第8章 现代地图制图系统

1、第7章 现代地图制图系统晋蓓 传统地图生产条件下，成图周期长，更新修改困难，实地上已经发生变化的内容很难及时地在地图上反映出来，造成地图的现势性不强，使用不便，地图的用户迫切希望这种状况能够得到改善。数字地图制图 数字地图制图是以传统的地图制图原理为基础，以计算机及其外围设备为工具，将各种地理信息符号化、可视化。它的研究内容主要是各类数据的处理方法，及其表现形式。目前，数字地图制图主要有如下三种方法： 基于数字摄影测量系统的测（制）图方法 基于制图资料数字化方式编绘的方法 基于地图数据库的制图方法1、计算机图形学 计算机图形学是研究如何应用计算机生成、处理和显示图形的一门新兴学科。 计算机图形

2、基本分为两大类： ( 1 ) 以 线 条 为 主 的 图 形 ， 如 A u t o C a d 、MicroStation等 (2)两维、三维造型，如3D MAX；CorelDraw等数字地图制图的技术基础2、数据库技术 特点：数据量大； 需长期保存、反复使用； 数据被多个用户公用。 （1）数据库：以一定组织方式集中并存于存储器中，从而能以最佳方式、最少的重复，为多种应用服务。 （2）数据库管理系统（DBMS）：对数据库中数据进行各种操作的软件平台。3、数字图像处理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

3、。数字地图制图的系统组成 计算机硬件系统 软件系统 地图数据 制图人员 数字地图制图技术数字地图制图技术的发展（1）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（2）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（3）飞跃阶段： 20世纪80年代中期至今 硬、软件进一步完善，向大型网络、数据仓库、空间和属性统一发展MapGIS （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）MapInfo Arc/Info（ARCG

4、IS）AutoCADCorelDraw数字地图主要软件产品介绍二、数字化是将地图图形或图像的模拟量转换成离散的数字量的过程。纸质图件的数字化是数据的一个重要来源。地图数字化的方式有两种：跟踪数字化：使用跟踪数字化仪（手扶或自动）将地图图形要素（点、线、面）进行定位跟踪，并量测和记录运动轨迹的X、Y坐标值，获取矢量式地图数据。扫描矢量化：对地图沿X或Y方向进行连续扫描，在扫描后的处理中，需要进行栅格转矢量的运算，一般称为扫描矢量化过程。三、电子地图电子地图的定义电子地图的特点电子地图与地图的关系(一)、电子地图的定义电子地图的定义：从狭义上讲，电子地图是一种以数字地图为数据基础、以计算机系统为处

5、理平台、在屏幕上实时显示的地图形式。从广义上讲，电子地图是屏幕地图与支持其显示的地图软件的总称。前者强调了电子地图的地图特征，后者则反映了电子地图的综合特征。电子地图具有4个基本特征：电子地图具有4个基本特征：(1) 电子地图是一种地图产品，它反映了地理信息，同时具有地图的3个基本特征，即数学法则，制图综合和特定的符号系统，这使得电子地图有别于遥感影像或建筑设计图等。(2) 电子地图的数据来源是数字地图。数字地图是地图的数字形式，一般存储在计算机硬盘、光盘、磁带等介质上。数字地图既可以是矢量地图数据，也可以是栅格地图数据。电子地图具有4个基本特征：(3) 电子地图的采集、设计等都是在计算机平台

6、上实施的。计算机系统为电子地图提供了强大的软硬件支持。(4) 电子地图的表达载体是屏幕。屏幕既可以是电子介质的，如计算机显示屏、电视机屏幕等，也可以是投影屏幕等其他形式。电子地图的显示不是静止的和固定的，而是实时的和可变的，这使得电子地图与传统纸质地图相比在应用上具有更大的灵活性。注意：虽然电子地图的形式、范畴都可能随着技术、方法的发展而延伸，但是必须满足4个基本特征的地图才属于电子地图。【例】通过计算机网络实现地图数据传输的网络地图，因为同时符合电子地图的4个基本特征，所以网络地图又称为网络电子地图 。而直接采用数码摄像（摄影）设备拍摄的纸质地图，尽管可以通过VCD、DVD影碟机等在电视机上

