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数字地形测量学数字地形测量学是一门研究数字测图与遥感技术在地形测量中的应用的学科。
数字地形测量技术以数字高程模型（DEM）为基础，综合利用计算机软硬件、数学、地图制图、地理信息系统等学科知识，实现对地球表面形态的数字化测量和表达。
数字地形测量技术的发展历经了传统地形测量、模拟地形测量和数字地形测量三个阶段。
传统地形测量以地面控制点作为基础，通过拓展测距测量、三角测量、水准测量等方法，搜集地形数据并绘制地形图。
但该方法需要大量人力物力，测量精度受限，无法满足精度和效率的要求。
模拟地形测量则通过模拟地形表面，将数字高程模型作为测绘的基础，数学模型为工具，使数据的丰富度和测量精度大大提高。
但模拟地形测量仍然存在很多局限，如样本点位置固定、数据量较大、模型的方式单一等等。
随着计算机和遥感技术的发展，数字地形测量技术应运而生。
数字地形测量技术通过获取遥感图像，将其转换为数字化的高程信息，再处理为DEM。
数字化的高程模型能快速、准确地表现地面特征，可广泛应用于地形分析、水文模拟、生态环境监测等领域，成为现代地形测量的重要手段。
传统地形测量和模拟地形测量技术的方法不够先进，精度和效益较低，增加了人力物力成本，无法满足现代工程建设和生态环境保护等需要。
数字地形测量技术的出现，以高效、精准、快捷、自动化的方式填补了这些缺陷，并实现了数字化测绘与实时地理信息呈现的完美结合。
其主要方法有影像匹配、自动化采样点选取和金字塔层集成。
数字地形测量核心技术——DEM，是数字高程模型，它可以准确的描述地面形态信息，主要包括数字测绘和数字遥感两类。
以数字测绘为例，可以在地面上设置高标或者低标，利用单反相机、偏振照片仪等测绘仪器进行各种校正，得到高程测量数据。
另外，数字遥感可以利用雷达、激光、航摄等遥感设备获取地表高程。
数字化高程模型可以应用于地形特征提取、地形分析与计算、洪涝灾害模拟预测、智慧城市规划、土地资源开发与利用、水土保持、森林资源管理、生态环境评估等方面。
数字地球的名词解释数字地球是指通过数字技术和地理信息系统，将地球上的各种信息数字化并进行整合和分析的一个概念。
数字地球是信息时代下地球科学发展的产物，它突破了传统地理学的局限性，为人类认识、掌握和利用地球提供了全新的方式和工具。
本文将从数字地球的定义、特点、应用以及未来发展等方面进行论述。
一、数字地球的定义数字地球是将地球信息数字化的过程和成果，它综合了地理信息系统、遥感、全球定位系统等多种地球科学技术的应用。
数字地球通过将地球上的各种现象、特征和过程数字化，形成一个基于计算机平台的三维虚拟地球模型，实现了地球的全球一体化管理和分析。
二、数字地球的特点1. 数据丰富：数字地球整合了各种地理信息数据，包括地图、卫星影像、气象数据、地质数据等，提供了海量而丰富的地球信息资源。
2. 互动性强：数字地球可以实现用户与地球信息之间的互动，用户可以根据自身需求对地球模型进行查询、分析和可视化操作，以满足不同的应用需求。
3. 跨领域应用：数字地球不仅应用于地理学领域，也广泛应用于气象、环境、地质、城市规划等多个领域，为相关领域研究和决策提供支持。
4. 时空维度：数字地球具有时空维度，可以实现对地球信息的时序变化和跨尺度观测，帮助人类了解地球变化的规律和趋势。
三、数字地球的应用1. 环境保护与管理：数字地球可以帮助监测和分析地球上的环境变化，例如气象预报、自然灾害监测等，为环境保护与管理提供科学依据。
2. 城市规划与管理：数字地球可以模拟城市发展、土地利用和交通规划等情景，帮助决策者做出科学决策，提高城市规划和管理的效率和精度。
3. 资源开发与管理：数字地球可以对能源、矿产、水资源等进行综合管理和优化利用，实现资源的可持续开发与管理。
