地图开窗算法设计

实验四地图开窗算法设计（09214704）

重 点：掌握二维图形点、线段、多边形和字符的裁剪算法。

难 点：理解二维裁剪算法思想并且用C语言进行算法的实现。

课时安排：授课4学时（线段裁剪：2学时；多边形裁剪：2学时）；

上机4学时（多边形裁剪）。

一、裁剪的意义

为了描述图形对象，我们必须存储它的全部信息，但有时为了达到分区描述或重点描述某一部分的目的，往往将要描述的部分置于一个窗口内，而将窗口外的部分“剪掉”，这个处理过程叫做裁剪，裁剪在计算机图形处理中具有十分重要的意义。

裁剪实质上是从数据集合中抽取信息的过程，这个过程是通过一定的计算方法来实现。

裁剪就是将指定窗口作为图形边界，将窗口内的图形保留，而窗口外的图形则被舍弃。

二、裁剪的目的

裁剪的基本目的是判断某个图形元素是否落在窗口之内，如落在窗口之内则进一步求出位于窗口内的部分。

三、裁剪处理涉及

1、图元在窗口内外的判别；

2、图形元素与窗口的求交。

3.3 多边形的裁剪

前面讨论了线段的裁剪，多边形的裁剪是以线段裁剪为基础的，但又不同于线段的裁剪。通常有一种错觉，认为只要把多边形的每条边用直线裁剪方法裁剪后，就完成了对多边形的裁剪。

其实不然，在计算机图形学中，多边形定义了一个封闭的二维区域，它把平面分成多边形内区和外区，一个多边形的裁剪结果仍应该是封闭的多边形，而不是一些孤立的线段。

如图中所示，裁剪后的多边形仍应保留原多边形各边的连接顺序并加入一些新顶点（交点、窗口顶点）及删除界外顶点；一个凹多边形裁剪后，可能分裂为几个多边形。

多边形裁剪的常用算法

1．Sutherland-Hodgeman多边形裁剪

2．Weiler－Atherton任意多边形裁剪

3.3.1 Sutherland-Hodgeman多边形裁剪

Sutherland-Hodgman算法也叫逐边裁剪法，该算法是萨瑟兰德(I．E．Sutherland)和霍德曼(Hodgman)在1974年提出的。这种算法采用了分割处理、逐边裁剪的方法。

一、Sutherland-Hodgeman多边形裁剪算法思想：

每次用窗口的一条边界(包括延长线)对要裁剪的多边形进行裁剪，裁剪时，顺序地测试多边形各顶点，保留边界内侧的顶点，删除外侧的顶点，同时，适时地插入新的顶点：即交点和窗口顶点，从而得到一个新的多边形顶点序列。

然后以此新的顶点序列作为输入，相对第二条窗边界线进行裁剪，又得到一个更新的多边形顶点序列。

依次下去，相对于第三条、第四条边界线进行裁剪，最后输出的多边形顶点序列即为所求的裁剪好了的多边形。如下图所示。

新的多边形顶点序列产生规则：

在用窗口一条边界及其延长线裁剪一个多边形时，该边界线把平面分成两个部分：一部分称为边界内侧；另一部分称为边界外侧。

如下图所示,依序考虑多边形的各条边。假设当前处理的多边形的边为SP(箭头表示顺序关系，S为前一点，P为当前点)，边SP与裁剪线的位置关系只有下面四种情况：

1、S在外侧，P在内侧。则交点Q、当前点P保存到新多边形中。

2、S、P均在内侧，则当前点P保存到新多边形中。

3、S在内侧，P在外侧。则交点Q保存到新多边形中。

4、S、P均在外侧。则没有点被保存到新多边形中。

二、Sutherland-Hodgeman多边形裁剪算法实现：

1、已知：多边形顶点数组p[ ][2]，顶点个数n，

裁剪边界xmin(假设对左边界进行裁剪)，

定义新多边形顶点数组q[][2]。

2、赋初值：被裁多边形顶点数组的下标变量i=0；

新多边形顶点数组的下标变量j=-1；

前一个点S的x方向分量s[0]=p[n-1][0]；

S的y方向分量s[1]=p[n-1][1]；

前一个点S的内外标志，用变量flag来标识：

0表示在内侧，1表示在外侧。

if(s在边界内侧) /*例如对左边界：s[0]>=xmin*/

flag=0；

else

flag=1；

3、对多边形的n条边进行处理，对当前点号的考虑为：0～n-1。

for(i=0；i

{

if(当前第i个顶点是否在边界内侧？) /*对左边界：p[i][0]>=xmin */

{

if(flag!=0) /*前一个点在外侧吗？*/

{

flag=0；/*从外到内的情况，将标志置0,作为下一次循环的前一点标志*/

j++；

q[j][0]=求出交点的x方向分量；/*将交点q放入新多边形*/

q[j][1]=求出交点的y方向分量；

}

j++；

q[j][0]= p[i][0]；/*将当前点p i放入新多边形*/

q[j][1]= p[i][1]；

}

else

{

if(flag==0) /*前一个点在内侧吗？*/

{

flag=1；/*从内到外的情况，将标志置1,作为下一次循环的前一点标志*/

j++；

q[j][0]=求出交点的x方向分量；/*将交点q放入新多边形*/

q[j][1]=求出交点的y方向分量；

}

}

s[0]=p[i][0]；/*将当前点作为下次循环的前一点*/

s[1]=p[i][1]；

}

四、点在边界内侧的判断方法：

为了判断p i点是否在边界内侧可用坐标比较法和更通用的向量叉积符号判别法。

1、坐标比较法

将点的某个方向分量与边界进行比较。

例如，判断某点是否在下边界内侧,用条件判别式：if(p[i][1]>=ymin) 即可。

对其它边界也一样。但不能写成通用公式。

2、向量叉积法

为简单计，测试点表示为P点。假设窗口边界方向为顺时针，如图中所示，对于其中任一边界向量，从向量起点A向终点B看过去：

如果被测试点P在该边界线右边(即内侧)，AB×AP的方向与X-Y平面垂直并指向屏幕里面，即右手坐标系中Z轴的负方向。

反过来，如果P在该边界线的左边(即外侧)，这时AB×AP的方向与X-Y平面垂直并指向屏幕外面，即右手坐标系中Z轴的正方向。

设：点P(x，y)、点A(x A，y A)、点B(x B，y B)，

向量AB={(x B-x A)，(y B-y A)}，

向量AP={(x-x A)，(y-y A)}，

那么AB×AP的方向可由下式的符号来确定：

V=(x B-x A)·(y-y A)-(x-x A)·(y B-y A) (3-14) 因此，当V≤0时，P在边界线内侧；

而V>0时，P在边界线外侧。

五、Sutherland-Hodgeman多边形裁剪算法特点：

Sutherland－Hodgeman多边形裁剪算法具有一般性，被裁剪多边形可以是任意凸多边形或凹多边形，裁剪窗口不局限于矩形，可以是任意凸多边形。

上面的算法是多边形相对窗口的一条边界进行裁剪的实现，对于窗口的每一条边界依次调用该算法程序，并将前一次裁剪的结果多边形作为下一次裁剪时的被裁剪多边形，即可得到完整的多边形裁剪程序。

一、Weiler－Atherton任意多边形裁剪算法描述：

在算法中，裁剪窗口、被裁剪多边形可以是任意多边形：凸的、凹的（内角大于180o）、甚至是带有内环的（子区），见下图。

裁剪窗口和被裁剪多边形处于完全对等的地位，这里我们称：

1、被裁剪多边形为主多边形，记为A；

2、裁剪窗口为裁剪多边形，记为B。

主多边形A和裁剪多边形B的边界将整个二维平面分成了四个区域：

1、A∩B（交：属于A且属于B）；

2、A－B（差：属于A不属于B）；

3、B－A（差：属于B不属于A）；

4、A∪B(并：属于A或属于B，取反；即：不属于A且不属于B)。

内裁剪即通常意义上的裁剪，取图元位于窗口之内的部分，结果为A∩B。

外裁剪取图元位于窗口之外的部分，结果为A－B。

观察右图不难发现裁剪结果区域的边界由被裁剪多边形的部分边界和裁剪窗口的部分边界两部分构成，并且在交点处边界发生交替，即由被裁剪多边形的边界转至裁剪窗口的边界，或者反之。由于多边形构成一个封闭的区域，所以，如果被裁剪多边形和裁剪窗口有交点，则交点成对出现。这些交点分成两类：

一类称“入”点，即被裁剪多边形由此点进入裁剪窗口，

如图中a、c、e；

一类称“出”点，即被裁剪多边形由此点离开裁剪窗口，

如图中b、d、f。

二、Weiler－Atherton任意多边形裁剪算法思想：

假设被裁剪多边形和裁剪窗口的顶点序列都按顺时针方向排列。当两个多边形相交时，交点必然成对出现，其中一个是从被裁剪多边形进入裁剪窗口的交点，称为“入点”，另一个是从被裁剪多边形离开裁剪窗口的交点，称为“出点”。

