现代地图制图技术
第8章 现代地图制图系统
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，而且还可以直接描述 地理现象的动态变化过程。
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。
数字地图主要软件产品介绍
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）
现代地图制图技术
GPS定位原理
GPS接收机
利用GPS卫星发射的信号，通过测量信号传 播时间和卫星位置，计算接收机的三维坐 标。
接收GPS卫星信号的设备，包括天线、信号 处理器、微处理器等部分。
差分GPS技术
GPS应用
通过设立基准站和流动站，利用差分技术 提高GPS定位精度。
在导航、测量、农业等领域广泛应用GPS技 术。
数字地球技术
数字地球概念
以地球为对象，以地理坐 标为依据，具有多分辨率、 三维和时态特征的数据集 合。
数字地球技术体系
包括数据获取与更新、数 据存储与管理、数据共享 与发布等技术。
数字地球应用
在政府决策、城市规划、 环境保护等领域应用数字 地球技术，实现地理信息 的可视化、分析和模拟。
03
现代地图制图方法
THANKS
感谢观看
和美化。
实时渲染技术
应用实时渲染技术，实现地图数 据的快速可视化和动态交互。
多用户协同编辑
支持多用户同时在线编辑地图数 据，实现团队协作和资源共享。
04
现代地图制图技术应用
城市规划与管理
01
城市规划设计与可视化
利用现代地图制图技术，可以直观地展示城市规划设计方案，包括土地
利用、交通网络、公共设施布局等，提高决策的科学性和透明度。
05
现代地图制图技术挑战与展望
数据获取与处理挑战
数据获取困难
现代地图制图需要大量的地理空间数据，包括卫星遥感数据、地面 观测数据、社交媒体数据等，这些数据获取困难且成本高昂。
数据处理复杂
获取的地理空间数据需要经过复杂的处理流程，包括数据清洗、格 式转换、坐标变换等，才能用于地图制图。
数据更新快速
现代专题地图制图研究进展及趋势探讨
1.1专题地图的理论研究
当前，随着多媒体技术的不断应用以及制图技术的发展，专题地图表示方法亦得到了相应的发展与拓宽。其表现之一便是多指标、多要素的组合符号类型变得更加丰富多样。比如墨西哥已经编制出一套包涵地形、地质、土壤、土地利用以及土地潜力五种元素的专题地图。另一表现则是其表现形式的变化，由静态为主逐渐转变为动态交互表现，变得更加灵活多变。比如常见的天气地图，便是利用遥感技术将天气变化生动的进行展现。而当前专题地图的设计表示则主要是通过对符号工程元素的组合模式的提出、引导性专题地图制作模式的研究以及参数化图例专题制图模式优化等的特点与规律进行总结，并通过对用户视觉感知与认知功效、知觉显著性以及专题性惯性的研究，对传统地图进行设计实践的基础上，进一步创新地图的设计[1]。值得一提的是，随着智能化时代的到来，智能化专题地图应运而生，成为专题地图制图的又一重要研究方向。从一开始的基于专家系统来确定专题地图的表达内容进而发展到当前智能化专题地图表达方法的选择，专题地图的智能化程度不断加深。而当前对其研究方向则主要集中于
随着科学技术的发展，对地观测技术与互联网通信技术也得到了长足的发展，为当下专题地图的制图模式的研究与发展提供了充足的条件基础，进而在其理论、技术以及产品等各个方面取得了较大的进步。可以说，现代专题地图较之传统专题地图来说，对其制图数据的分析，表现方式的选择以及相应的专题符号设计等方面具有较高的要求。而这亦为现代专题地图制图研究指明了方向。
1.3专题地图的共享研究
随着国际范围内的学术交流愈发频繁，遥感制图的发展以及各种形式下的国际合作不断展开，这进一步促进了现代专题地图的规范化与标准化，并进一步推动了专题地图的自动化发展。而随着信息时代的到来，网络地图随之兴起，并得到了较为迅猛的发展，随着网络用户的增加，网络地图已经成为地理信息发布与传输的又一有效途径，以一个更加便利的方式越广泛的应用，为人们的日常出行提供了便利。但是，就当前的现状来讲，专题地图在网络上的应用仍存在着诸如理论不完善、难以扩充以及共享性较差等难题，尤其是某些运用于纸质地图或是桌面地图系统制图中的符号设计与表达的理论及方式难以直接运用到网络地图符号系统中去，给网络地图的制作带来了一定的难度。而这其中OGC的网络地图服务则对图层样式描述以及符号编码规范进行总结，进而提供了较为开放的基础地理数据Web可视化框架[3]，并根据使用对其缺陷加以改正与创新，进一步规范了专题符号的运用，进而使在线专题地图的标准化与其共享性得到了进一步的提高。