4. 旅游与文化遗产保护：数字地球可以通过虚拟现实技术，为游客提供沉浸式的旅游体验，同时实现对文化遗产的保护和传承。
四、数字地球的未来发展数字地球的发展仍处于不断创新和拓展的阶段，未来将面临以下几个方向的发展：1. 数据开放共享：数字地球需要更多领域的数据支持，要实现数据的开放共享，促进不同领域数据的互联互通。
数字地球技术研究与应用现代科技的发展让人们的生活变得更加便捷和丰富。
数字地球技术是近年来出现的一种新型科技，它通过对地球的大规模数字化、模拟和虚拟化，为我们提供了更加可靠、高效、精准的地球信息应用和服务。
数字地球技术的研究与应用有着广泛的领域，从环保、城市规划、国土资源管理，到灾害预警、农业生产、能源管理等，均可以通过数字地球技术的手段得到有效的解决方案和应用实践。
在数字地球技术中，地球信息系统（GIS）是一个很重要的工具。
它包括了各种软件和硬件设备，用于采集、处理、分析和展示地球信息。
其中，地理信息系统（GIS）是在计算机软硬件技术支持下对地球信息进行综合管理、分析和处理的一种软件系统。
GIS 可以以空间地图的形式呈现出地球上各种自然地理和人文地理信息。
并且可以把这些信息结合起来，快速搜寻和跟踪，实现对地理信息的多方面分析与处理，不但准确度高，而且可以大大缩短处理时间。
数字地球技术的另一个重要组成部分是遥感技术。
它是通过对地球表面及其环境视频、图像等图形进行勘测、观测，采用特定的技术手段获取数据信息，对地球进行预测、监测、管理和应用的系列技术和方法。
遥感技术的使用范围比较广泛，可以应用在许多领域，如生态环境保护、农业生产、能源管理、城市规划、灾害预警等，都可以得到较好的应用，这些领域都需要监测地球的某些基本参数来进行计划和预测。
数字地球技术在环保领域的应用也很受欢迎。
数字地球技术在研究环境保护方面的应用主要包括两个方面。
一是靠通过传感器采集环境参数，如空气质量、水质等信息，构建环境污染网格及污染地图，并进行综合分析和评价；另一个方面是应用GIS技术，对环保行业中涉及的数据信息进行处理、管理和分析。
这将有助于环境保护管理部门从长期和宏观的角度出发，加强对环境的监测和管理，推动环境质量的改善。
数字地球技术在城市规划领域也有着重要的应用。
城市规划的核心问题是如何平衡城市发展的社会、经济、环境等多方面的因素。
如何进行数字地图制作与GIS分析数字地图制作与GIS（地理信息系统）分析是现代地理学、城市规划、环境管理等领域必不可少的工具。
通过数字地图制作与GIS分析，我们可以更好地理解地理空间数据，揭示出隐藏在其中的规律和趋势，为决策提供科学依据。
本文将探讨数字地图制作与GIS分析的步骤与方法，以及其在不同领域的应用。
首先，在数字地图制作与GIS分析之前，我们需要收集地理空间数据。
这些数据可以是野外调查获得的现场数据，也可以是遥感技术获取的卫星影像数据或其他公开数据源提供的信息。
收集到的数据需要进行处理和整理，确保其精确性和数据格式的一致性。
接下来，我们需要选择合适的地图制作软件和GIS分析工具。
目前市面上有许多软件可供选择，如ArcGIS、QGIS和MapInfo等。
这些软件互有优劣，可以根据具体需求和个人偏好进行选择。
在数字地图制作中，我们可以根据需求选择不同的地图类型，如点地图、线地图和面地图等。
地图的风格和设计也至关重要，要根据目的和受众进行合理的设计，以便传达信息和吸引读者。
现代GIS分析可以进行多种分析方法，如空间分析、遥感分析和网络分析等。
空间分析是GIS的核心功能之一，可以用来探索地理现象的分布规律和相互关系。
遥感分析则通过卫星影像数据获取空间信息，帮助我们监测和研究地表特征和变化。
网络分析则用于优化路径规划、设施布局和资源分配等问题。
在数字地图制作与GIS分析的过程中，数据的可视化是非常重要的。
通过图表、图形和统计数据的可视化，可以更加直观地呈现地理空间数据的分布和特点。