算法从被裁剪多边形的一个入点开始，碰到入点，沿着被裁剪多边形按顺时针方向搜集顶点序列；

而当遇到出点时，则沿着裁剪窗口按顺时针方向搜集顶点序列。

按上述规则，如此交替地沿着两个多边形的边线行进，直到回到起始点。这时，收集到的全部顶点序列就是裁剪所得的一个多边形。

由于可能存在分裂的多边形，因此算法要考虑：将搜集过的入点的入点记号删去，以免重复跟踪。将所有的入点搜集完毕后算法结束。

三、Weiler－Atherton任意多边形裁剪算法步骤：

1、顺时针输入被裁剪多边形顶点序列Ⅰ放入数组1中。

2、顺时针输入裁剪窗口顶点序列Ⅱ放入数组2中。

3、求出被裁剪多边形和裁剪窗口相交的所有交点，并给每个交点打上“入”、“出”标记。

然后将交点按顺序插入序列Ⅰ得到新的顶点序列Ⅲ，并放入数组3中；

同样也将交点按顺序插入序列Ⅱ得到新的顶点序列Ⅳ，放入数组4中；

4、初始化输出数组Q，令数组Q为空。接着从数组3中寻找“入”点。

如果“入”点没找到，程序结束。

5、如果找到“入”点，则将“入”点放入S中暂存。

6、将“入”点录入到输出数组Q中。并从数组3中将该“入”点的“入”点标记删去。

7、沿数组3顺序取顶点：

如果顶点不是“出点”，则将顶点录入到输出数组Q中，流程转第7步。

否则，流程转第8步。

8、沿数组4顺序取顶点：

如果顶点不是“入点”，则将顶点录入到输出数组Q中，流程转第8步。

否则，流程转第9步。

9、如果顶点不等于起始点S，流程转第6步，继续跟踪数组3。

否则，将数组Q输出；

流程转第4步，寻找可能存在的分裂多边形。

算法在第4步：满足“入”点没找到的条件时，算法结束。算法的生成过程见下图所示。

四、Weiler－Atherton任意多边形裁剪算法实现：

1、算法在实现中，需要用到六个数组，分别用来存放：被裁剪多边形、裁剪窗口、交点数组、插入交点后的被裁剪多边形、插入交点后的裁剪窗口、输出多边形。

2、由于交点具有“入”、“出”标记，因此凡与交点有关的数组都要采用结构数组类型：

struct point

{

double x；

double y；

int flag；

}交点数组，数组3，数组4；

标记flag有三种状态：

0：非交点；

1：“入”点；

-1：“出”点。

3、求交点时，利用被裁剪多边形的各边去对裁剪窗口的各边求交点：

for（被裁剪多边形的各边）

{

…；

for（裁剪窗口的各边）

{

求有效交点；放入交点数组；

…；

}

}

4、交点的顺序插入，意味着要对交点数组排序后再分别插入到数组1、数组2的相应位置上。

5、所谓找“入”点、“出”点，必须根据flag找寻满足条件的顶点位置。不光数组3中要找“入”点、“出”点，而且找到后还要转到数组4的相应顶点位置处。对数组4的处理也同上。这种处理在本算法中大量遇到。

六、Weiler－Atherton任意多边形裁剪算法特点：

1、裁剪窗口可以是矩形、任意凸多边形、任意凹多边形。

2、可实现被裁剪多边形相对裁剪窗口的内裁或外裁，即保留窗口内的图形或保留窗口外的图形，因此在三维消隐中可以用来处理物体表面间的相互遮挡关系。

3、裁剪思想新颖，方法简洁，裁剪一次完成，与裁剪窗口的边数无关。

七、Weiler－Atherton任意多边形裁剪算法小结：

前面介绍的是内裁算法，即保留裁剪窗口内的图形。而外裁算法（保留裁剪窗口外的图形）同内裁算法差不多。

外裁算法与内裁算法不同的是：

1、从被裁剪多边形的一个“出点”开始，碰到出点，沿着被裁剪多边形按顺时针方向搜集顶点序列；

2、而当遇到“入点”时，则沿着裁剪窗口按逆时针方向搜集顶点序列。

按上述规则，如此交替地沿着两个多边形的边线行进，直到回到起始点为止。这时，收集到的全部顶点序列就是裁剪所得的一个多边形。

由于可能存在分裂的多边形，因此算法要考虑：将搜集过的“出点”的出点记号删去，以免重复跟踪。将所有的出点搜集完毕后算法结束。

Weiler－Atherton算法的的设计思想很巧妙，裁剪是一次完成，不象Sutherland-Hodgman 多边形裁剪算法，每次只对裁剪窗口的一条边界及其延长线进行裁剪，如裁剪窗口有n条边，则要调用n次S-H算法后才能最后得出裁剪结果。

但Weiler－Atherton算法的编程实现比Sutherland-Hodgman算法稍难，主要难在入、出点的查寻以及跨数组搜索上。

3.1 点的裁剪

先看简单的点图元裁剪，它是线段裁剪以及后面的多边形裁剪的基础。

如果矩形窗口的左、右横坐标为：x min、x max；

上、下纵坐标为：y min，y max。

某点（x，y）在窗口内的充分必要条件是：

x min≤x≤x max

（3－1）

y min≤y≤y max

如果上面四个不等式中任何一个不满足，则点（x，y）位于窗口之外。

对于任意多边形窗口，需要根据第二章提到的多边形内点的判别准则进行判断。

2、多边形内点的判别准则

对多边形进行填充，关键是找出多边形内的象素。在顺序给定多边形顶点坐标的情况下，如何判明一个象素点是处于多边形的内部还是外部呢？

从测试点引出一条伸向无穷远处的射线(假设是水平向右的射线)，因为多边形是闭合的，那么：

若射线与多边形边界的交点个数为奇数时，则该点为内点(例：图中测试点4引出的射线)；

反之，交点个数为偶数时，则该点为外点。(例：测试点2引出的射线)。

多边形内点的判别准则和奇异点

3.2 线段的裁剪

直线段的裁剪比点复杂，其裁剪方法又是多边形裁剪和三维图形裁剪

的基础。

一、直线裁剪的基本思想

判断直线与窗口的位置关系：

1．确定直线是完全可见；

2．部分可见；

3．还是完全不可见。

对部分可见线段，求出它与窗口边界的交点，并将窗口内的线段输出。

二、裁剪线段和窗口的关系

假定窗口左下角坐标为(x min，y min)，右上角坐标为(x max，y max)，待裁剪线段和窗口的关系如图所示，这五种位置关系存在下面三种情况：

1、直线的两个端点均在窗口内，如图中AB线。这时直线完全可见，可被简单接受。

2、直线的两个端点都在窗口外，并且位于窗口某一边界的同一外侧，如图中EF线。则直线完全不可见，可被简单舍弃。

3、除此之外需要求交点，以确定直线在窗口某一边界内是否有可见部分,并裁掉外部线段，显示内部线段。如CD、GH、IJ线。

为了提高裁剪效率，算法设计一般可从下面两方面作出考虑：

(1) 快速判断情况1和情况2。

(2)在情况3中，设法减少求交的次数和每次求交时所需的计算量。

三、直线求交计算

当线段P1P2穿过某边界L时，交点P的计算如图中所示。

根据直线两点式方程：

(3－2) 整理后得通用交点公式：

(3－3)

1、与上边界的求交公式：

(3－4)

2、与下边界的求交公式：

(3－5)

3、与右边界的求交公式：

(3－6)

4、与左边界的求交公式：

(3－7)

四、直线裁剪的常用算法

1．Cohen－Sutherland算法

2．中点分割算法

3．梁友栋-Barsky裁剪算法

3.2.1 Cohen－Sutherland算法

一、Cohen－Sutherland算法思想：

该算法也称为编码算法，首先对线段的两个端点按所在的区域进行分区编码，根据编码可以迅速地判明全部在窗口内的线段和全部在某边界外侧的线段。只有不属于这两种情况的线段，才需要求出线段与窗口边界的交点，求出交点后，舍去窗外部分。

