第四章 地图数据处理
第四章地图编制
2．制图区域地理概况
中国海岸线长达18000多千米，海峡自北起有渤海海峡、 台湾海峡、巴士海峡、琼州海峡；中国近海有渤海（是中国内 海）、黄海、东海、南海和台湾以东太平洋海区等5大海区；与中 国隔海相望的邻国分别是：日本、韩国、菲律宾、文莱、马来西 亚和印度尼西亚。 中国辽阔的海域上分布着5000多个岛屿，总面积约8万平 方千米。其中台湾岛最大，面积约3.57万平方千米；海南岛次之， 面积约3.35万平方千米。这两个岛各为中国的一个省。崇明岛位 居第三，面积为1083平方千米。此外如长山群岛、庙岛群岛、舟 山群岛、澎湖列岛、钓鱼岛列岛以及南海中的东沙群岛、西沙群 岛、中沙群岛和南沙群岛等，都是中国的重要岛屿。这些岛屿及 其所属各岛，自古以来就是中国领土的一部分。编制中应正确表 5 示出这些岛屿。
（4）符号、色彩和注记设计 要求
要设计一个《全图》地图符号系统，满足全数字地图制图需
要。 《全图》上地图符号的色彩根据制图对象大的分类，分别采 用不同的色系表示。本挂图色彩设计除了要尽量符合人们的习惯， 合理的反映制图对象的分类系统外，还要考虑到符号色彩与彩色 地貌晕渲的色彩搭配问题，使符号既要能够较为容易的从晕渲背 景中区分出来，又要与背景协调一致。 本挂图采用DEM用软件自动生成彩色地貌晕渲来表示制图区域 的地貌形态。该软件生成地貌晕渲的基本原理就是分层设色配合 地貌晕渲来表达地貌。分层设色采用越高越亮原则。海洋晕渲则 采用蓝色系色彩。
第四章 地图编制
武汉大学资源与环境科学学院 地图科学与地理信息工程系
1
第四章 地图编制
§4.2普通地图编制案例 §4.3专题地图编制案例 §4.4电子地图设计与制作案例 §4.5地图集编制案例
2
§4.2普通地图编制案例
使用激光雷达进行地图数据获取与处理
使用激光雷达进行地图数据获取与处理在现代科技的发展下，激光雷达已经成为一种日益广泛应用的技术。
激光雷达的原理是通过发射短脉冲激光束并接收回波来实现对目标物体的三维空间位置和形状的精确测量。
在地图制作和测绘领域，激光雷达被广泛应用于地图数据的获取和处理。
一、地图数据获取使用激光雷达进行地图数据获取的过程主要包括两个步骤：激光雷达扫描和点云数据采集。
首先，激光雷达通过旋转或扫描的方式，将激光束照射到地面或建筑物表面上。
当激光束与目标物体相交时，会产生回波信号。
激光雷达通过接收回波信号的时间和强度来计算出目标物体与激光雷达之间的距离和位置信息。
其次，通过扫描得到的回波信号，可以获得一系列的点云数据。
点云数据是由无数个离散的点组成的，每个点都包含了该点的三维坐标和强度信息。
这些点云数据可以用来表示地面、建筑物、道路等地理特征，形成完整的地图。
二、地图数据处理激光雷达获取的点云数据需要进行处理和分析，以提取有用的地理信息并构建出精确的地图。
1. 数据滤波与去噪由于激光雷达测量的过程中会受到环境因素的干扰，导致点云数据中存在一些噪点和无关的数据。
因此，在进行地图数据处理之前，需要对点云数据进行滤波和去噪。
常见的点云滤波算法有高斯滤波、统计滤波和基于邻域的滤波等。
通过这些滤波算法，可以将噪点和无用的数据进行剔除，提高地图数据的准确性和可用性。
2. 特征提取与分割在地图数据中，不同的地理物体和地理特征具有不同的形状、纹理和强度特征。
为了更好地理解地图数据，需要对点云数据进行特征提取和分割。
特征提取主要是通过计算几何、颜色、曲率等特征值，然后使用机器学习、聚类或分割算法将点云数据分为多个区域或对象。
通过对各个区域或对象的特征进行分析，可以获取更丰富的地理信息，并为后续的地图制作和应用提供有价值的数据支持。
3. 地形建模与三维重建地图数据处理的重要一环是地形建模和三维重建。
