数字制图原理
CAD中数字化描绘技术指南
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。
学习cad的基本原理
学习cad的基本原理CAD(计算机辅助设计)是利用计算机技术和图形学原理来进行设计和制图的工具。
它主要通过图形用户界面提供方便的操作方式，实现各种设计任务的自动化和数字化。
CAD的基本原理主要涉及以下几个方面：1. 图形数据的表示和处理：CAD系统通过算法将设计对象抽象为图元（例如点、线、圆等），并通过这些图元的组合来构建复杂的设计模型。
CAD系统要能够存储和处理这些图元，通常使用向量和位图两种方式进行图形数据的表示和处理。
通过向量表示，CAD可以更好地支持几何变换和修改等操作，而位图表示则可以更好地保留图形的细节和颜色。
2. 几何建模和仿真：CAD系统允许用户通过绘制或输入几何图形来创建和编辑设计模型。
这些几何图形通常包括基本图元（例如直线、曲线、圆弧）和复合图形（例如多边形、曲面）。
CAD系统可以提供各种几何操作，例如绘制、平移、旋转、缩放和剖面等，以帮助用户构建和修改设计模型。
此外，CAD系统还可能提供一些辅助功能，如约束和参数化建模，以帮助用户更好地控制设计结果。
在设计建模的基础上，CAD还可以进行仿真分析。
通过输入设计参数和材料特性等数据，CAD系统可以进行力学、热力学、流体力学等仿真分析，以评估设计模型的性能和行为。
这些仿真分析有助于指导设计过程，提高设计质量和效率。
3. 数据图形的显示和操作：CAD系统通过图形用户界面（GUI）提供图形数据的显示和交互操作。
在CAD 的显示界面中，用户可以通过平移、放大、旋转等方式来查看和操作设计模型。
CAD系统通常提供多种显示模式和视角，如线框图、实体图、透视图等，以便用户更好地理解和审查设计结果。
此外，CAD系统还支持各种交互操作，如选择、编辑、拷贝、删除等，以帮助用户对设计模型进行修改和调整。
通过上述交互操作，用户可以快速有效地进行设计优化和修改，提高设计过程的灵活性和效率。
4. 数据管理和共享：CAD系统需要支持数据的管理和共享。
它们通常提供数据库或文件系统来存储和组织设计模型、图形数据、图层、草图、图纸等信息。
分析数字地图制图技术的发展
分析数字地图制图技术的发展数字地图制图技术是指利用数字化手段对地理信息数据进行处理和表达的技术，是地图制图技术的一种现代化表现。
随着科技的发展和信息化程度的提高，数字地图制图技术在各个领域得到了广泛的应用，并且不断地进行着创新和发展。
本文将从数字地图制图技术的起源和发展历程、主要技术特点、现状和未来发展趋势等方面进行分析探讨。
一、技术起源和发展历程数字地图制图技术的起源可以追溯到计算机技术和遥感技术的发展。
20世纪60年代后期，随着计算机技术的飞速发展和地理信息系统的兴起，数字地图制图技术开始逐渐成熟。
随着地理信息系统技术和全球定位系统技术的逐步完善，数字地图制图技术得到了更大的发展空间。
随着信息化技术的发展和应用，数字地图制图技术在地理信息系统、交通管理、军事侦察、城市规划、资源调查等各个领域得到了广泛的应用。
特别是在大数据时代，数字地图制图技术融合了地理信息系统、遥感技术、地图制图技术和计算机技术等多种技术手段，实现了数据的快速采集、处理和表达，为地理信息数据的管理和应用提供了有力支持。
二、主要技术特点1. 数据采集和处理技术：数字地图制图技术采用了遥感技术、全球定位系统技术、卫星导航技术等手段进行数据的采集和处理，实现了对地理信息数据的快速、精确和全面的获取。
2. 数据表达和表现技术：数字地图制图技术通过多种手段对地理信息数据进行表达和表现，包括数字化地图、三维地图、立体地图、虚拟地图等多种形式，实现了对地理信息数据的多层次和多角度的表达。
3. 数据传输和共享技术：数字地图制图技术通过网络技术实现了地理信息数据的快速传输和共享，不仅提高了数据的利用效率，还实现了信息资源的共享和集成，为不同领域的应用提供了便利。
4. 数据分析和应用技术：数字地图制图技术借助地理信息系统等技术手段实现了对地理信息数据的分析和应用，为城市规划、资源管理、环境保护、灾害防治等领域提供了科学依据和技术支持。
三、现状和未来发展趋势当前，数字地图制图技术在科学研究、工程建设、国土资源管理、环境监测、军事侦察等方面得到了广泛的应用。
数字化测图原理与方法(高井祥版)
2010/2011学年第一学期 自学周历表
函授站：科大站
专业班级：2010级地质工程（本科层次）
课程：数字化测图原理与方法 函授学时：以教学计划为准
自学内容
面授主要讲授内容
必做习题
交作业时间
第一章测量基本知识
