计算机地图制图2
lesson02计算机机地图制图系统的组成
城市规划与设计的目标
是创造一个宜居、可持续发展的城市环境。城市规划与设计需要综合考
虑经济、社会和环境因素，以满足城市居民的需求和期望。
03
城市规划与设计的工具
包括计算机地图制图系统、GIS等。这些工具可以帮助规划师更好地理
解和评估城市环境，并制定更好的规划方案。
交通规划与设计
交通规划与设计
是指对城市的交通系统进行规划和设计的活动。交通规划与设计需要考虑交通流量、道路 网络、公共交通等方面。
计算机地图制图系统的组 成
• 引言 • 计算机地图制图系统概述 • 计算机地图制图系统的组成 • 计算机地图制图系统的应用 • 计算机地图制图系统的未来发展 • 结论
01
引言
主题简介
01
计算机地图制图系统是一种利用 计算机技术进行地图制作和处理 的系统。
02
它涉及地理信息系统、遥感、全 球定位系统等多种技术领域。
05
计算机地图制图系统的未来发展
高分辨率遥感数据的利用
1 2 3
遥感数据
高分辨率遥感数据能够提供更详细的地表信息， 包括建筑物、植被、水体等，为地图制图提供更 准确的数据源。
数据处理
随着遥感技术的发展，高分辨率数据的处理速度 和精度也在不断提高，使得地图制图的效率和准 确性得到提升。
动态监测
高分辨率遥感数据还可以用于动态监测地表变化， 如城市扩张、土地利用变化等，为地图更新提供 及时的数据支持。
是一种用于收集、存储、管理 、分析和显示地理数据的计算 机系统。GIS广泛应用于资源 管理、城市规划、环境保护、 灾害监测等领域。
通过地理信息系统，可以有效 地管理自然资源，如土地、森 林、水域等。GIS可以提供实 时数据，帮助决策者做出更好 的资源管理决策。
(word完整版)计算机地图制图
1 计算机地图制图概念计算机地图制图 (CAC,Computer—Aided Cartography)也称为自动化制图或机助地图制图。
它是研究是以传统的地图制图原理为基础,在计算机软、硬件的支持下,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、存贮、处理、识别、分析和输出(传输、显示和绘图)的一门技术性学科。
计算机地图制图也可称为数字地图制图2计算机地图制图特点数字地图易于存储、复制和远程传输;——计算机地图制图的成图周期短，地图数据的编辑、更新、改编方便，提高和改善了地图的适应性、现势性和用户的广泛性；计算机地图制图提高了地图制作与使用的精度，增大了地图信息容量；计算机地图制图技术使地图投影变换和比例尺变换等过程更容易实现；计算机地图制图技术减轻了制图人员的劳动强度，减少了主观随意性而产生的偏差，为地图制图进一步标准化、规范化奠定了基础；计算机地图制图技术使地图品种增多,拓展了服务范围（如可以方便地制作三维立体图、地面切割密度图、坡度坡向图等）；计算机地图制图技术简化了地图生产的工艺流程，地图制图者与使用者之间的界限开始模糊。
3. 计算机地图制图的过程可分为哪几个阶段? 每个阶段的主要任务是什么？计算机制图的方法包括以下三个阶段：即数据获取、数据处理和图形输出.数据获取阶段的任务：全站仪和GPS数据采集；扫描数字化;遥感图像处理；数字摄影测量;图板数字化图形处理；统计资料；地图资料；数据处理阶段：数据预处理;投影变换；制图综合；图形编辑；数字地图接边；图形输出阶段:地形图；专题地图；分析评价图；统计图表辑；其他地图；4 计算机地图制图系统组成一个计算机地图制图系统应具备地图数据输入、处理和输出功能，能根据不同的要求生产相应的数字地图或模拟地图产品。
这样的系统由硬件系统和软件系统两大部分组成。
5计算机地图制图系统的硬件系统组成计算机及其网络设备图形输入设备图形输出设备6。
计算机地图制图系统的软件系统组成操作系统,windows MS_DOS 数据库管理系统 DBMS主要应用软件 GeoStar；ArcGis；MapInfo;autoCAD Map补充内容：4D产品数字栅格地图（Digital Raster Graphic，DRG）是现有模拟地形图经数字扫描及计算机处理的栅格形式的图形数据.每幅扫描图象经几何纠正、色彩校正,使每幅图象的色彩基本一致;同时进行了数据压缩处理,有效使用存储空间。
