計(jì)算機(jī)地圖制圖復(fù)習(xí)資料(共15頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上1 計(jì)算機(jī)地圖制圖的概念計(jì)算機(jī)地圖制圖又稱機(jī)助地圖制圖或數(shù)字地圖制圖，它是以傳統(tǒng)的地圖制圖原理為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備為工具，采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和圖形數(shù)據(jù)處理方法，實(shí)現(xiàn)地圖信息的采集、存儲(chǔ)、處理、顯示和繪圖的應(yīng)用科學(xué)。2.支撐技術(shù)支撐計(jì)算機(jī)地圖制圖的技術(shù)方法主要有:計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、制圖綜合技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等；指導(dǎo)計(jì)算機(jī)地圖制圖的基本理論主要有:地圖信息論、地圖信息傳輸論、地圖感受論、地圖符號(hào)論、地圖模型論、地圖認(rèn)知理論、制圖綜合理論等。3.應(yīng)用范圍： 普通地圖制圖；專題地圖制圖；數(shù)字高程模型；地理信息系統(tǒng)4.計(jì)算機(jī)地圖制圖的優(yōu)勢(shì)：l

2、1、易于編輯和更新l 2、提高繪圖速度和精度l 3、容量大且易于存儲(chǔ)l 4、豐富地圖品種l 5、便于信息共享5計(jì)算機(jī)地圖制圖的基本過程數(shù)據(jù)采集階段數(shù)據(jù)處理階段數(shù)據(jù)輸出階段數(shù)字化數(shù)字測(cè)圖遙感數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換預(yù)處理投影變換圖形處理制圖綜合符號(hào)化普通地圖專題地圖統(tǒng)計(jì)圖表.6.與計(jì)算機(jī)地圖制圖相關(guān)的科學(xué)技術(shù) 計(jì)算機(jī)科學(xué) 地圖學(xué) 遙感技術(shù) 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng) 電子地圖7.計(jì)算機(jī)地圖制圖原理 計(jì)算機(jī)地圖制圖的核心問題是：如何使用計(jì)算機(jī)處理地圖信息以滿足用戶的需要，即解決地圖信息如何以數(shù)字的形式表示、獲取、存儲(chǔ)、處理和輸出，其實(shí)質(zhì)是從圖形（連續(xù)）轉(zhuǎn)換為數(shù)字（離散），經(jīng)過一定的處理，然后再由數(shù)字轉(zhuǎn)換為圖形的過程。l 計(jì)

3、算機(jī)技術(shù)之所以能夠應(yīng)用于地圖制圖，是因?yàn)榈貓D本身是按照一定的數(shù)學(xué)法則，經(jīng)過科學(xué)概括，應(yīng)用特有的符號(hào)系統(tǒng)將地球表面上的景物顯示在平面上的一種“圖形數(shù)學(xué)模型”。l 面對(duì)地圖，無論其內(nèi)容多么千變?nèi)f化，表示方法多么千差萬變，圖形結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜多樣，總是可以按照幾何特征將地圖圖形劃分為三種基本類型圖形元素，即“點(diǎn)狀圖形”，“線狀圖形”和“面狀圖形” 。8.計(jì)算機(jī)地圖制圖與相關(guān)科學(xué)技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別 （1）.計(jì)算機(jī)地圖制圖與地理信息系統(tǒng) 計(jì)算機(jī)地圖制圖系統(tǒng)具有強(qiáng)大的地圖制圖功能； 而完善的地理信息系統(tǒng)可以包含計(jì)算機(jī)地圖制圖的基本功能，此外還應(yīng)該具有空間分析能力；特別是對(duì)圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行深層次的空間分析能

4、力。l 計(jì)算機(jī)地圖制圖是GIS的重要組成部分。計(jì)算機(jī)地圖制圖側(cè)重于地物的顯示和處理，討論地形、地物和各種專題要素在地圖上的表示，并且以數(shù)字形式對(duì)它們進(jìn)行存貯、管理，最后通過圖形輸出設(shè)備輸出地圖。l GIS既注重實(shí)體的空間分布又強(qiáng)調(diào)它們的可視化效果，既注重實(shí)體的空間特征又強(qiáng)調(diào)它們的非空間（屬性）特征及其操作，具備強(qiáng)大的空間分析和決策支持能力?，F(xiàn)代GIS都具有計(jì)算機(jī)地圖制圖的成分，具備良好的地圖制圖功能，但并非所有計(jì)算機(jī)地圖制圖系統(tǒng)都含有GIS的全部功能。9.計(jì)算機(jī)地圖制圖與數(shù)據(jù)庫l 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一般事務(wù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件，同時(shí)也是計(jì)算機(jī)地圖制圖系統(tǒng)中屬性數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)軟件。l 計(jì)算機(jī)地圖制圖

5、系統(tǒng)除了需要強(qiáng)大的空間數(shù)據(jù)管理功能之外，還需要具有圖形數(shù)據(jù)的采集、空間數(shù)據(jù)的處理和可視化等功能。10.計(jì)算機(jī)地圖制圖與遙感圖像處理l 遙感圖像處理是專門針對(duì)遙感圖像進(jìn)行分析處理的軟件，圖像分析處理功能強(qiáng)大。l 而一般計(jì)算機(jī)地圖制圖的圖像分析處理功能較弱。11.計(jì)算機(jī)地圖制圖與計(jì)算機(jī)輔助制圖l 計(jì)算機(jī)輔助制圖（CAD）主要用來代替或輔助工程師進(jìn)行各種設(shè)計(jì)。u 共同點(diǎn)：l 都有坐標(biāo)參考系統(tǒng)，都能描述和處理圖形數(shù)據(jù)及其空間關(guān)系，也都能處理非圖形屬性數(shù)據(jù)。u 區(qū)別：l 計(jì)算機(jī)輔助制圖多為規(guī)則的幾何圖形及其組合，圖形功能極強(qiáng)，屬性功能相對(duì)較弱；l 計(jì)算機(jī)地圖制圖處理的圖形及其關(guān)系更為復(fù)雜，空間數(shù)據(jù)與屬性

