第八讲_空间数据的可视化与地图制图

专题地图制图
•专题地图的分类
自然地图 地貌图 土壤图 气候图 陆地水文图
海洋图
地球物理图 动物地理图 植被图 专题地图 文化图 政区图 历史图 社会经济地图 交通运输图 农业图 工业图 人口图
专题地图制图
•专题地图的表示方法
•由于自然和社会经济要素分布特征的差异，在专题图上采用的表 示方法也有多种方式。各种自然和经济现象在地球表面上的分布 可以分为下列类型：①有的现象具有面状连续分布的特点，其中 还有的现象呈逐渐变化的趋势，在制图区域内只是表现高低、强 弱不同，如地形、地磁、气压、温度等；②有的要素呈离散的点 状分布或占有较小面积的块状分布，大多数社会经济要素属此类 型，如居民地、工厂、车站、水井、高程点和监测点等；③有的 呈线性连续分布，如海岸、河流、交通线路、油气管道等自然和 经济要素；④也有的现象是间断的面状分布，它们在整个制图区 域内到处都可能出现，如耕地、森林、牧场、沼泽等；⑤还有的 集中分布于制图区域的个别地方
普通地图制图
•空间实体符号化过程 •空间实体与符号之间的关系
空间实体 用户标识ＵID 对照表 符号标识 SID 用户标识ＵID 地物属性值 空间实体 空间实体
符号
符号
源自文库符号
普通地图制图
•空间实体符号化过程 •空间实体地物编码的设定
•GIS 系统管理的空间实体一般都包含一个对象标识 OID （ Object IDebtify ） 和 地 物 代 码 fcode(feature code), 有 的 系 统 也 叫 用 户 标 识 UID （ User IDentify）,对象标识码一般由系统自动给定，即在数字化时软件会对不同的 空间实体对象赋给一个唯一且不重复的标识码（一般为数字）。用户标识则 是用户为区分空间实体不同类型而设置的一种标识码，在同一工作区域内不 同实体对象可以具有相同的用户标识码。任何一个空间实体都应有用户标识 码，用户标识码的确定有两种方式：一是在数字化某实体之前，先选择地物 类型，从而得到用户标识码，数字化时将它自动赋给被数字化的实体；二是 先对实体数字化，然后以修改实体属性值的方法给定。通常采用第一种方法 给定空间实体的用户标识，第二种方法只是在修改实体的属性值时采用。
普通地图制图
•普通地图包括国家的基本比例尺的地形图和城市及厂矿的 大比例尺地形图等。这种地形图的一个显著特点是标准化， 国家和有关行业如测绘局对各种系列比例尺的地形图的规 格、大小、内容以及图式都作了严格的规定，所以要由空 间数据生产制作符合规范要求的地形图并非易事
普通地图制图
•地图符号及其分类 •地图符号是地图的语言，是用来表示自然或人文现象 的各种图形，它是表达地理现象与发展的基本手段 •可以分解为点、线、面三种基本图形元素。其中点是 最基本的图形元素，这是因为一组有序的点可以连成线， 而线可以围成面，面域内则由各种线划符号、点符号或 文字表示其属性 •从几何角度来看可以分为点状地物、线状地物和面状 地物。因而表达地物的符号也可以相应地划分为点状符 号、线状符号、面状符号。注记作为一种直接的地理信 息描述手段，在地图中起着非常重要的作用。因此，有 时也将注记看成是一种特殊的符号
普通地图制图
•符号设计系统
•（1）组成符号的图素满足符号设计要求；（2）设计时能实时观察所设 计的符号；（ 3 ）符号设计系统界面友好、操作方便灵活；（ 4 ）符号设 计精度应满足一定的进度要求；（5）符号设计系统、符号显示软件具有 良好的封装性、可维护性和可适应性。符号设计界面中提供了基本的图 元，设计时先用鼠标选择所需的图元，之后用户既可以在屏幕上直接绘 图，也可以在图元参数输入对话框中输入有关参数，增加图元时，符号 实时发生变化。用户还可对符号库中的符号进行删除、修改、浏览、选 取等。为用户使用方便 •符号库即为符号描述信息的集合。无论是点符号、线符号还是面符号， 都是各自图元对象类实例对象聚集而成的复杂对象。对于矢量符号来讲， 由于间接信息法节省存贮空间，符号精度高，符号描述信息可以用交互 式符号设计系统获得。为了节省存储空间，符号库中保存组成符号的图 元对象标识和图元描述参数