第一节至第六节
1.测绘学研究的内容
2.地球的形状与大小
3.测量常用坐标系统
9.如何确定用水平面代替水准面的限度？
10.何谓平面图、地图、地形图、专题图？
11.何谓比例尺、比例尺精度？比例尺精度有何作用？
12.何谓直线定向？常用的标准方向有哪几种？何谓磁偏角、子午线收敛角？
13何谓方位角、真方位角、磁方位角、坐标方位角？后三种方位角之间有什么关系？
14何谓象限角？象限角与方位角有什么换算关系？
15.坐标方位角正方位角与反方位角是什么关系？
16.何谓地物、地貌、地形、地形图测绘、施工放样？
17.测量工作必须遵循的两个原则是什么?为什么要遵循这两个原则？
18.何谓控制点、控制网、控制测量？
19.何谓特征点（碎部点）、碎部测量？
20.测量的基本工作有哪些？何谓测量工作外业、内业？
21.何谓水平角、垂直角、天顶距？
61.何谓前方交会、侧方交会、后方交会、测边交会？
62.水准路线有几种布设形式？
63.试述四等及等列水准测量使用双面水质尺时一个测站上的观测程序与记录格式。
64.试述四等及等外水准测量的内业计算工作。
65.试述三角高程观测方法及计算方法。
66.全球定位系统（GPS）有几部分组成？各部分的有何作用。
67.试述GPS测量实施的方法和工作程序。
45.何谓系统误差、偶然误差、真误差、粗差、测量误差？何谓观测条件、等精度观测、非等精度观测？
第一节 数字地图概述
第一节数字地图概述一、数字地图的概念与定义狭义概念：即产品的概念，认为数字地图是一种地图产品，是随着计算机技术在地图学中应用而产生的一类不同与常规地图的新产品。
广义概念：即认为利用计算机技术生产，并在计算机数字环境中使用的地图都属于数字地图。
定义：数字地图是储存在计算机可识别的介质上，具有确定的坐标和属性特征，按一定数学法则构成的地理现象离散数据的有序集合，即以数字形式记录和储存的地图。
数字地图具有如下基本特征：①每个要素都有确定位置和属性特征；②任何要素及其相互关系都可用显式或隐式说明；③具有可量测性；④数字地图中的“数字”是对地理环境现象的概括表示；⑤数字地图与模拟地图之间可借助与软件进行相互转换；⑥数字地图可借助与当代的通信设备，直接进行近距离或远距离的传输交流。
数字地图的特性：①交互性②丰富性③动态性④共享性⑤无缝性⑥可计算性⑦分发途径多样性⑧无极缩放数字地图的表现形式：数字地图的表现形式对应着不同类型的地图产品，通常有3种基本形式。
①数据形式②软拷贝形式③硬拷贝形式二、数字地图的基本原理与方法1数字制图的基本原理⑴地图信息的数字描述数字描述的主要任务是确定出数据的类型、基本制图单元和具体采用的方法。
⑵地图数据编辑处理①误差纠正：数据获取时的误差纠正②坐标转换：生产中涉及的坐标系转换③数据压缩：数据储存的压缩处理④数据结构处理：生成特点数据结构的处理⑤完整性和正确性检验：数据完整性与正确性的检验⑥符号化处理：生成模拟图形的符号化处理⑦数据加工：生成派生数据的处理⑧数据分析：动态分析应用的处理⑶数字地图信息传输数字地图信息传输或传递地图信息是地图的重要功能之一。
数字地图实现地图信息传输的途径有两种：①数字地图与模拟地图转化：是基于数字地图便于转换成模拟地图的特点，通过将地图数据的符号化处理生成屏幕电子地图、印刷出版原图或绘成纸质的符号地图，然后利用模拟地图的信息传输通道实现信息传输。
②数字地图网络传输：是通过用户对数字地图信息查询、检索或网上发布实现传输。
数字化测绘技术原理
数字化测绘技术原理数字化测绘技术是一种利用计算机和相关软件进行测绘数据处理和分析的技术。
它的主要原理是将地球表面的实际地理信息通过测量、观测和采集等手段，转化为数字化的数据，并利用计算机进行处理和分析，最终生成各种地图和空间数据。
数字化测绘技术的主要内容包括以下几个方面：1.测量和观测数字化测绘技术的第一步是进行测量和观测。
这包括地面测量、航空摄影、卫星遥感等多种手段。
通过这些手段获取的数据可以反映出地球表面的各种信息，如地形、地貌、地物等。
2.数据采集和处理数字化测绘技术的第二步是进行数据采集和处理。
这包括数据的输入、编辑、转换、校正等多个环节。
通过这些环节，可以将测量和观测得到的数据转化为数字化的数据，并进行各种处理和分析。
3.地图制图数字化测绘技术的第三步是进行地图制图。
这包括地图的设计、绘制、编辑、输出等多个环节。
通过这些环节，可以将数字化的数据转化为各种地图和空间数据，如地形图、地籍图、城市规划图等。
4.空间数据分析数字化测绘技术的第四步是进行空间数据分析。
这包括空间数据的查询、分析、统计、建模等多个环节。
通过这些环节，可以对数字化的数据进行各种分析和应用，如地理信息系统、遥感应用、城市规划等。