对剩余部分，把它作为新的线段看待，又从头开始考虑。两遍循环之后，就能确定该线段是部分截留下来，还是全部舍弃。

二、Cohen－Sutherland算法步骤：

1、分区编码

延长裁剪边框将二维平面分成九个区域，每个区域各用一个四位二进制代码标识。各区代码值如图中所示。

四位二进制代码的编码规则是：

(1)第一位置1：区域在左边界外侧

(2)第二位置1：区域在右边界外侧

(3)第三位置1：区域在下边界外侧

(4)第四位置1：区域在上边界外侧

裁剪窗口内（包括边界上）的区域，四位二进制代码均为0。

设线段的两个端点为P1（x1，y1）和P2（x2，y2），根据上述规则，可以求出P1和P2所在区域的分区代码C1和C2。

2、判别

根据C1和C2的具体值，可以有三种情况：

（1）C1=C2＝0，表明两端点全在窗口内，因而整个线段也在窗内，应予保留。

（2）C1&C2≠0（两端点代码按位作逻辑乘不为0），即C1和C2至少有某一位同时为1，表明两端点必定处于某一边界的同一外侧，因而整个线段全在窗外，应予舍弃。

（3）不属于上面两种情况，均需要求交点。

3、求交点

假设算法按照：左、右、下、上边界的顺序进行求交处理，对每一个边界求完交点，并相关处理后，算法转向第2步，重新判断，如果需要接着进入下一边界的处理。

为了规范算法，令线段的端点P1为外端点，如果不是这样，就需要P1和P2交换端点。

当条件(C1&0001≠0)成立时，表示端点P1位于窗口左边界外侧，按照前面介绍的求交公式，进行对左边界的求交运算。

依次类推，对位于右、下、上边界外侧的判别，应将条件式中的0001分别改为0010、0100、1000即可。

求出交点P后，用P1=P来舍去线段的窗外部分，并对P1重新编码得到C1，接下来算法转回第2步继续对其它边界进行判别。

三、Cohen－Sutherland算法分区编码程序：

3.2.2 中点分割算法

Cohen－Sutherland直线裁剪算法，充分利用了直线段与裁剪边框的相关性，使裁剪速度大大提高，但在求交过程中仍采用了乘除运算，裁剪速度受到影响。而中点分割法的特点，就在于它是用连续平分线段最终求得交点的方法代替用乘除法实现求交运算。这样只需进行整数的加法和用运算器右移一位来实现除法运算，从而避免去做大量的乘除法。

一、中点分割算法思想：

1、中点公式

（3－8）

2、中点分割法求交点的规则

如图中所示，当线段P1P2求出中点P后，舍弃线段的哪部分，由下面两条规则决定：

中点分割法求交点规则

（1）如果P1与P同侧，移动P1点；（即可能的交点只能出现在PP2段）

if((C1&C)!=0) P1=P;

（2）如果P1与P不同侧，移动P2点。（即可能的交点只能出现在P1P段）if((C1&C)= =0) P2=P;

二、中点分割算法实现：

1、将直线的两端点P1、P2编码得：C1、C2；

2、判别

根据C1和C2的具体值，可以有三种情况：

（1）C1＝C2＝0，表明两端点全在窗口内，因而整个线段也在窗内，应予保留。

（2）C1&C2≠0（两端点代码按位作逻辑乘不为0），即C1和C2至少有某一位同时为1，表明两端点必定处于某一边界的同一外侧，因而整个线段全在窗外，应予舍弃。

（3）不属于上面两种情况，均需要求交点。

3、求交点

（1）令窗外端点为P1，如果窗外点不是P1，则P1和P2交换端点；

（2）保留窗内端点P2到暂存器里；

（3）对P1编码为C1；

（4）用中点公式求出中点，并编码得C；

（5）按照中点算法的求交规则：

若P1和P同侧，移动P1点；if((C1&C)!=0)P1=P;

否则，移动P2点。else P2=P;

（6）流程转（3），直到P1和P2相差一个单位时：令交点为P2，取出暂存器的端点赋给P1，然后转向流程1。

三、中点分割算法特点：

1、求交点的次数（n）与线段长度（L）有关，其关系为：L=2n。

例如：线段长度为256，则求交点的次数为8。

2、中点分割法求出的交点是边界上的有效交点，而不是边界及其延长线上的交点。

（而Cohen－Sutherland直线裁剪算法求出的则是边界上或者边界的延长线上的交点。）

3.2.3 梁友栋-Barsky裁剪算法

Cyrus和Beck用参数化方法提出了比Cohen-Sutherland更有效的算法。后来梁友栋和Barsky独立地提出了更快的参数化线段裁剪算法，也称为Liany-Barsky（LB）算法。

一、梁友栋-Barsky裁剪算法思想：

我们知道，一条两端点为P1（x1，y1）、P2（x2，y2）的线段可以用参数方程形式表示：

x= x1+ u·（x2-x1）= x1+ u·Δx

0≤u≤1（3-9）

y= y1+ u·（y2-y1）= y1+ u·Δy

式中，Δx=x2-x1，Δy=y2-y1，参数u在0～1之间取值，P（x，y）代表了该线段上的一个点，其值由参数u确定，由公式可知，当u=0时，该点为P1（x1，y1），当u=1时，该点为P2（x2，y2）。如果点P（x，y）位于由坐标（xw min，yw min）和（xw max，yw max）所确定的窗口内，那么下式成立：

xw min≤x1+ u·Δx≤xw max

（3-10）

yw min≤y1+ u·Δy≤yw max

这四个不等式可以表示为：

u·p k≤q k，k=1，2，3，4 （3-11）

其中，p、q定义为：

p1=-Δx，q1=x1-xw min

p2= Δx，q2=xw max-x1

（3-12）

p3=-Δy，q3=y1-yw min

p4= Δy，q4=yw max-y1

从（3-12）式可以知道：任何平行于窗口某边界的直线，其p k=0，k值对应于相应的边界（k=1，2，3，4对应于左、右、下、上边界）。如果还满足q k<0，则线段完全在边界外，应舍弃该线段。如果p k=0并且q k≥0，则线段平行于窗口某边界并在窗口内，见图中所示。公式（3-12）式还告诉我们：

1、当p k<0时，线段从裁剪边界延长线的外部延伸到内部；

2、当p k>0时，线段从裁剪边界延长线的内部延伸到外部；

例如，当Δx≥0时，对于左边界p1<0（p1=-Δx），线段从左边界的外部到内部；

对于右边界p2>0（p2=Δx），线段从右边界的内部到外部。

当Δy<0时，对于下边界p3>0（p3=-Δy），线段从下边界的内部到外部；

对于上边界p4<0（p4=Δy），线段从上边界的外部到内部。

当p K≠0时，可以计算出参数u的值，它对应于无限延伸的直线与延伸的窗口边界k 的交点，即：

（3-13）

对于每条直线，可以计算出参数u1和u2，该值定义了位于窗口内的线段部分：

1、u1的值由线段从外到内遇到的矩形边界所决定（p k<0），对这些边界计算r k=q k/p k，u1取0和各个r值之中的最大值。

2、u2的值由线段从内到外遇到的矩形边界所决定（p k>0），对这些边界计算r k=q k/p k，u2取0和各个r值之中的最小值。

3、如果u1>u2，则线段完全落在裁剪窗口之外，应当被舍弃；否则，被裁剪线段的端点可以由u1和u2计算出来。

二、梁友栋-Barsky裁剪算法实现：

1、初始化线段交点的参数：u1=0，u2=1；

2、计算出各个裁剪边界的p、q值；

3、调用函数clipTest()，在函数中根据p、q来判断：是舍弃线段还是改变交点的参数。

（1）当p<0时，参数r用于更新u1；

（u1=max{u1，…，r k}）

（2）当p>0时，参数r用于更新u2。

（u2=min{u2，…，r k}）

（3）如果更新了u1或u2后，使u1>u2，则舍弃该线段。

（4）当p=0且q<0时，因为线段平行于边界并且位于边界之外，则舍弃该线段。见下图所示。

4、p、q的四个值经判断后，如果该线段未被舍弃，则裁剪线段的端点坐标由参数u1和u2的值决定。

二、梁友栋-Barsky裁剪算法实现：

1、初始化线段交点的参数：u1=0，u2=1；

2、计算出各个裁剪边界的p、q值；

3、调用函数clipTest()，在函数中根据p、q来判断：是舍弃线段还是改变交点的参数。

（1）当p<0时，参数r用于更新u1；

（u1=max{u1，…，r k}）

（2）当p>0时，参数r用于更新u2。

（u2=min{u2，…，r k}）

（3）如果更新了u1或u2后，使u1>u2，则舍弃该线段。

（4）当p=0且q<0时，因为线段平行于边界并且位于边界之外，则舍弃该线段。见下图所示。

4、p、q的四个值经判断后，如果该线段未被舍弃，则裁剪线段的端点坐标由参数u1和u2的值决定。

四、梁友栋-Barsky裁剪算法特点：

梁友栋-Barsky算法只能应用于矩形窗口的情形。通常梁友栋-Barsky算法比Cohen－Sutherland算法效率更高，因为需要计算的交点数目减少了。更新参数u1、u2仅仅需要一次除法；线段与窗口边界的交点仅计算一次，就计算出u1、u2最后的值。相比之下，即使一条线段完全落在裁剪窗口之外，Cohen－Sutherland算法也要对它反复求交点，而且每次求交计算都需要做乘除法。