浅谈现代地图制图的发展和意义
浅谈现代地图制图的发展和意义作者：梁小清谭盛辉来源：《科技资讯》2015年第14期摘要：地图是先于文字形成的用图解语言表达事物的工具，按照一定的数学法则，利用制图语言通过制图在一定的载体上进行综合，对地球上各事物的空间分布、相互关系和时间发展变化状态用图形进行表达。
过去，人们把地图看成是“地球表面在平面上的缩写”；随着社会的进步和发展，地理信息系统和计算机制图的发展，地图可以当成是反映自然现象、社会现象、经济现象的一种载体。
该文结合了传统地图制图和现代地图制图的产品和技术，介绍了地图制图理论和方法的发展和意义。
关键词：地图制图 GIS 电子地图中图分类号：P283 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2015）05（b）-0255-021 地图制图理论的现状和发展1.1 地图制图的发展简史地图和地图制图的发展历史悠久，《地理学指南》就是古希腊地理学家托勒密关于地图制图的著作。
在他看来，地理学就是“将地球上所有已知的部分和附属的东西以线画的形式进行描绘”。
他还对简单的圆锥投影有所研究，并绘制了世界地图。
对中国古代地图制图产生深远影响的就是“制图六体”，这是由中国西晋地图制图学家裴秀所创立。
另外，对地图制图发展做出很大贡献的还有元代的朱思本、明代的贾耽、明代的罗洪先等。
17世纪以来，欧洲进行了规模巨大的地形图测绘和三角测量，使地图制图有了进一步的发展。
中国从清朝开始，大规模地进行了地图测绘，编制出了《大清一统舆图》和《皇舆全图》。
兴起于20世纪初的航空摄影测量法，促使地形图测绘生产的过程发生了改变，加上采用的照相平板彩色胶印等技术，形成了地图制图学现代体系。
1.2 现代地图制图理论发展在地图制图发展方面，与地图制图学有着关联和交叉关系的社会科学、系统科学、自然科学等的研究成果提供了理论基础以及技术支持，并进一步研究和发展了地图符号、地图理论、地图信息等地图制图理论。
1.2.1 地图信息论多种色彩的总和及其相互联系的差别、图形几何特征是地图信息的具体表现，地图信息是通过图解来对制图个体以及其性质构成的信息进行表达的。
计算机地图制图
计算机地图制图计算机地图制图（Computer-Aided Cartography，简称CAC）又称数字化制图、计算机辅助制图等，简称为机助制图。
简单的讲计算机地图制图是以地图学基本原理为基础，应用计算机和图形输入输出设备，从事地图制作和使用的一门学科。
数字地图数字地图是以数字形式记录和存储的地图。
电子地图电子地图是数字地图转化为模拟地图的软拷贝形式。
无极比例尺指以一个大比例尺空间数据库为基础数据源，在一定区域内空间对象的信息量随比例尺变化自动增减，从而使得空间地理信息的压缩和复现与比例尺自适应的一种信息处理技术。
光栅化在图形输出时，从图形对象的几何和拓扑信息出发，确定最佳逼近图形的象素集合，并用指定的颜色和灰度设置象素的过程称为图形的扫描转换或光栅化。
矢量数据的压缩又称为数据化简，是指从所取得的数据集合中抽出一个子集，这个子集作为一个新的信息源，能够用尽可能少的数据量，在规定的精度范围内，最好的逼近原集合。
矢量数据的压缩主要是对线的压缩。
垂距法在给定的曲线上每次顺序取三个点，计算中间点与其它两点连线的垂距d，并与限差L比较。
光栏法定义一个扇形区域，通过判断曲线上的点在扇形外还是在扇形内，确定保留还是舍去。
道格拉斯-普克法对给定曲线的首末点虚连一条直线，求中间所有点与直线间的距离，并找出最大距离dmax，用dmax与限差 L比较。
拓扑关系是一种对空间结构关系进行明确定义的数学方法，是指图形在保持连续状态下变形，但图形关系不变的性质。
