第六章-电子地图

第六章 地图表示

教学目的和要求：

1.了解各种地理信息的地图符号表示方法。

2.掌握点、线、面数据的地图表示方法。

3.了解地理数据视觉化的进展。

本章重点：地图的常用表现方法。

本章难点：不同表示方法的区别与适用范围。

教学时数：6学时

[第一讲 2学时]

第一节 地理数据的点状符号表示

[引入]

由地图符号组合成的地图虽然有千差万别的形式，但它所表示的地理信息，无非是空间数据在性质上或量度上的差异。地图学者多年来都在探讨将地图的符号组合为若干个地图符号模型。1972年瑞士英霍夫根据空间数据的图形结构组成12种符号模型。1976年苏联萨里谢夫也曾将地图的符号模型列为10种表示方法。他们基本上都是依形态分类，系统性不显著。

一、量表法在点状符号中的应用

1.定名量表的应用 它可以用于形象地、几何的和组合的点状符号中。形象符号最大的优点是能快捷的传递地图信息，它可以不借助图例就能使读者了解符号的意义。在主体或详细程度不同的地图上，相同的形象符号可以有不同的含义。表示形象符号的主要变量是形状和色相，几何符号基本上不与数据的属性相关联。组合符号主要是指形状变量的叠加，这种符号有利于形成地物类别的系列化。

2顺序量表的应用

顺序量表的点状符号用于表示地图信息的强度。顺序量表是从具有可比变化的数据，简单的转化为多于少的关系。不必考虑大与中或中与小在树枝上的比例或绝对值。所以通常只取三项顺序。表达顺序可以采用尺寸变量，配合亮度、彩度或网纹变量，构成对象的强度变化。

3距离/比率量表的应用

距离/比例量表能显示点状符号中地图数据的数量差别。如上所述，顺序量表和距离/比率量表的不同，仅在于前者隐藏了数据的数量而只显示数据的强度，那么表示数据的数量时，最有效的视觉变量还是图形的尺寸。我们也可以用亮度或网纹来显示数量。

二、比例圆的视觉尺度

比例圆是点状符号在数量对比上最常采用的几何符号。理由是：（1）在视觉感受上圆形最稳定；（2）圆面积公式中只有一个变量；（3）在相同面积的各种图形中，圆形所占图上的视觉空间最小；（4）圆形常用于心理测验。

第十一章 导航电子地图制作

第1节 导航与导航电子地图

导航系统的构成

导航系统一般采用gps与航位推算法(传感器+电子陀螺仪)组合方式实现定位，通过触摸显示屏或者遥控器进行交互操作，能够实现实时定位、目的地检索、路线规划、画面和语音引导等功能，帮助驾驶者准确、快捷地到达目的地。导航系统一般由定位系统、硬件系统、软件系统和导航电子地图四部分构成。

1 定位系统

目前主要的定位系统是以航天技术为基础，以高速运动的卫星瞬间位置作为已知数据，采用空间距离后方交会的方法，计算待测点位置的系统。通常由空间部分、控制部分和客户端三部分组成。

除美国的全球定位系统gps外，目前世界上的卫星导航定位系统还有俄罗斯的"格洛纳斯"、欧盟"伽利略"以及我国的"北斗"。

到1994年3月，全球覆盖率高达98％的24颗gps卫星星座己布设完成。

2硬件系统

导航硬件平台包括车载主机、显示器、定位系统和其他控制模块。车载主机是整个gps车载导航系统的心脏，车载主机由若干个电子控制单元(electric control unit，ecu)构成，它们可以独立完成特定的功能，并与其他单元模块协同工作。这些模块中最重要的是由gps接收机、航位推算(dead

reckoning，dr)微处理器、车速传感器、陀螺传感器构成的定位模块。gps系统和dr系统组合构成的定位导航模块可以很好地解决短时间内丢失gps卫星信号的问题，又可以避免dr系统的误差随时间积累。目前普通民用gps和dr组合定位设备(gps惯性设备)已经可以达到1 000 m无gps信号的情况下的航向精度和10 m的距离精度。

3软件系统

软件系统由系统软件和导航应用软件组成。

系统软件包括操作系统和设备驱动两部分。操作系统一般采用嵌入式实时操作系统(rtos)，如国外的vx-work、qnx、palmos、windows ce和国内的hopen os等。

