计算机地图制图原理与方法——地图符号设计参考文档共36页
计算机地图制图—地图符号制作
地图符号制作
——xxxxxx xxx 一、实验目的
熟悉在Arcgis平台中制作地图的过程，在制图过程中探究计算机地图制图。
二、实验数据
Blocks、buildings、buildingAndPlacesAnno、Locales、Rail、Restaurants、StreetsAnno、Trees、Water等shp文件。
三、实验步骤
3.1数据的准备
1、打开ArcMap，导入数据，即显示地图。
3.2创建地图符号
1、选择Tools——Styles——Style Manager…。
2、点击Style——Create New。
选择保存位置，并命名为地图符号。
1、创建地图符号——Fill Symbols，创建面状地图符号。
如图：
2、同样方法创建线类地图符号，通过各个属性值的修改创建铁路符号。
如图：
符号。
如图：
创建的点状符号如下图：
1、打开各个图层的属性框，进入Lable属性页，勾选相关选项后确定。
如图：
在Blocks选项中右击选择，如图：
点击Convert。
右击输出图层选择属性，如图：
点击右上角+符号，选择Move如图：
修改属性值为：
效果如下：
3.6 最后地图成果，导出pdf格式地图文件。
计算机地图制图原理与方法——地图符号设计参考文档
符号图元设计
? 符号图元： 指的是指地图符号中最小的具有独立 逻辑意义的图形单位。
? 一个地图符号就是一个或多个图元集合的组合， 因此，图元设计是设计符号的核心。
? 符号设计系统通常是根据点、线、面符号的不同 特点，分别为这三类符号提供组成符号的基本图 元。
? 根据面向对象的观点，可以将各基本图元定义成 不同的图元 对象类，这样，一个符号则是不同图 元对象类实例对象聚集而成的复杂对象。
? 用色相及色调的明显差异表示制图信息显著的 类别差异 。
地图符号设计
? 地图符号设计是整个地图设计工作中极为重 要的一环。
? 地图制图或GIS 系统一般都提供了制作或设计 符号（库）的功能。
? 符号设计主要途径：
? （1）文本编辑（AutoCAD的形文件shp）； （2）二次开发语言编程（ARC/INFO的AML)；
? 按符号与地图 比例尺的关系分类 ：不依、半依、依比 例尺；
? 按符号所表示的制图对象的 地理特征量度 分类：定性 符号、定量符号和等级符号；
? 按符号的 图形特征分类 ：几何符号、艺术符号、文字 符号 ；
? 按符号的 表示方式分类：矢量、栅格；
? 地形图图式 ：地图符号样式和描绘规则的规范 ，是 测绘和出版地形图必须共同遵守的基本依据之一，是 由国家统一颁布执行的标准。
地图符号设计
? 符号设计系统研究的 内容包括：
? （1）符号设计；主要是针对地图符号本身，即对 符号的形状、尺寸、色彩进行设计。
? （2）符号库设计；指对设计的符号进行合理的数 据结构组织并建立有效索引。
? （3）符号设计 系统设计；就是研究符号设计界面、 操作工具等对符号进行编辑、修改、存储等操作。
? 基本运算：灰度值变换、平移、算数组合与逻辑组合。
计算机地图制图原理与方法-图形处理变换与常用地图操作
直接求交算法
1、如何快速判断直线与窗口的关系？ 如何快速判断直线与窗口的关系？ 2、如何快速求出直线与窗口边的交点？ 如何快速求出直线与窗口边的交点？ 1、采用编码方法 2、采用参数形式表示直线和窗口各边
Cohen-Sutherland裁剪 Cohen-Sutherland裁剪
将窗口边线两边沿长，得到九个区域， 将窗口边线两边沿长，得到九个区域，每一个 区域都用一个四位二进制数标识， 区域都用一个四位二进制数标识，直线的端点都 按其所处区域赋予相应的区域码， 按其所处区域赋予相应的区域码，用来标识出端 点相对于裁剪矩形边界的位置。 点相对于裁剪矩形边界的位置。
Cohen-Sutherland裁剪 Cohen-Sutherland裁剪