通过对点云数据进行分析和计算，可以得到地表的高度信息，进而构建出精确的地形模型。
新编地图学教程 电子教案
新编地图学教程电子教案第一章：地图学概述1.1 地图的定义与功能讲解地图的定义介绍地图的功能1.2 地图的历史与发展讲解地图的历史演变介绍现代地图的发展趋势1.3 地图学的研究内容与方法讲解地图学的研究内容介绍地图学的研究方法第二章：地图投影2.1 地图投影的基本概念讲解地图投影的定义与分类介绍地图投影的特点与局限性2.2 常见地图投影类型讲解墨卡托投影介绍高斯-克吕格投影讲述其他常见地图投影2.3 地图投影的选择与应用讲解地图投影的选择原则介绍地图投影的应用实例第三章：地图符号与表示方法3.1 地图符号的基本概念讲解地图符号的定义与分类介绍地图符号的功能与作用3.2 地图符号的设计与表示讲解地图符号的设计原则介绍地图符号的表示方法3.3 地图符号系统的建立与应用讲解地图符号系统的建立方法介绍地图符号系统的应用实例第四章：地图编制4.1 地图编制的基本流程讲解地图编制的准备工作介绍地图编制的具体步骤4.2 地图数据处理与地图编绘讲解地图数据处理的方法与技巧介绍地图编绘的方法与技术4.3 地图产品质量评价与改进讲解地图产品质量的评价指标介绍地图产品质量的改进方法第五章：电子地图设计与制作5.1 电子地图的基本概念与发展讲解电子地图的定义与特点介绍电子地图的发展历程与现状5.2 电子地图设计与制作流程讲解电子地图的设计原则与方法介绍电子地图的制作流程与技术5.3 电子地图的应用与展望讲解电子地图的应用领域介绍电子地图的发展趋势与展望第六章：地图视觉设计6.1 地图视觉设计的基本原理讲解视觉设计的概念在地图学中的应用介绍地图视觉设计的原则与方法6.2 地图色彩与视觉传达讲解地图色彩的选择与搭配介绍地图视觉传达的效果与优化6.3 地图版式设计讲解地图版式设计的基本要素介绍地图版式设计的技巧与实践第七章：地图数据分析与解释7.1 地图数据分析的基本方法讲解地图数据分析的概念与重要性介绍地图数据分析的基本方法与技术7.2 地图空间数据分析讲解地图空间数据的类型与结构介绍地图空间数据分析的方法与实践7.3 地图信息的解释与表达讲解地图信息解释的原则与方法介绍地图信息表达的技巧与案例第八章：地图学应用领域8.1 自然地图学讲解自然地图的分类与特点介绍自然地图学的研究方法与应用8.2 社会经济地图学讲解社会经济地图的分类与内容介绍社会经济地图学的研究方法与应用8.3 城市地图学讲解城市地图的分类与特点介绍城市地图学的研究方法与应用第九章：地图学与现代技术9.1 遥感技术在地图学中的应用讲解遥感技术的原理与方法介绍遥感技术在地图学中的应用案例9.2 GIS技术在地图学中的应用讲解GIS技术的原理与功能介绍GIS技术在地图学中的应用案例9.3 地图学与互联网技术讲解互联网技术在地图学中的应用介绍地图学在数字时代的发展趋势第十章：地图学project 与实践10.1 地图学project 的设计与管理讲解地图学project 的设计流程与管理方法介绍地图学project 的实践案例与分析10.2 地图学实践技能培养讲解地图学实践技能的重要性与培养方法介绍地图学实践案例与经验分享讲解地图学项目报告的结构与内容第十一章：地图学与地理信息系统（GIS）11.1 GIS 概述讲解GIS 的定义、组成与功能介绍GIS 的发展历程与现状11.2 GIS 数据讲解GIS 数据的类型、结构与处理方法介绍GIS 数据的获取、管理及质量控制11.3 GIS 空间分析讲解GIS 空间分析的基本方法与技术介绍GIS 空间分析在地图学中的应用实例第十二章：地图学与遥感技术12.1 遥感技术概述讲解遥感技术的原理、设备与分类介绍遥感技术在地图学中的应用领域12.2 遥感数据处理与分析讲解遥感数据处理的方法与技巧介绍遥感数据分析在地图学中的应用实例12.3 