相关ch8现代地图制图技术

1、16一.计算机地图制图的产生和发展初期阶段：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地理信息系统地图出版系统飞跃阶段： 20世纪80年代中期至今硬、进一步完善，形成两分支向大型网络、数据仓库、空间属性发展51 计算机地图制图一、计算机地图制图的产生和发展二、计算机地图制图的硬设备三、计算机地图制图系统四、数字地图的数据结构五、地图数据库六、计算机制图中的编辑与制作七、计算机地图制图的特点八、计算机地图制图的发展趋势41 计算机地图制图计算机地图制图：是以地图制图原理，在计算机硬、 的支持下，应

2、用数学逻辑方法，研究地图空间信息的获取、变换、 、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。原理：通过图形到数据的转换，基于计算机进行数据的输入，处理和最终的图形输出。技术基础：计算机图形学、数据库技术、数字图像处理、多 技术等。3教学要求与重点教学目的和要求：1. 掌握计算机地图制图、遥感制图、GIS制图的基本原理和过程。2. 认识地图数据的组织结构和数据库系统。3. 了解遥感和GIS的一般知识。4. 一般了解GIS的常用。本章重点：计算机地图制图、 遥感制图的基本原理和过程。2主要内容1 计算机地图制图2 遥感制图3 地理信息系统制图4 电

3、子地图系统第八章 现代地图制图技术主讲：黄长青212二.计算机地图制图的硬设备地图输出设备数字地图输出分为电子数据显示输出硬拷贝输出:、图形显示器、自动绘图仪11二.计算机地图制图的硬设备地图数字化输入设备扫描图形的自动矢量化10二.计算机地图制图的硬设备地图数字化输入设备扫描式是将原图分解为栅格像元， 每个像元点灰阶值，将图形数字化。式和滚筒式扫描仪主要指标：扫描精度扫描速度图像质量9二.计算机地图制图的硬设备地图数字化输入设备包括键盘、鼠标、设备和数字化仪等。数字化仪是将地图图形转换成数字的重要设备，分为两类：式和扫描式。式是以线划要素，特征点坐标形式将图形数字化。操作方式：点 方 式 时

4、间方式距离方式A0幅面式数字化仪8二.计算机地图制图的硬设备计算机硬件组成：控制器、运算器、器和输入、输出设备任务：数学计算；信息处理；设备控制7二.计算机地图制图的硬设备计算机硬件计算机的实际装置；地图数字化输入设备：键盘、鼠标、磁盘、数字化仪（数字化仪、扫描数字化仪）；地图输出设备：电子数据显示输出：图像显示器配置相应的图形显示卡；纸质输出：、绘图仪；318四.数字地图的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。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 了图形。栅格（Ras

5、ter）：将图像或地图分成若干行和列的栅格， 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。17四.数字地图的数据结构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，即数字地图。地图数据分为空间数据：（量度信息）非空间数据：语义信息和时间信息16三.计算机地图制图系统国外ergraphMapInfoAutoCAD MapArcGIS15三.计算机地图制图系统国内MapGIS 6.6（中地信息工程）SuperMapGIS（超图地理）GeoStar（信息工程技术）方正智绘（方正技术）14三.计算机地

6、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、分析、制图等功能，是是系统的。地理信息输入地理信息图形输出13二.计算机地图制图的硬设备地图数字化输入设备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；进行刻图等喷墨网格点阵高彩色地图和影像地图高分辨率彩显屏幕像元点阵一般实时显示GIS的各种图形、图像产品行式字符点阵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至胶片，用于制作幻灯片和正胶片。424六.计算机制图中的编辑与制作基本流程编辑准备阶段数字化阶段数据处理和编辑阶段图形输出阶段23五.地图数据库地图数据库的功能设计空间数据和非空间数据的相互检

7、索空间数据的自动概括专题地图的自动生成22五.地图数据库地图数据库系统中的坐标体系空间数据入库空间数据检索空间数据输出空间数据非空间数据空间数据获取交互编辑地图数据库中三种坐标体系的转换设备物理坐标体系数据库标准坐标体系用户坐标体系21五.地图数据库数据组织20五.地图数据库数据组织1.非空间数据作为空间数据的悬挂体2.非空间数据和空间数据自成体系3.用单向指针指向属性数据4.属性数据与图形数据具有相同的结构非空间数据空间数据非空间数据空间数据非空间数据（任意长）19四.数字地图的数据结构Real World6575000HEEPEucalyptsPine ForestHHouse655500

