第一讲 电子地图基本概念
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• 计算机技术、通信技术、计算机地图制图技术、地 图数据库技术、人工智能技术等
应用与实践基础
• 市场不同领域、不同技术的大量电子地图软件和产 品
1.5 电子地图和电子地图学
地图学的定义
地图学是研究地图的理论、编制技术和应用方 法的科学，是一门研究以地图图形反映和揭示 各种自然和社会现象空间分布、相互关系以及 动态变化的科学、技术和艺术相结合的科学。
合计
4 4 2 8 8 2 2 2 32
第一章 电子地图基本概念
地图学的历史和发展
古代地图学的萌芽 和发展
古 埃 及 绘 在 苇 草 上 的 金 图 矿
最早的地图实物是古巴比伦地图
中国最早的古地图－汉代古地图
长沙国深平防区地形图
亦称长沙国南部地 形图（西汉 文帝），成 图于公元前168年以前。 比例尺约为1：180 000， 相当于汉代一寸折十里， 地图幅面为纵96cm、横 96cm。原图上本无名， 因地图内容包含山川、 道路、城镇等要素，故 取名“地形图”。 1973年12月发掘湖 南长沙市东郊马王堆三 号汉墓时出土。绢底彩 绘，现藏于湖南省博物 馆。
1.1 电子地图的定义
电子地图的基本性质
电子地图是一种模拟地图产品。具有地图的三 个基本特征； 电子地图的数据来源是数字地图； 电子地图的采集和设计都是在计算机平台环境 下实施的； 电子地图的表达载体是屏幕。
1.1 电子地图的定义
综上所述，可从狭义和广义来定义电子地 图
狭义：以数字地图数据为数据基础，以计算机 系统为处理平台，在屏幕上实时显示的地图。 广义：屏幕地图和支持其显示的地图软件的总 称。
电子地图的数据构成
基础地理数据
空间数据 基础空间数据
专题地理数据
专题空间数据
非空间数据
基础非空间数据
专题非空间数据
分类分级信息
专题属性信息
多媒体信息
专题统计信息 其他地学信息
电子地图的硬件系统
电子地图的软件系统
电子地图软件的组成和功能
电子地图软件的组成和功能
1.设计系统
负责电子地图数据采集、数据处理、图面配臵符号设计和存储管 理等功能
电子地图与传统模拟地图的联系
电子地图也属于模拟地图形式，和纸质地图在很多方 面（设计、表达）具有一致性； 传统地图通常是数字地图的数据来源之一； 电子地图可以通过打印输出为纸质地图；
电子地图与传统模拟地图的区别
在地图的三个基本特征上两者具有显著差异； 电子地图增加了多媒体数据的应用； 在表达上电子地图更容易描述动态过程和立体场景。
电子地图数据
硬件系统
软件系统
人员
电子地图的数据类型
空间数据与非空间数据
空间数据表达地理实体的位臵、大小和分布信 息，也称为图形数据或者几何数据 非空间数据主要包括专题属性数据和地理统计 数据等
基础地理数据和专题数据
基础地理数据是只具有空间定位和基本属性信 息的地图数据 专题地理数据是电子地图要反映的主题数据
墨卡托世界地图 ——
探险时代最著名的 地图学家荷兰的墨 卡托（Gerardus Mercator 1512－ 1594）于1538年绘 制了第一张世界地 图，这是从北极的 角度俯视绘制而成 。贴在他拥有的托 勒密地图集内。
地图学的历史和发展
17世纪，各国纷纷成立测绘机构。 18世纪，实测地形图出现，将数字应用于制图， 地图投影发展，逐渐形成了地图学的基础。 19世纪，缩编地图、专题地图出现 。 20世纪，航空摄影测量技术和照相、彩色印刷技 术的发展，使地图的生产工艺极大改变。制图综 合理论、专题制图和综合制图逐步发展和完善， 使地图学逐渐成为同测量学紧密联系并成为一门 独立的学科。
电子地图学的研究内容
电子地图学的发展
1.基础萌芽阶段
20世纪80年代中期以前
2.技术发展阶段
20世纪80年代中期-90年代中期
3.广泛应用阶段