6、數(shù)據(jù)的相互操作頻繁，空間數(shù)據(jù)的處理和符號(hào)化功能較強(qiáng)。12.地圖對(duì)地理空間的描述（方法）： 地理空間模型 地理坐標(biāo)系 平面直角坐標(biāo)系 高程系 地圖投影 坐標(biāo)網(wǎng) 空間實(shí)體13.地圖投影 地圖是一個(gè)平面，而地球橢球面是不可展曲面，將地球橢球面上點(diǎn)映射到平面上的方法稱為地圖投影。地圖投影實(shí)質(zhì)上就是就是建立地圖平面上點(diǎn)的坐標(biāo)與地球橢球面上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系有三種常見的投影變形：長(zhǎng)度變形、角度變形和面積變形根據(jù)地圖投影中可能引入的變形的性質(zhì)，可以將地圖投影分為等角投影、等面積投影和任意投影。14.坐標(biāo)網(wǎng) 在地圖上通常都繪有一種或兩種坐標(biāo)網(wǎng)，即經(jīng)緯線網(wǎng)、方里網(wǎng)。15.空間實(shí)體 在地圖學(xué)中，把地理空間

7、的實(shí)體分為點(diǎn)、線、面三種要素，分別用點(diǎn)狀、線狀、面狀符號(hào)來表示。16.地圖數(shù)據(jù)的基本特征l 空間特征： 空間位置 ；空間關(guān)系l 屬性特征l 時(shí)間特征17.關(guān)系數(shù)據(jù)l 關(guān)系數(shù)據(jù)是描述空間數(shù)據(jù)之間的空間關(guān)系的數(shù)據(jù)。l 地理實(shí)體的空間拓?fù)潢P(guān)系不隨地圖投影而變化，比一般幾何關(guān)系具有更大的穩(wěn)定性，能本質(zhì)地反映實(shí)體之間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系。18.屬性數(shù)據(jù)n 屬性數(shù)據(jù)是描述空間實(shí)體屬性特征的數(shù)據(jù)，也稱非幾何數(shù)據(jù)，即描述地理現(xiàn)象或地理實(shí)體的定性或定量指標(biāo)，包括語義與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，如類型、等級(jí)、名稱、狀態(tài)等。n 屬性數(shù)據(jù)中的定性（或定量）指標(biāo)通常要經(jīng)編碼轉(zhuǎn)換才能被計(jì)算機(jī)接受。19.空間數(shù)據(jù) 空間數(shù)據(jù)是描述地圖要素中空間特

8、征部分的數(shù)據(jù)，也稱為幾何數(shù)據(jù)，即描述地理現(xiàn)象或地理實(shí)體的空間位置、形狀、大小等的數(shù)據(jù)。 空間數(shù)據(jù)包括：點(diǎn)類型，線類型，面類型20.地圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n 地圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要是指地圖數(shù)據(jù)中空間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，即指空間數(shù)據(jù)適合于計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)、管理及處理的幾何數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。n 地圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要分為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 優(yōu)缺點(diǎn)壓縮方法優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)鏈碼有較強(qiáng)的壓縮能力，有運(yùn)算功能，適合于存儲(chǔ)圖形數(shù)據(jù)疊置運(yùn)算難實(shí)施，對(duì)局部的改動(dòng)會(huì)影響整體結(jié)構(gòu)，而且相鄰區(qū)域的邊界重復(fù)存儲(chǔ)。游程長(zhǎng)度編碼壓縮效率高，易于檢索，疊加、合并等運(yùn)算操作簡(jiǎn)單，編碼和解碼速度快。只顧及單行單列，沒有考慮周圍其他方向的代碼值是否相同，壓縮受到

9、一定限制。塊狀編碼對(duì)大塊成片分布的地物有較高的編碼效率。不適合過于破碎的圖形編碼。四叉樹編碼壓縮效率高，壓縮解壓方便；陣列各部分的分辨率可變，易于進(jìn)行大部分圖形操作和運(yùn)算。具有圖形編碼的不定性，相同形狀和大小的多邊形可得出完全不同的四叉樹結(jié)構(gòu)，不利于形狀分析和模式識(shí)別。21.地理空間模型（1）地球的自然表面（2）大地水準(zhǔn)面（3）地球橢球體模型22.地理坐標(biāo)系 建立地理坐標(biāo)系主要的目的是確定地面點(diǎn)的位置，也就是求出地面點(diǎn)與大地水準(zhǔn)面的關(guān)系，它包括地面點(diǎn)在大地水準(zhǔn)面上的平面位置和地面點(diǎn)到大地水準(zhǔn)面的高度。23.平面直角坐標(biāo)系由于地理坐標(biāo)系是一種球面坐標(biāo)，難以進(jìn)行距離、方向、面積等參數(shù)的計(jì)算，故運(yùn)用