《地图学》实验报告

《地图学》 实 验 报 告 院系: 班级: 姓名: 指导教师: 矿业工程学院·测绘工程教研室 实验一地图投影的认识及应用 一、实验目的 1.了解与掌握常用的地图投影; 2.掌握各类投影经纬线形状、变形规律及应用; 3.针对不同用途的地图投影进行比较分析; 4.熟悉GIS软件中地图投影的应用。 二、实验内容 1、地图投影的认识与判别; 2、熟悉GIS软件中地图投影功能,掌握地图投影定义及变换方法。 三、实验方法与步骤 1、定义投影:

2、地图投影转换:设置方格网;投影变换

四、实验成果 投影名称(中文) 投影名称(英 文) 标准 纬线 中央 经线 经纬网形状变形特点 双标准纬线等角圆锥投影(兰勃特投影) Lambert conformal conic projection 40oN 56oN 10oE 纬线就是以圆锥顶点 为圆心的同心圆弧,经 线为由圆锥顶点向外 放射直线束。 两条标准纬线 无变形,等变 形线与纬线平 行。 双标准纬线等角圆锥投影(兰勃特投影) Lambert conformal conic projection 24oN 46oN 110oE 纬线就是以圆锥顶点 为圆心的同心圆弧,经 线为由圆锥顶点向外 放射直线束。 两条标准纬线 无变形,等变 形线与纬线平 行。 伪圆柱投影(罗宾逊投影) Robinson projection 38oN 38oS 0o纬线为平行直线,中央 经线为直线,其余经线 均为对称于中央经线 的曲线。 赤道为无变形 线,离赤道越 远变形越大。 横轴等积方位投影Azimuthal Equai-Area Projection 0o20oE 中央经线与赤道为直 线,其她经纬线都就是 对称于中央经线与赤 道的曲线, 面积没有变 形,距投影中 心越远,变形 越大。 实验二墨卡托投影的绘制 一、实验目的 1.使学生掌握墨卡托投影的经纬网形状与变形性质。 2.使学生掌握墨卡托投影的绘制方法。 3.理解墨卡托投影上等角航线与大圆航线的绘制方法。 二、实验内容 1.按主比例尺为1:15000万,经纬线网密度为10°,绘制墨卡托投影经纬线网格。 2.转绘大洲轮廓。 3.绘制大圆航线与等角航线。

最新地形图1：2000测绘项目设计服务方案

XXXXXXX1：2000地形图测绘项目服务设计方案 XXXXXXX公司 2018年X月

目录 一、概述 (1) 1、任务来源 (1) 2、工作量 (1) 二、服务方案 (2) 1、作业流程 (2) 2、作业依据 (2) 3、坐标和高程基准 (3) 4、图幅分幅、图幅编号 (3) 5、数据内容及格式 (3) 6、平面精度和高程精度 (3) 7、实施技术方法 (4) 8、基础控制测量 (4) 9、平面控制测量 (11) 10、高程控制测量 (14) 11、图根控制测量 (16) 三、项目组织机构 (17) 四、质量保证体系 (19) 五、安全生产 (19) 六、提交成果资料 (20)

一、概述 1、任务来源 按照市政府工作安排，XXXXX，本次规划编制项目时间紧、任务重，但该区域1:2000地形图资料缺乏，急需开展地形图测绘工作。为加快推进凤凰溪规划编制范围内的地形图测绘工作，XXXXX1:2000地形图测绘工作。 2、工作量 项目范围：XXXX。 测区规划范围：测绘总面积约15平方公里，XXXX。 XXXX1:2000地形图测量工作量

二、服务方案 1、作业流程 2、作业依据 (1)《卫星定位城市测量技术规范》CJJ/T 73-2010； (2)《工程测量规范》GB 50026－2007； (3)《城市测量规范》CJJ/T 8-2011； (4)《测绘成果质量检查与验收》GB/T 24356-2009； (5)《数字测绘成果质量检查与验收》GB/T 18316-2008； (6)《1:500 1:1000 1:2000地形图图式》 GB/T 20257.1-2007。 (7)《宜宾市1:2000地形图数据库标准》 (8)项目技术设计书。 3、坐标和高程基准 （1）平面坐标系统为：国家2000坐标系。 （2）高程基准：采用1985国家高程基准,基本等高距为1.0m。 4、图幅分幅、图幅编号 （1）图幅分幅 按GB/T 20257.1-2007《国家基本比例尺地图图式第1部分：1:500 1:1000 1:2000地形图图式》附录D的正方形分幅和编号执行，即图幅采用50cm×50cm正方形分幅。

电子地图的制作实验报告

实验一:地理底图基础数据准备 一.实验目的及要求： 1.学习使用Google Earth选择目标地区图形进行矢量化； 3.进一步掌握在arcview、ARCMAP或mapinfo下进行地图配准，数字化，属性编辑等； 4.通过本次实习，使大家掌握用Google Earth进行矢量化，ARCMAP 进行属性编辑等为后期的电子地图设计提供图形数据。 二．实验材料及软件 Google Earth4.2 、getScreen、ArcMap 三．实验步骤： （一）数据准备 1、启动GoogleEarth，在GoogleEarth上定位到自己家乡所在地市州的影像图。 2、在区域内添加地标4-6个（不含四个角点），要求地标在所在区域内分布均匀。记录下地标的地理坐标。也可以导出为kml文件。 3、启动getSrceen，用GetScreen获取家乡的影像。具体方法参见《用GEtScreen与GoogleEarth获取影像的方法.docx》将得到jpg 影像和.map文件（记录四个角点的地理坐标） （二）影像校正 MapInfo配准步骤如下（也可以用mapgis、arcmap、arcview等软件实现配准）用于配准的控制点是影像的四个角点，和（一）2中添加的地

标点。坐标分别见.map文件和.kml文件。均可用记事本打开。1。mapinfo影像校正（配准）步骤 1）打开栅格地图。 文件->打开，选择栅格文件类型。 打开刚才下载的jpg图片。弹出对话框。 选择“配准（Projection）”。出现图像配准对话框。 2)、坐标配准。 点击“+”或“-”号可以缩放对话框中央的地图。

专题地图中要素分类与符号设计-综合性试验报告

本科学生综合性实验报告 学号094130064 姓名解红艳 学院旅地学院专业、班级09地科B 实验课程名称地理信息系统实习 教师及职称付磊（讲师） 开课学期2011 至2012 学年秋学期填报时间2011 年12 月20 日 云南师范大学教务处编印

一．实验设计方案

输入：选择菜单Editor / Start Editing，进入编辑状态。注意在Task 列表中，应显示为Create New Feature，表示目前处于建立新要素任务状态，在Target 下拉表中选择目标图层Town，表示向点要素类Town 输入。完成点要素输入和编辑，使用工具条中的Editor / Stop Editing 菜单，结束编辑，根据提示，确认是否保存编辑结果。 删除：使用Edit 工具选择线要素，要素被选择后，的Delete 键，该要素被删除。利用Windows 的Shift 键，可以同时选择多个要素按键盘上的Delete 键，进入选择集的多个要素被同时删除。选择菜单Edit / Undo，Feature Edit，或选用按钮，可以马上恢复被删除的要素。按键盘上成图如下图所示：

输入：选择菜单Editor / Start Editing，进入编辑状态。注意在Task 列表中，应显示为Create New Feature，表示目前处于建立新要素任务状态，在Target 下拉表中选择目标图层层road，表示向线要素类road 输入要素。使用任意线（Sketch）工具输入现状要素，它是编辑空间要素的主要工具。点击了任意线从中选（Sketch）图标，表示开始输入线要素，此时，光标变成了带小十字的圆圈。第一次单击鼠标的左键，就输入了一条线段的起结点（Start Node），再单击鼠就输入该线的中间拐点（Vertex），双击鼠标左键输入了终结点（End Node ）。 删除：使用Edit 工具选择线要素，要素被选择后，显示为蓝色的粗线，按键盘上的Delete 键，该要素被删除。利用Windows 的Shift 键，可以同时选择多个要素，按键盘上的Delete 键，进入选择集的多个要素被同时删除。选择菜单Edit / Undo Feature Edit，或选用按钮，可以马上恢复被删除的要素。 成图如下图：