遥感技术在地图学中的未来发展探讨遥感技术在地图学中的潜在应用介绍遥感技术在地图学领域的发展趋势第十三章：地图学与互联网技术13.1 互联网地图学概述讲解互联网地图的定义、特点与分类介绍互联网地图学的发展现状与趋势13.2 网络地图设计与制作讲解网络地图的设计原则与方法介绍网络地图的制作技术及案例分析13.3 互联网地图的应用与挑战探讨互联网地图在各个领域的应用分析互联网地图面临的技术与伦理挑战第十四章：地图学教育与研究14.1 地图学教育概述讲解地图学教育的目标、内容与方法介绍地图学教育的发展现状与趋势14.2 地图学研究与实践讲解地图学研究的领域、方法与技术介绍地图学实践项目的设计与实施14.3 地图学学术团体与期刊介绍国际、国内地图学学术团体及期刊讲解地图学学术交流与传播的重要性第十五章：地图学未来展望15.1 地图学发展的新趋势探讨地图学在数字时代的发展趋势分析地图学面临的新挑战与机遇15.2 地图学技术创新与应用讲解地图学技术创新的领域与方向介绍地图学新技术在实际应用中的案例15.3 地图学的社会影响与价值探讨地图学在解决现实问题中的作用分析地图学在未来的社会影响与价值重点和难点解析本文主要介绍了新编地图学教程的电子教案，包括地图学的基本概念、历史与发展、研究内容与方法、地图投影、符号与表示方法、地图编制、电子地图设计与制作、地图视觉设计、地图数据分析与解释、地图学应用领域、地图学与现代技术、地图学project 与实践以及地图学教育与研究等方面。
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新编地图学教程电子教案第一章：地图学概述1.1 地图的定义与作用介绍地图的定义阐述地图在日常生活和科研中的重要作用1.2 地图的发展史概述地图的发展历程介绍我国地图的发展概况1.3 地图学的基本概念解释地图学的概念阐述地图学的研究对象和内容1.4 地图学的分支学科介绍地图学的分支学科分析各分支学科的研究内容和应用领域第二章：地图的表示方法2.1 地图投影介绍地图投影的基本概念阐述地图投影的分类和特点2.2 坐标系与坐标转换讲解坐标系的概念和作用介绍坐标转换的方法和应用2.3 地图要素的表示分析地图要素的分类阐述地图要素表示的方法和技巧2.4 地图符号系统介绍地图符号的概念和作用讲解地图符号的分类和设计原则第三章：地图编制3.1 地图编制的基本流程介绍地图编制的流程和环节分析各环节的主要任务和注意事项3.2 地图设计讲解地图设计的原则和内容阐述地图设计的方法和技巧3.3 地图数据处理介绍地图数据的来源和类型讲解地图数据处理的方法和工具3.4 地图绘制阐述地图绘制的原则和方法分析地图绘制中应注意的问题第四章：地图分析与应用4.1 地图分析的方法和内容介绍地图分析的方法和步骤阐述地图分析的主要内容和目标4.2 地图阅读与应用讲解地图阅读的方法和技巧分析地图在实际应用中的作用和价值4.3 现代地图学技术介绍现代地图学技术的发展状况阐述各类地图学技术的应用和前景4.4 地图学在GIS中的应用讲解GIS的概念和作用分析地图学在GIS中的地位和贡献第五章：地图学案例分析5.1 地图案例一：自然地图分析自然地图的编制方法和特点阐述自然地图在地理研究中的应用价值5.2 地图案例二：社会经济地图讲解社会经济地图的编制原则和内容分析社会经济地图在实际应用中的作用5.3 地图案例三：城市地图阐述城市地图的编制方法和技巧讨论城市地图在城市规划和管理中的应用5.4 地图案例四：专题地图介绍专题地图的分类和特点分析专题地图在科研和教学中的应用5.5 地图案例五：电子地图讲解电子地图的定义和类型阐述电子地图在现代地图学中的地位和发展趋势第六章：地图学与可持续发展6.1 可持续发展与空间数据解释可持续发展的概念阐述空间数据在可持续发展中的重要作用6.2 