这不仅有助于更好地理解地理现象，还可以帮助我们发现潜在的关联关系和趋势。
数字地图制作与GIS分析在各个领域都有广泛的应用。
在城市规划中，我们可以利用GIS分析来评估土地利用状况、交通流量和人口分布等，为城市建设和规划提供依据。
在环境管理中，我们可以利用数字地图制作和GIS分析来监测污染源和环境变化，制定相应的环境保护措施。
数字地图制作与地理信息系统：技术、应用与实现引言数字地图制作与地理信息系统（Geographic Information Systems，简称GIS）是现代科技的重要应用之一。
数字地图制作与GIS技术相辅相成，可以帮助人们更好地理解和利用地理信息，为各行各业的决策提供支持。
本文将重点探讨数字地图制作与GIS技术的技术原理、应用领域以及实现过程。
一、数字地图制作技术1.1 数字地图制作的基本原理数字地图制作是指通过收集、整理、处理和展示各种地理信息数据来创建地图的过程。
其基本原理包括以下几个方面：（1）地理数据获取：通过遥感技术、测量技术、全球定位系统（GPS）等手段获取地理数据。
遥感技术可以获取卫星、航空影像等高分辨率的地理数据，测量技术可以获取地面上各种地理要素的精确位置和高程信息，GPS可以实时获取地理要素的经纬度坐标。
（2）地理数据处理：根据数据的类型和特点，采用不同的处理方法对地理数据进行处理。
包括数据的清洗、筛选、插值、投影等操作，以及数据的空间分析、属性分析等处理。
（3）地理数据展示：将处理后的地理数据以图形或文字等方式进行表达和展示。
可以通过绘制矢量图形、生成栅格图像、创建三维模型等方式来展示地理数据。
1.2 数字地图制作的技术要点数字地图制作过程中需要注意以下几个技术要点：（1）数据质量控制：在地理数据的获取和处理过程中，需要对数据的质量进行控制。
包括数据的准确性、完整性、一致性等方面。
通过数据的验证、纠错、去重等方法可以提高数据的质量。
（2）数据更新机制：地理信息是动态的，需要不断进行更新和维护。
数字地图制作过程中需要建立数据更新的机制，及时获取最新的地理数据，并进行相应的更新和替换。
（3）数据标准化：地理数据的标准化是数字地图制作的关键。
在数据采集和处理过程中，需要遵循一定的数据标准，以保证数据的互操作性和一致性。
二、地理信息系统的应用领域地理信息系统是数字地图制作的重要应用平台，可以广泛应用于各行各业。
数字化地形图测绘技术应用探讨摘要：随着我国信息化科学技术的不断发展，数字化地形图测绘技术也逐渐成熟，作为一项先进技术已经在地质勘探、城市规划和管理以及农业生产等领域得到广泛应用，并为其提供可靠、高效、精确的信息支持，推进城市现代化建设进程。
然而，该技术的应用还存在一定的问题和挑战。
本文旨在探讨数字化地形图测绘技术的原理和方法，分析该技术在地质勘探、城市规划和管理以及农业生产等领域中的应用，以期为从事该领域的专业人士提供一定的参考与实践经验。
关键词：数字化；地形图；测绘技术引言：数字化地形图是指以数字形式记录的地形图，其重要性在于可以方便快捷地提取和分析地形信息，为地理信息系统提供基础数据。
数字化地形图的测绘技术有多种，如GPS测量、摄影测量、激光测量等[[1]]。
本文旨在对数字化地形图测绘技术进行简要分析，并探讨其具体应用方式，以满足城市经济建设的具体需求，未来，需要进一步加强对数字化地形图测绘技术的研究和应用，尤其是在大数据、人工智能等领域的融合应用方面，积极探索数字化地形图测绘技术的新模式和新方法，推动该技术的不断创新和发展。
一、数字化地形图测绘技术的优点数字化地形图测绘技术是将传统的纸质地形图转化为电子地图，并在电子地图上进行具体的定位和绘图，从而获取高质量、高精度的地理信息数据，能够更好地满足现代城市现代化建设和发展的需要。
数字化地形图测绘技术具有以下优点：一是与传统纸质地形图相比，数字化地形图测绘技术具有较强的灵活性和可操作性，能够适应不同地形和地貌条件，也可以根据实际需要进行调整，满足不同的地理环境需求。