电子地图设计-导航电子地图设计方案-设计与实现

武汉大学试卷纸 GPS电子地图的设计 李庆君 （武汉大学资源与环境科学学院，湖北武汉，430000） 摘要随着计算机科学技术和地理信息系统以及全球卫星定位系统（GPS）的发展，产生了一门新的应用领域——GPS 电子地图。根据电子地图的特点，介绍了GPS 电子地图系统的结构、功能、实现原理、系统结构、功能设计、技术难点及解决方法等关键技术。 关键词电子地图，地理信息系统（GIS），全球定位系统（GPS） 1 引言 近年来，我国车载导航技术得到了很大的发展，导航电子地图的覆盖范围也在逐步扩大，但现势性距实际导航需求还有一定差距。为加快导航电子地图采集与更新，建立一个高效率的导航电子地图的制作系统很有必要。 导航电子地图是将GPS或北斗接收到的卫星信息经过计算机处理后，把GPS或北斗接收器所在位置定位在地理底图上，并显示在屏幕上GPS 电子地图是导航、计算机图形学、数据库、地理信息系统（GIS）等技术的综合应用，而且它已经越来越多地受到人们的重视，并已被广泛应用到诸多领域，它可安装在移动目标（例如车船、飞机）上，也可用于目标跟踪。本文以笔者参与开发的系 统为例详细介绍该类系统的设计与实现技术。 2 原理及系统结构 2.1 原理 系统主要分为采集和编辑2个模块。采 集是利用GPS技术进行导航和道路信息采集，其工作原理是：两台测量型GPS接收机，一 台为固定站，放置在已知控制点上，另一台 放置在车辆上作为流动站，流动站GPS接收 机与便携机联机作业，系统采集模块同时进 行GPS定位数据采集存储，单点定位方式导 航可视化采集道路属性信息和兴趣点等信息。在采集结束后，把固定站数据与流动站数据 进行后差分处理，从而获得高精度道路坐标。

《旅游地图》教案

《旅游地图》教案 教学目标 1、通过学习使学生掌握旅游地图的概念、所表示的内容。 2、通过学习使学生掌握旅游地图的特点、作用和分类。 3、通过学习使学生了解旅游地图的使用方法和不同旅游地图的区别方法。 教学重点、难点 1、旅游地图所表示的内容（旅游六大要素）。 2、旅游地图的特点和分类。 3、使用各种旅游地图。 教学方法 讲授法、多媒体教学法 教学媒体 多媒体、地图 教学过程、内容 【引入新课】 1、利用多媒体展示玉溪市内多数学生比较熟悉的四个旅游景点：通海秀山、江川抚仙湖、红塔区出水口瀑布、九龙池公园，借此询问获知以上四个旅游景点旅游信息的方法。继而利用多媒体展示省外四个旅游景点：北京天安门、嵩山少林寺、张家界森林公园、海南三亚，再次询问，如何获知以上四个旅游景点旅游信息的方法。 2、在引发学生思考的同时利用多媒体展示不同地图，再此基础上引出旅游地图概念及旅游地图的特有作用。 【讲授新课】 一、旅游地图的基本概念和内容 1、旅游地图：

旅游地图是指以满足旅游者和旅游工作者的需要为基本出发点，以各种旅游信息和其他有关信息为主要内容，并包括地理基本信息编汇的专题性地图。 2、旅游地图表示的内容： 旅游地图主要体现旅游六大要素——食、住、行、游、购、娱的空间分布和地理特征。 此外还应有必要的地理基本要素，如：地形、水文、气候、行政区划、重要机构、和企事业等，而对其他没有旅游价值的街巷等，则只做简单标示或略去。总之旅游地图的内容逐步趋向全息性、科学性、知识性、艺术性和大容量。 二、旅游地图的特点 1、形象直观性： 旅游地图运用符号系统的摄影艺术、绘画艺术表达旅游要素的形态特征，一目了然，直观形象。 2、科学精确性： 旅游地图的绘制严格按照数学原则，将地球椭球面上的经纬网投影到平面上，以此作为平面上的坐标系，把地面景物按相应的坐标位置转绘上去。 3、通俗实用性： 由面对的读者确定，既有一般游客又有专业技术人员，其构成复杂，文化层次、专业方向、地域差异很大。 采用公共场合惯用的形象符号实现；且开本便携、展合顺当等。 4、更新及时性： 由旅游地图需及时反映不断发展的旅游业以及旅游有关方面的变化所决定的。 5、精美艺术性： 作为旅游结束后的纪念物，必须体现其所居有的收藏价值。另一方面也是实现其宣传广告作用的前提。 三、旅游地图的作用

mapgis地图矢量化实验报告心得体会(20200604031440)

mapgis地图矢量化实验报告心得体会 篇一：MAPGIS综合实验报告 MAPGIS综合报告 目录 一、实验目的 (02) 二、实验过程 栅格图像配准 (03) 2.图像二值化 (05) 矢量化 (06) 4.图形编辑 (11) 5.属性编辑 (19) 6.图文互查 (21) 7.对说获得的数据进行利用和分析 (24) 8.自定义制图符号 (31) 9.输出不同比例尺地图 (35) 三、实验总结 (41) MAPGIS实验综合报告 一、实验目的。 MAPGIS是通用的工具型地理信息系统软件，具有强大的空间数据的图形显示、各类地图制图的制作功能，作为个来

数学信息的可视化转换工具，可以讲数字形式的地理信息以 直观的图形形式在屏幕上显示，能自动进行线段跟踪、结点 平差、线段接点裁剪与延伸，多边形拓扑结构的自动生成， 还可以消除图幅之间元的街边误差，为地学信息的综合分析 提供了一个理想的桌面式地理信息系统。所以，在将图矢量 化时应用MAPGIS软件是十分便捷的，同时综合了此软件的 基础操作和方法，能培养我们的自出探究能力和中和分析能 力。对于我们来说这是我们以后能熟练运用MAPGIS的开始，路还很长，我们需要不断的摸索、不断的钻研才能完全掌握 它。下面针对这一次的实验成果中来谈一谈如何运用MAPGIS。 二、实验过程。 栅格图像配准 装载图像 准备工作 使用纸质地图，在扫描仪中扫描为图像 打开MAPGIS“图像处理”——“图像分析”如图所示 如图 在点击图像分析模块的菜单“文件” -> “数据输入”，将其他栅 格图像（mpg，jpg ，tif 等）转换为MapGIS 的栅格图像格式（ .msi ），选转换数据类型，点击“添加文

专题地图报告书

云南师范大学 专题地图设计书 ——云南省高等教育院校分布图 学院：旅游与地理科学学院 专业：地理科学 姓名：杨海华 学号：124130043 班级：2012级A班 日期：2014年3月8日

一、设计概述 （一）专题地图介绍 专题地图是突出、详细地表示一种或几种自然及人文社会经济现象，使地图内容专题、专门、专用或特殊化的地图。 专题地图的地图要素有两类，一类是地理基础地图，这一部分起着控制骨架的作用，它限制着专题地图的空间位置和区域背景；一类 是内容要素，这是专题地图的主题内容，与制图主题、地图用途和用 户需求等都有关系。 （二）专题内容简介与制图目的 这幅专题地图主要目的是表示出云南省高等学校的分布情况，主要以各院校具体位置分布概况的形式表现。 通过这幅专题地图，我们希望能表现出云南省高等院校的分布情况，包括不同区域高等院校的分布数量，空间格局等，并且希望能在 一定程度上表达出其中的分布规律。 当然，因为是一次实验报告，所以最重要的是在将自己的所学转化为所用的过程中，检验自己的学习效果，提高自己的实践能力，同 时找出自己的不足，加以完善。 （三）准备工作 首先需要确定主题，即为云南省高等院校分布图。然后需要搜集数据，备用的数据可以有云南省当下高等院校数目，云南省各高等院 校所在地理位置等。更多的数据可以帮助我们在制作时做出更好的选 择。然后需要寻找合适的地理地图，以便将处理和安排所搜集的数据。 为了制作出专题地图，还需要能够使用相应的地理信息处理软件，例 如Arcgis。 二、主题内容 （一）地理基础底图 这幅专题地图的地理地图最基本要素应该为云南省各地州的境界，以便清晰地表达院校的具体分布。为了使专题地图内容更丰富， 地图可以添加上地貌、交通、水系、居民地等图层要素。丰富的地图 可以帮助我们对专题地图有更加详细的认识和理解，比如通过居民地 和专题内容可以分析云南省高等院校与人口分布的关系；通过交通和 专题地图的图层叠加，可以分析研究交通和云南省高校分布情况的相 对关系。（明确所用底图后，对此会作进一步介绍。） （二）专题内容 1.专题详述 根据国家教育部网站的数据，云南省现在共有60所普通高等院校，本科院校有22所，专科有38所；公办学校为47所，民办院校

手绘地图委托设计创作合同协议书范本

编号： _______________ 手绘地图委托设计创作合同 甲方：________________________ 乙方：________________________ 签订日期：____ 年____ 月____ 日 委托人（甲方）： 受托人（乙方）：