地图学在可持续发展规划中的应用分析地图学在可持续发展规划中的作用讲解地图学在可持续发展规划中的应用实例6.3 环境监测与地图学介绍环境监测的概念和方法阐述地图学在环境监测中的应用和重要性6.4 地图学与资源管理讲解地图学在资源管理中的作用分析地图学在资源调查、评估和规划中的应用第七章：地图学与自然灾害7.1 自然灾害与地图学介绍自然灾害的概念和分类阐述地图学在自然灾害研究中的作用7.2 地图学在自然灾害评估中的应用分析地图学在自然灾害评估中的方法和技术讲解地图学在自然灾害评估中的实际应用案例7.3 地图学与防灾减灾讲解地图学在防灾减灾中的作用讨论地图学在应急预案制定和实施中的应用7.4 地图学与地理信息系统在自然灾害研究中的应用介绍地理信息系统在自然灾害研究中的应用阐述地图学与地理信息系统在自然灾害研究中的结合与应用第八章：地图学与人类健康8.1 人类健康与地图学介绍人类健康与地图学的关系阐述地图学在健康地理研究中的作用8.2 地图学在公共卫生监测中的应用分析地图学在公共卫生监测中的作用讲解地图学在公共卫生监测中的实际应用案例8.3 地图学与健康地理信息系统介绍健康地理信息系统的概念和作用阐述地图学在健康地理信息系统中的设计和应用8.4 地图学与疾病传播研究讲解地图学在疾病传播研究中的应用分析地图学在疾病传播研究中的方法和技术第九章：地图学与教育9.1 地图学在地理教育中的应用介绍地图学在地理教育中的作用阐述地图学在地理教育中的方法和实践9.2 地图学教学资源与方法讲解地图学教学资源的类型和来源分析地图学教学方法的选择和应用9.3 地图学与信息技术结合介绍信息技术在地图学教育中的应用阐述地图学与信息技术结合的趋势和挑战9.4 地图学教育与实践讲解地图学教育与实践的关系分析地图学教育实践的重要性和方法第十章：地图学的未来发展10.1 地图学发展趋势分析地图学的发展趋势讨论地图学在现代社会中的发展方向10.2 地图学与新技术的应用介绍新技术在地图学中的应用阐述地图学与新技术结合的前景和挑战10.3 地图学与跨学科研究讲解地图学与其他学科的交叉研究分析地图学在跨学科研究中的作用和价值10.4 地图学的挑战与机遇讨论地图学面临的挑战阐述地图学的机遇和发展前景重点和难点解析重点环节1：地图的定义与作用地图定义的准确性和地图在不同领域中的多样化作用是教学中的重点。
地图数据编辑
第六章 地图数据编辑6.1 栅格数据编辑6.1.1 栅格图像配准概述使用栅格图像文件，可将纸介地图、卫星照片、航空照片和其他图形图像引入到MapInfo Professional 中。
例如，如果使用纸介地图，可能会需要使用相应的纸介地图作为MapInfo Professional 创建地图的蓝本。
在将手头的纸介地图扫描为栅格图像文件之后，即可在地图创建显示相应文件。
但是很多栅格图像并不具有正确的坐标系统和投影，坐标和投影是地图表达的基础，只有具有正确的坐标系统和投影，才能应用该地图进行量测、统计以及和其他数据进行拼接等操作。
栅格图像的配准是通过一系列操作另栅格图像具有正确的坐标系统和投影的过程。
6.1.2 配准栅格图像1) 先打开后配准在 MapInfo Professional 之中，可打开未配准的栅格图像，并直接在地图窗口中显示该图像，要打开未配准的栅格图像然后再手动配准，可执行以下操作：a) 在文件菜单，单击打开。
此时将显示“Open”对话框。
b) 在“文件类型”下拉列表中，选择栅格图像。
c) 选择要打开的文件，然后单击“打开”按钮。
此时将显示对话框，提示用户确认是否显示未配准的图像，如图6.1。
d) 单击“Display”命令按钮，此时地图窗口中将显示该图像。
此时将使用非地球坐标为该图像创建一个TAB 文件，该TAB 文件生成后与图像放置在同一文件中。