第04章 计算机地图绘图基础02
(5)注记符号
有些地物只从形状上还难以区分其性质， 因此，必须附加某些说明注记以示区别。例 如，同是一个矿井符号，但要区分其为铜、 铁、磷或煤，就必须在其旁加注相应的属性 字。因此，不论是数字注记还是汉字注记， 都可看成是地形图符号之一。
2.符号的大小
符号的大小特征也就是符号的尺寸特征， 它与实地物体的大小和重要程度有关。重要 的物体一般以大的符号和较粗的线划来描绘， 例如，国界的线宽为0.8mm，界碑点为直径 1.0mm的黑点；省界线宽0.6mm，界碑点直 径为0.8mm；又如公路用0.3mm的粗线表示 铺面宽，用两条0.15mm的细线表示路基宽， 如此等等。
7. 底端为缺口的符号，如亭、城门、山洞等，其 缺口底端中心即为“主点”。 不依比例符号的主点也就是野外采样时所要 测定的碎部点。
2.半依比例符号的定位法则
(1)单线符号，如人行小路、单线河、栏杆、地类 界、岸线等，线划本身就是“主线”。
(2)对称性的双线符号，如公路、铁路、土堤和岸 垅等，其中心线就是“主线”。 (3)非对称性的双线符号，如城墙、陡岸等，其底 线或缘线就是“主线”。 主线就是野外采样时必须确定的位置，直线 由两点联结之，曲线由多点逼近光滑。
2. 具有典型的几何形状的符号，如电杆、石油井、 抽水机站、粮仓等其几何中心就是“主点”。 3. 具有宽底的符号，如岗亭、旧碉堡、庙宇、土 地庙、其底线中心即为“主点”。 4. 底部成直角状的符号，如独立树、风车、路标 等，其直角顶点即为“主点”。
1-2.不依比例符号的定位法则
5. 由多种几何图形组成的符号，如瞭望塔、清真 寺、教堂等，其下部几何图形中心即为“主 点”。 6. 其他图案符号，如矿井、石堆；独立灌木丛等， 其符号的中心即为“主点”。
计算机地图制图知识总结
计算机地图制图知识总结计算机地图制图知识总结《计算机地图制图》期中知识总结一、基本理论知识部分1、名词：（1）计算机地图制图计算机地图制图（Computer-AidedCartography，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。
具体讲，改技术通过数据库技术和图形的数字处理方法，实现最佳的解决地学信息的获取、变换、传输、识别、存储、处理以至最后实现地图的自动制作及其分析的一门学科。
实质上。
计算机地图制图就是数字化地图或者称为制作电子地图，其过程是从图形（连续）转换为数字（离散），经过一定的处理，再由数字转换为图形。
（2）数字地图与电子地图数字地图是以数字形式记录和存储的地图；电子地图是数字地图转化为模拟地图的软拷贝形式。
（3）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。
2、回答（1）比较电子地图与数字地图的概念与联系。
数字地图是以数字形式记录和存储的地图；电子地图是数字地图转化为模拟地图的软拷贝形式。
（2）机助制图与地理信息系统计算机地图制图的发展孕育了地理信息系统的诞生，而地理信息系统的发展又推动着计算机地图制图的迅速提高和进一步发展，所有的GIS都具有计算机地图制图的成分，但不是所有计算机地图制图都含有GIS的全部功能，两者相互联系，相互促进。
区别在于机助制图注重可见实体的显示和处理，对可能存在的非图形属性不太重视，而GIS则两者并重。
（3）分析计算机地图制图、电子地图和GIS三者间的关系。
三者具有密切的联系，同时也有一定的区别。
计算机地图制图是最先发展起来的一门地图处理技术，是实现其他两者的基础技术。
电子地图是利用计算机地图制图技术而形成的一种新的地图形式。
计算机地图制图第2章
第二章
2.1.1地图对地理空间的描述
地图是世界的模型，它按照一定的比例和 投影原则，有选择地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。
描述方法：
地理空间模型 地理坐标系 平面直角坐标系 高程系 地图投影 坐标网 空间实体
2.1地理坐标（球面坐标） 纬度ψ、经度λ