20世纪90年代中期至今
20世纪60年代
计算机为主体的电子技术的全面应用，地图信息论、 地图感受论、地图符号学、地图模式论及地图传输论 等现代地图学理论的产生和不断引向深入，逐渐发展 成为现代地图学。
现代地图学的学科体系结构
1.1 电子地图的定义
多名学者给出了多种定义
Taylor（1991）：在电子介质上使用的地图； 郭仁忠（1995）：基于电子技术，在屏幕上显 示的地图的总称； 祝国瑞（2004）：是数字地图经过可视化处理 在屏幕上显示出来的地图； 吴忠性（1993）、张文诗（1994）：以数字地 图为基础，在屏幕上显示的地图形式。
积极参与课堂讨论
考核方式
论文OR考试 70%
平时成绩 考勤成绩 15% 15%
课程安排
讲课
电子地图基本概念 电子地图数据结构和数据 组织 电子地图可视化表达 多媒体电子地图 网络电子地图 三维电子地图 移动导航电子地图 专业应用的电子地图 合计 4 4 2 4 4 2 2 2 24 8 4 4
实践讨论课
2.浏览系统
是用户操作电子地图的平台，又称为阅读系统
3.地图数据库管理模块
CDBMS（Cartographic Database Management System）,承担电子 地图数据库的组织和管理
4.地图符号库管理系统
是设计、组织和管理电子地图使用符号的应用系统
5.商品化的辅助性软件
电子地图中多媒体数据的设计加工辅助软件，如Photoshop、3DS Max等
技术和设备依赖性强
• 不同种类的电子地图依赖特定的技术和设备
电子地图的应用领域
智能交通和导航 旅游和公众信息服务 规划管理 军事指挥 防灾减灾 城市公共设施管理
1.5 电子地图和电子地图学
电子地图学产生的基础
理论基础
• 以现代地图学理论为基础(地图传输论、符号论、认 知理论、可视化理论等)
技术基础
核心功能的要求不同
GIS着重空间分析。电子地图着重地图表达。
地图表达的应用要求不同
GIS制图要求相对简单。电子地图需要丰富的地图表现形式。
产品的通用程度不同
GIS常作为政府、行业的决策支持系统。电子地图的用户多是广大 的普通用户。
1.2 电子地图的分类
1.3 电子地图的系统构成
电子地图系统的基本构成
电子地图与数字地图
数字地图是用数字形式描述地图要素的位置、属性和关 系信息的数据集合，与具体表达的符号无关，是一种存储 方式； 电子地图是数字地图符号化处理后的数据集合，是数字 地图的可视化，是一种表示方式。电子地图是以数字地图 为基础的屏幕模拟表达，并以多种媒介显示地图数据的可 视化产品。 数字地图是电子地图的数据基础，电子地图是数字地图 的表达结果； 数字地图是虚地图，电子地图是实地图。
托勒密世界地图 ——
在世界地图科学史上， 古希腊的著名数学家、天文 学家、地图学家托勒密（ Ptolemy 公元87－150年）占 有重要的地位。 托勒密世界地图所附27 幅地图，是世界最早的地图 集。他创造普通圆锥投影和 球面投影两种世界地图的新 投影方法，所绘的地图具有 划时代的意义。地图上的一 些概念，甚至在1538年墨卡 托的第一幅世界地图上，也 还有着相当的影响。
电子地图与数字地图
电 子 地 图
数字地图IO接口
数字地图
电子地图与GIS
电子地图和GIS联系紧密，但是在数据、功能、应用 目的、通用程度等方面有显著差别，彼此不能相互替代， 主要表现在： 地图数据的完整性要求不同
GIS注重分析功能，强调地理实体的空间完整性。电子地图为了表 达目的有可能损失完整性。
电子地图学的定义
电子地图学是以地理信息的屏幕可视化为核心 ，研究电子地图设计、技术和方法的综合性科 学。
电子地图学的研究对象
从基本概念看
电子地图学的研究对象是电子地图
从数据层面看
电子地图学的研究对象是数字地图
数字地图
计算机辅助 地图制图 空间分析
屏幕地图 显示
纸质地图
电子地图 电子地图的作用
