7.1.1第二十三讲数字化成图理论 - 第二十三讲数字化成图理论(1)

k=0 多边形
k=1 涂黑区域
k=2 洞(涂白区域)
（水塔）
（烟囱）
注意三类符号数据格 式的区别与联系
提问：为什么要区分 多边形类型？
教案正文
圆(弧)：c , n
k, x1 , y1 ，r1 , a 11 , a 12
……
k , xn , yn ，rn，a n1， a n2
说明：
• a1 和 a2 均从 X 轴正向起算，顺时针方向为正；
教案正文
一、点状符号库的设计与实现
1. 库的建立 把点状符号叠置在格网模板上 格网分划与符号尺寸单位一致 符号定位点落在格网坐标系原点 将点状符号分解成基本图元并记录其坐标信息 点（ p ） 线段（ l ）圆(弧)（ c ） 多边形（ g ） 符号例
点状符号
线状符号
备注
面状符号
点状符号库的数据格式
强调：面状符号由点 状和线状组成这一重 要特点
教案正文
判别式：λ= ( x – xi ) / ( xi+1 – x ) ，找出内分点（λ＞0 ），依 x 大小排列， 每两点为一条晕线。 举例：植被符号的填充
备注
x i
y mi n
xmax
p
q
ymax
o
xmi n
y
填充要求：
x 方向间隔 p y 方向间隔 q，且相邻两列的符号在 y
2 -1 3 -1
1
y
1
y
0 -2 -1 0 1 2
0 -2 -1 0 1 2
点状符号设计示例（盐井
g1
14
0 0.8 2.8 0
3
0 – 0.8 0 0.8
c2
2
2 0 0 0.8 270 90
1
0 0 0 0.8 90 270
0
y
-1 -2 -1 0 1 2
2. 点状符号库的应用 符号的平移缩放
x (i,j )
yn
这是本次课的重点之 一
注意：三种方法使用 的条件（数据文件形 式）
教案正文
ΔZ=(Z-Z(i,j))·(Z-Z(i,j+1))，当 ΔZ≤0 时，(i,j) - (i,j+1)边（横
备注
边）上有等高线通过 ΔZ=(Z-Z(i,j))·(Z-Z(i+1,j)) ， 当 ΔZ≤0 时 ， (i,j)-(i+1,j) 边 （ 纵 边）上有等高线通过 当判别式 ΔZ=0 时，说明等高线正好通过网格点 纵边上通过点 S(i,j)=Δx·(Z-Z(i,j))/(Z(i,j+1)-Z(i,j)) 横边上通过点 H(i,j)=Δy·(Z-Z(i,j))/(Z(i+1,j)-Z(i,j))
1
2
3
6
x
a
En
1. 5 4
5
c
2Wn
3Q
P
g R
h
y
S
i
1 Ws
nj
1) 计算晕线条数 nj=INT［( X EN) / dY］EN
2) 列晕线方程 x + y - j d = 0 j =0 , 1 , 2 … nj 3) 列边的直线方程 y=mi x+ci i=1、2、… n 4) 求晕线与边的交点 x = ( j d - ci ) / ( mi + 1 ) 判断交点是否为晕线端点
cos( )
xi M 1000
sin( ) Y0
注意 (X0 ,Y0)是定位线起点高斯坐标（对于 a1 段：X0=x1 , Y0=y1） 求除第一个周期外的其他周期内图元坐标要考虑周期影响
备注
4) 拐点求交
3 2
1
2
1
3
5) 绘制符号 根据转换后的坐标绘制组成线状符号的各个图元。
三、面状符号库的设计与实现
2分
重点：
点状符号库的设计与实现
重
基于三角形格网的等高线跟踪
点 难点：
难
符号库的数据结构
点
1. 采用启发式教学方法
方
法 手
2. 利用多媒体 Powerpoint 模片，采用讲授方式上课。
段
实 习 实 验
教案正文
相关知识回顾
地物符号： 点状、线状、面状符号的特点 地貌点的测定 地貌特征点和地形特征线
一周期圆(弧)数(n) 周期长（数据结构同点状符号）
线状符号库示例（双线围墙）
x
1
0
-1 0
5
10
15
20
25 y
2430 依比例尺围墙 2 0.0 0.0 0.0 0.0+a*1.0 0.1
0.0+b*1.0 0.0 0.0+b*1.0 0.0+a*1.0 0.1 0 1 5.0
0.0 5.0 0.0+b*1.0 5.0 0.1 0