点的坐标（x,y）变换到地图坐标系中的坐标(X,Y)并按 给定的顺序连线的过程 •计算机制图中符号绘制（符号化）方法有两种，即编 程法和信息法
普通地图制图
•地图符号绘制方法 •编程法 •编程法是由绘图子程序按符号图形参数计算绘图矢量 并操作绘图仪绘制地图符号。这种方法中每一个地图符 号或同一类的一组地图符号可以编制一个绘图子程序。 这些子程序就组成一个程序库。在绘图时按符号的编码 调用相应的绘图子程序，并输入适当的参数，该程序便 根据已知数据和参数计算绘图向量并产生绘图指令，从 而完成地图符号的绘制。
普通地图制图
•符号库设计 •对于一个GIS系统来讲，一般都提供了制作或设计符号 库的功能，GIS用户或应用系统开发者应根据GIS系统的 应用目的，设计并建立用于系统制图输出的符号库 •
普通地图制图
•符号库设计 •符号设计的实现途径有四种
•一是文本编辑器设计方法，如AutoCAD的形文件（shp）、线文件和阴影文件， 其特点是设计速度慢，不能实时观察所设计的符号 •二是采用系统提供的二次开发语言编程实现，如Arc/INFO的AML语言和ODE、 MGE的MDL等,它提供了编程实现符号绘制的接口，开发者可以利用它们实现特 殊符号的绘制，如依比例桥梁、花房等符号 •三是利用系统本身的图形编辑功能实现。先在屏幕上绘制、编辑所要设计的 符号，然后圈定符号范围并指定符号定位点，系统就从当前的编辑缓冲区中 提取符号描述信息，当用户指定了诸如符号代码（或名称）等参数后，即可 存放到符号库中。如AutoCAD的块文件（block）、MEG的单元(cell)都是采用 这种设计方式，但这种方式又受系统图形编辑功能的限制，且只能设计点符 号 •四是提供符号设计界面，如MGE提供的线型编辑(Line Style Editor)功能可 用于交互式编辑线符号。总之，他们都有各自的特点和不足，一致的看法是 为系统提供一个符号编辑器，即符号设计系统
Y a i a g x j g’ b f h k d
a o b
d c
h’ e c l
O
X
普通地图制图
•矢量符号绘制方法 •面符号绘制
Y y 1(n) 2 3 x
o (X0,Y0) O X
普通地图制图
•栅格符号绘制方法
•利用栅格符号信息绘制符号的算法比较单纯。主要利用对栅格符 号信息作栅格的基本运算完成 •一般点符号的绘制是平移采用产生，对于有向点符号，亦是先旋 转后平移到指定的位置上输出 •面符号的绘制，首先在轮廓内填“实”，然后将填实的区域图像 分块与栅格点符号进行逻辑“与”运算，结果便能在轮廓内形成 规则配置的面符号 •线符号的产生是对信息块逐列处理的过程，由于线状符号走向多 变，因此不能对信息块整体操作。这里介绍线符号的“伦移法”。 首先在符号库中获得描述符号的象元矩阵，接着从左至右逐列取 出电阵信息，按线符号定位线走向旋转变换（列向与定位线垂 直），然后平移至指定位置输出
普通地图制图
•地图符号及其分类 •点状符号是不依比例表示的小面积地物或点状地物符 号，如油库、水塔、测量控制点等。点状符号有以下特 征： ①点符号的图形固定，不随它在图幅中的位置的变化 而变化； ②点符号都有确定的定位点和方向性； ③点符号图形大都比较规则，由几何图形构成，简单、 美观、形象，易用数学公式表示
专题地图制图
•专题地图的表示方法 •线符号法
•地球上许多制图要素，如河流、海岸、地质构造线、交通运 输线等，都是呈线状分布，要在地图上反映这些现象，必须采 用线状符号。线状符号包括不同颜色和形状的线划、箭头、条 带等。地物的质量特征可以用线状符号的形状和颜色加以区分， 而数量特征则用符号大小表示。在专题图上经常使用线状符号 的宽度来反映数量指标，例如在交通运输图上，用条宽表示运 输量，同时带内用各种晕线或颜色划分货物品种
普通地图制图