MapInfo Professional 将使用虚配准点来定位该图像。
e) 启动图像配准窗口点击“Table ->Raster->Modify Image Registration”菜单命令，弹出“Image Registration”窗口，如图6.2。
从窗口中的显示配准点的栏中可以看到MapInfo Professional 系统定位该图像使用的虚拟控制点。
图6.1栅格图像配准提示窗口图6.2 “Image Registration”窗口f)编辑控制点在编辑控制点之前需要确定输入坐标的单位。
计算机地图制图课件【3】地图数据处理资料
点S(x,y)到直线段(x1,y1),(x2,y2)的距离d的计算公式为：
——计算机地图制图基本过程
数据采集建库
形式设计
表达输出 数据加工处理
第四讲 地图数据处理
对采集的各种数据，按照不同的方式方法对数踞进行编辑运算， 清除数据沉余，弥补数据缺失，形成符合用户要求的数据文件格式。
主要内容： —— 数据格式转换 —— 坐标变换 —— 图形属性编辑 —— 数据裁切与接边 —— 拓扑及逻辑一致性关系改正 —— 数据压缩与光滑
<4> 三种改正策略
（1）移动河流
（2）移动等高线
（3）同时移动
例2：房屋与道路冲突探测与调整
道路更新后与周边邻近房屋产生冲突（小板房压盖），通过探测，对有 冲突关系的小板房进行旋转、位移处理自动改正该冲突关系。
例3：基于“空间场模型”的群目标冲突 波及范围探测与一致性改正
将地图综合种的移位方法应 用到空间冲突改正中，提出一种 基于场论分析的移位方法，具有 传递性与衰减性特征。 借助于物理学场论中的“等势线 ”模型来表达这一移位现象，在 Delaunay三角网支持下建立多级 邻近关系曲线，探测内部冲突与 外部冲突。
4.1 地图数据格式转换
数据格式：地图数据在文件或记录中的编排格式 。 导致地图数据格式不同的原因包括：
（1）采用不同的数据结构 矢量数据格式 栅格数据格式
（2）不同行业、软件系统出于各种原因定义不同的数据格式
地图学_第四章
河流选取指标
河流条数 指标
比例尺
NA NB
1:10万 → 1:25万 X=2 23 7
1:25万 → 1:50万 X=3 7 2
新编地图学教程 第4章 地图概括
3. 等比数列法
用等比数列确定地图要素选取的方法——苏联 学者鲍罗金根据心理物理学试验，察觉到同一要 素的等级差别常遵循等比数列的规则。
新编地图学教程 第4章 地图概括
利用航空像片和卫星像片资料制图时，我们面 对的是经过压缩了的图像，但在制图时依然要根据 需要进行有目的、有选择的选取。为了在图面上能 够清晰易读地表现出地物的主次、从属关系以及其 重要程度，在对这些地图内容进行符号化过程中， 同样也要对数据的质量和数量、轮廓形状的简化和 夸张进行处理。
Cii = ( Bi+ Bi+1 ) / 2
新编地图学教程 第4章 地图概括
√ 线状 C2 = MA / MB
√ 面状 C3 = (MA / MB )2
⑶ 不符方根规律，尺寸不同 ：
线状 C2 = ( SA / SB ) ·√MA / MB
√· 面状 C3 = ( fA / fB ) (MA / MB )2
地物重要性改正系 数D的三种情况
⑴ 很重要：D1 =√MB / MA
新编地图学教程 第4章 地图概括
地理图与地形图
地理图以高度概括的形式反映广大制图区域内最主要的 地理要素和区域的重要特征的地图，称地理图。地理 图的特点是涵盖实地范围很大，常常为一个流域、一 个国家、一个大洲或全球；比例尺很小，未成系列， 一般为＜1∶00万至1∶1000万不等，视需要而择定； 没有统一的地图投影和分幅编号系统，图面上投影变 形较大；地图幅面的大小参差悬殊。多用于研究区域 的自然地理和社会经济的一般情况，了解其概貌，故 又称一览图。