10、地圖投影的方法，建立地球表面和平面上點(diǎn)的函數(shù)關(guān)系，使得地球表面上任意一個(gè)由地理坐標(biāo)確定的點(diǎn)，在平面上必有一個(gè)與其對(duì)應(yīng)的點(diǎn)。24.高程系高程即由高程基準(zhǔn)面起算的地面點(diǎn)的高度。高程基準(zhǔn)面是根據(jù)多年觀測(cè)的平均海水面確定的。高程是指地面點(diǎn)至平均海水面的垂直高度。地面點(diǎn)之間的高程差，稱為相對(duì)高程，簡(jiǎn)稱高差。25.地圖投影 地圖是一個(gè)平面，而地球橢球面是不可展曲面，將地球橢球面上點(diǎn)映射到平面上的方法稱為地圖投影。地圖投影實(shí)質(zhì)上就是就是建立地圖平面上點(diǎn)的坐標(biāo)與地球橢球面上對(duì)應(yīng)點(diǎn)的坐標(biāo)之間的函數(shù)關(guān)系。有三種常見的投影變形：長(zhǎng)度變形、角度變形和面積變形根據(jù)地圖投影中可能引入的變形的性質(zhì)，可以將地圖投影分為等角投

11、影、等面積投影和任意投影。26地圖數(shù)據(jù)源及數(shù)據(jù)分類編碼l 數(shù)據(jù)源的種類 地圖 遙感影像數(shù)據(jù) 實(shí)測(cè)數(shù)據(jù) 文字與統(tǒng)計(jì)資料 已有數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)27.地圖數(shù)據(jù)的采集地圖數(shù)據(jù)采集的任務(wù)就是將地理實(shí)體的幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)輸入到地圖數(shù)據(jù)庫中去。28.幾何數(shù)據(jù)的采集 由于地圖數(shù)據(jù)源的多樣性，在幾何數(shù)據(jù)采集中，可以使用不同的方法。對(duì)于由外業(yè)測(cè)量?jī)x器獲取的幾何數(shù)據(jù)，只需把測(cè)量?jī)x器的數(shù)據(jù)傳輸進(jìn)入數(shù)據(jù)庫即可。如果是已有的數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)(包括柵格形式的數(shù)據(jù)等)，可經(jīng)過轉(zhuǎn)換后輸入數(shù)據(jù)庫。而從遙感影像上提取專題信息，必須使用幾何糾正、圖像變換、影像分類和信息提取等技術(shù)，這些主要屬于遙感圖像處理的內(nèi)容。29.手扶跟蹤數(shù)字化l 手扶跟蹤數(shù)

12、字化是在數(shù)字化軟件的支持下應(yīng)用手扶跟蹤數(shù)字化儀來完成的。它通過記錄數(shù)字化儀面板上點(diǎn)的平面坐標(biāo)來獲取矢量數(shù)據(jù)，是目前廣泛采用的一種地圖數(shù)據(jù)采集方式。l 手扶跟蹤數(shù)字化的基本過程是：先將所需數(shù)字化的地圖(圖件、航片等)固定在數(shù)字化板上；然后設(shè)定數(shù)字化范圍，設(shè)置代碼清單，輸入有關(guān)參數(shù)及選擇數(shù)字化方式；最后按地圖要素的類別分別實(shí)施圖形數(shù)字化即可。30.掃描跟蹤數(shù)字化 1)掃描跟蹤數(shù)字化的基本思想l 掃描跟蹤數(shù)字化的基本思想是：首先通過掃描將地圖(圖件等)轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)，并進(jìn)行適當(dāng)處理；然后采用模式識(shí)別技術(shù)識(shí)別出點(diǎn)和注記；最后使用柵格數(shù)據(jù)矢量化的技術(shù)追蹤出線和面，并根據(jù)地圖內(nèi)容和地圖符號(hào)的關(guān)系，自動(dòng)給矢

13、量數(shù)據(jù)賦屬性值。l 掃描跟蹤數(shù)字化與手扶跟蹤數(shù)字化相比，具有速度快、精度高、自動(dòng)化程度高等優(yōu)點(diǎn)，是目前較為先進(jìn)的地圖數(shù)字化方式，也是今后的發(fā)展方向，正在逐步成為計(jì)算機(jī)地圖制圖中最主要的地圖數(shù)字化方式。31.屬性數(shù)據(jù)的采集 1屬性數(shù)據(jù)的采集方法屬性數(shù)據(jù)的采集較為簡(jiǎn)單，主要使用鍵盤輸入的方式。分兩種情況：當(dāng)屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較小時(shí)，可以在輸入幾何數(shù)據(jù)的同時(shí)，根據(jù)數(shù)字化軟件的提示用鍵盤輸入。當(dāng)屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較大時(shí)，可與幾何數(shù)據(jù)分開輸入，經(jīng)檢查修改后再轉(zhuǎn)入到數(shù)據(jù)庫中。l 在計(jì)算機(jī)地圖制圖系統(tǒng)中，應(yīng)提供方便靈活的手段以對(duì)屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行增加、刪除、修改等操作。32.屬性數(shù)據(jù)與幾何數(shù)據(jù)的聯(lián)系方法l 當(dāng)?shù)貓D要素

14、的屬性數(shù)據(jù)與幾何數(shù)據(jù)分開輸入時(shí)，把屬性數(shù)據(jù)與幾何數(shù)據(jù)聯(lián)系起來的方法是在屬性數(shù)據(jù)與幾何數(shù)據(jù)之間建立一個(gè)惟一的公共標(biāo)志碼。該標(biāo)志碼可以在輸入幾何數(shù)據(jù)或?qū)傩詳?shù)據(jù)時(shí)手工輸入，也可以由系統(tǒng)自動(dòng)生成。l 當(dāng)幾何數(shù)據(jù)或?qū)傩詳?shù)據(jù)沒有公共標(biāo)志碼時(shí)，必須通過人機(jī)交互的方法，如選取一個(gè)地圖要素，再指定其對(duì)應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)來確定兩者之間的關(guān)系，并生成公共標(biāo)志碼。l 在數(shù)據(jù)庫中，只有當(dāng)?shù)貓D要素的幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)有一共同的數(shù)據(jù)項(xiàng)時(shí)，才能將幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)自動(dòng)地連接起來。在地圖要素的幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)連接起來以后，就可以進(jìn)行各種諸如定性、定位等查詢操作與運(yùn)算了。33.地圖數(shù)據(jù)的編輯和數(shù)據(jù)質(zhì)量分析 數(shù)據(jù)編輯l 在數(shù)據(jù)采集的過

