計算機地圖制圖原理概述

計算機地圖制圖原理概述演示文稿當前1頁，總共40頁。計算機地圖制圖原理概述當前2頁，總共40頁。計算機地圖制圖是什么？計算機地圖制圖又稱為機助地圖制圖或數字地圖制圖，它以傳統(tǒng)的地圖制圖原理為基礎，以計算機及其外圍設備為工具，采用數據庫技術和圖形數據處理方法，實現地圖信息的采集、存儲、處理、顯示和繪圖的應用科學。

從這兒我們可以看出，計算機地圖制圖和地理信息系統(tǒng)很類似。當前3頁，總共40頁。計算機地圖制圖和GIS的區(qū)別在哪兒？計算機地圖制圖系統(tǒng)側重于可見實體的顯示和處理，具有強大的地圖制圖功能，而地理信息系統(tǒng)可以包含計算機地圖制圖的基本功能，還具有豐富的空間分析能力。當前4頁，總共40頁。在現實中有哪些屬于計算機地圖制圖的范疇？我們用過的計算機地圖制圖系統(tǒng)：AutoCAD,Cass,MapGIS等我們做過的計算機地圖制圖工作：數字測圖當前5頁，總共40頁。學習計算機地圖制圖什么？我們用過了一系列的空間數據以及計算機地圖制圖軟件，了解了一些計算機地圖制圖的過程，可是我們不了解計算機地圖制圖的原理，不了解圖形顯示的理論，不了解一些計算機地圖數據處理的算法，也不了解空間數據的數據結構。當前6頁，總共40頁。計算機地圖制圖主要講授內容計算機地圖制圖原理與過程、構成等圖形顯示理論以及算法地圖數據的結構地圖數據的采集和地圖數據庫地圖的數據處理以及算法地理信息可視化的內容當前7頁，總共40頁。第一章緒論計算機地圖制圖概述計算機地圖制圖的發(fā)展計算機地圖制圖系統(tǒng)的構成計算機地圖制圖與相關科學技術當前8頁，總共40頁。計算機地圖制圖概述計算機地圖制圖的概念計算機地圖制圖的原理計算機地圖制圖的基本過程計算機地圖制圖的優(yōu)越性當前9頁，總共40頁。計算機地圖制圖原理地圖圖形的分類點狀圖形平面上的一個點來表示線狀圖形以中心定位軸線（有序點串）表示線狀圖形的位置和走向面狀圖形以外圍輪廓（閉合的有序點串）表示面狀要素的位置和分布范圍結論：地圖上的一切要素可以看作點或點的集合當前10頁，總共40頁。特征值坐標位置1x1,y1;x2,y2;x3,y3;x4,y4;x5,y5;x6,y6;x7,y7;x8,y8;x9,y9;x10,y10;x1,y12x28,y28;x29,y29;x30,y30;x31,y31;x32,y32;x33,y33;x28,y283x1,y1;x11,y11;x12,y12;x13,y13;x14,y14;x15,y15;x16,y16;x17,y17;x18,y18;x19,y19;x9,y9x10,y10;x1,y14x18,y18;x19,y19;x9,y9;x8,y8;x7,y7;

x20,y20;x21,y21;x22,y22;x23,y23;x24,y24;x18,y185x16,y16;x17,y17;x18,y18;x24,y24;x23,y23;x27,y27;x26,y26;x25,y25;x16,y16當前11頁，總共40頁。計算機地圖制圖的基本原理圖形的離散化用點可以表示地圖上所有的圖形，而平面上的任意一點可以用x,y,M來表示，X,Y表示點的平面位置，M表示其類別、特征等屬性，由這兩類信息即可將地圖上連續(xù)的圖形轉換為離散的數字信息。這種把連續(xù)的圖形離散化的過程，在計算機地圖制圖中叫做模-數轉換(A/D轉換)，或稱為數字化。當前12頁，總共40頁。計算機地圖制圖的基本原理圖形的集合：數-模轉換按一定的模式處理后的數據，通過數模-轉換設備（繪圖機），變換成人可以閱讀的圖形，這就是圖解顯示。