•地图符号及其分类 •线符号是长度在图上依比例尺表示而宽度不用比例尺 表示的符号，它是地图上表示顺线状延伸分布的物体或 制图现象的符号。如河流、道路、输电线等符号。线符 号有以下特点： ①线状符号都有一条有形或无形的定位线； ②线状符号可以进一步划分为曲线、直线、虚线、平 行线、沿定位线连续配置点符号等； ③线状符号可以进一步分解成具有单一特征的线状符 号，即一线状符号可以由若干条具有单一特征的线状符 号组成
普通地图制图
•空间实体符号化过程 •地物类型参数的设置
普通地图制图
•空间实体符号化过程 •空间实体符号化过程
地理信息系统 符号化 指令 制图范围 地理 数据库 空间实 体符号 化模块
符号标识 库
符号标识 库
符号库 符 号 描 述 信息
实体 信息
符号化器
地图
专题地图制图
•专题地图着重反映某一种自然和社会经济要求的分布或强 调表示这些现象的某一方面的特征 •专题地图的制作除了具有普通地图制作的共同特征外，还 有自己的一些特征。这些特征主要反映在非空间属性值的 符号化表示方面
普通地图制图
•矢量符号绘制方法 •点符号绘制 •绘制一个点符号所需参数为：定位点（ x0,y0 ）、 缩放系数scale、旋转角。符号库中保持的符号描 述信息都是基于符号坐标系的，因此，绘制点符号 时应进行一系列变换，即缩放、旋转、平移
y Y
o
x O
(x0,y0)
X
普通地图制图
•矢量符号绘制方法 •线符号绘制：点符号图元要在线符号定位上分段串接 并在拐弯处做变形处理
概述
•空间数据的可视化表现涉及到计算机图形窗口的管理、图 形窗口的空间坐标变换、色彩管理、符号库管理、窗口句 柄、窗口的放大缩小、漫游操作以及绘图设备的连接等。 窗口管理、窗口句柄以及窗口的放大、缩小漫游等属于计 算机方面的技术，而且不同的软件，实现机制不完全相同
概述
•地图制图通常分普通地图制图和专题地图制图。普通地图 和专题地图制作的关键技术都是根据空间和非空间数据进 行符号化的过程
专题地图制图
•专题地图的表示方法 •点符号法
•专题地图上采用的点状符号按其形状可以划分文字符号、几 何符号、特征符号和艺术符号。符号大小和分级，可采用按连 续绝对增长的比例或阶梯增长的比例等原则。经常使用符号内 的不同颜色和线画反映制图对象的内部结构，例如采用圆形符 号表示工业分布中心，可用圆的大小表示工业中心规模，圆内 划分不同比例部分反映各工业部门的组成。采用风玫瑰图可以 表示多种指标，如用圆符号定位于观测点，用不同方向的齿线 表示风向的频率等
普通地图制图
•地图符号及其分类 •面状符号是指在二维图上各方向都能依比例尺表示的 符号，它是地图上用来表示面状分布的物体或地理现象 的符号。通常用来表示诸如植被、土壤、池塘等呈面状 分布的地物。面状符号有以下特点： ①有一条有形或无形的封闭的轮廓线； ②多数面状符号是在轮廓线范围内配置不同的点状符 号、绘阴影线或着染颜色
第八讲 空间数据的可视化与地 图制图
1. 普通地图制图 2. 专题地图制图 3. 地图注记 4. 地图输出
概述
•地理信息系统起源于或者说“脱胎于”计算机地图制图。 但是在建立了地理信息系统或者说空间数据库之后，计算 机制图的问题则归结为空间数据的可视化表现问题，以及 地图输出问题 •空间数据的可视化表示包括颜色、线型、符号、文字注记、 统计图表、图像、录相、声音等 •典型的输出产品有普通地图、专题地图和电子地图等
普通地图制图
• 这种方法适合那些能用数学表达式描述的地图符号， 其特点是增加符号不方便，即使增加一个符号也要 对程序库进行重编译，给用户的自主权不大，因而 很难作为商业软件进行流通。目前这种方法的应用 越来越少
普通地图制图
•地图符号绘制方法 •信息法 •信息块法也称为符号库方法。绘图时只要通过程序 处理已存在符号库中的信息块，即可完成符号的绘 制。信息块即为描述符号的参数集。随着符号在地 图上的表现形式不同，信息块的存放格式也不同
普通地图制图
•地图符号图元分析 •点符号、线符号、面符号它们各有其特点，又具有共 性。它们的差异是构成各自的基本图素不同，而相同之 处是他们的绘制参数（符号代码、绘图句柄、笔的颜色、 刷子的颜色等）、操作方法（绘制、删除等）基本一致
普通地图制图
•地图符号绘制方法
•地图符号绘制的实质是将符号坐标系中图形元素特征