8、0561000581000Raster Represen ionVector Represen ionREEEHREEERPPEERPPRPPRRRHRRR530七.计算机地图制图的特点易于校正、编辑、改编、更新和 地图要素。用数字地图信息代替了图形模拟信息，提高了地图的使用精度。数字地图的容量大，可以包含比一般模拟地图多得多的地理信息。增加了地图的品种，拓宽了服务的范围。不仅减轻了作业 的劳动强度，而且减少了制图过程中人的 随意性，为地图制图的进一步标准化、规范化奠定了基础。加快了成图速度，缩短了成图周期，改进了制图和制印的工艺流程。地图信息能够进行 传输。29六.计算机制图中的编辑与制作图

9、形输出数字地图输出是将处理后的数据转换为图形，分为屏幕显示输出和硬拷贝输出，也可在设备硬拷贝输出的基本设备：栅格输出：激光打印，喷墨打印，胶片拷贝。矢量绘图：通过矢量绘图仪的坐标方式绘制矢量地图。28六.计算机制图中的编辑与制作图形编辑处理数字化信息规范化处理：检查、纠正、重新生成，转换特征码，坐标原点，比例尺变换，数据合并归类等。实施地图编制的数据处理：数学基础建立，投影变换，数据选取概括，符号、图形、注记的绘制。细碎多边形线端点的未达结点不正确多边形和超过结点27六.计算机制图中的编辑与制作地图数字化地图数字化是将模拟形式转换为数字方式的主要途径式扫描 式初始化扫描图形预处理控制点输入扫描

10、模式设置确定图形显示窗口分辨率设置数字化编辑调整亮度及对比度保存设置扫描范围26六.计算机制图中的编辑与制作编辑准备地图投影选择地图投影的选取决定于地图的应用及其比例尺，在数字制图 中，都可以通过相应参数的设定作出选择。坐标系选择坐标系可以明确地图对象的空间定位坐标，它包括坐标系名称、投影类型、基准面、坐标 、原点坐标、方位角、比例系数等。25六.计算机制图中的编辑与制作编辑准备收集、分析评价、确定编图资料；选定地图投影、比例尺、地图内容、表示方法；数字制图的特别要求；原始资料的数字化前编辑处理：确定数字化方 法、设计数字编码系统、编制或确定制图。636二.遥感专题地图的制作信息源的选择主要信

11、息源的陆地（Landsat）、气象(NOAA)、海洋(Seasat),法国的SPOT，的MOS，JERS、ADES，欧空局的ERS和的IRS 等LandsatTM、NOAA AVHRR和法国的 SPOTHRV观测波段、空间分辨率、覆盖宽度空间分辨率与制图比例尺空间分辨率：地面分辨率，遥感仪器所能分辨的最小目标的实地尺寸。选择空间分辨率时考虑的两点：解译目标的最小尺寸地图的成图比例尺35二.遥感专题地图的制作遥感专题地图的制作：是指在计算机制图环境下，利用遥感资料编制各类专题底图。制作过程：信息源的选择遥感影像处理遥感影像解译编制地理底图专题解译图与地理底图的复合34一.遥感原理与图像获取遥感特

12、点：宏观性和综合性：覆盖范围大，多种综合要素同时观测；多波段性：多个波段探测和地物信息；多时相性：短时间内对地球重复探测，对同一地区获得多时相信息；遥感应用：在测绘中的应用用于环境和监测用于地质用于农、林、牧等用于考古、旅游等33一.遥感原理与图像获取遥感（Remote Sensing）？遥感：遥远感知，在非直接接触的情况下，对目标或自然现象远距离探测和感知的技术。遥感技术：指从地面到高空对地球和天体进行观测的各种综合技术总称。遥感系统：遥感、传感器、信息接受、处理和应用。遥感类型：遥感：航天遥感、航空遥感和近地面遥感传感器工作波段：可见光与近红外遥感，热红外遥感、微波遥感等应用：环境遥感、地

13、质遥感、农业遥感、林业遥感、城市遥感等。322 遥感制图遥感制图是指利用航空或航天遥感图像资料制作或更新地图的技术。其具体成果包括遥感影像地图和遥感专题地图。一、遥感原理与图像获取 二、遥感专题地图的制作 三、遥感影像地图及其编制31八.计算机地图制图的发展趋势多元野外实测地图数字化遥感影像GPS数码相机音像数据标准化数据库集成化地图产品多元化742二.遥感专题地图的制作遥感图像解译计算机自动识别与分类：计算机分类：监督分类：根据已知试验样本特征参数建立判读函数，对各待分类点进行分类的方法。非监督分类：事先不知道待分类点的特征，仅根据各待分点特征参数的统计特征，建立决策规则并进行分类的法。41