這種由圖形到數字，再由數字變?yōu)閳D形的變換過程就是計算機地圖制圖的實質。結論：計算機地圖制圖的核心問題就是：實現這兩種變換的可能性以及怎樣實現的問題。當前13頁，總共40頁。計算機地圖制圖的基本過程計算機地圖制圖的過程中，由于任務、要求、地圖信息的資料來源和種類的不同，使數據獲取的方式、數據處理的內容、地圖數據的存貯管理方式、成果輸出形式以及所使用的設備和軟件均有一些差異，但都會經過以下三個階段：數據采集階段數據處理階段數據輸出階段當前14頁，總共40頁。當前15頁，總共40頁。數據采集階段按照任務的要求采集輸入各種所需的地圖信息，將地圖的圖形信息轉換成數字信息，以使計算機存儲、識別和處理。數據來源：1地圖2航空、航天遙感像片4野外測量數據5地圖數據或影像數據6統(tǒng)計資料6地理調查資料當前16頁，總共40頁。數據獲取階段模-數轉換方式1紙質地圖：手扶跟蹤或半自動跟蹤數字化儀，按統(tǒng)一的編碼系統(tǒng)將圖形離散成地圖數據（矢量數據）2航空、航天遙感相片：掃描數字化儀離散成柵格數據3地圖數據或影像數據、統(tǒng)計資料：通過鍵盤或掃描后進行模-數轉換當前17頁，總共40頁。數據處理階段數據獲取以后、圖形輸出之前對地圖數據的各種處理地圖數據的預處理制圖綜合處理圖形處理：圖形編輯、地圖符號的圖形生成等當前18頁，總共40頁。數據處理階段地圖數據的預處理：直接數字化獲取的數據，是一種毛坯數據，其中含有錯誤、誤差、非標準化格式等許多問題，不能作為實際存儲的數據，因此，在進行各種地圖數據處理之前，首先要進行預處理。預處理的內容：誤差糾正、坐標系變換、投影變換、結點匹配、數據格式轉換、數據壓縮等當前19頁，總共40頁。數據處理階段制圖綜合地圖是空間信息的重要傳播手段之一，空間信息不僅數量龐大，類型復雜，并且還在與日俱增。因此，在有限的圖畫上要反映這些龐大而復雜的空間信息，就不得不進行去粗取精，反映主要的，本質的方面，舍棄決要的、非本質性的方面，以確保地圖的易讀性，這個過程就是制圖綜合。當前20頁，總共40頁。制圖綜合制圖綜合表現在5個方面：①制圖對象輪廓（形狀）的概括；②制圖對象數量特征的概括；③制圖對象質量特征的概括;④制圖對象的取舍;⑤以各個制圖對象（概念）的集合符號（種的甚至是類的概念）代替各單個地物（概念）。

當前21頁，總共40頁。圖形輸出階段設備圖形輸出方式精度特點矢量繪圖機矢量線劃高適合繪制一般的線劃地圖，還可以進行刻圖等特殊方式的繪圖噴墨打印機柵格點陣高可制作彩色地圖與影像地圖等各類精致地圖制品。高分辨彩顯屏幕像元點陣一般實時顯示GIS的各類圖形、圖像產品。行式打印機字符點陣差以不同復雜度的打印字符輸出各類地圖，精度差，變形大。膠片拷貝機光柵較高可將屏幕圖形復制至膠片上，用于制作幻燈片或正膠片。當前22頁，總共40頁。圖形輸出階段地圖圖像統(tǒng)計表三維多媒體虛擬現實當前23頁，總共40頁。計算機地圖制圖的優(yōu)越性與傳統(tǒng)的地圖相比：1易于編輯和更新2提高繪圖速度和精度3容量大且易于存儲4豐富地圖品種5便于信息共享當前24頁，總共40頁。計算機地圖制圖的發(fā)展國際發(fā)展狀況1計算機地圖制圖的探索期20世紀50年代末至60年代初，牛津大學自動制圖系統(tǒng)投入運行2計算機地圖制圖的發(fā)展期20世紀70年代，由于計算機、存儲設備、圖形顯示理論的發(fā)展等，計算機地圖制圖朝實用化方向發(fā)展3計算機地圖制圖的成熟期20世紀80年代，微機的出現、數據庫技術以及網絡設備的發(fā)展，計算機地圖制圖得到了廣泛的發(fā)展，1982年，美國地質調查局建成了1：200萬美國國家地圖數據庫。