)則自動(dòng)記錄下有關(guān)的關(guān)鍵點(diǎn)并連接成線。,這種方法比完全手工跟蹤的效率高，也容易保證精度，但只能處理線劃地圖，不能處理遙感圖像。上述兩種方法對(duì)點(diǎn)狀信息、注記、符號(hào)的輸入和手扶數(shù)字化儀的操作一樣；三是由軟件自動(dòng)將柵格圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成矢量地圖。 在上述三種矢量化方法中，屏幕矢量化是目前廣泛使用的方法。對(duì)屏幕矢量化來(lái)說(shuō)，圖像的配準(zhǔn)是矢量化的前提和基礎(chǔ)，對(duì)矢量化的質(zhì)量影響很大。許多地圖制圖軟件或GIS軟件都具備圖像配準(zhǔn)功能。,三、圖形編輯處理,在任何環(huán)境下，無(wú)論以何種數(shù)字化方式輸入數(shù)據(jù)，都會(huì)出現(xiàn)誤差或錯(cuò)誤，最常見(jiàn)的數(shù)字化錯(cuò)誤有5種（圖8-8），這些錯(cuò)誤需要通過(guò)編輯來(lái)修正。碎多邊形（Sliver polygon）的產(chǎn)生，形成于兩個(gè)相鄰多邊形的邊界繪制以及兩個(gè)多邊形的疊加；線的端點(diǎn)不達(dá)結(jié)點(diǎn)（Undershoot），即對(duì)于兩個(gè)獨(dú)立的多邊形來(lái)說(shuō)，在線的端點(diǎn)和結(jié)點(diǎn)之間存在著間隙，需要進(jìn)行連接編輯；不正確多邊形(Erroneous Polygon)常在結(jié)點(diǎn)附近形成，由于很小，所以難以查找和識(shí)別；線的端點(diǎn)超過(guò)了結(jié)點(diǎn)（Overshoot），在端點(diǎn)附近生長(zhǎng)出多余的小弧段；邊緣匹配問(wèn)題（Edge matching problem）指分幅掃描圖像在合成拼接時(shí)出現(xiàn)的邊緣不匹配的情況。,這些錯(cuò)誤都可以通過(guò)矢量編輯來(lái)糾正，特別是通過(guò)剪輯程序來(lái)克服，剪輯程序可使多邊形自動(dòng)封閉，并保證每個(gè)弧段的兩個(gè)端點(diǎn)都是結(jié)點(diǎn)。,手工編輯地圖大多數(shù)是在計(jì)算機(jī)圖形顯示器上以人機(jī)交互的方式進(jìn)行。從編輯方式上來(lái)講，既有矢量編輯方式，也有柵格編輯方式。手工編輯的主要功能是添加、刪除、移動(dòng)、復(fù)制、旋轉(zhuǎn)某些圖形圖像要素。在矢量方式下，地圖數(shù)字化和地圖編輯往往是結(jié)合在一起的。,“圖層”，是地圖數(shù)字化和地圖圖形編輯過(guò)程中一個(gè)非常重要的概念。不同的圖形要素有不同的圖形結(jié)構(gòu)，所以在數(shù)字化或圖形編輯時(shí)，常把它們分門(mén)別類(lèi)地存放在不同的圖層里，這就是所謂的分層數(shù)字化和分層編輯?，F(xiàn)有的桌面制圖軟件和專(zhuān)業(yè)GIS軟件都是按照“圖層”的概念對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行組織和管理的(圖8-9)，如ArcView 的“Theme”、 MGE的“ Level”、 Erdas的“Layer”等。,在現(xiàn)代地圖制圖和GIS中，這種分層數(shù)據(jù)組織與管理的重要意義主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：（1）可以實(shí)現(xiàn)地圖要素的分層顯示；（2）為地圖信息系統(tǒng)（電子地圖）或GIS中實(shí)現(xiàn)空間數(shù)據(jù)庫(kù)的多重顯示創(chuàng)造條件；（3）有利于不同空間地理要素的疊加分析；（4）可實(shí)現(xiàn)不同數(shù)字產(chǎn)品之間的數(shù)據(jù)共享，從而減少數(shù)字化的作業(yè)量，還可以保證地圖的質(zhì)量。,四、地圖輸出,地圖的信息是十分豐富的，在實(shí)踐中，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(lèi)統(tǒng)計(jì)圖表、圖片以及圖例等，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)面上妥善地放置和安排，并在頁(yè)面上增加標(biāo)題或注記之類(lèi)的文字，將所有的顯示聯(lián)系在一起，這就是圖面配置(Layout)問(wèn)題?，F(xiàn)有的許多桌面制圖軟件都提供了對(duì)多窗口、多種圖表進(jìn)行圖面配置的功能。