对于那些非完全可见、又非显然不可见的线段， 对于那些非完全可见、又非显然不可见的线段，需要 求直线段与窗口边及延长线求交点。 求直线段与窗口边及延长线求交点。 求交边的顺序可任意设定，最坏情形，线段求交四次。 求交边的顺序可任意设定，最坏情形，线段求交四次。 如何快速求出有用交点，避免无用的求交运算？ 如何快速求出有用交点，避免无用的求交运算？ 按序判断端点编码中各位的值（ ），如果为 按序判断端点编码中各位的值（CtCbCrCl），如果为 ）， 1则求与该边的交点。 则求与该边的交点。 则求与该边的交点 1）特点：用编码方法可快速判断线段--完全可见和显 ）特点：用编码方法可快速判断线段 完全可见和显 然不可见。但不易于硬件实现。 然不可见。但不易于硬件实现。 2）特别适用二种场合： ）特别适用二种场合： 大窗口场合； 大窗口场合； 窗口特别小的场合(如 光标拾取图形时,） 窗口特别小的场合 如, 光标拾取图形时 ）
直线段求交
p(t ) = A + Bt ,0 ≤ t ≤ 1
计算机地图制图原理与方法
第一章：地图是按照一定的数学法则，将地球（或星体）表面上的空间信息，经概括综合后以可视化、数字化或可触摸的符号形式，缩小表达在一定载体上的图形模型，用以传输、模拟和认知客观世界的时空信息。
计算机地图制图，是指以计算机硬件设备为基础，在相应软件系统支持下，以数字格式对地图制图要素进行采集、处理与管理，按照地图制作的规范进行符号化、图版制作与输出、并提供地图自动分析的全过程。
或者说，计算机地图制图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字处理方法，实现地图信息的获取、变换、传输、识别、存储、处理、显示和绘图的应用技术。
计算机地图制图的特点：与传统地图制图比较：计算机地图制图信息容量大，易于校正、编辑和更新；无级缩放、无缝漫游；良好的交互性，地图制图自动化程度较高，制图效率高；成图精度高，更新速度快；便于信息共享与交流，易于派生新信息；易于与其他系统结合；计算机图形学是研究怎样用计算机生成、处理和显示图形的一门学科。
计算机图形学的研究内容：图形输入技术，图形建模技术，图形操作算法图形处理与输出技术，图形标准，计算机制图软件与系统开发，真实感图形、科学计算机可视化与多媒体制图图形应用技术。
计算机地图制图系统由五个部分组成，硬件、软件、制图数据、地图模型与方法以及操作管理与应用人员。
计算机硬件系统：控制器、运算器、存储器、输入、输出设备，控制器与运算器称为CPU，CPU 与存储器称为主机。
第二章：地图的概念：按照一定的数学法则，将地球（或其他星球）上的自然和社会现象，通过制图综合所形成的信息，运用符号系统缩绘到平面上的图形，以传递它们的数量和质量，在时间和空间上的分布和发展变化。
地图的分类：按地图的内容（普通地图和专题地图），按地图比例尺（大比例尺地图大于等于1：10万，中比例尺地图大于1：100万小于1：10万，小比例尺地图小于等于1：100万），按制图区分，按用途分，按承载介质分，其他分类。
地图符号设计
（第三版）
电子教案
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
地图符号设计
第3节 符号的视觉变量
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第3节 符号的视觉变量 一、视觉变量
（一）形状变量 （二）尺寸变量 （三）方向变量 （四）颜色变量 （五）网纹变量
第5章 地图符号设计
视觉变量是构成图形符号的基本 要素，也称图形要素。
《新编地图学教程》（第三版） 第5章 地图符号化
样式
网 纹 尺寸 分 量
排列
《新编地图学教程》（第三版） 第5章 地图符号化
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第3节 符号的视觉变量 一、视觉变量
《新编地图学教程》（第三版） 第5章 地图符号化
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第4节 色彩 三、色彩的命名
以物体或自然现象颜色命名
第5章 地图符号设计
以颜色主要成分及其深浅命名
《新编地图学教程》（第三版） 第5章 地图符号化
《新编地图学教程》（第三版） 第5章 地图符号化