地图数据处理
地图数据一般处理过程一数据裁剪裁剪是按照多边形进行对空间数据裁剪。
不通的数据有不通裁剪工具。
我们使用到的数据一般是两种。
矢量数据和栅格数据（卫星图片数据）。
两种数据的裁剪工具位置：1 矢量数据裁剪图1 Geoprocessing 的下拉菜单CLIP菜单里面以上截图是矢量数据的裁剪。
2 卫星图片数据裁剪。
在ARCTOOLBOX里面的：图2 卫星图片裁剪的位置图3 卫星图片裁剪工具条第一栏：输入卫星图片数据。
第二栏：输入矢量数据（行政多边形边界）第三栏：必须放在GDB数据库里面二数据转换。
公司目前数据转换就是CAD数据转换成ARCGIS的数据。
还有是MAPINFO数据转换成ARCGIS的数据。
在公司的时候经常遇到就是这两个问题。
也是比较麻烦的数据。
MAPINFO的数据转换成ARCGIS的数据一般使用MAPIFO9.5里面的通用转换工具条。
在下记不得在那里。
因为使用期只有30天所以比较麻烦。
这里不多説。
説下CAD数据转换吧。
CAD数据转换。
直接导入到GDB数据库中。
图5 数据导入GDB但是导入之后由于坐标系统的不一致。
没有办法重叠。
所以必须使用投影转换。
注意：1导入的CAD数据是五个文件。
一个线、两个多边、一个点文件、一个标注文件。
但是在这里我只需要一个面文件，点文件，线文件就可以了。
其它的可以删除。
2 数据导入常用得工具条是在ARCTOOLBOX里面这里可以转换80多种空间数据的转换。
自己研究吧。
没有时间瞎扯三地图投影这里主要説的投影是。
地图投影转换。
我们主要使用到西安80投影坐标系统转换大地坐标系统。
当然你要知道你CAD的坐标系统。
不知道你也没有事情。
你知道高斯投影坐标系统的3°分带或者小比例尺6°分带。
当然这个在这里説是基础知识。
没有办法説清楚。
自己查找下地图投影方面的知识。
我这里只説下位置和怎么使用的方法。
图6这里红色标记第一个是投影转换工具条；第二个是空间地图投影定义。
投影转换的图如下：图7这里不多説，自己查找下资料，还有对地图投影方面的知识全面了解才能可以使用。
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矢量数据和矢量数据处理
开窗显示与裁剪
正开窗
原图 负开窗
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图形编辑
点的定位 线的定位 面的定位
数据变换
齐次坐标
正常化齐次坐标
平移变换 比例变换
旋转变换 错移变换 复合变换
曲线光滑的数学方法
曲线光滑就是根据给定点列用插值法或曲线拟 合法建立某一符合实际要求的连续光滑曲线的 函数，使给定点满足这个函数关系，并按该函 数关系用计算加密点列来完成光滑连接的过程 计算机制图中常用的方法有：
正轴抛物线加权平均法 五点求导分段三次多项式插值法 三点求导分段三次多项式插值法 张力样条函数插值法 插值步长的确定
正轴抛物线加权平均法
基本思想是按数据点的顺序，每相邻三点作一条正轴 抛物线，而每相邻两点之间前后两支抛物线弧的重叠 部分用加权平均曲线作为最终插值曲线 由于权函数是三次多项式，所以实际的最终曲线方程 是五次多项式
将两个栅格图像互相叠置，使他们对应像元的灰度值相 加、相减或相乘等，得到新的图像。 这是栅格数据分析中的常用手段，例如将境界与土地使 用类型相加，可以统计出某个区域的土地利用率等。
按照自上 而下的顺 序，我们 实现对现 实世界的 简单分析 与理解
两个栅格图像的逻辑组合