GIS
电子地图的特点
数据与软件的集成性
地图数据和软件系统的集成。
过程的交互性
区别于纸质地图，可以让用户交互操作。
信息表达的多样性
地图载负量极大扩展。
无级缩放和多尺度数据 快速、高效的信息检索和地图分析 多维和动态可视化 共享性 低成本性
可存储于地图数据库中，方便复制更新编辑，容易再版。
电子地图与地图、GIS的关系
电子地图集系统
电子地图集
根据一定的应用目的， 按照统一的规则设计和 编排的一组电子地图集 合。
电子地图集系统
电子地图集及其应用软 件的总称。用户通过电 子地图集软件查看和操 作电子地图集的相关信 息。
推荐阅读——微软大百科全书 Encarta
1.4 电子地图的功能和应用
表达功能
可视化是电子地图的核心。 包括地图无级缩放和漫游、分层分级显示、基于多媒 体的表达等。
子地图的数据模型、数据结构及其建库方法；电子 地图的可视化表达、空间分析；了解不同种类电子 地图及电子地图集的设计、制作和集成技术。
教材
教材1
龙毅，温永宁，盛业华，电子地图学，科学出 版社，2006
教材2
廖克，现代地图学，科学出版社，2003
课程要求
按时参加课堂学习
独立完成课程作业 认真参加实验课程
环境与水利学院
2010.11
课程的定位和目标
定位
地理信息系统本科的专业选修课程。 属于现代测绘学与地理学的一门交叉学科，研究在 计算机环境下电子地图的设计、制作与应用方法。
目标
通过该课程的学习，掌握电子地图的基本知识和原 理，以及电子地图的设计、制作与应用方法。
包括：电子地图的定义、分类、功能和构成；电
分析功能
是电子地图区别于传统地图的源自文库键。 包括查询、量算、距离分析、统计分析、智能规划和 决策等。
服务功能
提供用户和地理空间信息相关的服务，具有大众化的 特点。
电子地图的应用特点
电子地图具有范围广、种类多、技术和设 备依赖性强的特点
范围广
• 应用遍及自然科学、人文科学等多领域
种类多
• 电子地图具有众多类型，如导航、旅游、军用、单 机版、网络版、手机版、触摸屏等等
应用与实践基础
• 市场不同领域、不同技术的大量电子地图软件和产 品
1.5 电子地图和电子地图学
地图学的定义
地图学是研究地图的理论、编制技术和应用方 法的科学，是一门研究以地图图形反映和揭示 各种自然和社会现象空间分布、相互关系以及 动态变化的科学、技术和艺术相结合的科学。
合计
4 4 2 8 8 2 2 2 32
第一章 电子地图基本概念
地图学的历史和发展
古代地图学的萌芽 和发展
古 埃 及 绘 在 苇 草 上 的 金 图 矿
最早的地图实物是古巴比伦地图
中国最早的古地图－汉代古地图
长沙国深平防区地形图
亦称长沙国南部地 形图（西汉 文帝），成 图于公元前168年以前。 比例尺约为1：180 000， 相当于汉代一寸折十里， 地图幅面为纵96cm、横 96cm。原图上本无名， 因地图内容包含山川、 道路、城镇等要素，故 取名“地形图”。 1973年12月发掘湖 南长沙市东郊马王堆三 号汉墓时出土。绢底彩 绘，现藏于湖南省博物 馆。
1.1 电子地图的定义
电子地图的基本性质
电子地图是一种模拟地图产品。具有地图的三 个基本特征； 电子地图的数据来源是数字地图； 电子地图的采集和设计都是在计算机平台环境 下实施的； 电子地图的表达载体是屏幕。
1.1 电子地图的定义
综上所述，可从狭义和广义来定义电子地 图
狭义：以数字地图数据为数据基础，以计算机 系统为处理平台，在屏幕上实时显示的地图。 广义：屏幕地图和支持其显示的地图软件的总 称。
电子地图的数据构成
基础地理数据
空间数据 基础空间数据
专题地理数据
专题空间数据
非空间数据
基础非空间数据
专题非空间数据
分类分级信息
专题属性信息
多媒体信息
专题统计信息 其他地学信息
电子地图的硬件系统
电子地图的软件系统
电子地图软件的组成和功能