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第4节 色彩 四、地图用色设计
第5章 地图符号设计
（二）定性特征的设色
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2. 心理感受与生理反应
一方面，当不同的彩色并排置于中性灰背景下时，大多数人都可以感 觉到它们之间的细微差别，但当它们所处环境发生变化或彼此分离甚至距 离较远时，这种细微差别就不易被辨别。另一方面，当两个颜色相邻时， 彼此会互相影响以至改变对方的显示特性，尤其是当一个颜色被另一个颜 色包围时，它显示出来的结果会向着包围色的补色方向偏移。
点坐标集定义的面 属性值
《新编地图学教程》（第三版） 第5章 地图符号化
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第2节 地图符号的分类
计算机制图原理与方法
1.计算机制图的基本概念以及和GIS的区别所谓计算机地图制图，是指以计算机硬件设备为基础，在相应软件系统的支持下，以数字格式对地图制图要素与现象数据进行采集、处理与管理，按照地图制作的规范进行符号化、图版制作与输出，并提供地图自动分析的全过程。
或者说，计算机地图制图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字处理方法，实现地图信息的获取、变换、传输、识别、存储、处理、显示和绘图的应用技术。
计算机地图制图与地理信息系统具有明显的差别，地图强调的是数据表达、符号化与显示，而地理信息系统则注重于信息管理与分析。
从系统的组成和功能上，一个地理信息系统拥有计算机地图制图系统的所有功能，并且地理信息系统还具有空间与属性数据一体化管理、数据处理与空间分析的功能。
2.计算机地图制图数据预处理数据预处理是计算机地图制图过程中的一个重要环节，包括对制图数据的存储、选取、分析、加工、输出等操作，以完成地图制作过程中的几何纠正、比例尺和投影变换、要素的制图综合、数据的符号化等。
数据预处理的主要内容包括几何纠正、数据压缩、数据光滑、数据规范化和数据匹配。
3.多边形的扫描转换多边形的扫描转换过程可以分为4个步骤：1.求交：计算扫描线与多边形各边的交点；2.排序：把所有交点按x值递增顺序排序；3.配对：第1个与第2个，第3个与第4个，……，每对交点代表一相交区间；4.着色：把相交区间内的像素置成多边形颜色，把相交区间外的像素置成背景色。
注意问题：1.在扫描转换或其他图形算法中完成的计算常充分利用待显示场景的各种连贯性来减少运算量，为了提高效率，在处理一条扫描线时，仅对于它相交的多边形进行求交运算。
2.使用增量法计算时，我们需要知道一条边何时不再与下一条扫描线相交，以便及时把它从活性边表中删除出去。
3.在多边形填充时，还要注意边界像素取舍问题。
4.矢量数据结构无拓扑关系的矢量结构——点位字典法为例克服Spaghetti模型的缺点，产生了点位字典发，点位字典包括地图上每一个边界点的坐标，然后建立点、线、多边形的边界表，它们由点位序号组成。
算机地图制图原理概
面状符号
表示面状地物，如森林、湖泊 等。
文字和数字注记
表示地物的名称、数量、质量 等属性信息。
03
CATALOGUE
计算机地图制图技术原理
03
CATALOGUE
计算机地图制图技术原理
数字地图的制作流程
地图数据采集
通过实地调查、遥感技术、GPS定位等方式 获取地图数据。
地图符号化
将地理信息数据转化为可视化的地图符号， 以表达地理要素的特征和属性。
坐标系统
描述地理要素的空间位置，常见的坐 标系统有地理坐标、投影坐标等。
坐标转换
在地图制作过程中，可能需要将不同 坐标系统进行转换，以确保地图的准 确性和一致性。
地理信息系统的应用
GIS概述
GIS功能
地理信息系统是一种用于处理、分析和表 达地理数据的计算机系统。
包括数据输入、编辑、查询、分析、可视 化等，广泛应用于资源管理、城市规划等 领域。
环境监测等。
灾害应急响应
地图制图软件在灾害应急响应中用于 制作应急地图、进行灾害评估和资源
调度等。
自然资源管理
