数字制图.ppt

公众地理信息产品－政区地图
公众地理信息产品－挂图
公众地理信息产品－交通旅游地图
地图产品的演进
中国地图出版社
地图产品的演进
中国地图出版社
公众地理信息产品－特型地图
教学地图－地理
教学地图－历史
信息时代的地图
20世纪80年代以来，计算机制图、3S技术的创新发展， 地图制图逐步摆脱传统手工编绘方式，实现了向全数字化地 图生产的革命性变化。地图产品形式由单一的传统纸质地图 向数字地图、多媒体电子地图、导航地图、互联网地图等多 种形式共存发展；地图内容表示从二维、静态向多维、动态 演进；分发途径由单一的印刷地图以实物分发方式到通过计 算机存贮介质（光盘）交换进而发展到通过网络实时分发的 模式。地图逐步由单一产品形态转变为地理信息服务平台。
因此，地图学无论在过去，还是在飞速发展的今 天，都在各相关专业的课程体系中具有不可替代 的地位。它既有系统的理论，又有广泛的实践， 强调理论与实践的紧密结合。
信息流程
古代 （16世纪以前）
信息获取
天文观测 探险考察 调查访问 文献考证
近代 （16-19世纪）
大地测量 地形测量 地面勘察
来自百度文库
存储检索
速发展
Computer－Aided Cartography
Computer－Assisted Cartography
Digital Cartography
3
数
Part1 数字地图制图概述
字 地
数字地图(Digital Map) 1.定义
图
在一定的坐标系内，具有确定的定位和属性标志的地面
制
要素和现象的离散数据在计算机可识别的存贮介质上概
图 数 （地图应用）: 空间分析 DEM分析与可视化 地图分析 空间统计……
数字地图制图技术发展
地图制图系统 1960‘s
平板打印1970‘s
滚筒打印1970‘s
工作站1980‘s
激光扫描仪 1980‘s
滚筒扫描仪 1980‘s
其他扫描仪原理
地图制图学是研究地图编制及其应用的一门学科
图
数字地图制图（计算机地图制图）是利用计算机及其
制
相关的外部设备（图形输入、输出、处理设备等），
图
结合地图制图学理论与计算机技术，研究计算机环境 下地图制图的数据获取、数据存储、数据表达问题的
原
新的地图制图研究方向。
理
目前，相关学科与技术的发展（计算机技术、数据库 技术、传输技术与GIS），带动了数字地图制图的快
GJB1840-93定义：“以数字形式记录和存贮的地图”。 数据结构划分：数字地图分为矢量地图和栅格地图。
数
Part1 数字地图制图概述
字
地
部分数字化地图
图
制
图
原
理
DLG
DOM
DEM
DOM+DLG+DEM
5
模拟地图
定义
采用地图符号系统，将地理事物缩小描绘在有特殊 数学法则确定的平面上的图形，即传统地图。
《地图学》祝国瑞，武汉大学出版社，2004
主
要
《现代地图学》廖克，科学出版社，2003
参
考
书
课程书目
Textbook
1. Terry A. Slocum, Robert B. McMaster et al, Thematic Cartography and Geographic Visualization (3nd ed.)， Pearson Prentice Hall, 518p, 2009 ISBN 0-13-035123-7
地图产品的演进
中国地图出版社
地图产品的演进
地理信息学科背景下课程定位 GI“S”
System 技术
地图设计 地图数据库 地图分析 数字地图制图
Science 理论
空间认知 本体论 地理信息科学
Service 工程应用
网络地图 空间信息服务 空间数据质量
数字地图制图原理
数字地图制图概述
电子地图的特性
❖很强的动态表现能力 ❖多媒体的表现手段 ❖信息传输具有极强可选择性 ❖很强的增、删、改和更新能力 ❖丰富的计算和分析功能 ❖可视化的数据探索能力
动态
多维
可参与
多载体
实时更新
可视化分析
数字地图特点？
数
Part1 数字地图制图概述
字 地
数字地图数据的特点
是按一定的数学规律与地面一一对应，即有特定的数学
地图
中国地图出版社