二是数字化地形图测绘技术能够将地形图数字化，实现测绘数据的自动处理和存储，降低了人员劳动成本，提高了工作效率。
三是数字化地形图测绘技术可以直接在电子地图上进行标注、编辑等操作，减少了纸质版地图对人力、物力、财力等资源的占用和消耗。
四是数字化地形图测绘技术具有较高的准确性和精度要求，能够为城市规划、设计及管理提供更加可靠的地理信息支持。
虚拟世界地图导航系统：探索未知，引领未来随着科技的发展和虚拟现实技术的普及，虚拟世界成为了人们探索和娱乐的新领域。
在这个由数字构建的庞大空间中，一套高效、准确的地图导航系统显得尤为重要。
本文将探讨虚拟世界地图导航系统的构建及其在用户体验中的关键作用。
一、虚拟世界的导航挑战虚拟世界通常具有庞大的空间结构和复杂的环境布局，用户在探索过程中容易迷失方向。
此外，虚拟世界中的交互方式和物理世界的差异，使得传统的地图导航系统无法直接应用。
因此，开发一套适应虚拟世界特点的地图导航系统成为了一项紧迫的任务。
二、虚拟世界地图导航系统的构建1.三维空间建模虚拟世界地图导航系统的核心是准确的三维空间建模。
通过对虚拟世界的环境进行详细扫描和测量，构建出精确的三维地图模型。
这要求系统能够处理大量的空间数据，并且能够实时更新，以适应虚拟世界中的动态变化。
2.智能路径规划在三维空间模型的基础上，导航系统需要具备智能路径规划能力。
这意味着系统不仅要能够提供从起点到终点的直接路径，还要能够根据用户的偏好和虚拟世界的环境特点，提供最优或最具个性化的路径选择。
例如，对于喜欢冒险的用户，系统可能会推荐一条风景优美但难度较高的路径。
3.交互式用户界面虚拟世界地图导航系统的用户界面需要直观、易用，并且能够提供丰富的交互体验。
这包括清晰的视觉指示、语音导航、手势操作等功能。
通过这些交互方式，用户可以轻松地获取导航信息，并且在使用过程中感受到科技带来的便利。
4.多模态导航考虑到虚拟世界的多样性，导航系统应该支持多模态导航。
除了传统的视觉和听觉导航，还可以包括触觉反馈、嗅觉提示等。
这样的多模态导航系统能够为用户提供更加全面和沉浸式的导航体验。
三、结语虚拟世界地图导航系统的构建是一个跨学科、技术密集的挑战。
通过三维空间建模、智能路径规划、交互式用户界面和多模态导航等技术的综合应用，我们可以为用户提供一个准确、高效、有趣的导航工具。
这不仅能够提升用户在虚拟世界中的体验，还能够推动虚拟现实技术的发展，引领我们探索未知，共创未来。
如何进行数字地图绘制与分析数字地图绘制和分析是现代地理信息科学中的重要组成部分。
随着地理信息系统的发展，数字地图的应用范围越来越广泛，不仅在城市规划、交通管理等领域发挥着重要作用，还在生态环境保护、资源开发等方面起到了关键的支持作用。
本文将介绍数字地图绘制和分析的基本原理和方法，并探讨其在实际应用中的价值和意义。
数字地图的绘制是以计算机为工具，将地理数据以图形的形式表示出来。
其基本原理是将地理空间信息转化为数值数据，并利用各种算法和模型进行数据处理和分析。
数字地图可以表现地理现象的空间分布、变化规律和相互关系，提供了直观、直观的视觉表达方式，方便人们观察和理解地理信息。
数字地图的绘制和分析具有很高的灵活性和可操作性。
利用地理信息系统软件，可以对数字地图进行各种操作和处理，如地图投影、空间叠加分析、网络分析等。
通过数字地图的绘制和分析，可以获取不同空间尺度上的地理信息，揭示地理现象的内在规律，并为决策提供科学依据。
数字地图的绘制首先需要收集和整理地理数据。
地理数据可以来源于各种渠道，包括卫星遥感、GPS测量、地理信息数据库等。
在数字地图的制作过程中，要注意确保数据的准确性和完整性，以保证最终地图的可靠性。
同时，还需要对数据进行预处理和清理，去除噪声和异常值，以提高地图的质量。
绘制数字地图还需要选择合适的地图投影和放大比例。
