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CAD中数字化描绘技术指南数字化描绘是现代工程设计和制图中不可或缺的一环。
它利用计算机辅助设计（CAD）软件，将手绘的图纸转化为数字化的图形。
数字化描绘技术不仅提高了工程设计的效率和精度，同时也减少了传统制图过程中的错误和重复工作。
本文将介绍CAD软件中数字化描绘的基本技巧和使用技巧，帮助读者更好地掌握这一工具。
首先，我们需要了解CAD软件中的基本工具和操作。
在CAD软件中，常用的绘图工具有线段、圆弧等，通过这些工具可以完成基本的几何图形的描绘。
此外，还有面填充、阵列、图层等功能用于更加精细的图形设计。
熟悉这些工具的使用方法是数字化描绘的基础。
接下来，我们需要将手绘图纸转化为CAD软件中的数字化图形。
首先，我们可以通过扫描仪将手绘图纸转化为图像文件，然后将图像导入到CAD软件中。
另一种方法是使用CAD软件提供的直接描绘功能，通过鼠标或绘图板直接在软件中描绘图形。
无论选择哪种方法，都需要保证描绘的准确性和精度。
在数字化描绘过程中，我们需要注意以下几点。
首先，要保持图纸的比例和尺寸的准确性。
在CAD软件中，可以通过设置单位和比例来确保描绘的图形与实际设计相符。
其次，要注意图层的使用。
图层可以将不同元素分组，并显示或隐藏不需要的元素，使得图纸更加清晰和易于编辑。
此外，要注意使用CAD软件提供的辅助工具和命令，如捕捉点、自动对齐、偏移等，以提高绘图效率和精度。
除了基本的描绘技巧，CAD软件还提供了许多高级功能和工具，用于更加复杂的设计和制图。
例如，可以使用三维建模工具创建立体图形；可以使用参数化设计工具实现设计的自动化和可变性；可以使用CAD库中提供的符号和元素简化绘图过程等。
这些高级功能可以根据具体需求来学习和应用，以提高工程设计的效率和质量。
最后，为了更好地掌握CAD软件中的数字化描绘技术，我们需要不断进行实践和学习。
通过参加培训课程、阅读相关文献和教程，以及与其他CAD软件用户的交流，我们可以不断提升自己的技能和经验。
1、图像数字化的过程有些什么内容，具体是如何实现的?图像数字化：是将一幅图像从其原来的形式转换为数字形式的处理过程。
要在计算机中处理图像，必须先把真实的图像（照片、画报、图书、图纸等）通过数字化转变成计算机能够接受的显示和存储格式，然后再用计算机进行分析处理。
图像的数字化过程主要分采样、量化与编码三个步骤。
[2]○1、采样：是的在一幅图像每个像素位置上测量灰度值。
图像采样采样的实质就是要用多少点来描述一幅图像，采样结果质量的高低就是用前面所说的图像分辨率来衡量。
简单来讲，对二维空间上连续的图像在水平和垂直方向上等间距地分割成矩形网状结构，所形成的微小方格称为像素点。
一副图像就被采样成有限个像素点构成的集合。
例如：一副640*480分辨率的图像，表示这幅图像是由640*480=307200个像素点组成。
如图“图像采样”所示，左图是要采样的物体，右图是采样后的图像，每个小格即为一个像素点。
采样频率是指一秒钟内采样的次数，它反映了采样点之间的间隔大小。
采样频率越高，得到的图像样本越逼真，图像的质量越高，但要求的存储量也越大。
在进行采样时，采样点间隔大小的选取很重要，它决定了采样后的图像能真实地反映原图像的程度。
一般来说，原图像中的画面越复杂，色彩越丰富，则采样间隔应越小。
由于二维图像的采样是一维的推广，根据信号的采样定理，要从取样样本中精确地复原图像，可得到图像采样的奈奎斯特（Nyquist）定理：图像采样的频率必须大于或等于源图像最高频率分量的两倍。
[2]○2．量化量化是指要使用多大范围的数值来表示图像采样之后的每一个点。
量化的结果是图像能够容纳的颜色总数，它反映了采样的质量。
例如：如果以4位存储一个点，就表示图像只能有16种颜色；若采用16位存储一个点，则有216=65536种颜色。
所以，量化位数越来越大，表示图像可以拥有更多的颜色，自然可以产生更为细致的图像效果。
但是，也会占用更大的存储空间。
两者的基本问题都是视觉效果和存储空间的取舍。