7、播放、浏览，但是因为缺少数字地图的数据管理和计算机平台的支持，就不能够称为电子地图。(二)、电子地图的特点和传统纸质地图相比，电子地图的特点或优点可以归纳为以下几个方面：(1) 数据与软件的集成性在产品形式上，纸质地图表现为单一的地图数据输出，而电子地图是地图数据与浏览软件的集成，缺一不可。电子地图软件系统包括设计软件和浏览软件两个子系统，其中浏览软件负责将地图数据显示在屏幕上，并具有一系列对地图浏览和分析的功能。(2) 过程的交互性纸质地图一旦印刷完成就成为定型产品，幅面、内容、形式都不会再发生改变。而电子地图保存在计算机的存储设备中，电子地图系统的浏览软件允许用户对显示的地图内容进行选择，

8、并通过缩放、漫游对地图显示区域进行调整，从而在屏幕上形成一张新的地图。(3) 信息表达的多样性由于受到比例尺、幅面和媒介的制约，纸质地图能反映的信息量有限，只能通过地图符号的结构、色彩、形状、大小来反映地理对象的信息。而电子地图可以运用视频、声音、图像、文字、动画等多媒体方式进行信息表达，从而丰富了电子地图的内容，最大限度发挥了电子地图的阅读功效。(4) 无级缩放与多尺度数据每一幅纸质地图都具有一个固定的比例尺，但在电子地图中由于屏幕显示的灵活性，可以通过开窗、剪裁和无级缩放，实现对电子地图内容的任意局部或全局显示。另外，针对缩放过程中用户对细节信息的要求不同，电子地图还可以同时载入多个比例尺

9、地图数据，并通过设定的显示条件动态地调整地图显示的内容，如通过地图的逐步放大，更大比例尺的地图细节被显示出来。(5) 快速、高效的信息检索与地图分析在纸质地图上搜索地图目标需要人工完成，并且只能进行一些比较简单的量算和分析，不仅费时，而且精度也不容易得到保证。电子地图利用地图数据库的查询、检索功能和GIS的空间分析功能很容易实现对地图目标的快速查询和高精度的量算、分析。(6) 多维与动态可视化纸质地图表达的地理目标都是静态的、不变化的二维平面形式，要在图上反映动态变化的地图现象，往往通过几个时间段的静态地图组合来实现。在电子地图上，不仅可以进行地图的三维显示、空中飞行、虚拟环境漫游等，而且还可

10、以直接描述地理现象的动态变化过程。(7) 共享性和纸质地图相比，电子地图依托于计算机技术、网络技术和容量大、便于携带的存储设备（如光盘、移动硬盘等），更容易实现地图的复制、传播和共享。目前在Internet 上已建立了众多的电子地图网站，可以很方便地从地图上查询城市交通、地名、旅游景点、商业服务业信息等，极大地提高了电子地图的利用率。(8) 低成本性电子地图的内容以数据的形式保存在地图数据库中，可以方便地进行数据的编辑和修改，从而很容易更新再版，做到周期短、成本低。(二)、电子地图的特点（小结）(1) 数据与软件的集成性(2) 过程的交互性(3) 信息表达的多样性(4) 无级缩放与多尺度数据(

11、5) 快速、高效的信息检索与地图分析(6) 多维与动态可视化(7) 共享性(8) 低成本性25(三)、电子地图与地图的关系电子地图与传统纸质地图、数字地图以及地理信息系统之间既有密切联系，又存在着差别。电子地图与传统纸质地图联系在电子地图的设计过程中，传统地图通常是电子地图的数据来源之一；另一方面，电子地图也可以通过打印输出为纸质地图。表面上它们的区别主要表现为介质上的差异。但是实际上，正是因为这种介质上的不同，在地图的3个基本特征上，电子地图和传统纸质地图都存在着显著的差异。区别电子地图与传统纸质地图区别(1) 地图的数学法则传统地图一旦在设计时确定了投影和比例尺，就保持其固定不变。而电子地图不受此约束，可以根据应用需要进行实时的投影和比例尺变换，同时电子地图通过载入多比例尺地图数据可以提供不同细节程度的地理信息浏览。27(2) 地图符号系统电子地图具有更大的灵活性，用户可以定义三维符号、动态符号、多媒体符号等。(3) 制图综合对于传统地图，制图综合的作用主要是在图幅信息容量有限的情况下针对地图数据的抽象与化简表达；而在电子地图条件下，综合的目的不再是简单解决表达问题，而是进一步转化为表达与分析双重功能。电子地图与传统纸质地图区别除上述的3点区别外，在三维地图表达上，电子地图更具有无可比拟的优