或、异或、与、非等逻辑运算 将栅格图像的所有灰度值置成一个常数； 将栅格图像的所有灰度值乘以或加上一个常数； 对栅格图像的所有灰度值求其正弦、余弦、方根等函数 后，取而代之； 求一个栅格图像的所有元素灰度值之和； 找出一个栅格图像中灰度值为最大的元素； 求出两个栅格图像相应像素灰度值的数量积； 将两个栅格图像按元素进行比较，将比较大的结果作为 最后图像像元； 将两个栅格图像按元素进行比较，前者较大时，置结果 对应位置为1，否则为0； …
原图
原图右侧被 侵蚀了一列
栅格数据与栅格数据处理
加粗——同一种属性的所有物体将按事先给定的像 元数目加粗
原图
向左平移
向右平移
武 汉 大
向上平移
向下平移
“或”运算
栅格数据与栅格数据处理
减细——减细与加粗是一致的，因为加粗“0”像元 就是减细“1”像元，值得注意的是如果不加限制， 可能会导致线划的断裂或要素的消失
其他一些常见的基本运算：
栅格数据的宏运算 扩张——同一种属性的所有物体按事先给定的像元 数目和指定的方向进行扩张。
原图
相右平移 一个像元
将前一图 相右平移 一个像元
将前三图 进行“或” 运算
侵蚀——同一属性的所有物体将在指定的方向上按 事先给定的像元数目受到（背景像元的）侵蚀
线状符号
是指表示顺线状延伸分布的物体或制图现象的符号 举例：
大比例尺地图上的土堤符号配置 铁路的配置 双线路的配置 国家、省、市、县界配置
土堤符号绘制（P89－92）：
确定每一个横短线的位置（即与中心轴的交点） 计算每个横短线的两个端点的坐标
di t
ψ
d （Xp，Yp）
一般情况
i
i－1
转角情况
i＋1
面状符号绘制
是指地图上用来表示面状分布的物体或地理现象的 符号 面状符号范围线内填绘不同方向、不同间隔、不同 粗细的“晕线”，或填绘呈一定规律分布的个体符号、 花纹或颜色来反映这些现象的质量特征或数量上的 差异
面状符号绘制
圆内填绘晕线 多边形内填绘晕线 多边形内填绘个体符号
矢量数据和矢量数据处理
矢量数据处理
矢量数据的处理方式和基本操作
人机交互处理方式和批处理方式 存取、插入、删除、搜索、分类、复制、归并、分隔 显示数据 数字化定位和编辑 几何改正
二次变换和高次变换 一次变换
数据编辑
数据预处理
矢量数据和矢量数据处理
数据压缩
间隔取点法 垂距法和偏角法 道格拉斯－普克（Douglas－Peuker）法 光栏法
数字地形模型
等值线的引绘
等高线、等温线、等压线、等雨量线等 等值线引绘基本方案
利用格网数据直接引绘等值线 以不规则原始数据为依据，用双三次拟合、按距离加 权平均或按距离加权最小二乘等方法拟合一张曲面， 将规则格网点的平面坐标代入曲面方程解求格网点高 程后引绘等值线 直接根据不规则分布的数据点构成不规则多边形（如 四边形或三角形）网进行等值线的引绘
Y
1 2 3 4
0
X
五点求导分段三次多项式插值法
基本原理是在两个相邻数据点之间建立一个三次多项 式曲线方程，并要求整条曲线具有连续的一阶导数来 保证曲线的光滑性，而各点的一阶导数是由该点及两 边相邻各两点（共五个点）来确定的，所以又简称五 点法插值
P1 P2 P3 C A B D P4 P5
矢量数据和矢量数据处理
光栏法示例
矢量数据和矢量数据处理
数字匹配
顶点匹配 数字接边 不同图幅的连接 自动 手工 交互式
数字化
边界 调整
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矢量数据和矢量数据处理
顶点匹配
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矢量数据和矢量数据处理
数据变换
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矢量数据和矢量数据处理
数据变换
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矢量数据和矢量数据处理