数字图像处理基础2第二章数字图像处理基础2.1 图像数字化技术2.2 数字图像类型2.3 常用图像文件格式2.4 像素间的基本关系2.5 图像的几何变换2.1 图像数字化技术2.2 数字图像类型2.3 常用图像文件格式2.4 像素间的基本关系2.5 图像的几何变换简单的图像成像模型一幅图像可定义成一个二维函数f(x,y)。
由于幅值f 实质上反映了图像源的辐射能量，所以f(x,y)一定是非零且有限的，也即有：0<f(x,y)</f(x,y)图像是由于光照射在景物上，并经其反射或透射作用于人眼的结果。
所以，f(x,y)可由两个分量来表征：一是照射到观察景物的光的总量，二是景物反射或透射的光的总量。
设i(x,y)表示照射到观察景物表面(x,y)处的白光强度，r(x,y)表示观察景物表面(x,y)处的平均反射(或透射)系数，则有：f(x,y)=i(x,y)r(x,y)其中：0 < i(x,y) < A 1, 0 ≤r(x,y) ≤1对于消色光图像(有些文献称其为单色光图像)，f(x,y)表示图像在坐标点(x,y)的灰度值l ，且：l=f(x,y)这种只有灰度属性没有彩色属性的图像称为灰度图像。
显然：L min ≤l ≤L mxa区间[L min ，L max ]称为灰度的取值范围。
在实际中，一般取L min 的值为0，L max =L-1。
这样,灰度的取值范围就可表示成[0，L-1]。
当一幅图像的x 和y 坐标及幅值f 都为连续量时，称该图像为连续图像。
为了把连续图像转换成计算机可以接受的数字形式，必须先对连续的图像进行空间和幅值的离散化处理。
图像数字化：将模拟图像经过离散化之后，得到用数字表示的图像。
图像的数字化包括采样和量化两个过程。
连续图像空间离散数字图像幅度离散采样量化采样：是将在空间上连续的图像转换成离散的采样点（即像素）集的操作。
即：空间坐标的离散化。
量化：把采样后所得的各像素的灰度值从模拟量到离散量的转换称为图像灰度的量化。
2.1 多媒体作品中的图形、图像三维教学目标：知识与技能：（1）了解图形、图像的视觉意义及表达信息的特点。
（2）了解数字化图形、图像的概念和特点（3）理解像图像数字化表示的基本原理过程与方法：（1）用举例法、提问法初步掌握使用图形、图像表达信息的特点。
（4）针对图像数字化的过程与结果进行有效的评价。
情感态度与价值观：激发使用图形、图像表达信息的兴趣，培养良好的学习态度。
感受图像在信息表达的独特作用，激发学生探求图像处理技术的欲望,感受数字化图像对日常生活的影响.教学重点：了解图形、图像的视觉意义及表达信息的特点。
教学难点：模拟图像转换为数字图像的过程。
教学方法：举例法，提问法，演讲法教学工具：教科书，多媒体教室，计算机教学课时：1课时教学过程：一、图形、图像的视觉意义与特点图形、图像已经成为人们表达思想、交流情感的一种重要的信息载体。
在面对图文并茂的作品时，人们总能感受到图形、图像的特殊魅力，因此，利用图形，图像恰当地表现和传达信息，成为今天利用多媒体方式交流信息的重要需求。
除了与图形、图像可以承载大量而丰富的信息有关以外，图形、图像生动、直观的视觉特性也是重要的方面。
思考2：图形、图像的视觉特点是什么？a、承载比较多的信息量b、生动直观c、视觉刺激性强所以，我们不仅要学会利用图形、图像表达意图，同时也能利用图形、图像恰当地、创造性地设计表达需求。
有效设计的图形、图像既能充分地展示主题，又能启发人的思维，引起共鸣，这正是图形、图像的视觉意义所在。
二、图形、图像的数字化表示1、图形、图像的分类图形：一般是指计算机绘制的画面，如直线、园、圆弧、矩形、任意曲线和图表等。
图像：指由输入设备捕捉的实际场景画面或以数字化形式存储的画面。
图像的细化的可以分为两类，数字图像、模拟图像。
1）什么是模拟图像？普通相机拍摄出来的必须经过底片冲洗的照片。
模拟图像是固定在图层上的画面。
如一张照片，就是通过化学摄影术而制成的一幅静态的画面，它一旦形成就很难再改变。
第一章数字图形基础知识计算机产生的图形是数字化的图形，它与传统图形的最大区别是构成它的元素不同。
当代最重要的未来学家尼葛洛庞帝在他20世纪末的巨著《数字化生存》第一部“比特的时代”中写道：“要了解‘数字化生存’价值和影响，最好的办法就是思考‘比特’和‘原子’的差异 [1]”。