数字化测绘技术的优点在于可以大大提高测绘数据的精度和效率，同时也可以方便地进行各种数据处理和分析。
它已经成为现代测绘技术的主流，广泛应用于各个领域，如地理信息、城市规划、环境监测等。
总之，数字化测绘技术是一种重要的测绘技术，它的主要原理是将地球表面的实际地理信息通过测量、观测和采集等手段，转化为数字化的数据，并利用计算机进行处理和分析，最终生成各种地图和空间数据。
数字测图原理及方法
数字测图原理及方法
1.1 测量学概述
在我国清代初期开展了全国性测图工作，1708～1718年完成 了《皇舆全图》。法国在1730～1780年进行全国性地形测量。 俄国在1745年绘成了欧洲部分地图13幅和亚洲部分地图6幅。
数字测图原理及方法
1.1 测量学概述
一、测量学简介
测量学的产生
生产、生活的需要以及建筑、农田、水利建设等 公元前二十七世纪 埃及大金字塔 二千多年前 夏商时代 夏禹治水 秦代 李冰父子 都江堰水利枢纽工程
军事、交通运输的需要 万里长城 指南针 ……
数字测图原理及方法
测定(测绘)——从地
球上获取数据，并进行处理，
表示成图表，测定是指用测
量仪器和工具，通过测量和
计算，得到一系列测量数据，
或地球表面的地貌、地物缩
绘成地形图，供经济建设、
规划设计、科学研究和国防
建设使用。
一、测量学简介
测设（放样）——把图上设计好的建筑物和构筑物的 位置标定到实地上去。
20世纪50年代前后开始，不少新的科学技术迅速发展。如 电子学、信息论、相干光理论、电子计算机、空间科学技术等， 它们又推动了测绘科学的发展。1947年研究利用光波进行测距， 到60年代中利用氦氖激光器作为光源的电磁波测距仪就问世了， 这是量距工作的一大变革。在80年代电磁波测距仪在白天或黑 夜 的 最 大 测 程 就 能 达 到 60 公 里 ， 而 且 精 度 可 达 ± （5mm+1ppm）。短测程的测距仪，测程为 1～2km，误差仅 及厘米。
计算机地图制图名词解释
1计算机地图制图：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，显示和绘图的应用学科。
2地图数据：计算机地图制图系统的操作对象是地图数据，它描述了地理实体的空间特征，属性特征，时间特征和地理实体之间的相互联系。
3地图：地图是现实世界的模型，它按照一定的比例和投影原则，有选择的将复杂的三维地理空间的某些内容投影到二维平面介质上，并用符号将这些内容要素表现出来。
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的方法称地图投影。
5空间数据：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，及描述地理现象或地理实体的空间位置、形状、大小等的数据。
6关系数据：关系数据是描述空间数据之间的空间爱你关系的数据。
7属性数据：属性数据是描述实体属性特征的数据，也称为非几何数据，及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，如类型、等级、名称，状态等。
8地图数据结构：主要是指地图数据中空间数据的结构，即指空间数据适合于计算机存储管理及处理的几何数据的逻辑结构。
9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、线或面状分布的地理实体。
10栅格数据结构：可将地图区域的二维平面表象按行和列作规则划分，形成一个栅格阵列，其中各栅格阵列元素又称为像元，各个像元可用不同灰度值来表示相应的属性值。
11数据编码：是指确定属性数据代码的过程。
12数据质量：用该数据来表达数据三大特征时所能达到的准确性、一致性和完整性，以及它们之间统一性的程度。
13数据模型：是对现实世界部分现象的抽象，它描述了数据的基本结构及其相互之间的关系以及在数据上的各种操作。
14层次模型：层次模型是把数据按自然的层次关系组织起来，以反映数据之间的隶属关系，它是一种树结构模型。
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。
浅谈数字地图制图
浅谈数字地图制图【摘要】数字地图制图是地图制作和应用的一个系统，是由计算机控制所生成的地图，是基于数字制图技术的屏幕地图，是可视化的实地图。
数字地图制图以数字形式在系统内部传递地理信息，通过数据的处理对图形进行转换，它和许多学科都有密切联系，其中与测量学的联系尤为密切，测量学为地图制图提供了实测地形原图及地面控制成果。