在土地资源管理、森林资源管理、水 资源管理等领域，地图制图软件发挥 着重要作用。
商业决策支持
地图制图软件可以为商业决策提供可 视化支持，如市场分析、物流规划等 。
软件应用案例分析
城市规划与管理
软件内置或支持插件形 式的空间分析工具，如 缓冲区分析、叠加分析 、网络分析等，用于解 决各种地理空间问题。
地图制图软件支持多种 形式的可视化表达，如 柱状图、饼图、热力图 等，同时可以将地图导 出为各种格式的文件， 如PDF、JPEG、PNG等 。
软件功能和使用方法
数据输入与处理
地图符号设计
等级线状符号如用尺寸变量结合形状变量来表达，则在变化线粗 的同时，也变化线条的单双（线）、虚实、结构及附加短线，亦 可较好表达等级、顺序、强度概念。
3.2.3 趋势面线状符号 趋势面线状符号是指表示连续分布、逐渐变化的实际 或理论趋势面（前者如地势等高线，后者如人口密度等 值线）按一定顺序排列的等值线、连续剖面线等线状符 号组合。 按理呈面状分布的事物用面状符号表示较好，但在趋 势面上按一定间隔测量或统计出的数值点，连接成线并 按一定顺序连续排列，却能很好地刻画出趋势面的数量 特征及其总体概貌。如等高线至今还是表达地势的最好 方法；反映人口疏密变化及其密度数量的人口密度等值 线，能较好表达人口分布状况。
3.2 线状符号的设计 线状符号是指长度依比例尺显示、宽度常不依比例尺 显示，表示线状或带状事物的符号。 地图内容大多都是利用线条来显示的。线状符号既可 以表示线状或带状延伸的地物如河流、道路；也可以表 示类型或区域的分界线，如地貌类型界线（山脊线、山 谷线）、区划界线等；亦可表示有形或无形的趋势面的 总体概貌及定量特征，如等高线、等压线、等人口密度 线等。
3.3 面状符号的设计
面状符号是指表示实地呈面状分布事物现象的符号，常用轮廓 界线的空间位置表示事物的空间分布，用轮廓内的晕线、花纹或 色彩表示事物的质量、数量特征。 3.3.1 晕线面状符号 晕线面状符号是由不同方向、不同形状、不同粗细、不同疏密、 不同颜色、不同间隔排列的平行线组成。其中，晕线方向、形状、 交叉排列组合及粗细的变化可表示定名量表数据；
阔叶 林
针叶林
高度概括
基本特征 制图对象的质量、数 量及关系特征
图案化
规格化
2) 象征性
易于产生联想。如 3) 清晰性
简单性：复杂，增 加图面载负量 对比性：对比性 强，可突出内容的 表达。
第5_1章 计算机地图制图算法
区域底色
• 丌描述质量和数量特征。 如政区图
色级底色
• 表示分级数量关系。 如分级统计图
衬托底色
• 起辅助作用。如制图区域外的底色
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主要内容
1.地图符号概述
地图符号的实质、分类、基本图形变量、视觉效果
2.地图符号的设计
地图符号设计的基本要求、视觉感受和认知过程、地图 色彩设计和选择
3.地图注记
加色法 光的混合
三原色：红、绿、蓝 三间色：黄、品红、青 补色相加为白色。 加色法的混合效果： 越来越亮
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色彩的混合
减色法
颜料的混合
三原色：黄、品红、青 三间色：橙、绿、紫 补色相加为黑色（理论上）
减色法的混合效果：越来越暗
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色彩的对比
色彩的对比包括
亮度对比、色相对比和饱和度对比
亮度对比
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格式塔心理学的原则
（5）对称性原则
能反映人们对图形物体的平衡方式
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地图色彩
色彩的三要素
色相 色彩的类别：品红、青、黄、绿、橙…… 亮度 色彩的明暗程度 纯度（饱和度） 色彩接近标准色的程度
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色彩的混合