,以ArcView軟件為例，它提供了5種Layout模式，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需要，選擇合適的模式。在所選模式上，利用系統(tǒng)提供的豐富的編輯工具，用戶(hù)對(duì)圖面組成要素可做進(jìn)一步的調(diào)整和編輯，直到滿(mǎn)意為止。然后，即可選擇地圖輸出。地圖輸出功能設(shè)計(jì)一般包括輸出設(shè)備類(lèi)型選擇（打印機(jī)、繪圖機(jī)等）、輸出紙張、輸出幅面、比例尺、黑白或彩色等參數(shù)的確定。,第五節(jié) 遙感制圖,地圖學(xué)的第一難關(guān)是解決地圖信息源的問(wèn)題。信息的豐富與否是至關(guān)重要的前提。從1957年前蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星以來(lái)，遙感技術(shù)得到了飛速發(fā)展，遙感信息的獲取正向全波段、全天候、全球覆蓋和高分辨率的方向迅猛發(fā)展，信息網(wǎng)絡(luò)的組建和光纜、微波傳輸技術(shù)的進(jìn)步，突破了時(shí)間和空間的局限，形成了數(shù)據(jù)極其巨大的信息流。這種鋪天蓋地而來(lái)的地表遙感信息，不僅成為地圖制圖乃至“數(shù)字地球”的重要信息源，而且使制圖資料的現(xiàn)勢(shì)性、制圖工藝等都發(fā)生了深刻變化。,（1）衛(wèi)星遙感可以覆蓋全球的每一個(gè)角落，任何地區(qū)都不再有制圖資料的空白區(qū)；（2）衛(wèi)星遙感的周期性重復(fù)探測(cè)，使每一個(gè)地區(qū)都可以獲得不同時(shí)相的制圖信息，為動(dòng)態(tài)地圖的制作和利用地圖進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析提供了信息保障；（3）衛(wèi)星遙感資料可以及時(shí)提供廣大地區(qū)的同一時(shí)相、同一波段、同一比例尺、同一精度的制圖信息，這就為縮短成圖周期，降低制圖成本提供了可能；（4）數(shù)字衛(wèi)星遙感信息，可以直接進(jìn)入計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)處理，省去了圖像掃描數(shù)字化的輸入過(guò)程；（5）改變了傳統(tǒng)的從大比例尺逐級(jí)縮編小比例尺地圖的邏輯程序。,根據(jù)獲得的衛(wèi)星圖像，可以直接編繪小比例尺地理圖或?qū)ｎ}地圖，必要時(shí)還可再編繪更大比例尺的地圖，這樣就更適應(yīng)人們認(rèn)識(shí)區(qū)域地理環(huán)境的邏輯順序。 當(dāng)前，遙感信息主要用于編制各種專(zhuān)題地圖、制作影像地圖、修編或更新地形圖。此外，利用遙感信息，編制各種區(qū)域性專(zhuān)題數(shù)據(jù)庫(kù)或信息系統(tǒng)，已經(jīng)成為一個(gè)新的發(fā)展方向。,一、遙感原理與圖像獲取,20世紀(jì)60年代，在航空攝影測(cè)量、航空地質(zhì)探礦和航空像片判讀應(yīng)用發(fā)展的基礎(chǔ)上，國(guó)際上正式提出了“Remote Sensing”（遙感）的概念，并很快被普遍接受和認(rèn)同。所謂遙感，廣義概念是指從遠(yuǎn)處探測(cè)、感知物體或事物的技術(shù)，即不直接接觸物體本身，從遠(yuǎn)處通過(guò)各種傳感器探測(cè)和接收來(lái)自目標(biāo)物體的信息，經(jīng)過(guò)信息的傳輸及其處理分析，識(shí)別物體的屬性及其空間分布、動(dòng)態(tài)變化等特征的技術(shù)。 遙感是一個(gè)綜合性的技術(shù)系統(tǒng)，由遙感平臺(tái)、傳感器、信息接收與處理、應(yīng)用等部分組成。遙感平臺(tái)主要有飛機(jī)、人造衛(wèi)星、載人飛船。,傳感器有多種波段的攝像機(jī)、多光譜掃描儀、微波輻射計(jì)、側(cè)視雷達(dá)、專(zhuān)題成像儀等，并且在不斷向多光譜段、多極化、高分辨率和微型化方向發(fā)展。各種傳感器把記錄下來(lái)的數(shù)字或圖像信息，通過(guò)校正、變換、分解、組合等光學(xué)圖像處理或數(shù)字圖像處理后，以膠片、圖像或數(shù)字磁帶等方式提供給用戶(hù)。由于地球表面上所有物體都有本身的電磁波譜特性，即有規(guī)律地吸收、反射、輻射電磁波的特性，因此，反映在遙感圖像上就有不同的影像特征。,用戶(hù)在實(shí)地調(diào)查或事先測(cè)定并掌握各種物體的波譜特征的基礎(chǔ)上，通過(guò)綜合分析與判斷，或在地理信息系統(tǒng)和專(zhuān)家系統(tǒng)的支持下，提取專(zhuān)題信息，編制專(zhuān)題地圖或統(tǒng)計(jì)圖表，這就是遙感的基本原理（圖8-10）。,目前，世