甲乙双方经充分协商，就甲方委托乙方设计事宜，根据中华人民共和国《著作 权法》及《合同法》等法律法规的规定，达成以下协议，双方共同恪守执行。 第一条甲方委托乙方设计如下作品 1、作品名称：“”旅游手绘地图 2、设计内容： （1）手绘地图两张：其中一张为“”内部旅游图，另一张为“；外部环境交通旅游图；手绘地图大小：B0标准mm* mm （2）排版设计：符合甲方要求并可对外宣传的旅游地图成品。样稿为旅游手绘地图。 3、成稿要求： （1）手绘地图符合甲方前期向乙方宣讲的艺术表现形式和风格，符合甲方的整体内容架构设想； （2）手绘地图的形式、形状和地图元素的使用与“xx”主题定位、规划内容相契合； （3）手绘地图所表现地理范围的大体形状、轮廓以及景点景别的相对位置准确，符合审美要求；（4）手绘地图的整体布局和谐，制图元素使用合理，设计、色彩、内容表现手法适当，符合 “________ ”宣传推介要求。 （5）其他在设计过程中甲方所提岀的修改意见。 第二条著作权的归属 双方同意，甲方作为手绘地图的委托方，手绘地图的著作权归甲方所有，甲方在全球范围内对手 绘地图享有充分、完整和排他的著作权（包括但不限于发表权、署名权、修改权、保护作品完整权、复制权、发行权、岀租权、展览权、放映权、广播权、信息网络传播权、摄制权、改编权、翻译权、汇编权、与获得报酬权等）及 其他随着作品完成而产生的任何形式的知识产权以及进一 步获得其他形式知识产权的权利 第三条合同期限 双方约定该手绘地图创作的期限为 _______________ 个月，从甲方支付预付款、乙方正式开始创作到手绘

地图学实验报告

测绘工程专业 地图学实习报告 实习内容：地图投影变换班级：测绘工程2班 学号：631201040205姓名：付博 指导老师：李华蓉 时间： 2014-10-7

地图投影变换 一、地图投影 地图投影是GIS知识体系中重要的组成部分，每个GIS软件都会涉及到这一部分知识，并不是只有MAPGIS软件中才有，MAPGIS 软件中的投影变换相比国外的软件更具有针对性，更符合我们国家的国情，比如标准框等。我这里只是给大家说说我对投影变换的一个理解，讲很多的知识点串起来，不正确的地方，还请大家给予批评指正。 那么什么是投影呢？ 我们知道，地球是一个近似于梨型的不规则椭球体，而GIS 软件所处理的都是二维平面上的地物要素的信息。所以首先要考的一个问题，就是如果如何将地球表面上的地物展到平面去。 最简单的一个方法，或者说是最容易想到的一个方法就是将地球表面沿着某个经线剪开，然后展成平面，即采用这种物理的方法来实现。可采用物理的方法将地球表面展开成地图平面必然产生裂隙或褶皱，大家可以想象一下，如果把一个足球展成平面的，会是什么结果。所以这种方法存在着很大的误差和变形，是不行的。 那么我们就可以采用地图投影的方法，就是建立地球表面上的点与地图平面上点之间的一一对应关系，利用数学法则把地球表面上的经纬线网表示到平面上，这样就可以很好的控制变形和

误差。凡是地理信息系统就必然要考虑到地图投影，地图投影的使用保证了空间信息在地域上的联系和完整性，在各类地理信息系统的建立过程中，选择适当的地图投影系统是首先要考虑的问题。 所以一句话，投影：就是建立地球表面上点（Q，λ）和平面上的点（ｘ，ｙ）之间的函数关系式的过程。 在MAPGIS中的“投影变换”的定义如下：将当前地图投影坐标转换为另一种投影坐标，它包括坐标系的转换、不同投影系之间的变换以及同一投影系下不同坐标的变换等多种变换。 二、实验目的： 1、理解投影变换的原理及其应用。 2、熟悉使用ARCMAP做地图投影变换的方法。 3、增加对地图学的地图投影变换方便知识的理解。 三、实验内容： 将老师发的矢量化地图用ARCMAP软件进行投影变换，具体包括边界线的绘制、各省份直辖市的颜色填充等，最后将绘制的地图进行投影变换。 四、实验步骤 1、启动ARCMAP

GIS实验报告材料-地信

地理信息系统原理实验报告 班级： 学号： 姓名： 指导教师：

一、实验目的 1熟悉桌面GIS软件Super Map的界面环境 2初步掌握Super Map的主要工具及菜单命令的使用 3理解GIS软件应具有的基本功能 4结合对所选地图的矢量化的操作，具体掌握GIS软件的操作步骤 二、实验时间 1、第八周----第十六周进行实验绘图实体操作 2、第十七周----第十九周进行图片剪切，资料整理，总结报告 三、实验内容 ●Supermap Deskpro的认识 Supermap Deskpro是超图的专业桌面GIS软件之一。Super Map GIS桌面平台产品是基于Super Map GIS核心技术研制开发的一体化的GIS桌面软件，是Super Map GIS系列产品的重要组成部分，它界面友好、简单易用，不仅可以很轻松地完成对空间数据的浏览、编辑、查询、制图输出等操作，而且还能完成拓扑分析、三维建模、空间分析、网络分析等较高级的 GIS 功能。 SuperMap Deskpro 是一款专业桌面GIS软件，提供了地图编辑、属性数据管理、分析与辅助决策相关业务以及输出地图、打印报表、三维建模等方面的功能。SuperMap Deskpro 作为一个全面分析管理的工具，应用于土地管理、林业、电力、电信、交通、城市管网、资源管理、环境分析、旅游、水利、航空和军事等所有需要地图处理行业。 ●Supermap Deskpro的使用 通过该软件进行地图的矢量化，具体过程如下：

1、前期的准备 数据来源：纸质西安地图 地图的整体设计：遵循地图越详细越好的原则，我们对点、线、面数据集作了详细的规划，详情请看图层分层。考虑到以后做专题图，对数据集属性字段做了必要的添加，用以区分不同的地物。 本地图特色：采用Deskpro软件自带的矢量符号库符号分别作点、线、面专题图。 2、地图矢量 2.1纸质地图的扫描扫描之前对地图进行图面整理，扫描的分辨率设为 300-500dpi，扫描后得到*.jpg格式的原始栅格数据的地图 2.2创建相应的坐标系数据源启动Deskpro选择新建工作空间。 新建数据源

GIS地图更新项目建设方案

附件2 公司全国GIS地图更新项目建设方案 一、公司全国GIS地图更新项目建设背景 公司GIS地图应用3年来，为公司运输车辆的实时定位、运输全程监控等安全管控活动提供了信息可视化及空间分析基础，已经成为公司车辆管理系统必不可少的组成部分之一。为了保证公司GIS地图准确性，公司进行了两次年度地图更新升级工作，公司地图现势性与2011年度真实世界地理信息是一致的。两年过去了，全国大部分地区尤其是中部地区，基础建设步伐不断加快，国家公路网、公路附属设施、城市建筑等基础设施不断增加，真实世界的地理信息发生了很大变化，为了消除公司GIS地图与真实世界地理信息之间的偏差，以保障公司GIS地图能继续为公司安全生产活动提供高质量持续服务，2014年度公司GIS地图更新升级工作须提上日程。 随着公司安全生产管理信息化建设及应用的不断深入，公司全国GIS地图每年更新势必成为常态。 二、公司全国GIS地图更新项目建设目标 根据从图商处采购的2014年最新数据开展公司GIS地图更新升级工作，完成全国范围14个比例尺下新增、变更及废弃信息的更新升级，主要包括三方面的内容：一是完成

新增、变更及废弃道路等级、形状及名称的更新升级；二是完成公路网限速信息的增加；三是完成新增、变更道路附属设施及城市POI信息的更新及丰富。 三、公司全国GIS地图更新方案 （一）数据源简介 本次公司GIS地图更新数据源类型包括矢量地图数据与影像资料两类。 1.矢量数据源 矢量数据源包括多种不同比例尺的基础地图数据，分别是1：100万、1：20万和1：万三种比例尺地图数据，见下表。 2．影像数据源 影像数据源包括航空影像和卫星遥感影像：中国全域15米ETM影像、中国全域30米DEM和省会城市城区0.5m高分辨率的航空影像或卫星遥感影像。 3．道路等级 （1）．高速道路：连接城市与城市之间，全封闭并设有中央分隔带，全部立体交叉并具有完善的交通安全设施和管

地图投影实验报告

淮海工学院 现代地图学A 实验报告 实验名称：专题地图制作 班级：测绘122 姓名：苏红飞 实验地点：测绘楼307 实验时间： 2013-12-02 实验成绩： 测绘工程学院测绘工程系

实验一地图投影 一、实验目的与要求 1.学会MapInfo的最基本操作，如表、工作空间、图层等的操作。 2.掌握有关高斯－克吕格投影的知识。 3.学会根据地图上不同经纬网形态识别不同的投影类型。 二、实验步骤 （一）掌握MapInfo中地图投影的操作过程。

（二）绘制武汉市所在地区的高斯—克吕格投影6度带经纬网和方里网，绘图范围：东西范围由武汉市所在投影带决定，南北范围：北纬25o—35o。经线线距1，纬线线距1o。 1、打开MapInfo，出现如图1所示的对话框，点击ok键。 图 1

