第四章计算机地图制图过程
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计算机地图制图概述1.计算机地图制图:计算机地图制图是以传统的地图制图原理为基础,以计算机及其外围设备为工具,采用数据库技术和图形数字处理方法,实现地图信息的获取、变换、传输、识别、存贮、处理、显示和绘图的应用科学。
2.计算机地图制图意义1)改变传统的地图生产方法,手工编绘地图→计算机智能制图;2)自动制图技术的应用,改进地图生产工艺,加快生产的速度;3)地图内容变得更加丰富而生动,表达手段多样化;4)机助制图是一门地图编制和生产的新技术,特别是地图信息的表达、传输和管理,完全建立在一种全新格局基础上,即地图的计算机信息化。
3.计算机地图制图的优越性(1)数字地图易于贮存,并保证了贮存中的不变形性,从而提高了地图的使用精度;(2)数字地图易于校正、编辑和更新,增加地图的适应性、实用性和用户的广泛性;(3)用绘图机绘图不仅减轻了制图人员的劳动强度,而且减少了制图人员的主观随意性而产生的偏差,为地图制图进一步标准化、规范化铺平了道路;(4)提高了成图速度,缩短了成图周期,改进了制图和制印工艺。
(5)增加了地图品种,拓宽了服务领域。
(6)数字地图的容量大,它只受计算机存贮器的限制,可以包含比一般模拟地图多得多的地理信息。
4.地图:地图图形和文字注记两部分组成5.地图图形:是指地图上用来表示自然或人文现象的各种地图符号;6.地图图形实际上是空间点集在一个二维平面上的投影,它们可以分解为点、线、面三种图形元素,其中点是最基本的图形元素。
7.地图图形数据表示:用来表示地图图形的数据形式有矢量形式的数据和栅格形式的数据,简称矢量数据和栅格数据。
地图图形是用矢量数据表示还是用栅格数据取决于使用的设备、制图目的、精度要求、处理方法;地图设计与与生产的工艺过程的复杂程度取决于地图资料、地图类型、地图比例尺、地图用途等诸多因素;8.计算机地图制图的过程与使用的设备和软件、数据源及图形输出的目的要求有关。
9.计算机制图的方法包括以下三个阶段:1)数据获取阶段:全站仪和GPS数据采集;扫描数字化;遥感图像处理;数字摄影测量;图板数字化图形处理;统计资料;地理调查资料;地图资料2)数据处理阶段概述:数据预处理;投影变换;制图综合;图形编辑;数字地图接边;地图数据的预处理,如坐标变换、结点匹配、比例尺的统一、数据格式的变换(“矢->栅”变换或"栅-> 矢”变换)等,地图投影变换,地图内容的增删与综合;图形处理,如图形编辑、地图符号的图形生成、注记的配置和图廓整饰3)图形输出阶段:地形图:专题地图;分析评价图;统计图表辑;其它地图10.五阶段分法:编辑准备;数据获取;存贮与组织;数控处理;图形输出计算机制图系统的组成1、输入设备:键盘和鼠标;;操纵杆和跟踪球;数字化仪( 机械式坐标数字化仪超声波式坐标数字化仪,全电子式坐标数字化,三维数字化仪 );扫描仪(三维激光扫描-CYRAX, 三维激光扫描ILRIS-3D )2.输出设备:显示器种类(显示器有随机扫描显示器、存储管式显示器、光栅扫描式显示器、液晶显示器、等离子显示器等 ); 点阵式和矢量式输出设备(点阵式输出设备:如常见的针式打印机,喷墨式绘图仪,静电式绘图仪.图形被分解成点阵输出。
计算机地图制图计算机地图制图(Computer-Aided Cartography,简称CAC)又称数字化制图、计算机辅助制图等,简称为机助制图。
简单的讲计算机地图制图是以地图学基本原理为基础,应用计算机和图形输入输出设备,从事地图制作和使用的一门学科。
数字地图数字地图是以数字形式记录和存储的地图。
电子地图电子地图是数字地图转化为模拟地图的软拷贝形式。