地图投影是将地球的曲面投影到平面上的一种数学模型，可以有多种选择。
不同的地图投影具有不同的优缺点，选择合适的地图投影对于地图的准确性和可视化效果至关重要。
在选择放大比例时，需要根据地图的用途和数据的精度来确定，以保证地图的清晰度和细节。
数字地图的分析是利用地理信息系统软件进行的一系列操作和计算。
地理信息系统软件拥有丰富的功能和工具，可以实现多种地理分析方法，如空间叠加分析、网络分析、地理统计分析等。
这些分析方法可以帮助我们理解地理现象的分布和变化规律，发现地理信息之间的联系和相互作用。
现代数字化地图测绘技术的应用分析随着科技的不断进步，数字化地图测绘技术已经成为了现代社会的重要组成部分。
数字化地图测绘技术通过利用卫星遥感、全球定位系统（GPS）、无人机等先进技术手段，对地球表面进行精确的测绘和数据采集，将地理信息系统（GIS）的理论和方法与计算机技术相结合，实现了对地理信息的高效管理和利用。
数字化地图测绘技术的应用范围非常广泛，对于城市规划、资源管理、环境监测、自然灾害预警等领域都有着重要的作用。
数字化地图测绘技术在城市规划和建设中发挥着重要作用。
在城市规划中，利用数字化地图测绘技术可以对城市的地形、地貌、土地利用、交通网络等进行高精度的测绘和分析，为城市规划提供科学依据。
数字化地图测绘技术还可以为城市建设提供空间信息支持，利用三维建模技术可以对城市的建筑、道路、绿地等进行精准模拟和展示，帮助城市规划者和建设者更好地进行规划和设计。
数字化地图测绘技术在资源管理和环境监测中也发挥着重要作用。
利用数字化地图测绘技术可以对土地利用、土地资源、水资源、森林资源等进行全面、精细的测绘和监测，为资源管理和环境保护提供科学依据。
数字化地图测绘技术还可以结合遥感技术对环境变化进行监测和分析，及时掌握环境变化的情况，为环境保护和治理提供支持。
数字化地图测绘技术在自然灾害预警和应急救援中也发挥着重要作用。
利用数字化地图测绘技术可以对自然灾害易发区进行精密测绘和监测，建立灾害风险评估模型，及时预警并采取预防措施，减少灾害造成的损失。
数字化地图测绘技术还可以为应急救援提供支持，通过实时采集和传输地理信息，指导救援人员进行灾害救援。
数字化地图测绘技术在城市规划中的应用分析数字化地图测绘技术在自然灾害预警和应急救援中的应用分析，是数字化地图测绘技术应用领域的一个重要方面。
随着自然灾害的频发和应急救援的需求增加，自然灾害预警和应急救援变得尤为重要。
而数字化地图测绘技术可以为自然灾害预警和应急救援提供高精度的空间信息支持，帮助相关部门更好地进行预警和救援。
收稿日期:2004206229.基金项目:国家“863”计划资助项目(146999042423223);国家基础测绘基金资助项目(1469990324231).作者简介:应 申(1979-),男,安徽界首人,博士研究生,主要从事空间信息多尺度表达、G IS 设计与开发等研究. 文章编号:100021190(2004)0420524204数字环境下的地图模型综合应 申,李 霖(武汉大学资源与环境科学学院,武汉430070)摘 要:模型综合是数字环境下地理信息的概念层次上的综合,是地图综合的前提和基础,它通过改变地图内部目标的空间关系和语义关系,使地图的表达更简单;同时处理空间语义关系,保证小比例尺下的语义表达,进而使综合更方便.详细探讨了模型综合的概念和内涵,并着重从空间关系和语义关系方面探讨了模型综合的具体内容.关键词:模型综合;制图综合;空间关系;几何属性;语义信息;综合决策中图分类号:P 208文献标识码:A 传统的制图综合过程被认为是极为复杂的过程,它不仅需要制图员的操作技巧,还需要专业的制图经验和制图知识.G IS 的发展和应用使空间数据库的更新成为G IS 的一个重要领域.计算机制图大大方便了空间数据库的构建,而手工制图综合无法适合计算机制图综合,发展计算机自动综合技术是计算机制图和数据更新的需要.