15、程中，無論是地圖的幾何數(shù)據(jù)數(shù)字化還是屬性數(shù)據(jù)數(shù)字化，都不可能完全正確，常見的錯(cuò)誤主要有：地圖要素的遺漏，地圖要素的重復(fù)或多余，幾何數(shù)據(jù)的位置不正確或不完整，屬性數(shù)據(jù)的遺漏、重復(fù)，幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接錯(cuò)誤等。因此，必須對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯修改。為此，首先要顯示數(shù)據(jù)，然后才能進(jìn)行編輯修改。34.數(shù)據(jù)顯示l 數(shù)據(jù)顯示是指在屏幕上或通過繪圖機(jī)把有關(guān)信息顯示出來，以便與原圖進(jìn)行比較，找出數(shù)字化過程中的差錯(cuò)，加以編輯修改。l 為了能對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行較為完整的顯示，計(jì)算機(jī)地圖制圖系統(tǒng)應(yīng)提供如下基本功能： 圖形顯示功能。 符號(hào)設(shè)置及符號(hào)庫功能。 圖形輸出功能。35.數(shù)據(jù)質(zhì)量分析 數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念(1)地

16、圖數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本含義l 地圖數(shù)據(jù)具有定位、定性和時(shí)間性三大特征。地圖數(shù)據(jù)的質(zhì)量是指用該數(shù)據(jù)來表達(dá)其三大特征時(shí)所能達(dá)到的準(zhǔn)確性、一致性和完整性，以及它們之間統(tǒng)一性的程度。36.地圖數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本內(nèi)容 準(zhǔn)確性。準(zhǔn)確性主要指地圖數(shù)據(jù)的幾何位置精度和屬性精度， 一致性。這里，一致性主要是指數(shù)據(jù)的邏輯一致性， 完整性。完整性包括諸如地圖要素類型的完整性、數(shù)據(jù)分類的完整性、屬性數(shù)據(jù)的完整性以及注記的完整性等。 現(xiàn)勢(shì)性。現(xiàn)勢(shì)性可以由數(shù)據(jù)的采集時(shí)間、數(shù)據(jù)的更新時(shí)間等來體現(xiàn)。 統(tǒng)一性。統(tǒng)一性主要是指各類數(shù)據(jù)之間的統(tǒng)一協(xié)調(diào)等。37.地圖數(shù)據(jù)庫 計(jì)算機(jī)地圖制圖是地理信息處理的過程。在地理信息的采集、存儲(chǔ)、檢索、分析

17、處理及圖形輸出等過程中，都需要地圖數(shù)據(jù)庫的支持。地圖數(shù)據(jù)庫與一般的數(shù)據(jù)庫相比，不僅數(shù)據(jù)量特別大，而且既要管理屬性數(shù)據(jù)又要管理空間數(shù)據(jù)。地圖數(shù)據(jù)庫是計(jì)算機(jī)地圖制圖系統(tǒng)的重要組成部分。38.面向?qū)ο蟮牡貓D數(shù)據(jù)模型具有如下優(yōu)點(diǎn)：l 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型是一種基于抽象的模型，允許設(shè)計(jì)者在基本功能上選擇最為適用的技術(shù)，可充分吸收和利用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點(diǎn)。l 可以較為有效地模擬和操縱復(fù)雜對(duì)象。l 具有良好的可擴(kuò)充性。39.可視化的概念l 可視化是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將計(jì)算過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果轉(zhuǎn)換為圖形和圖像顯示出來，并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。l 它的主要功能是從復(fù)雜 的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生

18、圖形圖像，并可以分析和理解存入計(jì)算機(jī)的圖形圖像數(shù)據(jù)。 并非只是漂亮的圖形，而是反映復(fù)雜的數(shù)據(jù) 重組數(shù)據(jù)使其更有效率，轉(zhuǎn)化成圖形形式，便于理解和分析 三要素：數(shù)據(jù)（科學(xué)領(lǐng)域）、渲染（計(jì)算機(jī)圖形）、人（感知與理解） 與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和幾何建模的區(qū)別40.可視化的分類l 科學(xué)可視化：來源與測(cè)量和計(jì)算的科學(xué)數(shù)據(jù)可視化 l 數(shù)據(jù)可視化：普通數(shù)據(jù)的可視化，如事務(wù)數(shù)據(jù)、股票數(shù)據(jù)等 l 信息可視化：語義關(guān)系、超文本的可視化 41.可視化的作用 實(shí)現(xiàn)人與機(jī)之間的圖像通信，而不是目前的文字或數(shù)字通信，從而使人們觀察到傳統(tǒng)方法難以觀察到的現(xiàn)象和規(guī)律。使科學(xué)家不再是被動(dòng)地得到計(jì)算結(jié)果，而是知道在計(jì)算過程中發(fā)生了什么現(xiàn)象