他把“比特”（bit）称作“信息的DNA”，认为它正在迅速取代原子而成为人类生活中的基本交换物。
传统视觉图形与数字图形的存在方式，也完全适用这样的划分：传统图形是原子的，它用物理的线条和色彩描述；数字图形是比特（bit）的，它用虚拟的线条和色彩描述。
图形的存在方式造就了它的个性，也构成了不同图形之间的差异和特点。
根据计算机对图像的处理原理以及应用的软件和使用环境的不同，数字图形可以分为矢量图形和点阵图形两大类型。
1.1 以矢量图存在的数字图形矢量图也叫向量图，也称“面向对向图形”，矢量图形是用数字方程描述的图，它由矢量定义的直线、曲线和色彩组成，根据轮廓的几何特性进行描述。
基于矢量绘图的程序如CorelDRAW，Adobe I11ustrator，Freehand等。
1.1.1 物件（图元）“图元”（Primitives）是矢量图中可用来构成更复杂物体的基本元素或部件。
最常见的矢量图图元有直线、折线、曲线、螺旋线、矩形、圆形、多边形、不规则形等。
一张复杂的矢量图是由很多个不同大小和形状的“图元”构成的。
矢量图的数量越多、图形就越复杂、图形文件就越大。
图1-1 矢量图－图元1.1.2 矢量图的组成矢量图是数字图形两大类别中的一类。
它本身没有构成图形的“像素”，只是当图形在计算机的显示器或打印机上输出时，矢量图才被硬件赋予虚拟点的方式呈现出来。
矢量图的组成方式与点阵图不同，它不是由像素矩阵式排列，而是计算机按矢量的数字模式描述的结果。
因此，它不受像素的制约，可以放大很多级数，很适合表现无标度的分形图形的层层勘套和无穷的细部。
1.1.3 矢量图的优、缺点（一）优点由于矢量图的结构特点，它没有构成图形的最小单位：像素，而是一种矢量描述的图形。
6．数字化图形基础数字化图件（digital map）是运用计算机系统将图面信息数据化，转变成为图形或图象信息，并按数据结构及类型所形成的图件。
它的提出和应用主要是区别于以往手工编绘的各类图件，从而使用计算机制图和建立地理信息系统。
在常规的1:5万区域地质调查工作中，各种图件均用手工转绘而成，而借助于计算机技术，这些图件则可以通过地理信息系统（GIS）软件编制。
6.1参考系统在地理信息系统中，数字化图形中的每一个实体都具有其地理坐标值，即具有标准坐标系中的参考位置。
坐标系统可以分为局部（地方）、全国或国际通用坐标系统。
我国多采用北京坐标系（1954,1980），而UTM是国际坐标系统之一；对于全球性的世界地图或大区域的小比例尺地图则可能采用世界上的其它坐标系统。
6.1.1 投影与坐标系投影与坐标系是两个经常使用的概念，但二者并不等同。
投影是采用一定的数学法则，把地球的球形表面表示在平面上的一种系统，并且尽可能使得其长度、面积和角度变形最小。
比较形象的例子是，首先在橘子表面写上“地理信息系统”六个字，然后将橘子皮展开，你就会发现这六个字几乎无法辨认；同样，如果不使用投影将地球表面展开为平面，那么地球表面的山川、河流、湖泊和海洋也将产生很大的变形，以至于无法辨认。
所以当我们使用计算机屏幕来表示地图时也必须使用投影。
坐标系则是包括投影在内的一组公式和参数，一旦确定了这些参数，就产生了一个坐标系。
坐标系包括了投影类型、大地椭球体、坐标原点、单位、东伪偏移和北伪偏移等。
不同的坐标系具有不同的参数值，不同国家和地区分别采用不同的投影和坐标系。
6.1.2 投影的主要类型投影的分类很多，根据变形的特点可以分为等角投影、等积投影和任意投影；根据投影面形状的不同，有方位投影、圆锥投影和圆柱投影；按投影面与地球面的相对位置则有正轴、横轴和斜轴以及切、割之分。
这里主要介绍三种投影：①方位投影是以平面作为投影面，按某种条件，将地球表面上的经纬网投影于平面上的一种投影，在制图实践中多采用非正轴方位投影，它主要适用于南北半球。
②圆锥投影是以圆锥面为投影面的系统，常进一步划分为正轴切圆锥投影和正轴割圆锥投影。
这种投影适用于中纬度东西宽而南北窄的国家或地区。
我国小于1：50万的地形图采用的就是等角圆锥投影。