同时计算机制图综合的发展能使制图员从繁重的重复劳动中解脱出来,更加专注于综合决策,提高地图综合的效率和质量.20世纪60年代起,地图理论在认知科学、信息论和语言标记学的基础上发展起来,特别是从处理空间目标关系的语言学出发,形成了地图模型理论.从技术角度来看,建模过程开始于数据编辑,并通过数据处理和最后的符号化表达到屏幕或纸张上.制图建模的主要过程是地图综合.地图模型是指在数字环境下地理信息或空间目标在概念层次上的表达,它用语义、坐标和关系来存储,是面向地理目标的,它是不依赖可视化表达和符号化的,成为计算机自动制图综合的核心.文章首先对比介绍模型综合和图形综合的概念和内涵,然后具体阐述了模型综合的内容,主要体现空间关系和语义关系上.1定义综合可以看作是为了提高对地图的阅读和理解而对空间目标的几何表达进行一系列的尺寸变换,同时,它又是在更高抽象层次上的一个对地理现象的理解过程[1].为了实现计算机的自动综合,数字制图综合被划分为模型综合和图形综合两部分,现在这种学说被越来越多的学者所认同,并不断地得到改进[1～4].这两种综合在综合对象、综合操作以及综合算子等方面都有很大的区别.模型综合,又称数据库综合、概念综合,是指为了阻止由于比例尺缩小造成的表达空间不足、数据混乱和拥挤甚至信息表达的全面崩溃,而对数字景观模型(DL G )进行的信息化简和提取[5].模型综合为了获得更加抽象和概括的地图数据模型,通常要舍弃次要的地物目标,简化地物细节层次、压缩空间目标,进行地理目标空间关系(主要指拓扑关系)的变换,同时重定义语义信息,来减少地图的信息密度,以便进行较小比例尺下的空间分析和制图数据处理,它会从根本上影响到空间数据的内部表达[4,6].模型综合主要体现在3个方面:不同的综合层次(比例尺)、不同的地物类型层次和不同的地物个体层次.W eibel 认为真正的模型综合是一个能够产生可预测的、可重复的结构[2];使结果模型和原始模型的偏差最小;能最大量的压缩数据量;保持拓扑一致性;尽可能的使用较少的参数.同时他还指出模型综合是应用于离散的目标.L agrange 对综合的数据和知识模型进行了更详细的研究,他们认为综合是一个处理过程,允许我们对地理数据进行不第38卷第4期华中师范大学学报(自然科学版)V o l .38N o.42004年12月JOU RNAL O F CEN TRAL CH I NA NORM AL UN I V ER S IT Y (N at .Sci .)D ec .2004同感知层次上的变化,同时尽可能地保留几何属性、空间关系和语义信息[1].对不同的目标综合其几何特征需要设计不同的具体算法.空间关系主要指空间连通性和空间布局关系(目标的邻近关系和几何分布特征).这正是地图综合中模型综合的关键所在.一般来说,模型综合包括选取、压缩、聚合等综合操作,以及空间语义处理和综合决策,是兼顾面向实体的、过程的和规则的结合,它们都会影响地图内在的目标间的空间关系.而图形综合主要表现在地图的图式符号和图形表达上,它是为了满足人们感知方面的限制和地图的格式塔(Gestalt)原理,方便读者阅读进行地图的可视化表达、显示输出和美观易读而进行的,通常需要进行符号化和位置的处理[1～4].W eibel进而提出了图形综合所要遵循的基本原则,体现在人感知方面的几何限制,如最小间隔、最小宽度、最小尺寸等,和Gestalt视觉要求方面.图形综合主要进行目标的位移、夸大、光滑等.一定意义上,模型综合是从图形综合中抽象出来的.有的模型综合支持变比例尺的数据更新和查询,类似于“无比例尺”空间数据库[7]和等级结构的数据库.模型综合反映在地理信息的概念层次上,而图形综合反映在地理信息的表达和应用层次上.一句话,就是通过模型综合来确定综合后地图的空间信息和地图数据模型,通过图形综合来表达综合后的地图.