数字地形模型
等值线应用1
数字地形模型
等值线应用2
曲线光滑的数学方法
曲线光滑就是根据给定点列用插值法或曲线拟 合法建立某一符合实际要求的连续光滑曲线的 函数，使给定点满足这个函数关系，并按该函 数关系用计算加密点列来完成光滑连接的过程 计算机制图中常用的方法有：
正轴抛物线加权平均法 五点求导分段三次多项式插值法 三点求导分段三次多项式插值法 张力样条函数插值法 插值步长的确定
数据变换
Байду номын сангаас
行缩放、反射、切变、旋转等基本变换。 [l m] 对图形进行平移变换。 [p q ]是对图形作投影变换。 P的作用是在x轴的1/p处产生 一个灭点，q的作用是在y轴的1/q处产生一个灭点。 [s]是对图形作全比例变换。 ① 当s＞1时，整幅图按比例缩小；②当0＜s＜1，整幅图 按比例放大；③当s＜0时，图形对原点反射加比例变换
数据源
数字地形模型
数字地形模型
数字地形模型
比较规则格网与不规则三角网
数字地形模型
构网
规格格网和不规格格网 规格格网指在制图区域上构成由小长方形或正方形 网眼排成矩阵式的网格。
等值点位的寻找 等值点的追踪 等值线的光滑 等值线的注记
寻找写字的位置和确定字方向 重新整理等值点数据场
栅格数据与栅格数据处理
0 -1 0 U3 ＝ -1 4 -1 0 -1 0
栅格数据与栅格数据处理
在U1和U2中，权数均不小于0，由此产生的是“低 通滤波”，经过低通滤波，原栅格图像灰度值分布 的高频率部分（由黑到白的快速变化）被过滤掉了， 原图上明显的边棱已经变为灰度值的逐渐变化 U3实际是一种“高通滤波”，栅格图像的低频率灰度 分布，即大块面积中带有的相同灰度值被滤掉了， 只保留了原图中相应物体的边缘 在制图学中，低通滤波主要应用与制图综合中破碎 地物的合并表示，而高通滤波主要应用于边缘的提 取和区域范围、面积的确定
Y
0
X
多边形内填绘晕线
用截距来表示多边形顶点 求多边形内第一条晕线的截距 求晕线与多边形的交点 排队和配对输出 终止判断
4 3 1 Di 2
多边形内填绘个体符号
找出填绘符号之间的关系规律 按照具体规律，确定每个个体符号位置 配置个体符号 举例：如图所示的图形，可以按照行确定晕线，然后 再按照45°角做斜角晕线，相交的晕线位置，就是所求 的符号位置
前两种又称规则格网法，后一种称为不规则网格法 中心问题是等值点的寻找、等值点的追踪、等值点 的光滑和等值线的注记
数字地形模型
15 18 30 50 70 78 21 30 38 62 82 96
90 106
43 44 48 68 88 105 115 90 87 81 81 87 105 130
4.2 栅格数据的处理
栅格数据的基本运算 灰度值变换
“临界值操作”，指凡是低于（或高于）某个临界值的灰度 值被置成一种新的灰度值（例如0），其余的也可置成另 一种不同的灰度值。
33
栅格图像的平移
原始图像沿某个方向平移，移出部分丢失，移入部分为 空白
原始图像右移20个像素单位
两个栅格图像的算术组合
正轴抛物线加权平均法
基本思想是按数据点的顺序，每相邻三点作一条正轴 抛物线，而每相邻两点之间前后两支抛物线弧的重叠 部分用加权平均曲线作为最终插值曲线 由于权函数是三次多项式，所以实际的最终曲线方程 是五次多项式
Y
1 2 3 4
0
X
五点求导分段三次多项式插值法
基本原理是在两个相邻数据点之间建立一个三次多项 式曲线方程，并要求整条曲线具有连续的一阶导数来 保证曲线的光滑性，而各点的一阶导数是由该点及两 边相邻各两点（共五个点）来确定的，所以又简称五 点法插值
点状符号
点状符号是指定位于某一点的个体符号，又称定位 符号，如普通地图上的独立地物，旅游景点等。 用编程的方法绘制点状符号是目前常见的方法。 举例：