③圆柱投影是以圆柱面作为投影面，按某种条件，将地球面上的经纬线投影到圆柱面上，并沿圆柱母线切开展成平面的一种投影。
从几何上看，圆柱投影是圆锥投影中锥顶在无穷远处的特例。
我们常用的高斯投影和墨卡托投影（UTM）都属于该类投影。
高斯投影是一种等角横切圆柱投影，因无角度变形，故小块地区图形保持正确，我国1：50万至1：1万的地形图采用的就是这种投影。
通用墨卡托投影（UTM）目前已被许多国家用于建立地形图数学基础，它属于横割圆柱投影，与高斯投影同属横圆柱投影。
但是，在高斯投影中规定中央经线上长度比为1，而在通用墨卡托投影中则为0.9996，该投影已广泛地被许多国家和地区采用，包括美国、日本、加拿大、泰国、阿富汗、巴西、法国和瑞士等80多个国家。
6.1.3 坐标系的类型为了满足不同国家和地区的生产、生活、科研和军事等需要，世界上已经建立了许多坐标系统，在Maplnfo中就有300多个坐标系统。
你还可以创建自己的坐标系统。
根据应用的范围可以分为局部、全国通用和国际通用三种坐标系统。
①局部坐标系统是针对某个地区确定的一系列参数而创建的坐标系，对该地区来说，其变形最小，如美国各州平面坐标系和中国香港地区的坐标系。
②全国通用的坐标系统是对于一个国家设定的系统，它使得整个国家在地图上变形最小，如我国的北京坐标系和日本的坐标系都是适用于较大区域的坐标系统。
③国际通用坐标系统是全球设定的坐标系统，主要为世界地图和洲际地图确定的坐标系统。
在数字化图形输入和转换时，必然要涉及坐标系统的选择和投影变换。
要使一张平面地图具有准确的地理位置，就必须选择正确的座标系统和投影，也必须做正确的坐标变换。
因此，在数字化图形输入之前，要进行认真的考虑，选择合适的坐标系。
6.2 点、线、面及文本地理数据可以概括为三类拓扑概念：点（point）、线（polyline）、面（polygon）。
点表示数据的单一位置，如样品点、地质点、客户位置等；线覆盖了给定距离的开放对象，包括直线、折线和圆弧。
例如断层、地质界线、街道等；面则是覆盖了给定面积的封闭对象，包括多边形、椭圆和矩形，例如一个国家的范围、邮区和地质体等。
另外，还有文本，它是描述地图或其他对象的文字及符号，例如地质图上的代号、村庄名称等标注。
原则上，任何一种地理现象都能以点、线、面加上一个文本标注“这是什么”来表示。
例如一个油井可以用一个点实体和参考坐标系X和Y加上一个“油井”表示，一个薄片取样点同样可以用一个取样点和参考坐标系X（如4436000）和Y（20657000）加上标注“b800”来表示；一条断层则表示为一个线实体和一系列坐标X、Y（曲线）或只有起止点坐标X、Y（直线）加上一个标注“F10”；一个地质体则包括一系列X、Y坐标加上标注“Area”来表示等。
实体是基本地理信息单元，也称为元素。
点、线、面、象元和物体的一部分都是实体，每一个实体上都承载着不同的属性，例如一个地质体的属性中有它的位置、大小、名称、代号及其它特征。
6.3 地图与图层地理数据的表示方法很多，最常用的，也是人们最习惯的方法是以地图的形式来表示地理数据。
地图由一系列的点、线、面组成，它们被称为地图元素。
计算机正是利用地图的这一特征，按地图元素的属性进行分层，并以不同图层进行组织专业图件。
可以想象，每个图层都是透明的，这些透明层可以一层层叠加；每一图层包含整个地图的不同方面。
地图元素由空间参考坐标系中的位置、形状和非空间属性加以定义，亦就是前面所说的文本标记加以标注。
地图通常是地理数据的二维表示，但也不排除多维表示，只是三维以上的表示难以在平面上描绘出来罢了。
我们用GIS系统设计出的地质图(图12－5)，多数属于二维形式，有时可以表示出地形的模型等，但还没有达到真正的三维效果。
在GIS系统中，每一个图层常常以一个单独的文件存储，当你打开一个文件时，也就打开了一个图层。
不同的GIS系统有不同的表示方法，在MAPINFO中，每一图层可以包含不同的地理对象，诸如点、线、面和文本；而MAPGIS中，每一图层只能表示单一对象，如点、线、面，它将点、线、面分别存入不同的文件中。
例如我们常用的地形图，可以看成由五个图层组成，第一个图层包括地形线，第二个图层为水系，第三个图层由道路组成，第四个图层是居民地，第五个图层则为各种标注。