电子地图软件的组成和功能
1.设计系统
负责电子地图数据采集、数据处理、图面配臵符号设计和存储管 理等功能
电子地图与传统模拟地图的联系
电子地图也属于模拟地图形式，和纸质地图在很多方 面（设计、表达）具有一致性； 传统地图通常是数字地图的数据来源之一； 电子地图可以通过打印输出为纸质地图；
电子地图与传统模拟地图的区别
在地图的三个基本特征上两者具有显著差异； 电子地图增加了多媒体数据的应用； 在表达上电子地图更容易描述动态过程和立体场景。
电子地图数据
硬件系统
软件系统
人员
电子地图的数据类型
空间数据与非空间数据
空间数据表达地理实体的位臵、大小和分布信 息，也称为图形数据或者几何数据 非空间数据主要包括专题属性数据和地理统计 数据等
基础地理数据和专题数据
基础地理数据是只具有空间定位和基本属性信 息的地图数据 专题地理数据是电子地图要反映的主题数据
墨卡托世界地图 ——
探险时代最著名的 地图学家荷兰的墨 卡托（Gerardus Mercator 1512－ 1594）于1538年绘 制了第一张世界地 图，这是从北极的 角度俯视绘制而成 。贴在他拥有的托 勒密地图集内。
地图学的历史和发展
17世纪，各国纷纷成立测绘机构。 18世纪，实测地形图出现，将数字应用于制图， 地图投影发展，逐渐形成了地图学的基础。 19世纪，缩编地图、专题地图出现 。 20世纪，航空摄影测量技术和照相、彩色印刷技 术的发展，使地图的生产工艺极大改变。制图综 合理论、专题制图和综合制图逐步发展和完善， 使地图学逐渐成为同测量学紧密联系并成为一门 独立的学科。
电子地图学的研究内容
电子地图学的发展
1.基础萌芽阶段
20世纪80年代中期以前
2.技术发展阶段
20世纪80年代中期-90年代中期
3.广泛应用阶段
20世纪90年代中期至今
20世纪60年代
计算机为主体的电子技术的全面应用，地图信息论、 地图感受论、地图符号学、地图模式论及地图传输论 等现代地图学理论的产生和不断引向深入，逐渐发展 成为现代地图学。
现代地图学的学科体系结构
1.1 电子地图的定义
多名学者给出了多种定义
Taylor（1991）：在电子介质上使用的地图； 郭仁忠（1995）：基于电子技术，在屏幕上显 示的地图的总称； 祝国瑞（2004）：是数字地图经过可视化处理 在屏幕上显示出来的地图； 吴忠性（1993）、张文诗（1994）：以数字地 图为基础，在屏幕上显示的地图形式。
积极参与课堂讨论
考核方式
论文OR考试 70%
平时成绩 考勤成绩 15% 15%
课程安排
讲课
电子地图基本概念 电子地图数据结构和数据 组织 电子地图可视化表达 多媒体电子地图 网络电子地图 三维电子地图 移动导航电子地图 专业应用的电子地图 合计 4 4 2 4 4 2 2 2 24 8 4 4
实践讨论课
2.浏览系统
是用户操作电子地图的平台，又称为阅读系统
3.地图数据库管理模块
CDBMS（Cartographic Database Management System）,承担电子 地图数据库的组织和管理
4.地图符号库管理系统
是设计、组织和管理电子地图使用符号的应用系统
5.商品化的辅助性软件
电子地图中多媒体数据的设计加工辅助软件，如Photoshop、3DS Max等
技术和设备依赖性强
• 不同种类的电子地图依赖特定的技术和设备
电子地图的应用领域
智能交通和导航 旅游和公众信息服务 规划管理 军事指挥 防灾减灾 城市公共设施管理
1.5 电子地图和电子地图学
电子地图学产生的基础
理论基础
• 以现代地图学理论为基础(地图传输论、符号论、认 知理论、可视化理论等)
技术基础
核心功能的要求不同
GIS着重空间分析。电子地图着重地图表达。
地图表达的应用要求不同
GIS制图要求相对简单。电子地图需要丰富的地图表现形式。
产品的通用程度不同