此外，地图制图学还与GIS技术、遥感技术、物理学、计算机科学等息息相关。
【关键词】数字地图制图，地图投影，分幅，比例尺，质量控制近年来，数字测图仪器、电脑和软件等技术飞速发展，测绘方法也取得了极大地改进。
以全站仪和GPS为代表的智能化、数字化测绘仪器，使三维数据自动采集、传输、处理的测量数据处理系统得以实现，从而减轻了测绘人员的工作强度，提高了效率，缩短了时间，同时测绘精度也得到了保证和提高。
下面我将结合自己的工作，浅谈一下地图制图的基本概述和工作流程。
一、地图概述地图是对真实地理世界的抽象和概括，主要以图形等视觉或数字的方式存储和传递地理信息，是人们认识地理世界的工具，其特性有可量测性、直观性、一览性。
地图可以内容、比例尺、制图区域范围、用途、介质表达形式和使用方法等作为依据进行分类。
地图语言使得地图的可视化易于解读，通常用地图符号、地图色彩及地图注记进行表达。
根据地理要素的抽象特征，地图符号可分为点、线、面符号。
地图色彩主要运用色相、亮度和饱和度的不同变化与组合，结合人们对色彩感受的心理特征，建立起色彩与制图对象间的联系。
地图视觉效果有整体感、立体感、等级感、数量感、质量感、动态感等。
色彩是最活跃的一种视觉变量，在地图设计中起重要作用。
地图注记通常分为名称注记、说明注记、数字注记和图外装饰注记等。
地图注记要素包括字体、字号、字色、字隔、字位，它们使注记具有符号性意义。
二、地图设计编辑准备阶段是根据对地图的要求收集资料，确定地图投影和比例尺，选择地图内容和表示方法，确定图面装饰和色彩设计，确定使用的软件和数字化方法，最后成果为地图设计书。
计算机地图制图
计算机地图制图计算机地图制图（Computer-Aided Cartography，简称CAC）又称数字化制图、计算机辅助制图等，简称为机助制图。
简单的讲计算机地图制图是以地图学基本原理为基础，应用计算机和图形输入输出设备，从事地图制作和使用的一门学科。
数字地图数字地图是以数字形式记录和存储的地图。
电子地图电子地图是数字地图转化为模拟地图的软拷贝形式。
无极比例尺指以一个大比例尺空间数据库为基础数据源，在一定区域内空间对象的信息量随比例尺变化自动增减，从而使得空间地理信息的压缩和复现与比例尺自适应的一种信息处理技术。
光栅化在图形输出时，从图形对象的几何和拓扑信息出发，确定最佳逼近图形的象素集合，并用指定的颜色和灰度设置象素的过程称为图形的扫描转换或光栅化。
矢量数据的压缩又称为数据化简，是指从所取得的数据集合中抽出一个子集，这个子集作为一个新的信息源，能够用尽可能少的数据量，在规定的精度范围内，最好的逼近原集合。
矢量数据的压缩主要是对线的压缩。
垂距法在给定的曲线上每次顺序取三个点，计算中间点与其它两点连线的垂距d，并与限差L比较。
光栏法定义一个扇形区域，通过判断曲线上的点在扇形外还是在扇形内，确定保留还是舍去。
道格拉斯-普克法对给定曲线的首末点虚连一条直线，求中间所有点与直线间的距离，并找出最大距离dmax，用dmax与限差 L比较。
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，是指图形在保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。
点(结点)、线(链、弧段、边)、面(多边形)是表示空间拓扑关系最基本的拓扑元素。
操作尺度对空间实体、现象的数据进行处理操作时应采用最佳尺度，不同操作尺度影响处理结果的可靠程度或准确度地理网格是指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的网格。
数据模型对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。
对象模型将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。
数字测图原理与应用
5.大比例尺地图数据库
❖ 大比例尺数字地图的本质是大比例尺地图数据 库。
❖ 建立大比例尺地图数据库的目的是充分地利用 测量数据进行各种大比例尺地图的更新、自动 编制以及提供与地图信息有关的检索服务。
❖ 大比例尺地图数据库是一种空间位置关系的基 础数据库，它可为许多用户共享，为建立各种 与空间位置有关的专业数据库服务。
2.测区概况：着重介绍测区社会、自然、地理、 经济的基本情况。包括：测区的行政隶属、 地理位置、高程及大致趋势和变化、居民地 及其分布、测区困难类别、气候特点、雨季 及降水分布、有霜期及冻土深度、道路、水 系、交通情况等。
3.设计的技术依据