点(结点)、线(链、弧段、边)、面(多边形)是表示空间拓扑关系最基本的拓扑元素。
操作尺度对空间实体、现象的数据进行处理操作时应采用最佳尺度，不同操作尺度影响处理结果的可靠程度或准确度地理网格是指按一定的数学规则对地球表面进行划分而形成的网格。
数据模型对现实世界进行认知、简化和抽象表达，并将抽象结果组织成有用、能反映形式世界真实状况数据集的桥梁。
对象模型将研究的整个地理空间看成一个空域，地理现象和空间实体作为独立的对象分布在该空域中。
现代地图学知识点总结
现代地图学第一章名词解释：1.现代地图：现代地图是按照严密的数学法则，用特定的符号系统，将地球或其它星球的空间事象，以二维或多位、静态活动态可视化形式，抽象概括、缩小模拟等手段表示在平面或球面上，科学地分析认识与交流传输着事象的时空分布、数质量特征及相互关系等多方面信息的一种图形或图像。
2.现代地图学：现代地图学是以地图信息传输与地图可视化手段，以区域综合制图与地图概括为核心，以地图科学认识与分析应用为目的的，研究地图的理论实质、制作技术和使用方法的综合性大众化科学。
3.普通地图：普通地图是以同等详细程度全面表示地面上主要的自然和社会经济现象的地图，能比较完整地反映出制图区域的地理特征，包括水系、地形、地貌、土质植被、居民地、交通网、境界线，以及独立地物等。
进一步可分为地形图和地理图。
4.专题地图：专题地图是着重表示一种或几种自然或社会经济现象的地理分布，或强调表示这些现象的某一方面特性的地图。
（其主题多种多样，服务对象广泛。
按专题内容可分为自然地图、社会经济地图和环境地图等不同专题类型的地图。
）5.电子地图：电子地图是用电子地图制图系统，以数字地图数据为基础，借助于计算机信息传输或转换等功能，并能在计算机屏幕上显示出图形符号的地图。
即符号化或可视化了的数字地图，是现代地图应用的重要形式。
6.数字地图：是以数字形式记录和贮存的地图。
包括矢量的栅格的数字地图。
它是相对于手工和电子模拟的地图而言的。
是完全数字化的地图。
简答题1.对比风景画，航片或卫片说明地图的基本特征。
（1）严密的数学法则。
这一法则使地图具有严密的数学基础，可以在图上量算位置、距离、方向、体积和面积等。
（2）科学的地图概括。
舍去次要的、微小的，保留基本的、主要的，并加以概括。
地图内容科学性的核心问题就是地图概括。
（3）特定的符号系统。
地理事物的形状、大小、性质等特征千差万别、十分复杂，需用特定的符号系统来表示。
且采用符号系统可以将主要地物与次要地物区别表示。
数字化地图制作的流程和方法
数字化地图制作的流程和方法在现代社会中，数字化地图的制作已经成为了重要的工作之一。
对于地理信息系统（Geographic Information System，简称GIS）的发展起到了重要的推动作用。
数字化地图不仅可以呈现地理信息，还可以帮助人们更好地理解和利用地理空间数据。
本文将介绍数字化地图制作的流程和方法，希望能够给读者提供一些有用的参考。
一、数据收集与整理数字化地图的制作首先需要进行数据收集与整理工作。
这一过程包括了采集地理数据、获取现有的地理信息资源以及整理和处理这些数据。
具体的方法主要有以下几种：1.野外调查：通过实地走访和采集数据，获取地理信息的原始数据。
例如，可以使用地理定位系统（Global Positioning System，简称GPS）获取地理坐标信息，从而准确地标记地点的位置。
2.现有数据获取：利用现有的地理信息资源，如卫星影像、航空影像等，借助遥感技术获取高分辨率的地理数据。
这些数据可以在数字化地图中起到补充和丰富地理信息的作用。
3.数据整理与处理：对采集到的数据进行整理和处理，使其符合数字化地图制作的需求。
例如，对野外采集的数据进行清洗和筛选，去除不必要的信息，保留有效的数据。
二、地图边界确定在数字化地图制作过程中，地图边界的确定非常重要。
地图边界的确定需要考虑到地理实际情况、地图的使用目的以及制图的比例尺等因素。
通过下面几个步骤可以进行地图边界的确定：1.绘制地图外框：根据地图的使用目的和比例尺，使用绘图软件（如Adobe Illustrator或AutoCAD）绘制地图的外框，确定地图的整体大小和比例。