两种或两种以上色光/颜料的合成称为色彩的混合 色彩的混合方式：加色法、减色法
（7）艺术性
符号设计的美学要求，符号、色彩的设计要尽量美观
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地图符号的视觉感受和认知过程
格式塔心理学的研究对象和特征
人们在辩认出图形的形状或色彩时，就完成了对视觉 模式的识别。目前对视觉模式认识的整个过程，已有 几个成熟理论，其中格式塔心理学对当今地图认识和 収展有着很大的影响 格式塔心理学是以知觉为分析对象，解释知觉对图形 的形式、大小、颜色、强度以及分解、组合上的状态 或数量差别，来通过符号更好地反映外界实物
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计算机地图制图原理与方法——地图 符号设计参考文档
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6、黄金时代是在我们的前面，而不在 我们的 后面。
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7、心急吃不了热汤圆。
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8、你可以很有个性，但某些时候请收 敛。
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9、只为成功找方法，不为失败找借口 (蹩脚 的工人 总是说 工具不 好)。
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10、只要下定决心克服恐惧，便几乎 能克服 任何恐 惧。因 为，请 记住，耐基 。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
00计算机地图制图原理与方法
Hale Waihona Puke 主要参考文献
[1] 徐庆荣，杜道生等编著，计算机地图制图原理，武汉测绘 科技大学出版社 [2]孙家广，杨长贵编著，计算机图形学，清华大学出版社 [3] 杨德麟等编著，大比例尺数字测图的原理方法与应用，清 华大学出版社 [4]毋河海，龚健雅等编著，地理信息系统（GIS）空间数据结 构与处理技术，测绘出版社 [5]李志林 朱庆等著 数字高程模型 武汉测绘科技大学出版社 [6]地形三维可视化技术，徐青著，测绘出版社 [7]VB编程方面的参考书 [8]autoCAD方面的参考书
计算机地图制图
课程内容
一、计算机地图制图的原理和方法
计算机地图制图有关概念 地图数据的获取方法和途径 基本图形的生成算法 二维地图的组织、存储和可视化表达 三维立体地图的绘制原理与方法
二、 AutoCAD的使用方法
课程要求
计算机制图及应用是由测量制图过渡到地理信息系统 的一门专业基础核心课。通过本课程的学习，培养学 生了解使用计算机技术绘制地图的原理和过程，计算 机地图制图的基本概念、基本理论和方法，具有获取 地图数据，数据组织和管理，计算机绘制图形的能力。 突出实践和编程能力，作业要求提交计算机程序，计 平时成绩 AutoCAD绘图，上机考试（开卷），计入考试成绩 理论考试（闭卷），计入考试成绩 成绩评定：平时作业＋两次考试 上机实验与正常上课一样，严格考核
计算机地图制图原理概述
计算机地图制图的基本原理
• 图形的离散化 • 用点可以表示地图上所有的图形，而平面上的任意一点可以用x,y,M来表示，X,Y表示点的平面位置，
• 国内发展状况 • 1 硬件方面 • 2 软件开发及系统建立方面
• 硬件 • 软件 • 地图数据 • 制图人员
计算机地图制图原理概述
• 输入设备 • 处理设备 • 输出设备
计算机地图制图原理概述
• 键盘鼠标 • 光笔、触摸屏 • 数字化仪 • 扫描仪 • 全站仪、GPS接收机等
输入设备
手扶跟踪数字化仪
喷墨打印机
栅格点阵
高 适合绘制一般的线划地图，还可以进行刻图等特殊方式 的绘图
高
可制作彩色地图与影像地图等各类精致地图制品。
高分辨彩显
屏幕像元点阵
一般