由于模型综合与目标的语义及几何建模相关,但又不受图形设计的影响,大大方便了自动地图综合的发展,如德国波恩大学的A T K IS2G IS、深圳市规划国土局的A u toM ap.2内容根据前述分析,我们可以从空间关系、语义信息和综合决策方面来具体探讨模型综合内容.2.1几何属性模块几何属性模块,主要进行图形形状的变换计算.这个模块除进行因空间关系改变而引起的几何属性变换外,还要进行各种图形操作,如曲线光滑,图形编辑,图形变换等(这在一定程度上结合了语义信息和图形综合的部分内容).因此,几何属性模块对图形表达有着立杆见影的作用.空间关系操作是处理空间关系变换,而几何属性模块的功能主要是数值计算和一些几何算法,它们只影响图形,不改变空间关系.2.2空间拓扑关系由于综合的比例尺的变化,逐渐要求由表示个体的、单要素的解析综合向反映多目标的、多要素的组合综合发展,要求深入地研究发现目标或要素间的相互联系和空间关系.通过空间目标间的关系变换能有效地减少地图信息,它是模型综合的核心和本质所在.在综合过程中,空间关系的变化是指综合前后空间目标的关系.很显然,模型综合在空间关系方面体现为面向地理对象(群)的.空间关系分为拓扑关系、方向关系、距离(度量)关系,空间方向关系的研究可见有关研究,本文不做讨论;而距离关系是隐含在拓扑关系和几何处理中的,因此本文将着重讨论空间拓扑关系.拓扑关系包括连通性、邻接、包含、以及交叉自相交和拓扑逻辑等;它有一些基本的操作,除选取和删除外,主要有三种:收缩、合并和融合.这里可以采用计算几何中的V o rono i图和D elaunay三角网以及凸壳等来处理空间拓扑关系[8～10](如图1).V o rono i图在处理空间冲突、一致性和自相交等方面十分有效[11,12].图1 多边形的三角网选取 删除操作就是受表达或视觉感知的要求,根据制图要素的重要性、特殊性确定制图目标在目标空间数据库中的存在与否.选取操作是减少地图目标信息的主要手段之一,它通常用客观的几何标准来描述.收缩是地图目标的缩小,通常是实体空间维数的减少:A、线收缩为点;B、区域收缩为点;C、区域收缩为线:通常是骨架图(中轴线)的提取,是收缩操作中较重要的部分,如双线河变单线河等.区域收缩时区域可以是孤立的,也可以有其他曲线与它的边界相关联(如图2A的小湖泊);线收缩时线可以是独立的要素,也可与其他边界相关联.合并、聚合和融合:合并操作指相互邻近或关联的实体间的合并,通常有点对线的合并和区域合并.区域合并中可进行相邻(有共享边)区域的合并(图3A到B),也可进行临近(无共享边)区域的合并(图3B到C).合并和融合在空间目标的语义上有一定的差别.合并要求目标的语义信息相同或相近,而融合操作多是指不同类之间的目标操作,主525第4期应 申等:数字环境下的地图模型综合要是区域对其内部包含的要素的“融蚀”,以消除它们,主要有点消除、线消除以及面融合,如图4的湖泊对其内部的岛屿的融合等.图2 收缩操作图3 建筑物多边形的合并图4 湖泊对内部岛屿的融合模型综合在对地理空间信息进行综合时,既包含有单个空间地理目标的模型综合,更重要的是包含着多个目标或多要素的空间地理目标的综合,也称空间特征的综合,包括空间目标的分布范围、内部特征、离散性、聚合性、典型化等.如建筑物的特征综合中,既要保持其分布范围的不变形,又要突出其空间排列的典型性(如图5).图5 建筑物多边形的典型化2.3空间语义综合(综合规则和综合决策)语义信息是地图信息论的主要对象,同时也是地图综合中的重要处理对象,它不仅包括一般的实体的属性信息,如实体的性质、状态和用途的描述等,更重要的是它处理着地图综合的整体控制参数、综合规则和综合决策,主要是不同比例尺下实体存在的各种几何约束和各种综合规则[6],如目标间的最小距离、目标最小尺寸等.制图综合的过程是个决策的过程.综合条件(如几何限差)的确定,实施怎样的综合操作,如何协调各综合操作,这些综合决策都需要专家知识.