4計算機地圖制圖的普及應用期20世紀90年代，逐步取代了傳統(tǒng)地圖制圖的生產模式當前25頁，總共40頁。計算機地圖制圖的發(fā)展國內發(fā)展狀況1硬件方面2軟件開發(fā)及系統(tǒng)建立方面當前26頁，總共40頁。計算機地圖制圖系統(tǒng)的構成硬件軟件地圖數據制圖人員當前27頁，總共40頁。硬件輸入設備處理設備輸出設備當前28頁，總共40頁。輸入設備鍵盤鼠標光筆、觸摸屏數字化儀掃描儀全站儀、GPS接收機等當前29頁，總共40頁。當前30頁，總共40頁。手扶跟蹤數字化儀手扶跟蹤數字化儀,根據其采集數據的方式分為機械式、超聲波式和全電子式三種,其中全電子式數字化儀精度最高，應用最廣。按照其數字化版面的大小可分為A0、A1、A2、A3、A4等。數字化儀由電磁感應板、游標和相應的電子電路組成。這種設備利用電磁感應原理：在電磁感應板的x，y方向上有許多平行的印刷線，每隔200μm一條。游標中裝有一個線圈。當使用者在電磁感應板上移動游標到圖件的指定位置，并將十字叉絲的交點對準數字化的點位，按動相應的按鈕時，線圈中就會產生交流信號，十字叉絲的中心也便產生了一個電磁場，當游標在電磁感應板上運動時，板下的印制線上就會產生感應電流。印制板周圍的多路開關等線路可以檢測出最大信號的位置，即十字叉線中心所在的位置，從而得到該點的坐標值。當前31頁，總共40頁。手扶跟蹤數字化儀工作流程：把待數字化的圖件固定在圖形輸入板上，首先用鼠標器輸入圖幅范圍和至少四個控制點的坐標，隨后即可輸入圖幅內各點、曲線的坐標。通過數字化儀采集數據量小，數據處理的軟件也比較完備，但由于數字化的速度比較慢，工作量大，自動化程度低，數字化的精度與作業(yè)員的操作有很大關系，所以，目前很多單位在大批量數字化時，已不再采用它。當前32頁，總共40頁。掃描儀通過掃描獲得的是柵格數據，數據量比較大。如一張地形圖采用300dpi灰度掃描其數據量就有20兆左右。一般對獲得的柵格數據還要進行一些后續(xù)處理如圖象糾正、矢量化等掃描輸入因其輸入速度快、不受人為因素的影響、操作簡單而越來越受到大家的歡迎，再加之計算機運算速度、存儲容量的提高和矢量化軟件的踴躍出現，使得掃描輸入已成為圖形數據輸入的主要方法。當前33頁，總共40頁。處理設備計算機計算機是計算機地圖制圖系統(tǒng)的主要設備，是硬件部分的核心，主要用于整個系統(tǒng)的數據計算、處理和管理。當前34頁，總共40頁。輸出設備圖形顯示終端繪圖儀打印機當前35頁，總共40頁。軟件1計算機地圖制圖專業(yè)軟件2數據庫軟件存儲空間數據、屬性數據等3系統(tǒng)管理軟件操作系統(tǒng)當前36頁，總共40頁。計算機地圖專業(yè)軟件核心模塊1數據輸入和編輯模塊支持數字化、圖形掃描及矢量化、對圖形和屬性數據提供修改和更新等編輯操作2空間數據管理模塊該模塊對用戶數據庫進行有效的存儲、檢索和管理3數據處理模塊完成地圖投影轉換、轉換各種標準的矢量格式和柵格格式的數據等4數據輸出模塊5用戶界面當前37頁，總共40頁。地圖數據地圖數據通常分為空間數據和屬性數據兩種，空間數據可有矢量數據和柵格數據兩種表達形式，空間數據可抽象為三類元素：點、線、面。地圖數據庫由地圖數據庫實體和數據庫管理系統(tǒng)兩部分組成，數據庫實體中存儲數據，數據庫管理系統(tǒng)對數據進行統(tǒng)一管理，包括查詢、檢索、增刪、