武汉大学学报(信息科学版) 武汉大学出版社 地图学杂志（Cartographic Journal） 英国地图制图协会 地图学 （Cartography） 澳大利亚地图制图协会 地图学 （Cartographica） 加拿大多伦多大学
美国地图工作者 （American Cartographer） 美国测绘协会
2. A.H. Robinson, Joel L. Morrison et al, Elements of Cartography (6th ed.)， John Wiley & Sons, 674p, 1995 ISBN 0-471-55579-7
主要刊物
课程书目
测绘学报 测绘通报
中国测绘学会 中国地图出版社（测绘出版社）
图
基础 对要素进行过制图综合
制
具有确定的分类分级的属性数据
图
数字地图的优点
原
提高了地图的制作速度 可方便地进行数据实时更新
理
提高了信息的分析处理能力
能为多用户共享
数字地图的性质
是数字地图是可识别的 是可以分析与量算的，分析的深度取决于数据结构 与模拟地图可以互相转化 可借助现代通讯设备进行传输
6
数
兆域图：2200多年 平面图 铜板
古代地图
地形图：西汉马王堆 公元前168 帛上
近代地图
1582年意大利传教士利玛窦传入西方地图和地理知识，标 志着中国地图学开始跨入了近代地图学的门槛。利玛窦于1602 年在中国绘制了《坤舆万国全图》。继后，从康熙开始大规模 利用近代方法测绘全国性舆图，如《皇舆全览图》、《乾隆内 府舆图》等。清代完成了我国地图从计里画方到经纬度制图方 法的转变，是地图制作历史上一次大的进步。
Part1 数字地图制图概述
字
地
数字地图的特点
便于存储，并保证数据的不变形，从而提高了地图的使用精度
图
能更快更方便地生产现有地图；
制
能生产特殊用户需要的地图；
图
能在缺少技术人员的情况下生产地图； 允许同样的数据进行不同图形表示的实验；
原
易于进行统计分析；
理
能生产手工方法难以生产的地图，如立体地等；
能生产那些已确定地图内容取舍原则而连续生产的地图；
数
Part1 数据地图制图概述
字
地 本章主要内容：
图 制
数字地图制图概述 数字地图制图的发展与应用 数字地图制图与相关学科的联系
图
地图图形与数据表示
原
数字地图制图的一般过程
理
数据获取阶段
数据处理阶段
图形输出阶段
数字地图研究意义
2
什么是数字地图
数
Part1 数字地图制图概述
字 地
1.1 数字地图制图概述
自动化的引入导致整个地图生产过程的工艺革新、工时节省和 技术改进；
容量大，信息量丰富。对传统地图学理论的完善
7
数字地图
围绕着“数据”与“地图” 产生组合
数 图 （地图制作）: 地图设计 专题地图编制 地图艺术设计 地图制图数学模型 数字地图制图 遥感制图…
图 图 （地图变换）: 地图综合 普通地图编制 地图投影与变换 计算机地图制图……
设备要求 要求高
要求低
设备搭配使用 可以
一般不宜
地图更新 可分析性
简单、快捷 便于分析与计算
慢、繁 人工目视判别分析
存储与显示 可分离
不可分离
电子地图
定义
建立在数字地图基础上，电子计算机屏幕上显示的地 图，是数字地图制图表示的一种现代形式。
特点
• 动态可视化表达 • 多媒体表现手段 • 信息传输的可选择性 • 强大编辑和更新能力 • 丰富计算和分析功能
特点
• 静态性：一旦完成，表示的内容就‘固化“了 • 是连续变化的现实世界的瞬时记录“快照” • 不需要专门的阅读设备，符合人的视觉读图效果 • 便于携带 • 存储与显示一体化
数字地图与模拟地图特征对比
类别 项目 可读性
数字地图 计算机可读
模拟地图 目视可读
可传输性 利用现代通讯技术传输 靠人工传输
金属、陶瓷 墓葬 文字记述
基本地形图 统计地图
分析加工
详近略远 抽象
地图投影 等量线图 地图集
最终视觉产品 手绘地图
印刷地图
20世纪 前半世纪
航空摄影 定位观测台站 多学科综合考察
立体测图
地图检索 地图更新 专题地图
综合地图集
航空像片判读 系列制图
影像地图
20世纪 后半世纪
21世纪
卫星遥感
航空遥感 地面自动观测 台站网络 全球定位系统 （GPS）