2.标记地图边界特征：根据地理实际情况，在地图外框上标记地图边界的特征，如山脉、河流、湖泊等。
这些特征可以使地图更加直观和易于理解。
3.优化地图边界：根据地理数据的具体情况，在绘制地图边界的过程中，可以通过增加或减少地图的边界特征，使地图更加美观和合理。
三、地图要素绘制地图要素的绘制是数字化地图制作的核心环节。
地图制图技术及发展方向
地图制图技术及发展方向摘要：利用图像来传达信息要比文字更早，因此，地图首先采用图示的形式来表现与传达地理地质信息。
随着技术的不断发展，遥感、计算机等新学科的理论和技术不断的被引入和运用到地图制图领域，去完善地图制图技术的不足与缺憾，在不断的前进中，我国地图制作技术的方向发展与发展道路也越来越清晰与光明。
本文综述了近年来地图制图技术取得的成绩，并对其发展前景进行了预测，尤其是在计算机、遥感等新技术的运用下，在长期的研究与实践中，由传统的人工制图方式逐渐演变为自动化制图，就我国地图制图技术的发展作了简略的论述。
关键字：地图；制图技术；发展方向引言：传统的制图工艺全靠手工清绘、刻绘。
数字化绘图技术的引进，使生产力得到了极大的解放，工作效率得到了极大的提升；在数字化制图中，可以将地图数据存储到数据库中，从而使数据的利用率得到进一步的提升。
传统的地图出版工作，从编绘到印刷，往往需要很长的时间，这与信息时代的发展背道而驰。
计算机信息技术在当今社会迅速发展，新技术的运用使得地图制图学产生了一场技术革命。
电脑能快速地处理海量的资料，从而减少了绘图的费用；随着地图数据库的广泛应用，数据准备工作变得轻松；拓展了地图的使用领域；加快了地图信息的传递；节约了绘制地图的时间。
利用电脑可以迅速、高效地绘制出系列地图，极大地减少了人力的劳动量，克服了人为制图时的主观因素；利用数学的方法可以更方便的进行地图的绘制。
以往传统的制图技术，如内容转换、投影变换等，都发生了根本性的变化；人机交互式绘图的可视化设计方法和应用受到了绘图人员的广泛重视。
一、我国地图绘制技术与理论发展概况。
(一)我国地图测绘技术的发展。
我国地图与制图体系的发展历史源远流长，朱思本、贾耽、罗洪先等在地图制图上做出突出贡献，自清代以来，我国一直在进行大范围的地图绘制工作，并出版了《大清一统舆图》《皇舆全图和》。
从二十世纪起，航空摄影测量方法发生了变化，并运用了摄影、彩色胶版等技术，逐步发展成为现代地图制图学。
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基础知识
目前，遥感图像（这里指美国陆地卫里多光谱扫描仪的 图像）只能用于比例尺为1∶250000至1∶1000000 的平面图及专题图的测制和修编。其成果可以是影像地 图、假彩色影像地图以及各种线划地图。新研制的遥感 图像系统将大幅度地提高地面分辨力，可用于较大比例 尺地图和专题图的测制和修编。 影像地图是以遥感影像为基础，辅以线划表示，并按规 定图式符号绘成的地图。假彩色是指在像片上表现物体 的颜色并不是它的自然色。多光谱影像经过彩色合成为 假彩色的图像能获得较高的分辨能力，便于目视判读。
基础知识
线划地图是全部要素都用线划符号表示而不保留影像 的地图。编制线划地图的依据是影像。目视判读技术 还不能使影像上的全部要素都表示出来，例如地貌要 素只能到读大的地貌结构、山脉走向等；等高线和其 他不易判读的地物要素则必须用其他方法加以补充。
由于卫星获取信息速度快，易于重复观测，把遥感图 像同现有地图比较，便可以修测、补充现有 1∶500001∶100000比例尺地形图中的某些地物。 修测和补充的一种简单方法是局部纠正，即把需修测 的地图置于判读转绘仪或纠正仪的承影面上，相应的 卫星像片放入承片框，按修测部分周围的影像与地图 上同名要素准确重合后，根据影像转绘需要修改和补 充的要素。
第一节 概述
一 发展阶段：试验探索、发展、应用 二 制图原理：
为了使计算机能识别，处理，储存和制作地图， 关键要把地图图形转换为数字。 图面上所有的要素都可以看作是点的集合。所 以可把所有要素都转换成点的坐标，这就实现 了地图内容的数字化。 计算机地图制图的原理就是通过图形到数据的 转换，基于计算机进行数据的输入，处理和最 终的图形输出。