国家大地坐标系（1954年北京坐标系、1980年西安坐标系、2000 国家大地坐标系） 地图投影（球面到平面的转换；变形的必然存在；长度、角度、距 离三种变形） 高斯-克吕格投影（3度分带与6度分带） 国家统一坐标（各带中央经线西移500km为纵轴，赤道为横轴） 相对高程 绝对高程 高程系（1956年黄海高程系、1985国家高程基准）
平面上。
即
X= F 1（L，B）
Y= F 2（L，B）
我国采用高斯平面直角坐标，小地区范围内 也可采用独立平面直角坐标。
平面直角坐标
（三）高程系
A
hAB H´A 任意水准面 HA HB H´B
大地水准面
铅垂线
高程：由高程基准面起算的地面点的高度，高程基准面是根据多年 观察的平均海水面确定的。高程是地面点到平均海水面的垂直高度。
按照6º 带划分的规定，第1带中央子午线的经 度为3º ，其余各带中央子午线经度与带号的关系 是： L。=6º N－3º （N为6º 带的带号） 例：20带中央子午线的经度为 L。＝6º 20－3º × ＝117 º 按照3º 带划分的规定，第1带中央子午线的经 度为3º ，其余各带中央子午线经度与带号的关系 是： L。=3º n （n为3º 带的带号） 例：120带中央子午线的经度为 L。＝3º 120＝360 º ×
计算机地图制图(完整版)
计算机地图制图：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。
与传统地图制图相比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丰富的地图品种⑤便于信息共享。
数字地图：它是存储于计算机可是别的介质上、具有确定坐标和属性特征、按特殊数学法则构成的地理现象和离散数据的有序组合③信息的传丰富的计算和分析功能，具有可视化的数据探索能力。
电子地图集成软件包括设计制作系统和浏览系统关系：设计系统输出电子地图集数据库输入浏览系统数字地图与电子地图区别联系：二者区别在于数字地图计算机可识别，目视不可识别，而电子地图计算机、目视均能识别；二者的联系在于电子地图是数字地图经可视化处理得来的计算机地图制图一般过程和主要内容？CAC的基本过程为：①数据采集；②数据处理；③数据输出；主要内容有：地图的数据结构、地图数据处理、地图数据库、地理信息可视化、软件开发计算机地图制图系统与GIS系统的区别与联系？区别与联系：计算机地图制图是GIS的技术基础，它涉及GIS的空间数据采集、表示、处理、可视化甚至空间数据的管理。
他们的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GIS 可以包含CAC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能力。
计算机地图制图与辅助地图制图的区别及联系？CAD主要是用来代替或者辅助工程师进行各种设计。
两者的共同点是都有坐标参考系统，都能描述和处理图形数据及其空间关系，也都能处理费图形属性数据。
主要区别是：CAD多为规则的集合图形及其组合，图形功能极强，属性功能相对较弱；CAC处理的图形及其关系更为复杂，空间数据与属性数据的相互操作频繁，空间数据的处理和符号化功能较强。
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。
计算机地图制图原理与算法基础.ppt
（3）计算机地图制图与GIS
计算机地图制图是GIS的重要组成部分。计算机 地图制图侧重于地物的显示和处理，讨论地形、地 物和各种专题要素在地图上的表示，并且以数字形 式对它们进行存贮、管理，最后通过图形输出设备 输出地图。
GIS既注重实体的空间分布又强调它们的可视 化效果，既注重实体的空间特征又强调它们的非空 间（属性）特征及其操作，具备强大的空间分析和 决策支持能力。现代GIS都具有计算机地图制图的 成分，具备良好的地图制图功能，但并非所有计算 机地图制图系统都含有GIS的全部功能。
操作平台
接口
有效区域
标示器
支架
图1-5 手扶跟踪数字化仪
图1-6 标示器
Y行写线
Y脉冲Y脉冲发发生生器 器
X冲发X冲生发生器器
时钟脉冲
时钟脉冲 计数计器数器
图1-7 数字化仪工作原理
X坐标 Y坐标
图1-8 线性CCD外观
谢谢!