自晚清起，一向藏之内府视为秘籍的地图，逐渐向社会公 开。1903年武昌舆地学会出版的《中外舆地全图》是首次民间 公开出版的地图，也是被官方指定的中国第一本学校地理教学 用图。
近代地图
《坤舆万国全图》是意大利传教士利玛窦在中国绘制的世界地图之一 （等积投影） 。绘于明万历三十年（1602）年。利玛窦在1584-1608年 间，先后12次编制世界地图，把经纬度、南北极、赤道、太平洋以及航 海所发现的南非、南北美洲等地区概念介绍到中国。
近代地图
《海国图志》中的半球图
《海国图志》为清代魏源1841年
受林则徐委托编著。1842年刻本50卷，1847年扩为60卷，1852年 增补为100卷，80余万字。它图文并茂，是中国人编写的第一部世
界地理专著，也是中国最早的第一部用经纬度法编制的世界地图
集。
近代地图
现代地图
人类获取信息手段的革新，航空、航天、遥感技术的发展， 极大地丰富了地图的信息源。大规模地学调查研究和国内外科技交 流的开展，扩展了人类认识世界的视野，地图作为信息的载体，地 图产品突破地形图、普通地理图的局限，大批的专题挂图和专题地 图集编制出版，内容涉及自然、经济、社会、环境等领域。与此同 时，地图出版单位编制出版了各种教学地图和品种多样的实用参考 地图。
近代地图
《皇舆全览图》（局部） 是中国第一部实测全国地图。原图由康熙 皇帝主持，清代康熙年间，清政府聘请了大量的外籍人士，采用天文 和大地测量方法在全国测算630个点的经纬度并测绘大面积的地图，还 利用了官府所藏舆图文件及实地调绘采访，经十年努力，于康熙五十 六年（1717年）成图。共41幅，可拼成一整幅中国全图。
除了用纸质出版的单幅地图、系列地图和地图集外，地图产 品的载体和形态更加丰富，如影像地图、立体地图、丝绸地图、触 觉地图（盲文地图）、地球仪等。
现代地图
地图产品的演进
南极洲地图
中国地图出版社
地图产品的演进
历史地图系列
中国地图出版社
地图产品的演进
专题地图系列
中国地图出版社
公众地理信息产品－政区地图
图
括的、有序的集合成为数字地图
原 理
你我之间有区别吗？
数字地图
数字
模拟地图
4
数字地图是什么？
空间属性
非空间属性
Name Address Town St. Zip
地理底图
数字地图
专题覆盖
空间数据和属性数据的综合体
数字地图
定义
数字地图：存贮于计算机等可识别介质上，具有确定 坐标和属性特征的地理现象的离散数据，按特殊的 数学法则所构成的有序的数据集合。
0816
地理学
0705
大摄地
地影图
测测制
量量图
学
与
地
制作地图
理
信
息
工
程
地自人
图然文
学地地
与理理
地
理
信 息
应用地图
系
统
地图学
课程书目
《计算机地图制图》艾自兴，龙毅编著，武汉 大学出版社，2005
，
《数字地图制图原理》吴凡等编著；武汉大学 出版社，2002
《新编地图学教程》毛赞猷、朱良等编著；高 等教育出版社，2008
测量与制图
（Surveying and Mapping） 美国测绘协会
国际地图学年鉴（International Yearbook of Cartography ） ICA
数字地图制图学是世界上多数高等院校地 学及相关学科各专业的一门专业基础课。 是关于如何用图形、图像表达地理空间信 息的学科，它既是一门综合性学科，又是 一门技术性很强的应用性学科。
小卫星群
卫星影像数据库
国际联网 磁带存储 地理信息系统
电脑编辑系统
自动分类制图 预测预报 专家知识库
卫星通讯传输 光盘、激光
规划、工程
数字地图
电子地图 虚拟现实
地图学时代漂移（陈述彭，1991）
古代地图
古巴比伦地图：4500年前 古巴比伦 陶片
古代地图
西欧地图：约1.4万年 西班牙 石头
古代地图
数字地图制图
Introduction
上课方式：+讨论+实验作业 成绩构成：30+40+30 试题类型：4类 课时安排：16+16+8 lixy@gsau.edu.cn
学习资源
资源——校内 纸质媒介 图书馆借阅 阅览室 学院资料室 电子图书 书生之家 超星图书馆
课程定位
测绘科学与技术