(1)国家及部门颁布的有关技术规范、规程、图式； (2)任务文件及合同书； (3)经上级部门批准的有关部门制定的适合本地区 的一些技术规定。
4.测区已有的控制资料利用情况分析
施测单位、施测时间、控制测量等级、精度、 标石完好情况、平差方法等，成果质量情况分析 评估，拟定控制网的联测方案。
5.控制测量方案设计
（1）平面控制测量设计 坐标系统的确定，测量方案的选择，基本控
5.大比例尺地图数据库
❖ 大比例尺地图数据库不是简单地将地图数 字化作计算机的存取，而是将地图形成一 定的标准格式的数字信息贮存在计算机能 接受的数据载体上。
❖ 大比例尺地图数据库应是一种与空间位置 有关的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ础数据库，不应涉及过多的各种 专业内容，否则将会造成大比例尺地图数 据库建立和管理的困难。
（1）测区1:10000比例尺地形图、交通图； （2）测区内已有的控制测量资料，包括平面
控制网图、水准路线图、控制点及水准 点“点之记”、成果表、技术总结等；
1数字地图概述
杨永崇
第1章 绪论
• 地图是地表的模拟图像，它作为人类认识 地理环境和传输地理信息的工具，已经存 在几千年了。 • 随着人类社会的发展，人们对地图的需求 或依赖程度越来越强，地图已成为生产建 设、科学实验、日常生活不可或缺的工具。 • 电子地图是20世纪80年代初利用计算机辅 助地图制图技术而形成的地图新品种。它 以数字地图为基础，并以多种媒体显示地 图数据的可视化产品。
1.1.2数字地图与相关概念的区别 1.1.2数字地图与相关概念的区别
1 电子地图 • 数字地图与电子地图的概念大体相同 • 电子地图是数字地图经可视化处理后在计算机屏 幕上显示的地图。是数字地图或空间信息的可视 化形式。 • 数字地图是一种虚地图，电子地图是实地图。数 字地图侧重空间数据的组织和管理；电子地图侧 重空间数据的表达和应用。 • 数字地图和电子地图有着密切的关系 ，前者是后 者的数据基础（即本质），而后者是前者的可视 化方式（即现象）。
1.1.2数字地图与相关概念的区别 1.1.2数字地图与相关概念的区别
3 地图数据库 数字地图与地图数据库是两个相似的概念 前者是数据，后者可以看作是软件系统 。 数字地图就是地图数据库的用户观点，它 离不开生产或使用地图数据的计算机系统。 • 数字地图的本质就是地图数据库（毋河海， 1990） 。 • • • •
白纸测图手工地图制图纸质地图数字化数字测图数字地图制图数字地图电子地图地理信息系统1111计算机或数字地图制图技术是根据地图学原理以电子计算机的硬软件为工具应用数学逻辑方法研究地图空间信息的获取变换存贮处理识别分析和图形输出的理论方法和技术工艺模拟传统的制图方法进行地图的设计和数字地图制图的结果先是建立地图数据库或地图数据文件于是就出现了数字地图
第九章数字地图制图
第四节 电子地图
一、电子地图的概念
电子地图是20世纪80年代初利用计算机辅助地 图制图技术而形成的地图新品种。电子地图也称 为数字地图，是地图制作和应用的一个系统，是 一种数字化了的地图。电子地图可以存放在数字 存储介质上，地图形可以显示在计算机屏幕上也 可以随时打印输出到纸面上。电子地图上可以表 示的信息量远远大于普通地图 。
1编辑准备阶段
这一阶段的工作与传统的制图过程基本相同，包括收 集、分析评价和确定编图资料，根据编图要求选定地图投 影、比例尺、地图内容、表示方法等并按自动制图的要求 做些编辑准备工作。
2数字化阶段
将具有模拟性质的图形和具有实际意义的属性转化为计 算机可接受的数字，称为数字化。数字化的方法有手扶跟踪 和扫描数字化两种。
（2） 确定从何处获取数据，特别是使用不同图表上的数据时，需要通 过数据之间的聚合来实现。
（3） 自定义专题图例
（4） 保存专题地图
四、图面配置与输出
最终的数字地图产品不仅包括各种分层的图形要素，还可能包括与图 形相关的各类统计图表、图例乃至图片，所以需要将不同的图形窗口、统 计图窗口和图例窗口在一个页面上妥善的安排，这就是图面的配置问题。 地图输出功能设计一般包括了输出设备类型、输出幅面、比例尺、黑白或 彩色等参数的选择。
电子制图之第一章
2、 MAPGIS的主要优点 （1）图形输入操作比较简便、可靠，能适应 工程需要。 （2）可以编辑制作具有出版精度的地图。 （3）图形数据与应用数据的一体化。 （4）可以实现多达数千幅地图无缝拼接。 （5）高效的多媒体数据库管理系统。