19、，并可改變參數(shù)，觀察其影響，對(duì)計(jì)算過程實(shí)現(xiàn)引導(dǎo)和控制?？商峁┰谟?jì)算機(jī)輔助下的可視化技術(shù)手段，從而為在分布環(huán)境下的計(jì)算機(jī)輔助協(xié)同設(shè)計(jì)打下基礎(chǔ)。42地理信息可視化l 地理信息可視化是指運(yùn)用計(jì)算機(jī)地圖制圖技術(shù)以及計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將地理信息輸入、存儲(chǔ)、處理、查詢以及輸出的數(shù)據(jù)結(jié)果采用圖形符號(hào)、圖形、圖像，結(jié)合圖表、文字、表格等可視化形式顯示并進(jìn)行交互處理的理論、方法和技術(shù)。43. 可視化的形式地圖 多媒體 虛擬現(xiàn)實(shí)44.電子地圖的基本特征 (1)數(shù)據(jù)與軟件的集成性l 在產(chǎn)品形式上，紙質(zhì)地圖表現(xiàn)為單一的地圖數(shù)據(jù)輸出，而電子地圖是地圖數(shù)據(jù)與軟件系統(tǒng)的集成，缺一不可。電子地圖的軟件系統(tǒng)又可稱為電

20、子地圖瀏覽系統(tǒng)，它是地圖由數(shù)據(jù)形式到模擬表達(dá)形式的翻譯器和轉(zhuǎn)換器，負(fù)責(zé)將地圖數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容顯示在屏幕上，并支持一系列對(duì)地圖的操作功能。l (2)交互性l 紙質(zhì)地圖一旦印刷完成就成為定型產(chǎn)品，幅面、內(nèi)容、形式都不會(huì)再發(fā)生改變。電子地圖保存在計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)設(shè)備中，電子地圖系統(tǒng)的瀏覽軟件允許用戶對(duì)表達(dá)的地圖內(nèi)容進(jìn)行選擇，并通過縮放、漫游對(duì)地圖表達(dá)區(qū)域進(jìn)行調(diào)整，經(jīng)過用戶的交互操作在屏幕上形成不同的地圖。(3)表達(dá)的多樣性(4)多尺度數(shù)據(jù)的結(jié)合l 一幅紙質(zhì)地圖通常只能表達(dá)某一個(gè)固定比例尺的地圖內(nèi)容。而電子地圖可以同時(shí)載負(fù)多個(gè)比例尺數(shù)據(jù)，并通過設(shè)定的顯示條件動(dòng)態(tài)地調(diào)整地圖表達(dá)的內(nèi)容，如隨著地圖的逐步放大，更

21、大比例尺的地圖被顯示出來。 (5)快速、高精度的信息檢索與地圖分析l 在紙質(zhì)地圖上搜索地圖目標(biāo)需要用戶獨(dú)立完成，并且只能進(jìn)行一些比較簡(jiǎn)單的量算和分析，不僅費(fèi)時(shí)，精度也不容易得到保證。電子地圖利用地圖數(shù)據(jù)庫的查詢、檢索功能和GIS的空間分析功能，很容易實(shí)現(xiàn)用戶對(duì)地圖目標(biāo)的高效、高精度查詢和分析的需要。 (6)多維與動(dòng)態(tài)可視化 在紙質(zhì)地圖中，制圖人員通常將地理對(duì)象的空間分布形態(tài)通過制圖綜合轉(zhuǎn)換為二維平面形式表現(xiàn)出來，即使三維、連續(xù)分布的地圖信息，也間接地轉(zhuǎn)化為等值線形式來表達(dá)。紙質(zhì)地圖表達(dá)的地圖目標(biāo)都是靜態(tài)的、不變化的，要在圖上反映動(dòng)態(tài)變化的地圖現(xiàn)象，往往通過幾個(gè)時(shí)間段的靜態(tài)地圖組合來實(shí)現(xiàn)。而在電

22、子地圖上，不僅可以進(jìn)行地圖的三維顯示、空中飛行、虛擬環(huán)境漫游等，而且可以描述地圖現(xiàn)象的動(dòng)態(tài)變化過程。(7)共享性 與紙質(zhì)地圖相比，電子地圖依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和容量大便于攜帶的存儲(chǔ)設(shè)備，如光盤等，更容易實(shí)現(xiàn)地圖的復(fù)制、傳播和共享。(8)低成本性 電子地圖的內(nèi)容以數(shù)據(jù)的形式保存在地圖數(shù)據(jù)庫中，可以方便地進(jìn)行無損失復(fù)制和數(shù)據(jù)的編輯、修改，從而很容易更新再版，制作周期短，成本低。45.電子地圖的設(shè)計(jì)原則 數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)l 界面設(shè)計(jì) 界面的形式設(shè)計(jì) 界面的顯示設(shè)計(jì) 界面的布局設(shè)計(jì)l 符號(hào)和注記設(shè)計(jì)l 色彩設(shè)計(jì)46.電子地圖集的制作過程 電子地圖集的制作一般包含如下過程： 電子地圖集的選題和目標(biāo)分析

23、； 電子地圖集的結(jié)構(gòu)與風(fēng)格設(shè)計(jì)； 電子地圖集數(shù)據(jù)(包括電子地圖、專題數(shù)據(jù)與多媒體數(shù)據(jù))的加工與制作； 電子地圖集的數(shù)據(jù)集成； 成果檢查與電子地圖瀏覽系統(tǒng)的應(yīng)用測(cè)試； 出版發(fā)行。47.電子地圖集瀏覽系統(tǒng)的開發(fā) 電子地圖集數(shù)據(jù)庫的讀寫功能； 電子地圖集中各種基本單元的顯示功能； 電子地圖的縮放、漫游功能 多媒體(視頻、音頻、圖片、動(dòng)畫等)的播放功能； 當(dāng)鼠標(biāo)在一個(gè)專題圖片單元的關(guān)聯(lián)區(qū)域或電子地圖的熱點(diǎn)、熱線、熱面上點(diǎn)擊時(shí)，關(guān)聯(lián)到另一個(gè)單元或?qū)ｎ}屬性信息的快速響應(yīng)功能； 電子地圖的查詢、檢索功能； 電子地圖的空間分析功能，主要表現(xiàn)為地圖量算、緩沖區(qū)分析和最短路徑分析功能。48.電子地圖集設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開