无极比例尺指以一个大比例尺空间数据库为基础数据源,在一定区域内空间对象的信息量随比例尺变化自动增减,从而使得空间地理信息的压缩和复现与比例尺自适应的一种信息处理技术。
光栅化在图形输出时,从图形对象的几何和拓扑信息出发,确定最佳逼近图形的象素集合,并用指定的颜色和灰度设置象素的过程称为图形的扫描转换或光栅化。
矢量数据的压缩又称为数据化简,是指从所取得的数据集合中抽出一个子集,这个子集作为一个新的信息源,能够用尽可能少的数据量,在规定的精度范围内,最好的逼近原集合。
矢量数据的压缩主要是对线的压缩。
垂距法在给定的曲线上每次顺序取三个点,计算中间点与其它两点连线的垂距d,并与限差L比较。
光栏法定义一个扇形区域,通过判断曲线上的点在扇形外还是在扇形内,确定保留还是舍去。
道格拉斯-普克法对给定曲线的首末点虚连一条直线,求中间所有点与直线间的距离,并找出最大距离dmax,用dmax与限差 L比较。
拓扑关系是一种对空间结构关系进行明确定义的数学方法,是指图形在保持连续状态下变形,但图形关系不变的性质。
点(结点)、线(链、弧段、边)、面(多边形)是表示空间拓扑关系最基本的拓扑元素。
操作尺度对空间实体、现象的数据进行处理操作时应采用最佳尺度,不同操作尺度影响处理结果的可靠程度或准确度地理网格是指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的网格。
数据模型对现实世界进行认知、简化和抽象表达,并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。
对象模型将研究的整个地理空间看成一个空域,地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。
1 计算机地图制图的概念计算机地图制图又称机助地图制图或数字地图制图,它是以传统的地图制图原理为基础,以计算机及其外围设备为工具,采用数据库技术和图形数据处理方法,实现地图信息的采集、存储、处理、显示和绘图的应用科学。
2.支撑技术支撑计算机地图制图的技术方法主要有:计算机图形图像处理技术、数据库技术、制图综合技术、多媒体技术、虚拟现实技术等;指导计算机地图制图的基本理论主要有:地图信息论、地图信息传输论、地图感受论、地图符号论、地图模型论、地图认知理论、制图综合理论等。
3.应用范围:普通地图制图;专题地图制图;数字高程模型;地理信息系统4.计算机地图制图的优势:●1、易于编辑和更新●2、提高绘图速度和精度●3、容量大且易于存储●4、丰富地图品种●5、便于信息共享5.计算机地图制图的基本过程6.与计算机地图制图相关的科学技术计算机科学地图学遥感技术全球卫星定位系统电子地图7.计算机地图制图原理计算机地图制图的核心问题是:如何使用计算机处理地图信息以满足用户的需要,即解决地图信息如何以数字的形式表示、获取、存储、处理和输出,其实质是从图形(连续)转换为数字(离散),经过一定的处理,然后再由数字转换为图形的过程。
●计算机技术之所以能够应用于地图制图,是因为地图本身是按照一定的数学法则,经过科学概括,应用特有的符号系统将地球表面上的景物显示在平面上的一种“图形—数学模型”。
●面对地图,无论其内容多么千变万化,表示方法多么千差万变,图形结构多么复杂多样,总是可以按照几何特征将地图图形划分为三种基本类型图形元素,即“点状图形”,“线状图形”和“面状图形”。
8.计算机地图制图与相关科学技术的联系与区别(1).计算机地图制图与地理信息系统计算机地图制图系统具有强大的地图制图功能;而完善的地理信息系统可以包含计算机地图制图的基本功能,此外还应该具有空间分析能力;特别是对图形数据和属性数据进行深层次的空间分析能力。