第八章 现代地图制图技术

第八章现代地图制图技术 计算机地图制图

遥感制图

第一节计算机地图制图概述

计算机地图制图又称为数字地图制图。

计算机地图制图是根据地图原理，以电子计算机硬、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。

计算机地图制图的组成部分：：计算机地图制图的组成部分 硬件

软件

数据

一、计算机地图制图的历史初期阶段：2020世纪世纪世纪606060年代年代

牛津自动制图系统

哈佛哈佛SYMAP SYMAP SYMAP制图系统制图系统

发展阶段：2020世纪世纪世纪606060年代后期至年代后期至8080年代中期年代中期

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：2020世纪世纪世纪808080年代中期至今年代中期至今

硬、软件进一步完善软件进一步完善，，软件形成两分支软件形成两分支（（地图绘图系统绘图系统、、地理信息系统地理信息系统））

向大型网络向大型网络、、数据仓库数据仓库、、空间和属性统一发展

二、计算机地图制图的特点

（1）数字地图易于存贮数字地图易于存贮、、复制和远程传输复制和远程传输；；

（2）计算机地图制图的成图周期短计算机地图制图的成图周期短，，地图数据的编辑、更新更新、、改编方便改编方便，，提高和改善了地图的适应性提高和改善了地图的适应性、、现势性和用户的广泛性现势性和用户的广泛性；；

（3）计算机地图制图提高了地图制作与使用的精度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增大了地图信息容量；；

（4）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变换等过程更容易实现；；

（5）计算机地图制图技术减轻了制图人员的劳动强度，减少了主观随意性减少了主观随意性，，这为地图制图的进一步标准化、规范化奠定了基础规范化奠定了基础；；

（6）计算机地图制图技术使地图品种增多计算机地图制图技术使地图品种增多，，拓展了服务范围服务范围（（如可以方便地制作三维立体图如可以方便地制作三维立体图、、地面切割密度图密度图、、坡度坡向图等坡度坡向图等）；）；

（7）计算机地图制图技术简化了地图生产的工艺流程，地图制作者与使用者之间的界限开始模糊地图制作者与使用者之间的界限开始模糊。。

计算机地图制图的根本目标是地图制图专家系统，其实现还需较长时间其实现还需较长时间。。

三、计算机地图制图的基本原理

计算机地图制图的核心问题是：如何使用计算机处理地图信息以满足用户的需要以满足用户的需要，，即解决地图信息如何以数字的形式表示息如何以数字的形式表示、、获取获取、、存储存储、、处理和输出，其实质是从图形其实质是从图形（（连续连续））转换为数字转换为数字（（离散离散），），经过一定的处理经过一定的处理，，然后再由数字转换为图形的过程然后再由数字转换为图形的过程。。

计算机技术之所以能够应用于地图制图计算机技术之所以能够应用于地图制图，，是因为地图本身是按照一定的数学法则，经过科学概括，应用特有的符号系统将地球表面上的景物显示在平面上的一种“图形图形——数学模型”。

面对地图面对地图，，无论其内容多么千变万化无论其内容多么千变万化，，表示方法多么千差万变示方法多么千差万变，，图形结构多么复杂多样图形结构多么复杂多样，，总是可以按照几何特征将地图图形划分为三种基本类型图形元素基本类型图形元素，，即“点状图形”，“线状图形”和“面状图形”。

(a)(b)(c)

地图图形元素示例

图1-1

1 地图图形元素示例

图形元素矢量形式表示栅格形式表示

图1-2 地图图形的数据表示形式

图形+属性

图形决定位置，属性决定符号

四、计算机地图制图的基本过程 编辑准备

数据获取

数据处理

图形输出

数字地图制图的基本过程：

第二节计算机地图制图的硬件配置

计算机地图制图的硬件配置包括计算机地图制图的硬件配置包括：：计算机硬件系统系统、、地图数字化输入设备地图数字化输入设备、、地图输出设备地图输出设备。。

A0A0幅面跟踪式数字化仪幅面跟踪式数字化仪

距离方式距离方式。。平台式扫描仪滚筒式扫描仪

第三节计算机地图制图的软件系统和数据库一、软件系统

数字地图制图系统数字地图制图系统，，应具有完整的地理信息输入、处理处理、、分析分析、、制图等功能制图等功能，，软件是是系统的灵魂软件是是系统的灵魂。。

计算机地图制图软件系统组成部分计算机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

二、地图数据结构

地图数据分为空间数据和非空间数据两种地图数据分为空间数据和非空间数据两种。。（一）空间数据结构

空间数据对应于地图基本要素即实体空间数据对应于地图基本要素即实体，，称几何数其表现形式有两种其表现形式有两种：：矢量矢量（（图形）数据和栅格数据和栅格（（图像）数据数据。。

矢量（Vector ）：在计算机图形中指一个有向线每个有向线段由有序的特征点来表示每个有向线段由有序的特征点来表示，，其集合构成了形。

栅格（Raster ）：将图像或地图分成若干行和列栅格，记录全图每个栅格点数据格点数据，，得到每个点的属性征值征值，，其空间特征已隐含其中其空间特征已隐含其中。。

2.2.图像数据的最小单元为像元图像数据的最小单元为像元图像数据的最小单元为像元((pixel)

像元又称像素又称像素，，图像数据的数据结构实质是像元

阵列阵列，，像元由行列号确定其位置像元由行列号确定其位置，，且具有表示实体属性的编码值性的编码值。。

图像栅格数据是连续两维平面信息的离散化图像栅格数据是连续两维平面信息的离散化，，栅格像元大小决定信息表达的分辨率和信息量格像元大小决定信息表达的分辨率和信息量。。栅格数据以平面笛卡儿空间描述地理实体栅格数据以平面笛卡儿空间描述地理实体，，每个平面空间表达一种属性平面空间表达一种属性，，每个像元只能有一个属性特征值征值。。

不同类型地理实体不同类型地理实体（（属性属性））以不同的平面空间表达，形成“层”。