24、發(fā) 電子地圖集設(shè)計(jì)系統(tǒng)應(yīng)具備的功能包括： 電子地圖集數(shù)據(jù)庫的讀寫功能； 對(duì)電子地圖集的素材(包括電子地圖、專題圖片、視頻、音頻、圖像、動(dòng)畫等)進(jìn)行分門別類的管理，以便在需要時(shí)可以快速檢索得到； 可以構(gòu)建9種類型的基本單元，不同的單元類型具有自己獨(dú)立的參數(shù)形式； 建立各基本單元之間的關(guān)聯(lián)方法，包括在專題圖片上通過指定關(guān)聯(lián)區(qū)域與其他素材關(guān)聯(lián)，在電子地圖上通過添加熱點(diǎn)、熱線和熱面與專題屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)； 可以構(gòu)建電子地圖集的符號(hào)庫系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)電子地圖的顯示。49.系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)條件n 可支撐的硬件環(huán)境n 適合的軟件環(huán)境n 全面的專業(yè)知識(shí)與技能50.系統(tǒng)開發(fā)過程按照軟件工程化方法定義，CAC系統(tǒng)開發(fā)包括系統(tǒng)

25、的需求分析、設(shè)計(jì)、軟件實(shí)現(xiàn)、軟件測(cè)試與運(yùn)行維護(hù)5個(gè)階段。 （1）.需求分析 需求分析是系統(tǒng)開發(fā)的前期階段，主要明確系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的目標(biāo)與任務(wù)要求。只有確定了系統(tǒng)需要做什么，才能進(jìn)一步研究系統(tǒng)必須具備哪些功能，以及如何實(shí)現(xiàn)這些功能。（2）系統(tǒng)設(shè)計(jì)n 總體設(shè)計(jì) 該階段確定系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)框架，主要是將前面的各項(xiàng)需求轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)，包括各個(gè)模塊的功能、組成以及模塊之間的相互關(guān)系。n 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì) 針對(duì)系統(tǒng)需求建立數(shù)據(jù)模型。n 詳細(xì)設(shè)計(jì) 這一階段要對(duì)每個(gè)模塊完成的功能進(jìn)行具體的、結(jié)構(gòu)化的過程描述，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、實(shí)施的功能和使用數(shù)據(jù)之間的關(guān)系等。（3）軟件實(shí)現(xiàn)軟件實(shí)現(xiàn)是系統(tǒng)開發(fā)的核心環(huán)節(jié)，它直接表現(xiàn)

26、為程序編制，即將系統(tǒng)設(shè)計(jì)的結(jié)果采用特定的程序設(shè)計(jì)語言。（4）軟件測(cè)試n 軟件測(cè)試的目的是盡可能找出在總體設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)、軟件編碼中的錯(cuò)誤，加以糾正，從而確保得到高質(zhì)量的軟件。n 軟件測(cè)試包括單元測(cè)試、組裝測(cè)試、確認(rèn)測(cè)試、系統(tǒng)測(cè)試等。（5）運(yùn)行維護(hù) 測(cè)試通過的系統(tǒng)經(jīng)過一定時(shí)期(一般為幾個(gè)月)的試運(yùn)行并得到進(jìn)一步完善后，可以正式投入運(yùn)行使用。但是，軟件中仍然可能存在暫未發(fā)現(xiàn)的問題隱患，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、功能在實(shí)踐過程中需要修改、調(diào)整，需要適應(yīng)新的系統(tǒng)工作環(huán)境、設(shè)備等，都會(huì)提出系統(tǒng)維護(hù)的要求。在CAC系統(tǒng)中，地圖數(shù)據(jù)采集設(shè)備的不斷更新、采集方式的不斷進(jìn)步、地圖制圖規(guī)范的進(jìn)一步完善，都會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)軟件的升級(jí)維

27、護(hù)。51.軟件開發(fā)模型n 瀑布模型n 增量模型n 螺旋模型n 噴泉模型51.軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法n 結(jié)構(gòu)化方法 它通過自上而下、逐層細(xì)化的方法將系統(tǒng)劃分為一個(gè)個(gè)模塊，其采取的策略是分解和抽象。一方面，通過分解將復(fù)雜的問題劃分成若干個(gè)相對(duì)簡(jiǎn)單的小問題，然后分別予以解決；另一方面，不同的分解層次又具有不同的抽象程度，在頂層首先關(guān)注問題最本質(zhì)的方面，其抽象程度最高，隨著層次降低，越來越多地關(guān)注問題的具體方面，即問題的細(xì)節(jié)。這一方法貫穿于分析、設(shè)計(jì)和程序設(shè)計(jì)的過程中，分別稱為結(jié)構(gòu)化分析(SA)、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)(SD)和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(jì)(SP) 結(jié)構(gòu)化方法使用的工具有數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、判定表、判定樹和結(jié)構(gòu)化語

28、言等。結(jié)構(gòu)化方法作為使用最早、使用時(shí)間最長(zhǎng)、發(fā)展最為成熟的軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)方法，具有簡(jiǎn)單、實(shí)用的特點(diǎn)，開發(fā)者容易掌握和使用，特別適合于瀑布模型。n 面向?qū)ο蠓椒?面向?qū)ο蠓椒ㄊ且环N圍繞客觀世界的概念來組織模型的全新的思考方式，它是一種運(yùn)用對(duì)象、類、繼承、封裝、聚合、消息傳送和多態(tài)性等概念來構(gòu)造系統(tǒng)的軟件開發(fā)方法。52.結(jié)構(gòu)化方法在CAC系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用 系統(tǒng)分析CAC系統(tǒng)需要完成以下基本功能：n 地圖數(shù)據(jù)(包含空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù))的采集與入庫；n 地圖數(shù)據(jù)的維護(hù)和更新；n 地圖數(shù)據(jù)的制圖輸出。53.地圖數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（1）圖層的概念及其分類（2）空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)54.地圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能模塊