14、二.遥感专题地图的制作遥感图像解译计算机自动识别与分类：利用遥感数字影像信息，由计算机进行自动识别与分类，从而提取专题信息的方法。何谓计算机自动识别？是将经过精处理的遥感图像数据，根据计算机研究获得的图像特征进行的处理。常用方法：统计概率法：根据物体的光谱特征进行自动识别语言结构法：根据物体的图形进行识别模糊数学法：根据物体最明显的本质特征进行识别40二.遥感专题地图的制作遥感图像解译目视判断的工作流程：判读前的准备工作：搜 料、选择和处理遥感图像，熟悉判读地区的基本情况，制定判读工作计划建立判读标志：通过室内图像总体浏览分析，确定野外对照判读的典型路线和典型地段，通过室内预判和野外对照判读，

15、确定各种地物在遥感图像上的判读标志室内判读：对制图区域形成总体概念景观结构的总体框架；然后按照判读标志，进行专题内容的识别和分析；野外验证：完成判读工作后，进行野外抽样检查、验证，确定判对率，合适修改后，完成专题影像图39二.遥感专题地图的制作遥感图像解译对增强处理后的遥感图像，进行专题信息提取目视判断运用肉眼或简单判读仪器，运用各种判读标志，观察遥感图像的各种影像特征和差异，经过综合分析，最终提取出判读结论。常用方法：直接判定法：通过色调、形态和组合特征等直接判读标志，判定和标识地物；对比分析法：用不同波段、不同时相的遥感图像，各种地物的波谱测试数据，及其它资料对比分析，将不易区分的地物区别

16、开；逻辑推理法：专业判读 用专业知识、实践经 验、地学规律进行相关分析，提取潜在专题信息；38二.遥感专题地图的制作遥感图像处理遥感图像的纠正处理由于人造 飞行姿态、飞行轨道、飞行高度的变化及传感器本身误差的影响，使 遥感图像发生几何畸变粗处理：消除传感器本身及外部 的影响所引起的各种系统误差精处理：进一步提高 遥感图像的几何精度精性的几何纠正和辐射纠正遥感图像的增强处理光学图像增强：加大不同地物影像的密度差；假彩色、等密度分割、图像相关掩膜数字图像增强：借助计算机加大图像的密度差；反差增强、边缘增强、空间滤波等37二.遥感专题地图的制作信息源的选择波谱分辨率与波段波谱分辨率：由传感器使用的波

17、段数目、波段的波长和宽度决定波段宽度应用于空间环境不同的信息时间分辨率与时相时间分辨率：对同一地区遥感影像重复覆盖的频率如Landsat 1、2、3的图像最高时间分辨率为18 天，Landsat4、5、7为16天，Spot15为26天，而仅为0.5小时。反映动态变化：制图对象本身变化的时间间隔，选择与之对应的遥感信息源；如洪水淹没范围的动态变化；8483 地理信息系统制图地理信息系统（Geographic Information System,简称GIS），是一种专业的信息系统，它的对象是那些具有空间属性特征的地理信息。一、地理信息系统的组成二、地理信息系统的功能三、地理信息系统制图四、GIS

18、与地图、地图学的关系五、常见的几种GIS简介47三.遥感影像地图及其编制遥感影像地图的制作过程：遥感影像信息的选择遥感影像的几何纠正与影像处理：遥感影像镶嵌符号注记层的生成影像地图的图面配置遥感影像地图的制作与印刷46三.遥感影像地图及其编制种类：普通影像地图：综合了遥感影像和地形图的特点，在影像的基础上叠加了等高线、境界线、沟路、高程注记等内容，以需求的不同，可以制成黑白、彩色、单波段和多波段 的影像地图。航空影像地图影像地图专题影像地图：以影像地图作基础地图，通过解译并加绘有专题要素位置、轮廓界线和少量注记制成的一种影像地图。电子影像地图、多 影像地图、 全息影像地图45三.遥感影像地图及

19、其编制概念遥感影像地图是以经过纠正并叠加了按照一定的原则选用的符号和注记的航空或 遥感影像直接反映地表状况的地图。特点：以丰富的影像细节去表现区域的地理外貌，比单纯使用线划的地图信息量丰富，真实直观、生动形 象，富于表现力。用简单的线划符号和注记表示影像无法显示或需要计算的地物，弥补了单纯用影像表现地物的 ，因而减少了制图工作量，缩短了地图的成图周期。44二.遥感专题地图的制作专题解译图与地理底图的复合在计算机制图环境下，通过人机交互解译或计算机解译得到的专题解译图，必须与地理底图文件复合，复合后的图形文件，经过符号设 计、色彩设计、图面配置等一系列编辑处理过程，最终形成专题地图文件。43二.

