地图学第八章 数字地图制图[精]
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1.计算机硬件
硬件组成: 控制器、运算器、存储器和输入、输出设备。
2.数字地图输入设备
包括键盘、鼠标、磁盘和数字化仪等,后者是将地图图形 转换成数字的重要设备,分为两类:跟踪式和扫描式。
跟踪式数字化仪包括手扶、半自动、全自动三种。
操作方式:点方式、时间方式、距离方式。
扫描式:是将原图分解为栅 格像元,记录每个像元点灰 阶值,将图形数字化。扫描 仪包括平台式和滚筒式。
发展阶段:20世纪60年代后期至 80年代中期 计算机及外部设备大发展 主要侧重数字地图应用
飞跃阶段: 20世纪80年代中期至今 硬、软件进一步完善,软件形成两分支(地图 绘图系统、地理信息系统) 向大型网络、数据仓库、空间和属性统一发展
2. 数字地图制图软件系统
数字地图制图系统,应具有完整的地理信息输 入、处理、分析、制图等功能,软件是是系统的灵 魂。
§1 数字地图制图的技术基础
1.1 信息科学与技术基础
1.计算机图形学 (Computer Graphics)
定义:研究应用计算机生成、处理和显示图形的学科。它是以解 析几何原理为基础,将显示器看作平面直角坐标系,使屏幕光栅点阵与 图面直角坐标系形成对应。 计算机图形基本分为两大类:
(1)以线条为主的图形,如AutoCad、MicroStation等 (2)自然和人工实体的两维、三维造型,如3D MAX;CorelDraw等
矢量(Vector):在计算机图形中指一个有向线段,每个有向
线段由有序的特征点来表示,其集合构成了图形。
栅格(Raster):将图像或地图分成若干行和列的栅格,记录全
图每个栅格点数据,得到每个点的属性特征值,其空间特征已隐含其 中。
表达真实的世界
Real World
R
EH
R
E
RPP
E
RPP
RPP
R
网格点阵 屏幕像元点阵
字符点阵
高
彩色地图和影像地图
一般
实时显示GIS的各种图形、图像 产品
差
以打印字符输出各类地图。
胶片拷贝机
光栅
较高
将屏幕图形复制至胶片,用于制 作幻灯片和正胶片。
1.3 数字地图制图技术
1.数字地图制图技术的发展
初期阶段:20世纪60年代 牛津自动制图系统 哈佛SYMAP制图系统
集中并以一定组织方式存于存储器中,从而能以最佳 方式、最少的重复,为多种应用服务——数据库。
对数据库中数据的各种操作统一由一个软件执行,即 数据库管理系统(DBMS),数据库和数据库管理系统合称 为数据库系统。
在地图学中的应用表现为对空间和非空间数据的管理。
1.2 数字地图制图的硬件配置
数字地图制图的硬件配置包括:计算机硬件系统、地图 数字化输入设备、地图输出设备。
特征码
点 10 线 12
面 35
坐标位置
X,Y
X1,Y1,X2,Y2,X3,Y3, X4,Y4,X5,Y5, X6,Y6 X1,Y1,X2,Y2,X3,Y3, X4,Y4,X5,Y5,X6,Y6,…, X11,Y11,X1,Y1
邻接
定义:指存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系。
表现:弧段和左右多边形的拓扑关系(Left-right topology),即一个具 有方向性的弧段,沿弧段方向有左边和右边之分。根据左边和右边的关系来 判断位于该弧段两边多边形的邻接性。
新编地图学教程
电子教案
第 8 章 数字地图制图
第8章 数字地图制图
§1 数字地图制图的技术基础 §2 数字地图的数据结构及其数据库 §3 数字地图的编辑与制wenku.baidu.com §4 电子地图
从20世纪50年代开始,电子计算机技术引入地图学领域,经过 理论探讨、应用试验、设备研制和软件发展,已形成地图学中一门新 的制作地图的应用技术分支学科,即计算机地图制图学。
计算机地图制图是根据地图原理,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, 进行地图的设计和编绘。
计算机地图制图系统有三个组成部分:硬件、软件、数据。
从一定意义上讲,计算机地图制图技术也可称为数字制图技术。
MapInfo AutoCAD Map
§2 数字地图的数据结构及其数据库