1.2 计算机地图制图的一般过程
数据获取
数据处理
数据输出
地图数字化 影像数字化 数字测图 数据转贮 键盘录入 ……
图1成 自动综合 曲线光滑 分析处理 注记配置 符号化处理
图形显示 绘图输出 胶片输出 光盘输出
……
……
计算机地图制图的一般过程
1.3 计算机地图制图的设备
不同之处： CAD一般采用几何坐标系，处理的多为规则
几何图形及其组合，图形功能尤其是三维图形功 能极强，属性数据处理功能相对较弱。
计算机地图制图一般采用大地坐标系，处理 的多为地理空间的自然目标和人工目标，图形关 系更为复杂，因而图形处理的难度更大，且制图 数据来源广、输入方式多样化。特别是专题地图 的自动绘制，需要丰富的地图符号库和属性数据 库支持。
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。
1.计算机地图制图概述
DMS
俄罗斯学者也把GIS定义为“一种解决各种复杂的地理相关问题 、以及具有内部联系的工具集合”。 美国联邦数字地图协调委员会关于GIS的定义“GIS是由计算机硬 件、软件和不同的方法组成的系统，该系统设计支持空间数据的采集 、管理、处理、分析、建模和显示，以便解决复杂的规划和管理问题 ”。 龚健雅在他的书中提到“GIS是一种特定而又十分重要的空间信 息系统，它是以采集、存储、管理、分析和描述整个或者部分地球表 面与空间和地理分布有关的数据的空间信息系统”。 汤国安在他的书中提到“它是一种特定而又十分重要的空间信息 系统。它是在计算机硬件、软件系统支持下，对整个或者部分地球表 面与空间中的有关地理的数据进行采集、存储、管理、运算、分析、 显示和描述的技术系统”。
DMS
数字高程模型Digital Elevation Model Model，缩写DEM Digital DEM 是在某一投影平面（如高斯投影平面）上规则格网点的平面坐标（X，Y） 及高程（Z）的数据集。DEM的格网间隔应与其高程精度相适配，并形成有规 则的格网系列。为完整反映地表形态，还可增加离散高程点数据。 数字正射影像图Digital OrthophotoMap Digital OrthophotoMap，缩写DOM DOM 是利用数字高程模型（DEM）对经扫描处理的数字化航空像片，经逐像 元进行投影差改正、镶嵌，按国家基本比例尺地形图图幅范围剪裁生成的数 字正射影像数据集。它同时具有地图几何精度和影像特征的图像，具有精度 高、信息丰富、直观真实等优点。 数字线划地图Digital Line Graphic Graphic，缩写DLG Digital DLG 是现有地形图要素的矢量数据集，保存各要素间的空间关系和相关的属 性信息，全面地描述地表目标。数字栅格地图（Digital Raster Graphic， 缩写DRG）是现有纸质地形图经计算机处理后得到的栅格数据文件。每一幅 地形图在扫描数字化后，经几何纠正，并进行内容更新和数据压缩处理，彩 色地形图还应经过色彩校正，使每幅图像的色彩基本一致。数字栅格地图在 内容上、几何精度和色彩上与国家基本比例尺地形图保持一致。
计算机地图制图
第一章绪论计算机地图制图：又称机助地图制图或数字地图制图，它是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、显示和绘图的的应用科学。
计算机地图制图的特点：①、易于编辑和更新②、提高绘图速度和精度③、容量大且已与存储④、丰富地图品种⑤、便于信息共享计算机地图制图的基本过程：①、数据采集阶段（数字化、数字测量、遥感、数据转换）②、数据处理阶段（预处理、投影变换、图形处理、制图综合、符号化）③、数据输出阶段（普通地图、专题地图、统计图表）第二章地图数据结构地图投影：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为地图投影。
地图投影的方法是建立在地球托球面上的经纬线网与平面上相应的经纬线网相对应的基础上的，实质上就是建立地图平面上点的坐标（x，y）与地球椭球面上对应点的坐标（λ，φ）之间的函数关系。
根据地图投影中可能引入的变形的性质，可将地图投影分为等角投影、等面积投影和任意投影三种。
我国常用的地图投影的情况为：基本比例尺地形图（1:100万、1:50万、1:25万、1:10万、1:5万、1:2.5万、1:1万、1:5000）除1:100万外均采用高斯-克吕格投影作为地理基础。
地图数据的基本特征：1、空间特征a、空间位置（表达地物在哪里）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。