2、如图2-1所示，在File选项中选中open点击，打开“实验素材”（图2-2）。 图2-1 图2-2 3、再依次打开CHINA.TAB、CHINCAP.TAB、PROVINCE.TAB，打开后如图3所示。

图3 4、点击Layer Control，如图4-1所示。在Tools选项中单击Tool Manger...出现下图4-3中所示的对话框，选中Coordinate Extractor，将它后面的两个 小框打钩。 图4-1 图4-2 图4-3

5、在Tools菜单中单击Coordinate Extractor中的Extract Coordinates...选项出现如图5-2所示的对话框，在table name一栏中选择CHINCAPS，然后点击ok出现如图5-3所示的对话框，选择continue，即可看见如图5-4所示的窗口，在上面找到并记下武汉的地理坐标。 图5-1 图5-2 图5-3

电子地图设计

《电子地图理论与技术》考试题 1.数字地图的定义及其与空间数据库的区别 答：（1）数字地图就是存贮在计算机中的矢量图形数据，是地理信息的抽象或数学模型，因此，数字地图是一组地理空间数据的集合，即按照一定的地理框架组合的、带有确定坐标和属性标志的、描述地理要素和现象的离散数据；（2）数字地图与空间数据库是两个相近的概念，数字地图强调对地理信息的描述或地理实体的表达，是以制作地图为目标的；而空间数据库则强调对地理信息或地理实体的管理，是以建立管理系统为目标的。两者的数据都是几何数据，且生产方式相同，两者可以共用一种数据模型，但数字地图的数据模型更灵活。 2.电子地图与数字地图的区别 答：数字地图与电子地图的概念大体相同。电子地图是数字地图经可视化处理后在计算机屏幕上显示的地图。是数字地图或空间信息的可视化形式。数字地图是一种虚地图，电子地图是实地图。数字地图侧重空间数据的组织和管理；电子地图侧重空间数据的表达和应用。数字地图和电子地图有着密切的关系，前者是后者的数据基础（即本质），而后者是前者的可视化方式（即现象）。 3.简述地图投影的局限性和大地坐标的优越性 答：（1）地图投影的缺陷主要表现为以下几个方面：跨带之间的裂缝，需要通过数学手段对经纬线进行“拉伸”或“压缩”，添加大量的改正数，增加了系统的负担；不同的投影会有不同的变形，区域愈大变形愈大，在表达全球大范围区域时很难准确地反映真实地表特征；给地图带来了变形、图幅拼接、坐标变换等诸多问题。（2）大地坐标的优越性表现在以下几个方面：是真正统一的坐标系，因而就可以实现数据的真正共享和互操作，同时也使建立数字地球成为可能；由于不再使用地图投影，因而避免了由其带来的变形和失真，，省去了多要素叠加分析中可能带来的投影变换问题；无论任何规模的GIS中，空间信息都应当是连续的，这样才能保证对任意范围、任意位置上的分析处理是可能的，分析的过程是一致的(无附加处理)。 4.简述地图比例尺的含义 答：地图总是以缩小的方式反映远远大于人眼正常视野范围的地表景观；地图比例尺通常都用来说明纸质地图的缩小倍数。可以总结为：地图比例尺就是地图上的尺寸与它所表达的地面上的尺寸之间的比率。它具有以下含义：（1）尺寸的缩小倍数，比例尺的缩小倍数是地图上的尺寸与它所对应的地图投影面上的距离之比，受投影变形的影响，同一比例尺地图上的缩小倍数不完全相同。这就是在排除地图量测误差和地面测量误差后，图上量测距离与地面测量距离不相等的原因。（2）内容的详细程度，表示单位区域内，特征要素的存储数量，隐含表示最小的特征要素尺寸。（3）形状的细致程度，一是对实体细节表现的精细程度；二是对实体分类的细致程度。（4）位置的精确程度，精度是地图与现实世界的接近度，地图精度包括绝对精度和相对精度。（5）地图的表达方式，地球表面上的地理实体是客观的和绝对的，但地形图的表示方法是主观的和相对的。 5.简述电子地图的组成内容 答：电子地图是由计算机硬件、软件和数据3部分组成的。其中，地图数据包括：空间数据与非空间数据、基础地理数据编辑与专题地理数据；硬件设备包括：（1）数据输入设备：用于空间数据的扫描仪、测绘仪器，用于非空间数据的数码照相机、摄像机、录音机、鼠标、键盘、触摸屏等；（2）数据存储设备：硬盘、光盘；（3）数据输出设备：显示器或投影仪、

以地图展示项目的方法与设计方案

本技术公开了一种以地图展示项目的方法。涉及软件开发技术领域。本技术包括如下步骤：将进行规划的项目数据通过数据接入端进行分类梳理上传至项目信息管理系统，并存储于项目信息管理系统的云端数据库；项目信息管理系统对存储的数据进行分析处理，同时项目信息管理系统结合全空间地理信息管理系统，将项目数据按照业务需求进行分类标注，并投射到电子地图上；通过web浏览器或者RESTful API接口支持的第三方应用访问和查看该项目规划信息专题图。本技术通过将项目信息系统和全空间地理信息系统结合，用户在电子地图上直观的查看项目信息、了解项目所处地图位置周边情况，对项目作科学全面的影响性分析，为项目决策提供支持。 技术要求 1.一种以地图展示项目的方法，其特征在于，包括如下步骤： 将进行规划的项目数据通过数据接入端进行分类梳理上传至项目信息管理系统，并存储 于项目信息管理系统的云端数据库； 项目信息管理系统对存储的数据进行分析处理，同时项目信息管理系统结合全空间地理 信息管理系统，将项目数据按照业务需求进行分类标注，并投射到电子地图上； 通过web浏览器或者RESTful API接口支持的第三方应用访问和查看该项目规划信息专题图。

2.根据权利要求1所述的一种以地图展示项目的方法，其特征在于，对存储于项目信息管理系统的云端数据库的数据进行矢量化、地图标绘及符号处理时，不同种类的产业信息约定使用不同种类的符号，其中，点状、面状空间信息分层叠加用于支持多样化的专题展示需求。 3.根据权利要求1所述的一种以地图展示项目的方法，其特征在于，数据分类标注将电子地图不同项目所在的位置嵌入不同的链接，每一链接分别为不同项目的项目信息。 4.一种以地图展示项目的系统，包括数据接入端、服务提供端、客户端，其特征在于：所述数据接入端、服务提供端、客户端通过数据接口进行数据的交互； 其中，服务提供端支持项目信息管理系统和全空间地理信息管理系统的数据处理。 5.根据权利要求4所述的一种以地图展示项目的系统，其特征在于，所述数据接入端支持多种数据接入方式； 所述数据接入方式包括中心公网固定IP连接、中心公网动态IP+DNS解析服务连接； 其中，所述中心公网固定IP连接为监控点直接向中心发起连接；所述中心公网动态 IP+DNS解析服务连接为客户先与DNS服务商联系开通动态域名，监控点先采用域名寻址方式连接DNS服务器，再由DNS服务器找到中心公网动态IP，建立连接。 6.根据权利要求4所述的一种以地图展示项目的系统，其特征在于，所述项目信息管理系统通过数据接入端分别与基础库、第三方系统数据库和系统自建库连接； 所述基础库为政府基础库中包含该区域的地图数据以及该区域的项目合同数据；所述第三方系统数据库中包含上传的项目规划数据；系统自建库中包含系统服务层集合的项目信息管理系统和全空间地理信息系统中所有数据。 7.根据权利要求4所述的一种以地图展示项目的系统，其特征在于，所述项目信息管理系统中包括的分析系统完成对接入数据的分类处理和分析，并将处理后的数据上传至项目信息管理系统云端数据库；

ArcGIS实验报告——专题地图制作

《地理信息系统概论》实验报告 ——专题地图制作 实验主题：专题地图的制作 实验时间：2013年10月30日 实验目的：将江苏省各市产业结构经过整饰而组合成内容充实、表现方式多样、易于编辑修改与动态更新能力强的专题地图。 实验数据：江苏省空白地图、07年地区生产总值统计 实验内容及步骤： 一、数据格式转换 在ArcView中，不支持“.xls”的数据，因此在使用数据的时候首先要进行数据格式转换，步骤如下：打开Excel→选中所需要的数据表→文件→另存为→保存类型选择“DBF4”。 二、创建一项新的专题地图 1、打开Arcview→with a new View→OK→Add Theme，各项设置如下图所示：

这样，空白的江苏地图就添加到了ArcView之中。 2、表格数据连接

在untitled的窗口中选择“tables”→add，出现如下图所示的对话框： 选择刚才转换成“.dbf”格式的文件（本实验报告选用的是“07统计数据”），出现表格1。此时激活View1窗口，选择“open theme table”，出现表格2。 通过点击“公共字段名”而选定连接字段。 在本实验中，源表是表格1，目标表是表格2，公共字段名是“市县” 先选择源表中的“市县”，然后选择目标表中的“市县”→菜单栏中的“Table”→“join”，表格连接完成。 3、饼状图呈现 双击空白地图→出现如下对话框： 属性设置： （1）Lengend Type选择chat； （2）在fields中选择所需要的字段，本实验选择第一产业、第二产业、第三产业三个关键词。 （3）双击色块可以改变配色。 效果如右图所示。