导航应用软件是专门针对车载导航应用需求开发的软件系统，运行在车载主机中。基本功能包括：定位与显示、地图浏览与信息查询、智能路线规划、语音引导等。

第六章 地图表示方法

1地图的表示方法：是指地图上表达制图对象特征的基本方法。目前有个体符号法、线状符号法、运动符号法、范围法、质底法、量底法、等值线法、点值法、网格法、定点统计图表法、分区统计图表法和分区分级统计图法等12种基本表示方法。

2点状符号的二维图形可以扩展为：

（1） 分割圆 饼状或圆状的分割圆是一种常用结构的统计图放映事物总量的内部组成，用扇形表示各成分所占比例。

（2） 坐标统计图: A金字塔图表：

B三角形图标

C玫瑰图

（3） 立体符号：三位符号使点状符号产生立体感，还可以减少符号在图面上按比例所占的空间面积，常见的三位图形有：球状符号，柱状符号，轴测图符号。

3线状符号的定性表示：线状符号的表示形式包括：单线，平行双线，实线，虚线，渐平线，指向线，对称和非对称划线。

4运动状态的线性表示：动态且呈现为线状延伸的事物存在两种不同状况，一种是事物本身就表现为一维线状或带状。一种是事物本身可能不是线状，但其运动的轨迹或相互关系可概括为线状。

（1）放映移动的起止点：多数情况下起止点必须明确标注在地图的特定位置上但对于呈现面状移动的现象，只能有概略的定位。

(2)表示前进路线和方向

（3）流量：表示两点之间的疏通量

（4）流速：在普通地图中，常以带数字的箭头表示河流流速

（5）线性指标：放映运动对象的质量特征

(6)相互关系：两点间的相互关系常常以动线符号表示

走向线的其他方式：沿线用箭头首位相接，细箭头宽箭尾示意等。

5面状地理数据的定性表示：在地图上能以实际空间形态呈现的2维面状现象。其属性特征符合定名量表数据，通常以色相分量和网纹变量及其组合作为主要的显示手段

（1）定性数据的特性：

A类型图：类型图无空白区域，图斑互不重叠且类型具排他性。

B区划图：其特征也是无空白区域，图斑互不重叠且类型具排他性。它的图斑表示了专题的综合性质。

第6章 数字地图研制、标准及可视化

6.1 数字地图研制及其标准规范

本节介绍关于地图和数字地图的描述及其有关国家标准；国家标准研制过程及一个实例——《数字地形图产品模式》标准的研制过程及其主要内容；一个数字地图——全球地图的技术规范及全球地图中国数据集的研制。

6.1.1地图与数字地图

6.1.1.1地图

在测绘词典上对地图定义的描述：

按一定法则，有选择地在平面上表示地球（或其他星球）上的若干现象的图。具有严格的数学基础、符号系统、文字注记，并采用制图综合原理科学反映出自然和社会经济现象的分布特征及相互联系。

在《普通地图编制》教材中对地图定义的描述：

地图是根据一定的数学法则，使用符号，通过制图综合将地球表面缩绘到平面上的表象，它反映各种自然和社会现象的空间分布、组合、联系及其在时间中的变化和发展。

地图特性包括：用于特殊的数学法则而产生的可量测性；由于适用符号表述事物而产生的直观性；由于制图综合而产生的一览性。

地图将逐渐成为形象地描述人们所认识的客观世界的一个象征性术语，而不一定再是一种固定的形式。

在国家标准《地图学术语》中：

地图

按照一定数学法则，运用符号系统，以图形或数字的形式表示具有空间分布特征的自然与社会现象的载体。

高峻教授指出：地图是用符号表示的地面的概括化的图形，它必需经过数学变化来建立在平面上，地图作为人们认识和研究客观存在的结果，可以反映各种自然、社会现象的空间分布，也可以作人们认识和研究客观存在的工具，去获得新知识。

在田德森教授编著的《现代地图学理论》中引用了多种有关地图的描述例如：

地图是周围环境的图形表达。 第6章 数字地图研制、标准及可视化

129 地图是空间信息的图形表达。

地图是反映自然和社会现象的形象符号模型。

地图是信息传输的通道。

地图是地球或天体表面上，经选择的资料或抽象的特征和它们的关系，有规则按比例地在平面介质上的描写。

6.1.1.2数字地图