综合决策是制图综合的本质和核心.制图综合规则是对某些问题的规范化描述,是基于规则的演绎思维[13,14].在实际的制图综合系统设计中,可针对不同的比例尺,依据地图图式,结合各种比例尺地图数据的特点,将各综合规则在数字化的模型综合中进行形式化的描述,制定相应的综合规则库.可以采用六元组的规则表示方法:〈层代码,属性码,综合操作,属性项,最小值,最大值〉.例如,〈B ,32029,M ER GEN CE ,A R EA ,0.00,50.00〉表示:建筑物层中的属性码为32029的建筑物,如果建筑物的面积差别小于50m 2,则可以合并它们.该六元组是用来触发制图综合的各种规则,或者说其本身就是综合规则的变形,它是连接比例尺变化前后的数据的纽带和综合决策的触发点.综合规则在目标数据库中的目标创建有着决定性作用,对目标数据库中的对象之间的空间关系处理较少,它主要侧重于地图模型综合.综合决策另一难以形式化描述的是空间要素聚类和重分类的标准、综合操作的顺序、各综合操作的协调等.重分类分级是指不同类要素的定性分类、同类要素或现象的定量分级,它以数据的集群性为依据,反映同类(级)内的最大一致性和类(级)间的最大差异性,它通常和聚合或融合操作同时发生、相互影响.以宗地的综合最为突出,在进行宗地地块综合时,要根据土地利用类型重分类或等级进行重定级,然后再聚合来减少差别.综合过程中,实现全自动的综合是不现实的,必要的人工干预和选择是必要的,这主要体现在综合操作的顺序和综合算子的选择上.如图6,对多目标(建筑物)的综合有两种决策方法:A )对单个建筑物进行矩形特征化(图6B );B )对多目标进行整体合并再矩形特征化(图6C ).这个例子表明,不同情况下的综合决策不同,其采用的操作也不同,这就需要设计各种基本的算法来适应不同的综合决策,这是当前不能实现自动综合的一个重要原因所在.625 华中师范大学学报(自然科学版)第38卷A B C图6 综合决策3结论与展望文章阐述了地图综合中模型综合的理论和其特点,在完善综合理论的同时也方便了自动综合软件的设计.基于模型综合的交互制图综合的实现,更有利于用户专心于综合决策,以提高制图综合的效率和质量.在综合决策中如何有效地融入专题要素的分类分级约束、不同要素的空间约束以及与专家系统的结合上还需进一步研究.参考文献:[1] M uller J C,W eibel R,L agrange J P,et al.Generalizati on:state of the art and issues[A].M uller J C,L agrange J P, W eibel R.G IS and Generalizati on:M ethodo logy and P rac2 tice[M].Paris:T aylo r and F rancis,1995.3～17.[2] W eibel R.T h ree essential building block s fo r autom atedgeneralizati on[A].M uller J C,L agrange J P,W eibel R.G IS and Generalizati on:M ethodo logy and P ractice[M].Paris:T aylo r and F rancis,1995.56～69.[3] W eibel R,B rassel K.A review and concep tual fram ewo rk ofautom ated m ap generalizati on[J].Internati onal Journal of Geograph ical Info rm ati on Science,1988,2(3):229～224. 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