b、空间关系（点、线、面关系如何）空间关系是指地理空间实体之间存在的一些具有空间特征的关系，主要包括：拓扑关系（拓扑变化下的拓扑不变量）方位关系（实体在地理空间中的某种顺序）度量关系（用地理空间中的度量来描述的实体之间的关系）2、属性特征属性特征用以描述事物或现象的特征，如事物或现象的类别、等级、数量、名称等，用来说明“是什么”。
属性特征通常分为定性和定量两种：定性特征包括名称、类型等；定量特征包括数量、等级等。
计算机地图制图
5栅格数据的填充：在给定的区域范围内，使得一些单个像元通过某种算法而蔓延，直至填满整个区域范围。（逐步蔓延加粗法，空间大；逐行填充法，空间小
可视化：运用计算机图形学和图像处理技术，将计算过程中产生的数据以及计算结果转换为图形和图像显示出来。并且进行交互处理的理论方法和技术。
地理信息可视化：运用计算机地图制图技术以及计算机图形学和图像处理技术，将地理信息输入存储处理查询以及输出的数据结果采用图像符号，图形，图像，结合图表，文字，表格，等可视化形式现实并进行交互处理的理论，方法，和技术。
直接信息法：直接表示符号图形的各个细部，信息块中直接存储符号图形的矢量数据（即图形的特征点坐标）特点：信息块占用存储空间较大，但因为该方法只面向图形点，与符号图形的结构无关，当修改信息块内容时，不必改动绘图程序。也就是用同一绘图程序能绘出不同信息块所表示的各种符号图形，因此有可能使绘图程序同一算法，从而大大减少编辑工作量。
四邻域，八邻域：四方向相邻的栅格图形线画显得粗壮，结实，但阶梯效应比较明显，而八方向相邻的栅格图形线画显得纤细，位置过渡比较自然，阶梯效应也相对较弱。
栅格数据的运算：1灰度级变换：线性行灰度级变换；非线性灰度级变换；切片变换；二值变换2栅格数据的组合：a栅格数据的算术组合：将不同的栅格图像相互重叠，对他们相应像元的灰度值进行各种算术运算b栅格数据的逻辑运算：将不同的栅格图像相互重叠，对他们相应像元的灰度值进行各种逻辑运算。3栅格数据的扩张与侵蚀：a扩张：将栅格数据中同一种属性的物体按事先指定的方向和给定的像元数目进行扩张。b侵蚀：在栅格数据中同一种属性的物体在事先给定的像元数目和指定的方向上受到的侵蚀，也可看做是背景像元在相反方向上的扩张4栅格数据的加粗和减细：加粗：将栅格数据中同一种属性的物体按事先给定的像元数进行加粗运算（四方向，八方向加粗）减细：按事先给定的像元数目进行减细。在减细运算中应注意减细的像元数目，减细不应导致要素的消失预计连续物体的断裂等。
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。
计算机地图制图(中国矿业大学课件)2数据结构
弯曲度 方向性
面状实体（多边形）
是对湖泊、岛屿、地块等一类现象 的描述。在数据库中由一封闭曲线加内 点来表示。
面积范围 周长
独立性
内岛屿或锯齿状外形
重叠性与非重叠性
体状实体（多边形）
描述三维空间中的现象的物体。
体积 周长 内岛 含有弧立块或相邻块 断面图与剖面图
实体类型组合
为地图数据库的有效建立，空间查询， 空间分析，辅助决策等提供了最基本的 关系。
3、岛作为一个单个图形，没有与外界多边 形联系。不易检查拓扑错误。
所以，这种结构只用于简单的制图系 统中显示图形。
2）索引式（树状）
对所有点的坐标按顺序建坐标文件，再 建点与边（线）、线与多边形的索引文件。
6
P
1
9
10
2
7 5
P
8 11 12
15 P
14 13
4
3
与实体式相比：
优点：用建索引的方法消除多边形数据的 冗余和不一致，邻接信息、岛信息可在多 边形文件中通过是否公共弧段号的方式查 询。
3）栅格单元尺寸的确定
原则：应能有效地逼近 空间对象的分布特征， 又减少数据的冗余度。 方法：用保证最小多边 形的精度标准来确定尺 寸经验公式：
h为栅格单元边长 Ai为区域所有多边形的面积。
4）栅格代码（属性值）的确定
中心点法 面积占优法 重要性法 长度占优法
2.3.4 栅格数据编码
1）直接栅格编码
7 5
P
8 11
12
15 P
14 13
4
3
拓扑关系明确
4）链状双重独立式编码
以线段为记录单位改为以弧段为单位。
6
计算机制图第2章地图与数字地图基础教学教材
几何纠正的误差来源？能否用单一数学表 达描述？有何解决办法？
数据压缩
数字地图的数据压缩分两种，一种是信息量的压缩， 另一种是存储空间的压缩。
信息量的压缩又称数据简化或数据综合，矢量数据 压缩是从数据集Ｓ中抽出一个子集Ａ ，在一定的精度 范围内 ，要求这个子集所含的数据量尽可能少 ，并 尽可能近似地反映Ｓ的原貌。
字地面模型(DEM)。
2 地图与数字地图基础
2.1 地图的概念 2.2 数字地图与计算机地图制图 2.3 地图数据采集与输入 2.4 计算机地图制图数据预处理
数字地图数据的获取