29、 55. 地圖符號(hào)庫子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 （1） 基礎(chǔ)地圖符號(hào)基礎(chǔ)地圖符號(hào)反映地圖目標(biāo)表達(dá)的可重復(fù)單元，包括點(diǎn)、線、面符號(hào)。其中地圖符號(hào)的內(nèi)部組成的幾何要素稱為圖元，基礎(chǔ)地圖符號(hào)可視為一組圖元的有序集合。56.地圖符號(hào)庫子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 地圖符號(hào)庫管理系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)與專題兩類地圖符號(hào)的建立、組織、管理功能與應(yīng)用接口。這包括利用各類圖元的設(shè)置與組合進(jìn)行點(diǎn)、線、面符號(hào)的創(chuàng)建、存取、修改、刪除等處理功能，以及面向各種類型地圖目標(biāo)的符號(hào)化調(diào)用接口。 基礎(chǔ)地圖符號(hào)的符號(hào)化調(diào)用函數(shù)的參數(shù)包括地圖目標(biāo)分類碼和目標(biāo)空間數(shù)據(jù)。 專題地圖符號(hào)的符號(hào)化調(diào)用函數(shù)的參數(shù)在分類碼和空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，增加目標(biāo)的專題數(shù)據(jù)表達(dá)

30、式，以確定專題表達(dá)的內(nèi)容。57.地圖數(shù)據(jù)處理模塊 地圖數(shù)據(jù)處理的功能模塊包括坐標(biāo)變換模塊、投影變換模塊、編輯修改模塊、制圖綜合模塊和地圖接邊模塊等。 以坐標(biāo)轉(zhuǎn)換模塊為例： 控制點(diǎn)的建立 坐標(biāo)變換關(guān)系的建立 坐標(biāo)變換的實(shí)施 58.地圖數(shù)字化采集模塊 59.地圖制圖輸出模塊的設(shè)計(jì) 地圖制圖輸出主要依賴于地圖符號(hào)庫子系統(tǒng)的支持。 該模塊首先從地圖數(shù)據(jù)庫中依次取出一個(gè)圖層，判斷圖層類型，然后在圖層內(nèi)再依次取出每一個(gè)地圖目標(biāo)，判斷目標(biāo)的分類碼，將圖層類型以及地圖目標(biāo)的分類碼、空間數(shù)據(jù)和相關(guān)專題數(shù)據(jù)(如果為專題地圖符號(hào))一起傳遞給地圖符號(hào)化模塊。58.系統(tǒng)的軟件實(shí)現(xiàn) CAC系統(tǒng)軟件必須通過程序編制實(shí)現(xiàn)。程

31、序編制簡(jiǎn)稱編程，是軟件開發(fā)的核心工作，其任務(wù)就是應(yīng)用編程語言把已設(shè)計(jì)的各個(gè)模塊轉(zhuǎn)變?yōu)橛?jì)算機(jī)編程的前期工作 在編寫程序前首先應(yīng)完成系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)，也稱為“過程設(shè)計(jì)”。詳細(xì)設(shè)計(jì)并不是具體地編程序，而是將各個(gè)模塊細(xì)化成很容易從中產(chǎn)生程序的“圖紙”。 系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)也是詳細(xì)設(shè)計(jì)的重要內(nèi)容之一。軟件開發(fā)平臺(tái)的選擇 軟件開發(fā)平臺(tái)不僅僅指軟件的編程語言，還包括相關(guān)的開發(fā)環(huán)境，如編程語言的版本、支持的庫函數(shù)和資源、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)模式等。選擇軟件開發(fā)平臺(tái)要考慮到系統(tǒng)開發(fā)的任務(wù)和需求。59.CAC系統(tǒng)對(duì)軟件開發(fā)平臺(tái)的基本要求包括： 具有靈活方便的編程環(huán)境。支持大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)的處理。具有構(gòu)建復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的能力。支持圖形數(shù)據(jù)的

32、運(yùn)算、表達(dá)。具有良好的軟件可移植性、可維護(hù)性和可擴(kuò)展性。60.程序編寫的基本要求 在CAC系統(tǒng)的開發(fā)中，由于系統(tǒng)功能多，內(nèi)容復(fù)雜，一般需要安排若干人同時(shí)參加程序編寫，所以需要更加強(qiáng)調(diào)程序的可讀性和可重用性。一般認(rèn)為好的程序應(yīng)具備的特點(diǎn)是：能夠完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)；調(diào)試代價(jià)低；易于維護(hù)，易于修改；設(shè)計(jì)不復(fù)雜；效率高等。61. 系統(tǒng)界面的實(shí)現(xiàn) 1）CAC系統(tǒng)界面的一般形式 基于命令的界面?；诓藛悟?qū)動(dòng)的界面?；跀?shù)據(jù)流圖的圖形用戶界面。 （2）鼠標(biāo)的應(yīng)用 菜單驅(qū)動(dòng)的界面往往需要鼠標(biāo)支持。在Turbo C環(huán)境下，系統(tǒng)可以自行開發(fā)鼠標(biāo)信息函數(shù)。（3）菜單庫的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用 由于CAC系統(tǒng)的菜單項(xiàng)層次可達(dá)3-4