（6）图形与图像的混合结构。 （7）具有功能齐全的空间分析与查询功能。 （8）具有很好的数据可交换性。可以接受和输 出很多类型的数据，举例。 （9）提供开发函数库，可方便地进行二次开发。 （10）可广泛，根据其功能及技术特点，可以应用在 以下几个方面： 多源地学数据的采集与集成； 数字地图的编辑制作与出版； 地图信息系统的建立； 多源地学信息的综合分析； 地学过程的模拟、分析预测。 现举几个例子： （1）资源领域：勘查设计、规划布局、成矿预测、资 源评估等。
（2）市政领域：城镇规划、管网设计、房地产管理、 邮电管理、消防管理、学校医院等服务布局。 （3）水利：基本建设规划、洪水淹没分析、库容 分析、大坝选址等。 （4）测绘：大地测量、地图管理、地图制作等。 （5）还可以应用于国土、灾害、交通、经济、军 事等诸多领域。
4、工程：由一个或一个以上的点文件、一个或 一个以上的线文件，一个或一个以上的区文件 组成。 五、数据的输入和保存 1、数据的输入 包括直接输入和矢量化，矢量化有很多方 法，具体的演示操作。 2、数据的编辑 点、线、区的编辑见演示操作。
4、图层：是用户按照一定的需要或标准把相关 的物体组合在一起。 5、弧段：是一系列有规则的顺序点的集合，可 以构成区域的轮廓线。 6、重采样：就是根据一类图元的信息内插入另 一类象元信息的过程。 7、空间分析：是基于地理对象的空间布局的地 理数据分析技术，举例包括的种类：
8、数字化：是把图形、文字等模拟信息转换成 计算机能够识别、处理、储存的数字信息的过 程。数字化的方法有哪些？ 9、零星地物：指在土地利用现状调查中，按照 成图比例尺因面积过小而不宜在图上依比例表 示的土地利用现状图斑，其几何特征为点。 10、平差：消除各种误差的过程。MAPGIS如何 平差？
计算机地图制图原理
计算机地图(dìtú)制图原理第1章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(shūchū)，并提供地图自动分析的过程。
地图是按照一定的数学法则，将地球（或星体）表面的空间信息，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(biǎodá)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(zhì tú)系统的数据转换：多源数据---计算机地图制图系统---数字地图。
计算机地图(dìtú)制图一般过程：地面数据获取---地面数据处理---地图输出。
计算机图形学是研究怎样用计算机生成、处理和现实图形的一门学科。
计算机图形系统由图形硬件系统和图形软件系统组成，图形硬件系统是支持图形的设备，图形软件系统是实现图形设备管理和图形功能的程序和数据，计算机图形系统特点是数据量大、数据结构复杂、数据操作计算机量大和处理方法复杂。
计算机图形系统基本功能：1.图形输入输出功能2.图形定义和维护功能3.图形数据存储和管理功能4.图形变换、图形处理和数据计算功能。
地图数据主要包括：1.地理要素空间数据2.地理要素属性数据3.地理要素空间关系数据4.地图符号库5.地图注记数据6.地图元数据。
计算机地图制图的当前发展特点：1.多元数据采集手段一体化2.数据标准化3.数据库集成化4.地图产品多元化5.地图分析的深入6.地图表达方式多样化7.地图及相关应用商业化。
计算机地图制图的主要研究内容：1.计算机地图制图硬件设备研制与开发2.制图数据采集与预处理3.地图要素表达与数据结构4.地图符号设计5.地形表达6.地图数据存储与组织7.地图操作8.地图空间分析与地图关系9.输入输出10.三维可视化、虚拟现实地图与虚拟地理环境11.地图制图新技术应用12.计算机地图制图软件系统与应用系统开发。
数字地图制图原理-Spatial concepts
Polygonal objects
Euclidean space Set-based geometry of space Topology of space Network spaces
A polyline in R2 is a finite set of line segments (called edges) such that each edge’s end-point is shared by exactly two edges, except possibly for two points, called the extremes of the polyline. If no two edges intersect at any place other than possibly at their end-points, the polyline is simple.