矢量地图数据 分为：点、线、面三种基本 图形元素
地图数据 特点：量大；有定位、定性和时 间的特性 ；多源、多时相
矢量图形数据的获取：外业测量、空间数 据转换、现有地图数字化
数字地图数据来源
包括： 地图、 遥感图像、 文本资料、 统计资料、 实测数据、 多媒体数据、 已有数据
外业测量
全站仪 GPS 三维激光扫描 干涉雷达 全数字摄影测量
地图矢量化
栅格数据处理
前期的收集、扫描，影 像数据的导入，配准、
定义：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。——模拟地图
内容：图形+文字注记
2 地图与数字地图基础
2.1 地图的概念 2.2 数字地图与计算机地图制图 2.3 地图数据采集与输入 2.4 计算机地图制图数据预处理
正确反映要素之间的相互关系，不同要素层的重叠要 素，其几何位置必须严格匹配。
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。
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1.1计算机科学
计算机科学为地图空间信息的表达、存储、 处理、分析和应用提供了有利的工具。数据库技 术提供数据的管理、更新、查询和维护功能；计 算机图形学提供算法基础；CAD对于辅助设计提 供支持；软件工程对于计算机地图制图的系统设 计提供科学的方法。
计算机地图制图
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第二章 地图数据结构
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2.2计算机地图制图与数据库
计算机地图制图系统的图形数据也交给关系数据库 管理系统管理，而关系数据库管理系统也向空间数据管 理方面扩展。计算机地图制图系统除需要强大的空间数 据管理功能之外，还需要具有图形数据的采集、空间数 据的处理和可视化等功能。同时，计算机地图制图系统 比一般的事务处理更加复杂，在功能上也更加丰富。
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第二章 地图数据结构
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3.3扩展式
扩展式数据库管理系统是在标准RDBMS的顶层，通 过将地理结构查询语言(GeoSQL)转化成标准的SQL查 询，借助索引数据的辅助关系实施空间索引操作(如图)。
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第二章 地图数据结构
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§1.4计算机地图制图与相关科学技术
第二章 地图数据结构
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1.2地图学
计算机地图制地图制图系统的发展有着重 要的影响。计算机制图为地图特征的数字表达、 操作和显示提供了一系列方法，为计算机地图制 图系统的图形输出提供技术支持。
1.3遥感技术
遥感(RS)作为空间数据的采集手段，已经成 为计算机地图制图的重要信息源与数据更新途径。 可以快速而可靠地提取地面目标的空间信息和属 性信息。
c.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。长半径、短半径和 扁率成为地球椭球体的基本元素。如下图：
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第二章 地图数据结构
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椭球体三要素: 长轴 a（赤道半径）、短轴 b（极半径）和椭球的扁率 f
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第二章 地图数据结构
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其中，数据库管理系统主要用于对数据进行 统一管理，包括查询、检索、增删、修改和维护 等。由于地图数据库存储的数据包含空间数据和 属性数据，它们之间具有密切的联系，如何实现 两者之间的连接、查询和管理，是地图数据库管 理系统必须解决的重要问题。常用的解决方法有 以下几种：