33、層，且數(shù)量多，采用通過程序固定實(shí)現(xiàn)的方法，往往存在程序代碼冗長(zhǎng)且重復(fù)性大的問題。為了增加菜單的靈活性，系統(tǒng)宜采用菜單自動(dòng)生成的方法。針對(duì)這一要求，菜單的界面實(shí)現(xiàn)除了圖形上的表達(dá)外，還需要菜單庫的支持。（4）菜單的顯示 62.掃描圖像數(shù)據(jù)的導(dǎo)入功能實(shí)現(xiàn) 地圖掃描后獲取的圖像保存為bmp，Pcx，tiff等圖像文件形式，可以作為特殊的柵格圖層導(dǎo)人到一個(gè)地圖工程中，并作為地圖數(shù)據(jù)采集的參考底圖。 圖像文件一般都包括圖像文件頭和圖像數(shù)據(jù)兩個(gè)部分。63.地圖目標(biāo)的采集與保存功能實(shí)現(xiàn) 地圖目標(biāo)的采集模塊地圖目標(biāo)的存儲(chǔ)模塊64.地圖目標(biāo)的編輯功能實(shí)現(xiàn) 地圖目標(biāo)采集過程中，由于硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)和人為的諸多因

34、素，可能會(huì)出現(xiàn)各種各樣的采集錯(cuò)誤，修改這些錯(cuò)誤需要地圖目標(biāo)的編輯功能支持。 目標(biāo)編輯主要是在地圖瀏覽的基礎(chǔ)上對(duì)地圖目標(biāo)的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進(jìn)行增加、修改、刪除處理，包括目標(biāo)處理和節(jié)點(diǎn)處理兩個(gè)方面。 65.地圖制圖的一般過程 地圖設(shè)計(jì)和編輯準(zhǔn)備階段l 地圖設(shè)計(jì)的任務(wù)包括：根據(jù)制圖的目標(biāo)、任務(wù)和用途，確定地圖的選題、內(nèi)容、指標(biāo)、比例尺和地圖投影；l 搜集、選擇、分析和加工制圖資料；選擇表示方法和設(shè)計(jì)圖例符號(hào)；l 確定制圖綜合原則和綜合指標(biāo)；對(duì)于專題地圖，還需要將地理底圖和專題內(nèi)容分別設(shè)計(jì)；l 最后形成完整、協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的地圖編制設(shè)計(jì)書，并制定出地圖編制的具體工作計(jì)劃。 地圖編稿和編繪階段該階段的主要

35、任務(wù)包括：l 資料處理；l 展繪數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；l 進(jìn)行地圖內(nèi)容的轉(zhuǎn)繪與編繪 地圖整飾和制印階段l 該階段主要完成地圖印刷前的準(zhǔn)備工作(地圖整飾)及最后的制版印刷工作。l 地圖整飾泛指地圖設(shè)計(jì)與生產(chǎn)中美化地圖外貌及規(guī)格化的各種技術(shù)工作，這里主要指地圖印刷前依據(jù)編繪原圖進(jìn)行的地圖清繪(或刻繪)，制成印刷用的出版原圖，以及制作與出版有關(guān)的分色參考圖和彩色樣圖等。l 地圖制印包括出版原圖的復(fù)照或翻版，分版分涂，制版打樣，以及印刷、裝幀等。66.CAC系統(tǒng)的應(yīng)用流程 編輯準(zhǔn)備l 地圖資料的數(shù)字化采集方式l 地圖的圖層設(shè)置方案l 地圖目標(biāo)的數(shù)字化方法l 地圖符號(hào)與地圖符號(hào)庫l 地圖屬性數(shù)據(jù)項(xiàng)的定義 數(shù)據(jù)采集l

36、 空間數(shù)據(jù)采集l 屬性數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)處理l 采集數(shù)據(jù)的空間參考系不一致l 數(shù)據(jù)的詳略程度不匹配l 目標(biāo)之間的空間和屬性關(guān)系矛盾 圖形輸出l 圖形輸出是CAC系統(tǒng)的目標(biāo)功能。l 地圖數(shù)據(jù)的采集、編輯、處理最終是為圖形輸出服務(wù)，它將采集、處理以后的正確的地圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地圖圖形，可以直接通過屏幕顯示或打印機(jī)、繪圖儀輸出，也可以將輸出的圖形轉(zhuǎn)換為圖像后進(jìn)行分版處理，印刷成圖。計(jì)算、算法部分1普通地圖矢量符號(hào)（庫）算法 地圖符號(hào)地圖符號(hào)的類型：（1）按圖形特征分： 點(diǎn)狀符號(hào)； 線狀符號(hào)； 面狀符號(hào)； 注記符號(hào)。點(diǎn)狀符號(hào)：是在地圖對(duì)象定位點(diǎn)上用幾何圖形表示地圖對(duì)象屬性的符號(hào)。點(diǎn)狀符號(hào)的屬性包括：圖形類型、符號(hào)大小、邊框顏色和填充顏色。幾何圖形一般有十字符、三角形、正方形、圓形和五角星等。 點(diǎn)狀符號(hào)的定位對(duì)點(diǎn)狀地圖對(duì)象就是其本身的位置，對(duì)面狀地圖對(duì)象就是中心點(diǎn)的位置。線狀符號(hào)：是在線狀地圖對(duì)象或者面狀地圖對(duì)象的位置上用不同寬度和線型表示地圖對(duì)象屬性的符號(hào)。線狀符號(hào)的屬性包括：線條類型、線條寬度和線條顏色。其中線型可以是實(shí)線、虛線、點(diǎn)線、點(diǎn)劃線等。 面狀符號(hào)：是在面狀地圖對(duì)象的范圍內(nèi)用不同填充模式和填充顏色表示地圖對(duì)象屬性的符號(hào)。面狀符號(hào)的屬性包括：填充模式、填充顏色、是否加邊框、邊框的線條類型、邊框