A polyline is closed if it has no extreme points.
3.1
Euclidean space
© Worboys and Duckham (2004) GIS: A Computing Perspective, Second Edition, CRC Press
Euclidean Space
Euclidean Space: coordinatized model of space
Euclidean space Set-based geometry of space Topology of space Network spaces
Transforms spatial properties into properties of tuples of real numbers
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数字制图原理
一．数字制图的优势
他改变了地图的生产方式，提高了地图的生产效率降低生产成本，提高地图质量，精度，图形数字化易于修改更新，图形变化简单易行，易于地图的标准化，规范化，地图表现形式更加丰富多样，生动形象。
二．数字地图制图基本流程
1.编辑准备阶段
它包括收集、分析、评价和确定编图资料，根据编图需要选定地图投影，比例尺，地图内容，表示方法等，并按自动化制图的要求做些编辑准备工作。
2.数字化阶段
将地图图形和具有实际意义的属性转化为计算机可接受的数字，称为数字化，数字化的方法有手扶跟踪、扫描数字化两种，相应的数字记录结构，适量格式和栅格格式。
3.数字处理和编辑阶段
这是数字制图的核心工作，数字化信息输入计算机后需要进行两方面处理，一方面是对数字化本身做规范化处理，主要有数字的检查，纠正，更新生成数字化文件，转换特征码，统一坐标原点，进行比例尺的变换，不同资料的数据合并归类等，另一方面是为实时地图编辑而进行的数据处理，包括地图数学基础的建立，不同的的投影变换，对数据进行选取和概括，各种符号，图形和注记的绘制处理。
4.图形输出阶段
图形输出是将经计算机处理后的数据转换为图形，可以在显示器的屏幕上显示，可以存储在磁盘上，也可以通过绘图仪，打印机和纸质输出。
三．数字地图的应用
数字地图，是以地图数据库为基础，以数字形式储存在计算机储存器上，可以在电子屏幕上显示的地图。
通常我们所看到的地图是以纸张，布或其他可见真实大小的物体为载体的，地图内容是以绘制或印制在这些载体上，二数字地图是储存在计算机的硬盘，软盘或磁盘等介质上的，地图内容是通过数字来表示的，需要通过专业的计算机软件对这些数字进行显示，读取，检索分析数字地图上可以表示的信息远大于普通地图。
数字地图可以非常方便的对普通地图的内容进行任意形式的要素组合，拼接，形成新的地图，可以对数字地图进行任意比例尺，任意范围的绘图输出，它易于修改，可极大地缩短成图时间，可以很方便的把地图卫星影像，航空图片等信息源统绘，生成新的图种，可以利用数字地图记录的信息派生新的数据。
如地图的等高线和高程点可以生成数字高程模型，将地表起伏以数字的形式表现出来，可以直观立体的表现地貌形态，这是普通地图不可能达到的表现效果。
具体可以应用到国民经济建设，科研，国防等。
（1）在地图量算和分析中的应用，在地图上量算坐标、角度、长度、体积、高度、密度、梯度等。
（2）在规划管理中的应用，可以作为专题信息的地图。
（3）在军事指挥中的应用，研究战场和下达命令与卫星联系。
（4）在其他领域的应用，天气预报，国家防汛等等。
四．介绍几种常见的制图软件
一般来讲，制图工作由两部分组成，一是数据的采集和处理，二是形成地图，也就是地图的类比过程，不类型的地图生产过程也不尽相同，随着电子地图的普及，越来越多的人开始关注制图的过程。
一．纯数据收集，处理软件
AutoCAD现已成为国际上主流的绘图工具，其生成的dwg文件格式为二维绘图标准模式。
它具有完美的图形绘图功能图形编辑功能，可以进行多种图形格式的转换。
具有较强的数据交换功能，支持多种硬件设备和多种操作平台，具有通用性易用性。