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1.4全球卫星定位系统
全球卫星定位系统(GPS)作为一种新型的定 位数据的采集和更新手段，具有高精度、高效益、 全天候、低成本、高灵活性、实时性等优势。
1.5电子地图
电子地图是以地图数据库为基础，通过一 定的硬件和软件在电子屏幕上显示的可视化地 图，是数字地图在电子屏幕上的符号化显示。
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第二章 地图数据结构
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2.计算机地图地图与相关科学技术的联系与区别
2.1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。它们的主要 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 还应该只有丰富的空间分析能力。持别是对图形 数据和属性数据进行深层次的空间分析能力。
1.1地图对地理空间的描述 1.地球表面的几何模型(三类)： a.地球的自然表面
地球的自然表面是十分不规则的表面，起伏不定， 地球的自然表面非常复杂，难以用一个简单的数学表达 式描述出来，所以不适合于数学建模。
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第二章 地图数据结构
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b.大地水准面
大地水准面是一个相对抽象的面，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。它有高达百 米以上的起伏变化。
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第二章 地图数据结构
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第 2 章 地图数据结构
§1 地图数据的描述方法 §2 地图的数据结构 §3 两种数据结构的比较及转换
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第二章 地图数据结构
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§1 地图数据的描述方法
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。
计算机地图制图2
第一章剩下的内容
1.3 计算机地图制图系统的构成
3.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关系。
在计算机地图制图系统中，地图数据是以结 构化的形式存储在计算机中的，称为地图数据库。 地图数据库由数据库实体和数据库管理系统组成。
2.3计算机地图制图与遥感图像处理
遥感图像处理是专门针对遥感图像进行分析处理的 软件，图像分析处理功能强大。而一般计算机地图制图 的图像分析处理功能较弱。
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第二章 地图数据结构
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1.4计算机地图制图与计算机辅助制图
计算机辅助制图(CAD)主要用来代替或者辅 助工程师进行特种设计。两者的共向点是都有坐 标参考系统、都能描述和处理图形数据及其空间 关系，也都能处理非图形属性数据。它们的主要 区别是：计算机辅助制图多为规则的几何图形及 其组合，图形功能极强、属性功能相对较弱；计 算机地图制图处理的图形及其关系更为复杂，空 间数据与属性数据的相互操作频繁，空间数据的 处理和符号化功能较强。
3.1紧凑式
紧凑式数据库管理系统是将空间数据和属性数据紧密 结合在一起。例如将属性数据作为空间数据的悬挂体， 把属性数据作为空间数据的一部分进行存储(如下图)。
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第二章 地图数据结构
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3.2混合式
混合式数据库管理系统是利用两个子系统分别存储 空间数据和属性数据，空间数据存储在线状或面状实体 的弧段文件中，属性数据存储在关系数据库管理系统中， 两个子系统之间通过标志码(ID)进行连接(上图)。