再如下图（图12－6）所示，第一个图层包含榆关镇幅水系，包括河流及湖泊：第二图层为居民地位置；第三个图层由标注文本组成。
通过把这些图层一层层叠加起来，将建立起完整的地图。
在GIS系统中，基本上都是以图层作为地图的构筑块。
一旦创建了地图图层，就可以把图层自由组成多种形式，增加和删除图层，或对它们进行重新排序。
关于如何进行图层的编辑，我们将在以后的章节中进行讨论。
7. 数字化图件种类及属性7.1 地理数据的显示和隐式表示人们靠自己的眼睛能高效率地识别形状和形式，但计算机却不能识别。
要使计算机识别形状就必须精确地指出：空间模式应如何处理、如何显示等。
在计算机内描述空间实体有两种方式：显示描述和隐式描述。
例如在许多GIS系统介绍中常常引用的一个实例，一个地区地物在计算机中的显示描述就是栅格中的一系列象元（点），使计算机知道这些象元描述的是地物而不是其它物体，这些象元都给予相同的编码值“C”。
其实，值“C”不一定用C形式表示，也可以用颜色、符号、数字或灰度值来显示。
于是地物的简单数据结构可以描述为：地物的属性→符号／颜色→象元地物的隐式表示是由一系列定义了始末点的线以及某种连接关系来描述。
线的始末点坐标定义为一条表示地物形式的矢量，线之间的指示字符告诉计算机怎样把这些矢量连接在一起形成地物。
地物的隐式数据结构为：地物的属性→系列矢量→连接关系从上面的介绍可看出显示与隐示表示的区别有几下点：①隐式（矢量）表示法存储地物信息的数据较少，即需要的存储空间少（矢量表示只需11对X、Y坐标和12个连接指示字，而栅格表示需60个象元）。
②矢量法比栅格法（显示）要精美得多。
栅格法要达到相同的分辨率，格网要小到0.5mm 才行，这要需要540个象元，即540对x、y坐标。
③矢量法中的连接信息使数据搜索能沿着一定方向进行。
栅格法则能方便地改变地物的形状和人小，因为栅格数据修改只包括清除某些旧值和输入新值两个步骤。
而矢量数据的修改，除改变坐标值外，还需要重建连接关系(指示字)。
由上例可以看出，至少有两种方法可以用来表示拓扑数据即：栅格法：一系列X、Y坐标定位的象元；每个象无独立编址，并载有属性值。
矢量法：三种主要地理实体是点、线、面，点类似象无，但不占面积；其余二种均由一系列内部相关联的坐标形成一定的面或线，该面或线则能与一定的属性连接。
表示图形的方法也是上述两种。
7.2 数字化图形的种类及属性从上一节的拓扑数据表示方法可以知道，数字化图形的种类也有两种，一种是栅格图象；另一种为矢量化图形。
栅格图象就是计算化的图象，它的基本结构为栅格结构，实际上就是象元阵列，每个象元由行列号确定它的位置，且具有表示实体属性的类型或编码值。
点实体在栅格数据结构中表示为一个象无；线实体则表示为在一定方向上连接成串的相邻象元集合；面实体由聚集在一起的相邻象元集合表示。
这种数据结构很适合于计算机处理，因为象元阵列非常容易存储、维护和显示。
栅格图象是由各种栅格数据处理后的计算机化图象。
栅格数据包括各种遥感数据、航测数据、航空雷达数据、各种摄影图象数据，以及扫描后的地质图、地形图数据与地球物理、地球化学和其它专业的网格数据。
在区域地质调查工作中常用的栅格图像包括扫描的地质图和地形图、区域重力异常图、区域航磁异常图、化探异常图和TM 卫片（landsat）处理形成的各种图象。
栅格数据在栅格型GIS系统中（如ERmapper5.2)作为基本数据，可直接进行各种图象处理和空间分析。
矢量化图形的基本结构为矢量数据结构，矢量数据结构尽可能能地将目标表示的精确无误，并假定坐标空间是连续的，不必像栅格数据那样进行矢量化处理。
因此，矢量数据结构更能精确地定义位置、长度和人小。
前面已经述及，矢量化的图形主要由点、线、面组成，而点、线、面又具有自己的特征。
7.2.1 点实体点实体包括由单独一对X、Y坐标定位的一切地理或制图实体。
它的具体特点表现为：l）独特的识别符号。
在矢量化图形中，一个点可能是一个与其它信息无关的符号，它可以代表一定的意义，如代表省会、城镇、地质点或采样点，但记录在矢量化图形中就包括符号类型、大小、方向等有关信息。