实时显示GIS的各类图形、图像产品。
行式打印机 胶片拷贝机
字符点阵 光栅
差 以不同复杂度的打印字符输出各类地图，精度差，变形 大。
较高 可将屏幕图形复制至胶片上，用于制作幻灯片或正胶片。
• 手扶跟踪数字化仪,根据其采集数据的方式分为机械式、超声波式和全电子式三种, 其中全电子式数 字化仪精度最高，应用最广。按照其数字化版面的大小可分为A0、A1、A2、A3、A4 等。
• 数字化仪由电磁感应板、游标和相应的电子电路组成。这种设备利用电磁感应原理：在电磁感应 板的x，y方向上有许多平行的印刷线，每隔200μm一条。游标中装有一个线圈。当使用者在电磁 感应板上移动游标到图件的指定位置，并将十字叉丝的交点对准数字化的点位，按动相应的按钮时， 线圈中就会产生交流信号，十字叉丝的中心也便产生了一个电磁场，当游标在电磁感应板上运动时， 板下的印制线上就会产生感应电流。印制板周围的多路开关等线路可以检测出最大信号的位置，即 十字叉线中心所在的位置，从而得到该点的坐标值。
地图符号word版
第五章地图符号符号是一种物质的对象、属性或过程，用它来表示抽象的概念。
这种表示是以约定的关系为基础的。
地图符号是表达地图内容的基本手段，它由形状不同、大小不一、色彩有别的图形和文字组成。
地图符号是地图的语言，是一种图形语言。
他与文字相比，最大的特点是形象直观、一目了然。
就单个符号而言，它可以表示客观事物的类别、空间分布位置、数量多少。
就同类事物而言，可以反映该类事物的分布特点。
各类符号的总和，则可以表示各类事物之间的相互关系及区域总体特征。
地图符号不仅具有确定客观事物的空间位置、分布特点以及数量、质量特征的基本功能，还具有相互联系和共同表达地理环境诸要素总体特征的特殊功能第一节地图符号的构成特点与功能一、地图符号的构成特点地图内容是通过符号来表达的，因此符号具有如下特点：1.符号应与实际事物的具体特征有联系，以便于根据符号联想实际事物；2.符号之间应有明显的差异，以便相互区别；3.同类事物的符号应该类似，以便分析各类事物总的分布情况，以及研究各类事物之间的相互联系；4.简单、美观、便于记忆、使用方便。
二、地图符号的功能地图是空间信息的符号模型，符号具有地图语言的功能，它表现在以下的四个方面：（1）地图符号是空间信息传递的手段。
（2）地图符号构成的符号模型，不受比例尺缩小的限制，仍能反映区域的基本面貌。
（3）地图符号提供地图极大的表现能力。
（4）地图符号能再现客实体的空间模型，或者给难以表达的现象建立构想模型三、地图符号的分类1.按符号的空间分布情况。
空间分布有四种类型：点位分布、线状分布、面积分布、体积分布。
点位分布可以表现为：地图上一个定位点。
一个独立位置的事物、一个测量控制点等，代表一个地区的国民经济统计图形，也算做点位分布。
线状分布指存在于空间的有序现象，线状符号在地图上是一个线段。
如河流、道路、运输线。
面积分布指事物的占有范围、连续的空间现象。
因此面状符号在地图上是一块图斑。
体积分布可以推想为从某一基准面向上下延伸的空间体，例如人口或一座城市，可以表示具有体积量度特征的有形实物或概念产物，这些空间现象可以构成一个光滑曲面。
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46、寓形宇内复几时，曷不委心任去 留。
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47、采菊东篱下，悠然见南山。
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48、啸傲东轩下，聊复得此生。
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49、勤学如春起之苗，不见其增，日 有所长 。
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
50、环堵萧然，不蔽风日；短褐穿结 ，箪瓢 屡空， 晏如也 。
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！