使用CAD得到的图形多为数据点，数据线和面包含精确的空间信息，除了缺少属性信息，CAD图像也不能用来做地图，因为太简单信息量少，不够美观。
二．数据处理和制图软件
随着地理信息系统（GIS）的发展，一些GIS软件业渐渐普及，这些GIS软件拥有非常强大的空间分析功能，当然也可以用来制图，相比较CAD,GIS软件制图效果好很多，丰富多彩的符号颜色表达方式的多样性，都为制图提供了方便。
对于电子地图来讲，直接使用GIS软件成图的结果就可以了，对于纸质地图，这些软件的制图效果可能达不
到要求，通常还要借助其其它的软件。
五．遥感制图的优点
遥感制图是指通过对遥感图像目视判断或利用图像处理系统对各种遥感信息进行增强与几何纠正并加以识别，分类和制图的过程，遥感图像有航空遥感图像和卫星遥感图像，制图方式有计算机制图和常规制图，目前最多及着重研究的是利用Landsat的MSS图像制图，由于多波段的卫星具有信息量丰富，现势性强，利用它编图周期短等优点，得到了广泛的应用。
传统制图过程中，主要通过调绘，权威部门发布的地理信息，从现有出版物中转绘，GPS跟踪等方法获取地理信息。
可以看出他周期长，无论从外业调绘或GPS跟踪，周期都很长，其次资金花费较大且时间滞后。
相比较制图，遥感制图具有以下特点：
1.由于它以丰富的影像细节去表现区域的地理地貌，比单纯使用线划，符号的线划地图信息量丰富，而且生动形象富有表现力。
2.由于它是以简单的线划符号和标志表示形象，无法表示或计量的地物。
弥补了单纯用形象表现地图的不足。
3.遥感地图减少了传统制图的工作量，缩短了地理制图的周期财政性强。
4.遥感图像能快速获取大范围地理信息，成图范围大。
六．简述数字制图的硬件配置和软件系统的组成
硬件系统：计算机硬件系统、地图数字化输入设备、地图输出设备
软件系统：地理资料输入设备、地理信息分析软件、图形输出软件
七．简述地图投影的选择依据
（1）制图区域的范围（2）形状和地理位置（3）制图比例尺（4）地图的内容（5）出版方式
八．简述数字制图包括哪些工作内容
1.编辑准备阶段
2.数字化阶段
3.图形输出阶段
4.数据处理和编辑阶段
九．简述图形数据组织形式
（1）面向栅格单元的组织形式（2）面向地理实体的组织形式（3）以“层”的方式存取
章节重点
一．拓扑与非拓扑的比较和分析
在数字制图的数据处理和空间分析中的作用：拓扑数据模型可以高效的存储数据，他提供了高级地理分析的框架。
拓扑数据模型用围绕多边形的弧度来建立多边形，对于公共弧段系统只存储一段弧段坐标。
两个相邻的多边形共享公共弧段。
由于拓扑数据模型的建立具有以下优点;(1) 描述点、线、面、空间关系不完全依赖与具体的坐标位置，不需要坐标值来查找，判断，给空间查询、分析带来了方便，有没有计算精度上的麻烦。
（2）便于做多变性和多边形的叠合，面目标之间的拓扑关系模型可以方便的进行叠置分析，土地资源管理与评估等。
（3）结点与弧段网络拓扑关系的建立，可用于道路交通，市政管线，通信线路，军事等网络分析。
（4）多边形的边界数据一线段或弧度的结构化网络有效存储，而不是像通常用于多边型数据库的那种封闭式的多边形，这种弧度结点的结构几乎把制图数据存储量压缩了一半。
（5）便于检查数据输入过程中的错误。
二．栅格数据域矢量数据的比较
矢量数据：优点：（1）表示地理数据的精度较高（2）结构紧凑，数据量小（3）用网络连接法能完整地描述拓扑关系（4）图形数据和属性数据的恢复、更新、综合都能实现
缺点：（1）数据结构复杂（2）矢量多边形地图或多边形网很难叠置方法与栅格图进行组合（3）数字模型比较困难（4）求交运算复杂，多边形内的空间分析不容易发现
栅格数据结构：优点：（1）数据结构简单（2）空间数据的叠置和组合十分容易方便（3）各类空间分析都很易于进行（4）数学模拟方便
缺点：（1）图形数据量大（2）用大像元减少数据量时，可识别的现象结构将损失大量信息（3）难以建立网络连接关系。
三．地图制图自动综合的目的及其相关任务
（1）数据绘制和显示的需要（2）数据分析和计算效率的需要（3）数据压缩的需要（4）数据库派生的需要（5）数据库更新的需要（6）数据一致性的需要（7）增加信息可视化的需要。