将地理系统中复杂的地理现象进行抽象得到的地 理对象称为地理实体或空间实体,简称实体(Entity)。 对实体的描述信息输入计算机,即构成数字地图。
地图数据分为空间数据和非空间数据两种。 2.1 空间数据结构
空间数据对应于地图基本要素即实体,称几何数据,其表现形式 有两种:矢量(图形)数据和栅格(图像)数据。
R
R
R
RR
EE EE E
H
Raster Representation
6575000 H
E
E
P Eucalypts
Pine Forest
H
House
6555000
561000
581000
Vector Representation
1.图形数据的基本要素为点、线、面和体
图形要素只出现在三维空间数据结构中,表 达地图要素的图形都可看作是点的集合。
数字地图制图软件系统组成部分:
地理资料输入软件 地理信息分析软件 图形输出软件
3.数字地图主要软件产品介绍
MapGIS 6.6
(武汉中地信息工程有限公司)
SuperMapGIS
(北京超图地理信息技术有限公司)
GeoStar
(武汉吉奥信息工程技术有限公司)
方正智绘(北大方正技术研究所)
Intergraph Arc/Info
扫描仪主要指标:
扫描精度 扫描速度 图像质量
A0幅平面台跟滚式踪筒扫式式描扫数仪描字仪化仪
扫描图形的自动跟踪矢量化
3.地图输出设备 数字地图输出分为电子数据显示输出和纸质输出两类。
输出设备的特点
设备
图形输出方式 精度
特
点
矢量绘图机
矢量线划
高
绘制线划图;进行刻图等
喷墨打印机 高分辨率彩显
行式打印机
弧
左多边形 右多边形
1
A
B
2
A
C
3
A
D
4
C
D
5
D
B
6
B
C
7
F
E
8
B
F
9
计算机图形学主要研究内容:基本图形元素的生成算法、图形几何变 换、图形显示、交互输入、几何模型建立、彩色真实感图形的生成、 三维动画方法等。
2.数据库技术
数据库中的数据,不仅包括反映事物数量的数值,还 包括各种非数值的信息:文字材料、图形图像、声音等。
数据特点:数据量大、需长期保存及反复使用、多用 户共用。
硬件组成: 控制器、运算器、存储器和输入、输出设备。
2.数字地图输入设备
包括键盘、鼠标、磁盘和数字化仪等,后者是将地图图形 转换成数字的重要设备,分为两类:跟踪式和扫描式。
跟踪式数字化仪包括手扶、半自动、全自动三种。
操作方式:点方式、时间方式、距离方式。
扫描式:是将原图分解为栅 格像元,记录每个像元点灰 阶值,将图形数字化。扫描 仪包括平台式和滚筒式。
发展阶段:20世纪60年代后期至 80年代中期 计算机及外部设备大发展 主要侧重数字地图应用
飞跃阶段: 20世纪80年代中期至今 硬、软件进一步完善,软件形成两分支(地图 绘图系统、地理信息系统) 向大型网络、数据仓库、空间和属性统一发展
2. 数字地图制图软件系统
数字地图制图系统,应具有完整的地理信息输 入、处理、分析、制图等功能,软件是是系统的灵 魂。
§1 数字地图制图的技术基础
1.1 信息科学与技术基础
1.计算机图形学 (Computer Graphics)
定义:研究应用计算机生成、处理和显示图形的学科。它是以解 析几何原理为基础,将显示器看作平面直角坐标系,使屏幕光栅点阵与 图面直角坐标系形成对应。 计算机图形基本分为两大类:
(1)以线条为主的图形,如AutoCad、MicroStation等 (2)自然和人工实体的两维、三维造型,如3D MAX;CorelDraw等
矢量(Vector):在计算机图形中指一个有向线段,每个有向
线段由有序的特征点来表示,其集合构成了图形。
栅格(Raster):将图像或地图分成若干行和列的栅格,记录全
图每个栅格点数据,得到每个点的属性特征值,其空间特征已隐含其 中。
表达真实的世界
Real World
R
EH
R
E
RPP
E
RPP
RPP
R
网格点阵 屏幕像元点阵
字符点阵
高
彩色地图和影像地图
一般
实时显示GIS的各种图形、图像 产品
差
以打印字符输出各类地图。
胶片拷贝机
光栅
较高
将屏幕图形复制至胶片,用于制 作幻灯片和正胶片。
1.3 数字地图制图技术
1.数字地图制图技术的发展
初期阶段:20世纪60年代 牛津自动制图系统 哈佛SYMAP制图系统
