数字地图制图
时间:2025-04-23
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第八章 数字地图制图
[教学目的和要求]:
1.了解数字地图制图的技术基础。 2.掌握数字地图制图的基本流程、数字地图 和电子地图的概念和特点。
[本章重点]:数字地图制图的基本流程。 [本章难点]:数字地图的数据结构。
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。
计算机地图制图、电子地图和地理信息系统三 者的关系
三者紧密相连,同时也存在着一定的区别。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门新的地图形式。地理信 息系统则是在电子地图的基础上,增强了数据库管 理和计算分析功能,而形成的更加先进的信息处理 工具和辅助决策工具。
§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 2.数据库技术 3.数字图像处理 4.多媒体技术
1.计算机图形学 (Computer Graphics)
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,应用领域为计算机 辅助设计 (2)实体的两维三维造型,如3D MAX; CorelDraw等
1.计算机图形学 (Computer Graphics)
计算机图形学主要研究内容:
基本图形元素生成,几何变换;图形显示; 交互输入;几何模型建立;三维动画方法等。
2.数据库技术
数据特点:量大;需长期保存;反复使用;多 用户共用; 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。
3.数字图像处理
数字图像是以栅格阵列的像元数值来记 录图像的
,像元数值表现为0-255灰阶。 数字图像处理技术:图像增强与恢复, 图像分割,图像匹配与识别,图像信息 压缩与编码等。 航空与航天遥感图像是地图的重要数据 源。
4.多媒体技术
多媒体技术是20世纪90年代以来随着信 息技术的发展而形成的一个领域。狭义 的多媒体指的是文本、图像、图形动画、 声音等多种可供传递的形式载体。多媒 体的出现,拓宽了计算机处理信息的范 围,提高了计算机处理信息的深度。
4.多媒体技术
多媒体技术是以计算机为核心对文本、图形、 图像、动画、音频、视频等多种媒体实施综合、 交互处理的一门综合信息处理技术。 多媒体的关键特性
多样性:在5个感觉空间内,多媒体技术已实现视、 听和触觉三方面的数字信息处理和传输。 集成性:多媒体信息的集成和多媒体设备的集成。 交互性:计算机的人机“交互性”。
多媒体地图信息系统将成为数字地图制图发展 的主流方向。
1.2 数字地图制图的硬件配置
1.计算机硬件 2.数字地图输入设备 3.地图输出设备
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。 任务: 数学计算;信息处理;设备控制
2.数字地图输入设备
包括键盘、鼠标、存储设备和数字化仪 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。 跟踪式是以跟踪线划要素,记录特征点 坐标形式将图形数字化。 操作方式:点 方 式 时间方式 距离方式
A0幅面跟踪式数字化仪
平台式和滚筒式扫描仪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
主要指标: 扫描精度 扫描速度 图像质量
扫描图形的自动跟踪矢量化
3.地图输出设备
数字地图输出分为显示器显示输出和硬 拷贝输出两类
输出设备的特点设备矢量绘图机
图形输出方式矢量线划
精度高
特
点
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
网格点阵屏幕像元点阵 字符点阵
高一般 差
彩色地图和影像地图实时显示GIS的各种图形、图 像产品 以打印字符输出各类地图。 将屏幕图形复制至胶片,用 于制作幻灯片和正胶片。
胶片拷贝机
光栅
较高
1.3 数字地图制图技术
1.数字地图制图技术的发展 2.数字地图制图软件系统 3.数字地图主要软件产品介绍
1.数字地图制图技术的发展