20、遥感专题地图的制作编制基础底图地图投影的选择中小比例尺遥感专题制图：底图投影与影像投影一致大比例尺遥感专题制图：投影编图资料选择与地理基础更新选用相应地形图，并以遥感图像为据修改补充地形图上变化的内容要素编制程序选择制图范围内相应比例尺的地形图，展点、镶嵌、照相，得底图薄膜片；将膜片蒙在影像图上，更新地形图的地理要素；地图概括，地理底图（与专题影像图同比例尺）二.地理信息系统的功能51数据和输入电子数据摄像机光驱软驱 磁带机数字化仪键盘扫描仪954三.地理信息系统制图地理信息系统都具有计算机制图成分。计算机制图相同侧重于可见实体的显示和处理，而对可见实体可能存在的非图形属性不太注重；而地理信息

21、系统既注重空间实体的空间分布，又强调它们的显示方式和显示质量。计算机制图系统的目的是快速、精确地编制高质量的地图；地理信息系统的目的是为地理研究和地理决策提供服务。53二.地理信息系统的功能数据输出绘图仪显示器报表各种地图、专题图图像彩色激光打印机彩色喷墨绘图仪52二.地理信息系统的功能数据管理、分析和处理空间数据管理自动生成拓扑关系地图概括与地图信息提取图幅管理及空间数据处理缓冲区生成，图像与图形的叠合与分离数字地形分析格网分析与量测计算自动制图数据库数据输入现有地图像片遥感图像 数字信息野外测量数据和属性数据50二.地理信息系统的功能、检验与编辑数据处理数据的与组织查询、检索空间分析显示输

22、出49一.地理信息系统的组成硬件数据系统开发GIS最终用户空间特征属性特征时间特征 数据输入子系统 数据的预处理子系统 数据的存贮与管理子系统 空间分析子系统 数据输出子系统计算机主机 数据输入设备数据设备数据输出设备1060二.电子地图的特点动态性：闪烁、渐变、动画等；交互性：提供方便的操作界面；超集：超文本的延伸，融合多信息；无级缩放：在一定限度内任意缩放和显示无缝：地图无分幅化：二维、三维影像；飞行地图信息丰富：属性数据库、多信息动态载负量调整：地图上地物的密度可以调整共享性计算、统计和分析功能59一.电子地图的概念伴随计算机辅助制图技术形成的新地图图种；数字地图，是一种数字化的地图；存

23、放在数字介质上：磁盘、光盘等显示在计算机屏幕上：触摸屏电子地图打印输出：纸质地图内容是动态的、可调整的、由用户交互式的操作电子地图:是一种以可视化的数字地图为背景，用文本、 、图表、声音、动画、 等多媒体为表现 展示城市、企业、旅游景点等区域综合面貌的现代信息产品，它可以存贮于计算机外存，以只读光盘、网络等形式 ，以桌面计算机或触摸屏计算机等形式提供大众使用。584 电子地图系统一、电子地图的概念二、电子地图的特点三、电子地图系统四、电子地图的逻辑结构五、电子地图的应用六、电子地图的图种举例57五.常见的几种GIS简介MapGIS 6.6（中地信息工程）SuperMapGIS（超图地理）GeoStar（信息工程技术）56四.GIS与地图、地图学的关系GIS地图：GIS的应用，促进了地图学和地图制图的许多传统观念和做法的改变，使地图学 着从概念设计、工艺程序到实际应用的 。解决了地图数据的 和可视化的 ；解决了大容量数据与高速查询之间的 ；提高了地图分析的灵活性，缩短了地图更新的周期；扩大地图的应用范围及研究领域。55四.GIS与地图、地图学的关系地图GIS:地图是地理信息系统的主要支撑：地理信息系统脱胎于地图，并在机助制图的基础上发展；图形处理是地理信息系统的重要内容；地图是地理信息系统中主要的空间数据来源，也是结果输出的一种形式