集中并以一定组织方式存于存储器中,从而能以最佳 方式、最少的重复,为多种应用服务——数据库。
对数据库中数据的各种操作统一由一个软件执行,即 数据库管理系统(DBMS),数据库和数据库管理系统合称 为数据库系统。
在地图学中的应用表现为对空间和非空间数据的管理。
1.2 数字地图制图的硬件配置
数字地图制图的硬件配置包括:计算机硬件系统、地图 数字化输入设备、地图输出设备。
特征码
点 10 线 12
面 35
坐标位置
X,Y
X1,Y1,X2,Y2,X3,Y3, X4,Y4,X5,Y5, X6,Y6 X1,Y1,X2,Y2,X3,Y3, X4,Y4,X5,Y5,X6,Y6,…, X11,Y11,X1,Y1
邻接
定义:指存在于空间图形的同类元素之间的拓扑关系。
表现:弧段和左右多边形的拓扑关系(Left-right topology),即一个具 有方向性的弧段,沿弧段方向有左边和右边之分。根据左边和右边的关系来 判断位于该弧段两边多边形的邻接性。
新编地图学教程
电子教案
第 8 章 数字地图制图
第8章 数字地图制图
§1 数字地图制图的技术基础 §2 数字地图的数据结构及其数据库 §3 数字地图的编辑与制wenku.baidu.com §4 电子地图
从20世纪50年代开始,电子计算机技术引入地图学领域,经过 理论探讨、应用试验、设备研制和软件发展,已形成地图学中一门新 的制作地图的应用技术分支学科,即计算机地图制图学。
计算机地图制图是根据地图原理,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, 进行地图的设计和编绘。
计算机地图制图系统有三个组成部分:硬件、软件、数据。
从一定意义上讲,计算机地图制图技术也可称为数字制图技术。
MapInfo AutoCAD Map
§2 数字地图的数据结构及其数据库
将地理系统中复杂的地理现象进行抽象得到的地 理对象称为地理实体或空间实体,简称实体(Entity)。 对实体的描述信息输入计算机,即构成数字地图。
地图数据分为空间数据和非空间数据两种。 2.1 空间数据结构
空间数据对应于地图基本要素即实体,称几何数据,其表现形式 有两种:矢量(图形)数据和栅格(图像)数据。
R
R
R
RR
EE EE E
H
Raster Representation
6575000 H
E
E
P Eucalypts
Pine Forest
H
House
6555000
561000
581000
Vector Representation
1.图形数据的基本要素为点、线、面和体
图形要素只出现在三维空间数据结构中,表 达地图要素的图形都可看作是点的集合。
数字地图制图软件系统组成部分:
地理资料输入软件 地理信息分析软件 图形输出软件
3.数字地图主要软件产品介绍
MapGIS 6.6
(武汉中地信息工程有限公司)
SuperMapGIS
(北京超图地理信息技术有限公司)
GeoStar
(武汉吉奥信息工程技术有限公司)
方正智绘(北大方正技术研究所)
Intergraph Arc/Info
扫描仪主要指标:
扫描精度 扫描速度 图像质量
A0幅平面台跟滚式踪筒扫式式描扫数仪描字仪化仪
扫描图形的自动跟踪矢量化
3.地图输出设备 数字地图输出分为电子数据显示输出和纸质输出两类。
输出设备的特点
设备
图形输出方式 精度
特
点
矢量绘图机
矢量线划
高
绘制线划图;进行刻图等
喷墨打印机 高分辨率彩显
行式打印机
弧
左多边形 右多边形
1
A
B
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A
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C
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计算机图形学主要研究内容:基本图形元素的生成算法、图形几何变 换、图形显示、交互输入、几何模型建立、彩色真实感图形的生成、 三维动画方法等。
2.数据库技术
数据库中的数据,不仅包括反映事物数量的数值,还 包括各种非数值的信息:文字材料、图形图像、声音等。
数据特点:数据量大、需长期保存及反复使用、多用 户共用。