• 遥感技术系统
卫星 传感器 信息接收、处理 用户制图
分析判断 物体 实况调查
基本知识
对遥感技术提供的图像数据，通过处理和分析（包 括辐射校正、几何校正、图像增强、图像分类以及 对地图要素的识别、提取和补充等手段），用于制 作或更新地图和专题图的技术。 20世纪70年代航空遥感和航天遥感的发展，为地图 内容的丰富和改进提供了更有利的条件。由于遥感 资料的获取受政治、地理、自然条件等方面的限制 较少，并可在较短时间内重复摄影，所以使制图资 料具有相当强的现势性，其作业范围可以扩大到本 土以外，地表以下，大气层乃至宇宙空间。
基础知识பைடு நூலகம்
从70年代起，用侧视雷达影像测制的比例尺为 1∶100000和更小一些比例尺的勘测地图逐渐增 加。其平面精度可达100米的等级。
表结构 层次结构 网络结构 关系结构
第三节 机助制图的软设备和数据库
三 地图数据库
1 地图数据库的概念
一个理解：地图数据库管理系统 另一理解：地图信息的载体---数字地图
2 地图数据库的组织
1）专题属性数据作为图形数据的悬挂体 2）用单向针指向属性数据 3）属性数据与图形数据具有相同的结构 4）图形数据与属性数据自成体系
法编制地图。 遥感制图：利用遥感资料编制地图。侧重资料 的来源。 计算机制图：以计算机为主工工具编制地图。 侧重于技术方法。
遥感：从远处探测、感知物体或事物的技 术。即不直接接触物体本身，从远处通过 各种传感器探测和接收来自目标物体的电 磁波信息，经过信息的传输及处理分析， 识别物体的属性及其空间分布、动态变化 等特征的技术。 (Remote Sensing)
第三节 机助制图的软设备和数据库
4 地图数据库系统中的坐标体系
用户坐标体系 设备物理坐标体系 数据库标准坐标体系
标准坐标体系
第三节 机助制图的软设备和数据库
5 地图数据库的功能设计
空间数据和非空间数据的互相检索
空间数据的自动概括
专题地图的自动生成
第五节 遥感制图
常规制图：根据地图资料和传统的地图编绘方
基础知识
遥感图像制图所需要的控制点，可以是实测的，也 可以是从原有地图上量取的。这些控制点的坐标都 应是所选定地图投影平面上的坐标，否则须经过地 图投影变换，转换成所选定的地图投影平面上的坐 标。
制作影像地图的方法可以用切割镶嵌法。在镶嵌的 过程中用像片的伸缩进行近似的纠正，当具备有足 够的控制点时进行分块纠正，能使误差配赋更为合 理。比较严格的方法是采用微分纠正，由计算机控 制，对每个像点进行纠正，并直接晒印出影像地图。
第一节 概述
三 数字地图制图的技术基础
1 2 2 3 计算机图形学 数据库技术 数字图像处理 多媒体技术
第一节 概述
四 基本过程
编辑准备 数据获取 数据处理和编辑 图形输出
第一节 概述
五 机助制图的特点与发展趋势
特点：
易于校正、编辑、改编、更新和复制 提高了地图的使用精度 容量大 品种多，拓宽了服务的范围 减轻作业人员劳动强度，进一步标准化，规范化 速度快，周期短，改进了制图工艺 能远程传输
MGE,arc/info,Arcview,Mapinfo
第三节 机助制图的软设备和数据库
二 地图数据结构
1 空间数据及结构
第三节 机助制图的软设备和数据库
第三节 机助制图的软设备和数据库
第三节 机助制图的软设备和数据库
2 非空间数据及结构
包括专题属性数据，质量描述数据，时间因素等。
第三节 机助制图的软设备和数据库
3 地图数据库的管理与设计
管理系统：
1）不同的应用目的，建立不同的管理系统 2）对通用的DBMS进行功能附加。 3）建立空间数据管理子系统和属性数据管理子系
统，共同受控于总的DBMS。
4）建立真正的DBMS，直接对空间数据和属性数 据库进行管理。
第一节 概述
五 机助制图的特点与发展趋势
趋势：
多元数据采集手段一体化 数据标准化 数据库集成化 地图产品多元化
第二节 机助制图的硬件设备
1 计算机硬件设备 2 地图数字化输入设备 3 地图输出设备
第三节 机助制图的软设备和数据库
一 制图软件
图形处理功能软件 图形处理应用软件 绘图控制程序 常用软件： Mapcad,Mapgis,Geostar,Supermap,Citystar,