GIS常作为政府、行业的决策支持系统。电子地图的用户多是广大 的普通用户。
1.2 电子地图的分类
1.3 电子地图的系统构成
电子地图系统的基本构成
电子地图与数字地图
数字地图是用数字形式描述地图要素的位置、属性和关 系信息的数据集合，与具体表达的符号无关，是一种存储 方式； 电子地图是数字地图符号化处理后的数据集合，是数字 地图的可视化，是一种表示方式。电子地图是以数字地图 为基础的屏幕模拟表达，并以多种媒介显示地图数据的可 视化产品。 数字地图是电子地图的数据基础，电子地图是数字地图 的表达结果； 数字地图是虚地图，电子地图是实地图。
托勒密世界地图 ——
在世界地图科学史上， 古希腊的著名数学家、天文 学家、地图学家托勒密（ Ptolemy 公元87－150年）占 有重要的地位。 托勒密世界地图所附27 幅地图，是世界最早的地图 集。他创造普通圆锥投影和 球面投影两种世界地图的新 投影方法，所绘的地图具有 划时代的意义。地图上的一 些概念，甚至在1538年墨卡 托的第一幅世界地图上，也 还有着相当的影响。
电子地图与数字地图
电 子 地 图
数字地图IO接口
数字地图
电子地图与GIS
电子地图和GIS联系紧密，但是在数据、功能、应用 目的、通用程度等方面有显著差别，彼此不能相互替代， 主要表现在： 地图数据的完整性要求不同
GIS注重分析功能，强调地理实体的空间完整性。电子地图为了表 达目的有可能损失完整性。
电子地图学的定义
电子地图学是以地理信息的屏幕可视化为核心 ，研究电子地图设计、技术和方法的综合性科 学。
电子地图学的研究对象
从基本概念看
电子地图学的研究对象是电子地图
从数据层面看
电子地图学的研究对象是数字地图
数字地图
计算机辅助 地图制图 空间分析
屏幕地图 显示
纸质地图
电子地图 电子地图的作用
GIS
电子地图的特点
数据与软件的集成性
地图数据和软件系统的集成。
过程的交互性
区别于纸质地图，可以让用户交互操作。
信息表达的多样性
地图载负量极大扩展。
无级缩放和多尺度数据 快速、高效的信息检索和地图分析 多维和动态可视化 共享性 低成本性
可存储于地图数据库中，方便复制更新编辑，容易再版。
电子地图与地图、GIS的关系
电子地图集系统
电子地图集
根据一定的应用目的， 按照统一的规则设计和 编排的一组电子地图集 合。
电子地图集系统
电子地图集及其应用软 件的总称。用户通过电 子地图集软件查看和操 作电子地图集的相关信 息。
推荐阅读——微软大百科全书 Encarta
1.4 电子地图的功能和应用
表达功能
可视化是电子地图的核心。 包括地图无级缩放和漫游、分层分级显示、基于多媒 体的表达等。
子地图的数据模型、数据结构及其建库方法；电子 地图的可视化表达、空间分析；了解不同种类电子 地图及电子地图集的设计、制作和集成技术。
教材
教材1
龙毅，温永宁，盛业华，电子地图学，科学出 版社，2006
教材2
廖克，现代地图学，科学出版社，2003
课程要求
按时参加课堂学习
独立完成课程作业 认真参加实验课程
环境与水利学院
2010.11
课程的定位和目标
定位
地理信息系统本科的专业选修课程。 属于现代测绘学与地理学的一门交叉学科，研究在 计算机环境下电子地图的设计、制作与应用方法。
目标
通过该课程的学习，掌握电子地图的基本知识和原 理，以及电子地图的设计、制作与应用方法。
包括：电子地图的定义、分类、功能和构成；电
分析功能
是电子地图区别于传统地图的源自文库键。 包括查询、量算、距离分析、统计分析、智能规划和 决策等。
服务功能
提供用户和地理空间信息相关的服务，具有大众化的 特点。
电子地图的应用特点
电子地图具有范围广、种类多、技术和设 备依赖性强的特点
范围广
• 应用遍及自然科学、人文科学等多领域
种类多
• 电子地图具有众多类型，如导航、旅游、军用、单 机版、网络版、手机版、触摸屏等等