电子地图的设计与实现研究

电子地图的设计与实现研究 摘要：随着计算机和网络的发展，以及人们出行定位等的需要，电子地图应运而生并飞速发展。本文主要研究一般电子地图的组成，结构，设计与实现方法，总结电子地图的优势所在。 关键词：电子地图；设计；实现 0 前言 随着计算机技术及互联网技术的发展, 一种新的地图产品——网络电子地图悄然出现, 它正改变着人们使用地图的方式, 同时,对地图制图的传统理论和技术也是一个新的挑战。网络电子地图以国际互联网为载体, 在不同详细程度的可视化数字地图的基础上, 表示空间实体的分布, 并通过链接的方式同文字、图片、视频、音频、动画等多种媒体信息相连, 通过对网络电子地图数据库的访问, 实现查询和空间分析功能。网络电子地图系统具有的交互功能可以使用户实现对地图的多尺度、要素可控制的浏览, 实现对地理信息及相关信息的查询、获取空间分析的结果[1]。 1 电子地图组成 由于网络电子地图以In ternet为平台, 因此其体系结构与传统的以CD - ROM介质存储、单机运行的电子地图有很大的不同。网络电子地图主要包括以下几个部分: 1)地图服务器:地图服务器的作用是存放地图数据, 理地图数据, 并返回结果。 2)数据库服务器:安装数据库管理软件, 存放相关属性数据。 3)网络信息服务器:该服务器的作用是安装网络应用程序, 响应浏览器端用户发送的 请求, 并返回结果。 4)主域控制器:存放用户账号, 进行计算机网络控制等。 5)网络:传送浏览器发送的请求和返回服务器端处理的结果数据。 6)计算机:浏览器计算机, 安装浏览器IE、N avigation等程序或地图服务程序的客 户端(该程序的作用是内嵌在浏览器中, 对服务器端发送来的地图数据进行解释、显示,实现图形的放大、缩小、查询等工作)。 2 电子地图的系统总体设计 1) 产品定位：确定产品的用户群或者理解客户的制作要求。 2) 分析数据源：了解数据的格式，如欠景或栅格的地图数据格式、常见的多媒体及多种数据库。内容设计：包括背景信息设计与专题信息设计。

杭州旅游游记(附杭州旅游手绘地图)

“漫”游西湖 娇娇 人类已经无法阻止中国人出游的脚步了,在暑假即将结束的时刻,牢牢抓住长假的尾巴,没有犹豫不决,只有义无反顾，兴奋中我和密友踏上了“杭州之旅”。

抛却火车上对“西湖”的一切“非分之想”，在经历不多不少的“九九八十一难”（我们两个都是小路痴，迷路成了家常便饭）后，我们两个最终修成正果。“淡妆浓抹总相宜”的西子湖终于映入眼帘了，看着远处美不胜收的景色，真是充满激动之情啊！ 都知道西湖景点之多，值得看的也非常之多，光是“西湖十景”就是一个巨大的“工程量”。想到马上就要开始西湖之游了，激动之余却着实犯难了，这么多的景点，我们该何去何从呢？没办法，只能先跟着众多的旅游大军了。 天气很好，虽是夏末但阳光依旧撒得饱满，非常舒适。我们俩就混在一波又一波的旅游大军中，阳光洒在湖面上，微风吹拂着湖畔边的垂柳，吹皱着湖水，远处湖面上的小舟是那么惬意，那么随心所欲地飘着····呵呵，顿生杭州不愧为“休闲文化之都”的感慨啊！ 旅行切记太匆匆，一颗慢下来，细细体会美景的心是必须的，特别是我们赶上了将近傍晚时分的西湖，天气又那么好，跟着人群走太过匆忙了，在看到报刊亭后，我们俩都毫不犹豫的走上去，打算买一份地图，细细体会西湖之美。挂在报刊亭里的一份“最忆杭州”《杭州旅游手绘地图》，着实让我和密友小激动了一下，地图很有创意，是手绘的，还有很多卡通人物，都非常可爱，把我们这两个喜欢卡通人物的“漫画迷”眼睛都快亮瞎了，密友也是爱不释手的。买下地图后，我和密友仔细研究了一番。那就从这里开始吧，我们来到了“断桥”，这里属于许仙和白娘子，这里属于情侣，这里属于浪漫···呵呵，夕阳下的断桥边，我真的体会到了西湖那淡淡的浪漫···拍照留念后，我们接着往前走，沿着白堤一路欣赏着美景，白堤上有很多桃树哦，而且是硕果累累哦。西湖边有很多拍结婚照的新娘哦，新娘和新郎真是大秀甜蜜啊···· 孤山路上真的有很多文化气息十足的地方，喜欢文学、艺术的小清新一定不能错过哦，像西冷书画院，西湖博物馆···都是值得一去的地方，而且不收门票哦。沿着孤山路在漫步似的欣赏着，到达“复旦光华牌坊”(就在西湖博物馆旁边)时，我们俩坐在旁边的长椅上休

地图矢量化实验报告示范文本

地图矢量化实验报告示范 文本 After completing the work or task, record the overall process and results, including the overall situation, progress and achievements, and summarize the existing problems and future corresponding strategies. 某某管理中心 XX年XX月

地图矢量化实验报告示范文本 使用指引：此报告资料应用在完成工作或任务后，对整体过程以及结果进行记录，内容包含整体情况，进度和所取得的的成果，并总结存在的问题，未来的对应策略与解决方案。，文档经过下载可进行自定义修改，请根据实际需求进行调整与使用。 实验课内容：地图的矢量化 开课实验室：基础实验大楼北90201 学院：土木工程学院 年级专业班：20xx级测绘工程一班 学生姓名：陈涛 学生学号：631301040116 开课时间：20xx年xx月xx号 一、实验目的及要求 了解从纸质地形图转化为计算机数字地形图数据的基 本过程，掌握数字图制图软件ArcGIS 中基本的地图编辑处 理方法，巩固地图基础知识，根据所学的知识对扫描地图 进行屏幕跟踪矢量化。

二、地图矢量化的基础知识 地理信息系统的基本功能之一就是数据采集，数据采集也是一个完整的GIS 应具备的基本功能。地理数据分为空间数据与属性数据两部分，数据采集也分为空间数据采集和属性数据采集。空间数据的采集方法很多，根据数据的来源可分为地图数字化，遥感数据获取和以GPS 为数据源的数据采集等。其中，地图数字化是最基本的数据采集方法，它是指把传统的纸质或者其他材料上的地图（模拟信号）转换为计算机可识别的图形数据（数字信号）的过程，以便进一步在计算机进行存贮，分析和输出。 扫描数字化包括以下步骤： (1) 获取扫描图像数据 利用扫描仪对纸质地图进行扫描，并根据实际情况设置分辨率、颜色种类、对比度等参数，从而获得背景图像，格式可以为bmp、jpg、tif 等。如果扫描的图像效果

arcgis 实验3_专题地图的制作

实验3 专题地图的制作 一、实验类型 验证型 二、实验目的与要求 了解符号化、注记标注、格网绘制以及地图整饰的意义，掌握基本的符号化方法、自动标注造作以及相关地图的整饰和输出的操作。 三、上机准备 1、实验室安装ArcGIS9.0。 2、熟悉ArcMap基本操作及相关内容。 四、实验内容 五、实验数据 dl.shp、dtx.shp、qxjm.shp、qxjx.shp、qxzf.shp、sxh.shp、szf.shp，分别为上海市道路、地铁线、区县界面、区县界线、区县政府、双线河和市政府的矢量化数据。 六、实验步骤 1．双击ArcMap打开软件。 2．加载实验所需的所有数据并按顺序排列图层顺序（dl.shp、dtx.shp、qxjm.shp、qxjx.shp、qxzf.shp、sxh.shp、szf.shp）。 3．在qxjm图层处右键选择properties，打开layer properties对话框。

4．在show的选项中categories下选择Unique values 5．在V alue Field中选择字段NAME。单击Add All V alues，增加所有值。按确

定完成。 6．在dtx图层的符号上单击左键，打开Symool Select对话框更改符号属性1)dtx：

Colour：深蓝；Width：1.0，2)qxjx：Colour：橘黄Width：1样式：Dashed:6:1，3)qxzf：colour：红色Size：10.00；样式：Star 3，4)szf：colour：红色Size：18。 7．在dl图层处右键选择properties，打开layer properties对话框。在show的选项中categories下选择Unique values．在V alue Field中选择字段CLASS。单击Add All V alues，增加所有值。并分别对各级别使用不同大小和颜色的符号。