三角形：
m
n1
n2
n3
高程点文件加三角形文件举例
教案正文
点号 X Y Z
1 X1 Y1 Z1 2 X2 Y2 Z2 3 X3 Y3 Z3 4 X4 Y4 Z4 5 X5 Y5 Z5 6 X6 Y6 Z6 7 X7 Y7 Z7 8 X8 Y8 Z8
序号 顶点 1 顶点 2 顶点 3
①5 6 8 ②6 7 8 ③1 6 7 ④1 2 7 ⑤2 3 7 ⑥3 7 8 ⑦3 4 8 ⑧4 5 8
3) 跟踪相邻等高线通过点
用下图解释内插格网上等高线通过
点
Z(i+1,j )
Z(i+1,j+1 )
Z(i,j+1
Z
)
Z(i,j
)D
C
A
A
B
A
D
E
F
B
C
G
表示小于等高线高程值 表示大于等高线高程值
二、基于三角形格网的等高线跟踪
1．三角形格网高程数据的表示形式 (高程点文件加三角形文件)
高程点：
nX
Y
Z
备注
由地物符号与手工等 高线的测绘步骤引出 计算机绘图符号库设 计与等高线自动跟踪 的意义和思路
§11-2 地物符号库的设计
程序生成法 : 一个符号对应一段程序符号库就是程序库，编程 工作量较大。 模板生成法 : 程序和符号库分离，扩充符号不需改程序
x 3 2
强调模板生成法的优 点
1
0
y
-1 -2 -1 0 1 2
符号代码 符号名称
非周期性线段数（n） x11 , y11 , x12 , y12 , 线宽
……
xn1 , yn1 , xn2 , yn2 , 线宽
非周期性圆(弧)数（n） x1 , y1 ，r1 , a 11 , a 12
……
xn , yn ，rn ，a n1， a n2
一周期线段数(n) 周期长（数据结构同点状符号）
(h)依次检查区域内其它各边，重复(e)、(f)、(g)，直至所有闭曲线跟
踪完毕为止
教案正文
三、基于地性线的等高线跟踪
备注
1．地性线高程数据的表示形式
已知：高程点和地性线文件
高程点：X，Y，Z 地性线：n1,n2 生成：
1
4
1 0
2
3
8
注意已知条件
• 地形特征点文件的格式：
n , m , n1 ,…，nm
当 a1＝0°且 a2＝360°时表示圆。
• k=0 圆(弧)线；k=1 涂黑区域；k=2 洞（涂白区域）
点状符号设计示例（水塔）
x 4 3 2
L4
3.5 0 3 0 0.15
2 -0.5 2 0.5
00x
-0.5 0.5
0.15 0.15
0 4 -1 0 1 0.15
g3 1
0 2
2
5 1
3 -1 31
备注
提问：线状符号设计 设计的步骤？
教案正文
线状符号库示例（国界
x
1
0
-1
0
5
10
15
y
0712 国界
0 0 3 10.0
-0.8 0.0 0.8 0.0 0.1 -0.8 6.0 0.8 6.0 0.1 0.0 0.0 0.0 6.0 0.8 1 10.0 1 0.0 8.0 0.4 0 360 3.线状符号库的应用
三角形开始开曲线跟踪。 (b)检查该三角形的另外两条边，其中必有且仅有一条边上有该等高 1 线通过点。
(c)在包含该边的另一个三角形中，跟踪下一个等高线通过点。这样 依次进行跟踪，直至到达另一条区域边界为止，从而完成一条开曲 线的跟踪。
3 2 A4
1
5
1 6
1B
1 2D
1
1 5
13 4
C 67
8 9
1 相关知识的回顾
2分
2 号库的设计与实现
授
内
4 线状符号库的设计与实现
容
与
5 面状符号库的设计与实现
时
间
6 基于矩形格网的等高线跟踪
分
配
7 基于三角形格网的等高线跟踪
15 分 15 分 10 分 10 分 10 分
8 基于地性线的等高线跟踪
8分
9 地形图编辑
15
10 小结
1 0
(d)依次检查其它区域边界，重复(a)、(b)、(c)直至所有开曲线跟踪完
毕为止。
(e)检查区域内部各边，若某边上有等高线通过点，则从该边所在三
角形开始闭曲线跟踪。
(f)检查该三角形的另外两边，求取闭曲线的第二个等高线通过点。
(g)在包含该边的另一个三角形中，跟踪下一个等高线通过点。这样依
次进行跟踪，直至回到起始点为止，从而完成一条闭曲线的跟踪。