《计算机地图制图》
第1章绪论
1、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、计算机地图制图优越性：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
3、计算机地图制图的基本过程：①数据采集阶段②数据处理阶段③数据输出阶段
4、计算机地图制图与地理信息系统：计算机地图制图是地理信息系统的技术基础，它涉及地理信息系统中的空间数据采集，表示、处理、可视化甚至空间数据的管理。主要区别在于空间分析方面：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系统的基本功能，此外还应该具有丰富的空间分析能力，特别是对图形数据和属性数据进行深层次的空间分析，以提供对规划、管理和决策有用的信息。
第2章地图数据结构
1、地图数据：是地图诸要素的数字化表示，是以点、线、面等方式采用编码技术对地理空间物体进行特征描述及在物体间建立相互联系的数据集。
2、地理空间模型：①地球的自然表面：十分不规则的表面②大地水准面：是一个相对抽象的的面，即假设当海水处于完全静止的平衡状态时，从海平面延伸到所有的大陆下部，而与地球重力方向处处正交的一个连续、闭合的水准面。③地球椭球体模型：该模型为绕地球自转轴旋转而成的椭球体。它是一个规则的数学表面。
3、地理坐标系：地面上任一点的位置可以用经度和纬度表示。经线和纬线是地球表面上两组正交的曲线，这两组正交的曲线构成的坐标称为地理坐标系。
平面直角坐标系：运用地图投影的方法，建立地球表面和平面上点的函数关系，使得地球表面上任意一个由地理坐标确定的点，在平面上必有一个与其相对应的点。
高程系：高程（也称绝对高程、海拔高程）即由高程基准面起算的地面点的高度。
4、地图投影：地图是一个平面，而地球椭球面是不可展曲面将地球椭球面上的点映射到平面上来的方法，称为地图投影。
等角投影保证了投影后任意点的由任意两条微分线段构成的角度不产生变形，这种投影可以使得投影前后的形状保持不变。
等面积投影保证了投影前后面积保持不变，对微分面积如此，对整个区域的较大面积亦如此。
任意投影在投影后可能同时存在着长度、角度和面积的变形。在任意投影中，如果存在某一方向上长度不变时称之为等距离投影。
等角投影与等面积投影是相互排斥的，等角是以牺牲等面积为代价的；同样等面积也是以牺牲等角为前提的；任意投影虽然存在着各种变形，但各种变形比较均衡。
5、坐标网：①经纬线网：又称地理坐标网，是指由经线和纬线所构成的坐标网②方里网：是由两组分别平行于投影坐标轴的平行线所构成的方格网。
6、空间实体：①点实体：有特定的位置，维数为0的实体②线实体：维数为1的实体，由一系列坐标点表示③面实体：维数为2的实体，由一个封闭的坐标点序列外交内点表示。
7、地图数据的基本特征：
①空间特征：空间位置：用以描述事物或现象的地理位置，又称几何特征、定位特征；空间关系：指地理空间实体之间存在的一些具有空间特性的关系，主要包括：
拓扑关系：拓扑变化下的拓扑不变量，如邻接关系、关联关系和包含关系等
方位关系：实体在地理空间中的某种顺序，如左右、东南西北等
度量关系：用地理空间中的度量来描述的实体之间的关系，实体之间的距离
②属性特征：用以描述事物或现象的特性，如事物或现象的类别等级、数量、名称等，是与地理空间实体相联系的、具有地理意义的数据或变量。定性：名称、类型等；定量：数量、等级等。
③时间特征：用以描述地理实体随着时间变化的特征
8、地图数据的基本类型：
①空间数据：是描述地图要素中空间特征部分的数据，也称几何数据，即描述地理现象或地理实体的空间位置、形状、大小等的数据。主要分为点、线、面三种类型
②关系数据：是描述空间数据之间的空间关系的数据
③属性数据：描述空间实体的属性特征的数据，也称非集合数据，即描述地理现象或地理实体的定性或定量指标，包括语义与统计数据
9、矢量数据结构：矢量是具有一定长度和方向的量。矢量数据结构是表达地图空间数据的一种常见的数据结构，它通过记录坐标值的方式尽可能精确地表示呈点、线和面等分布的地理实体。
矢量数据可以表示地图中各种复杂的地理实体，当问题可描述成线、边界和网时特别有效。矢量数据还有冗余度低，结构紧凑，具有空间实体的拓扑信息，便于深层次分析及输出质量好、精度高等优点。矢量数据表示：
①点：由一对x,y坐标表示
②线：由一串有序的x,y坐标对表示
③面：由一串有序的且首尾坐标相同的x,y坐标对表示
矢量数据结构表示：
①简单数据结构及编码：
独立实体法：优点：编码容易，数字化操作简单，数据编码直观，显示速度快；缺点：相邻多边形的公共边界数字化两次，造成数据的冗余，可能出现重叠或者裂缝,引起数据不一致，另外缺少拓扑关系，空间分析困难。
点位字典法：P26
②拓扑数据结构及编码：拓扑学：又称“橡皮几何学”，是研究图形在保持连续状态下变形时的那些不变的性质。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。（显示表示）
双重独立编码：
链状双重独立式编码：优点：数据结构紧凑、数据冗余小拓扑关系明晰使得拓扑查询、拓扑分析效率高；缺点：对单个地理实体的操作的效率低、难以表达复杂的地理实体、查询效率低局部更新困难。
10、栅格数据结构：栅格数据是由二维平面表像对应位置上像元灰度值所组成的阵列形式的数据。栅格数据记录的是属性数据本身，而位置数据可以由属性数据对应的行列号转换为相应的坐标。
栅格数据的阵列方式很容易为计算机存贮和操作，不仅很直观而且易于维护和修改。由于栅格数据的数据结构简单，定位存取性能好，因而在计算机地图制图中发挥着越来越重要的作用。
栅格数据表示：
①点：用一个栅格单元表示
②线：用沿其走向的一组相邻栅格单元表示
③面：用其所覆盖的相邻栅格单元的集合表示
栅格数据结构表示：
①简单栅格数据结构：直接栅格编码：其特点是直观和处理方便，但没有压缩，占用较多存储空间。该方法的优点是编码简单，信息无压缩、无丢失，缺点是数据量较大。
②栅格数据压缩编码：
链码：由某一起始点开始并按某些基本方向确定的单位矢量链。前两个数字表示起点的行列号，从第三个数字开始的每个数字表示单位矢量的方向。优点：有很强的数据压缩能力，并具有一定的运算功能，如面积、周长等的计算，蕾丝矢量数据结构，比较适合于存储图形数据；缺点是：叠置运算（如组合、相交等）较难实施，对局部的改动会影响整体结构，而且相邻区域的边界重复存储。
游程长度编码：按行扫描将相邻等值的代码象元合并，并记录代码的重复个数。第一种方法：各行的代码，个数，代码，个数，……第二种方法：代码，位置，代码，位置，……优点是：压缩效率高（保证原始信息不丢失）易于检索、叠加、合并等运算操作简单，编码和解码的速度快；缺点：只顾及单行单列，没有考虑周围的其他方向的代码值是否相同。压缩受到一定限制。
块状编码：是将游程长度编码扩展到二维的情况，用方形区域作为记录单元，每个记录单元包含相邻的若干栅格，数据结构有初始位置（行号、列号）和半径，再加上记录单元的代码组成。即：行号，列号，半径，单元代码，行号，列号，半径，单元代码……块状编码对大块成片分布的地物有较高的编码效率，而如果图形过于破碎则效果不是很好。
四叉树编码：其基本思路是将2n×2n像元组成的图像（不足的用背景补上）所构成的二维平面按四
