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第10章地图分析——地图学课件PPT
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
新编地图学教程
（第二版）
电子教案
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
第 10 章 地图分析
第 10 章 地图分析
第1节 地图分析的数学方法 第2节 地图分析的作用 第3节 阅读分析 第4节 图解分析 第5节 复合分析 第6节 地学信息图谱
《新编地图学教程》（第二版） 第10章 地图分析
地图是空间信息的模糊集合。 模糊综合评判：在一个准备评判的对象集内，对每一个对 象赋予一个评判指标，按评判指标的大小进行对象排序，以判 定最佳对象。
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《新编地图学教程》（第二版） 第10章 地图分析
第 1 节 结束 13
第 10 章
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
新编地图学教程
（一）单幅地图
从地图的动态表示符号中获取要素动态变化的信息。 定点符号的扩张、动线法。 同一要素的不同范围界线。
制图对象动态变化的表达
《新编地图学教程》（第二版） 第10章 地图分析
本章首页 本节首页 17
第2节 地图分析的作用 三、研究现象的动态变化
（二）多幅地图
研究空间信息在 位置、形状、范围、 面积等方面的变化。
张宏敏《数学在地图分析中的应用》：
地图分析是指将地图作为空间模型，采用各种方法对客 观现实（现象）进行分析，从而使地图用户从地图上获取所 需要的信息。
《新编地图学教程》（第二版） 第10章 地图分析
本章首页 本节首页 4
第1节 地图分析的数学方法
第10章 地图分析
一、地图上采集数据的统计抽样
从总体中抽取部分样本进行研究。 抽样结构：点抽样、线抽样、面抽样。 用于面状分布地图。 常用抽样方法：随机抽样、系统抽样。
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电子教案
高等教育出版社 高等教育电子音像出版社
第 10 章 地图分析
第 10 章 地图分析
第1节 地图分析的数学方法 第2节 地图分析的作用 第3节 阅读分析 第4节 图解分析 第5节 复合分析 第6节 地学信息图谱
《新编地图学教程》（第二版） 第10章 地图分析
地图是空间信息的模糊集合。 模糊综合评判：在一个准备评判的对象集内，对每一个对 象赋予一个评判指标，按评判指标的大小进行对象排序，以判 定最佳对象。
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第 10 章
普通高等教育“十一五”国家级规划教材
新编地图学教程
（一）单幅地图
从地图的动态表示符号中获取要素动态变化的信息。 定点符号的扩张、动线法。 同一要素的不同范围界线。
制图对象动态变化的表达
《新编地图学教程》（第二版） 第10章 地图分析
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第2节 地图分析的作用 三、研究现象的动态变化
（二）多幅地图
研究空间信息在 位置、形状、范围、 面积等方面的变化。
张宏敏《数学在地图分析中的应用》：
地图分析是指将地图作为空间模型，采用各种方法对客 观现实（现象）进行分析，从而使地图用户从地图上获取所 需要的信息。
《新编地图学教程》（第二版） 第10章 地图分析
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第1节 地图分析的数学方法
第10章 地图分析
一、地图上采集数据的统计抽样
从总体中抽取部分样本进行研究。 抽样结构：点抽样、线抽样、面抽样。 用于面状分布地图。 常用抽样方法：随机抽样、系统抽样。
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layercoveragetheme它们可以被独立的操作处理组合共享202154数据分层组织实例数据分层组织实例要素类别要素类别数据层名称数据层名称数据层描述数据层描述数据类型数据类型境界境界行政界线行政界线国界省界市界县界国界省界市界县界线状线状居民地居民地居民地居民地省市县镇乡政府驻地省市县镇乡政府驻地居民点居民点乡级以下居民地乡级以下居民地交通交通公路公路高速公路等级公路简易公路高速公路等级公路简易公路大车路大车路线状线状铁路铁路普通铁路窄轨铁路普通铁路窄轨铁路线状线状地形地形等高线等高线一定间隔的等高线一定间隔的等高线线状线状高程点高程点主要山峰高程点主要山峰高程点2021553535专题地图设计专题地图设计桌面制图软件环境下专题制图步骤
-
2.1 空间数据结构
I abcd II c e f g
1 X1 Y1 2 X2 Y2 3 X3 Y3 4 X4 Y4 5 X5 Y5 6 X6 Y6
32
2.3 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
空间数据
非空间数据（任意长）
2.非空间数据和空间数据自成体系
非空间数据
空间数据
非空间数据
图形要素只出现在三维空间数据结构中，表 达地图要素的图形都可看作是点的集合。
特征码
点 10 线 12
面 35
坐标位置
X,Y X1,Y1,X2,Y2,X3,Y3, X4,Y4,X5,Y5, X6,Y6 X1,Y1,X2,Y2,X3,Y3, X4,Y4,X5,Y5,X6,Y6,…, X11,Y11,X1,Y1
缺点：结构呆板，缺乏灵活性；要保留大量索引文件。
-
30
网络数据结构
2.1 空间数据结构
优点：能够明确而方便的表示数据间的复杂关系，数据 冗余小；
-
2.1 空间数据结构
I abcd II c e f g
1 X1 Y1 2 X2 Y2 3 X3 Y3 4 X4 Y4 5 X5 Y5 6 X6 Y6
32
2.3 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
空间数据
非空间数据（任意长）
2.非空间数据和空间数据自成体系
非空间数据
空间数据
非空间数据
图形要素只出现在三维空间数据结构中，表 达地图要素的图形都可看作是点的集合。
特征码
点 10 线 12
面 35
坐标位置
X,Y X1,Y1,X2,Y2,X3,Y3, X4,Y4,X5,Y5, X6,Y6 X1,Y1,X2,Y2,X3,Y3, X4,Y4,X5,Y5,X6,Y6,…, X11,Y11,X1,Y1
缺点：结构呆板，缺乏灵活性；要保留大量索引文件。
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30
网络数据结构
2.1 空间数据结构
优点：能够明确而方便的表示数据间的复杂关系，数据 冗余小；
新编地图学教程第三章PPT课件
分析“主观为自己，客观为他人”这一观 点
54
（三）如何实现人生价值
1、人生价值实现的社会条件
1）从社会客观条件出发；（神五的发射：图片） 2）与社会主义核心价值体系相一致。
55
2、人生价值实现的个人条件 1）从个体自身条件出发； 2）不断提高自身能力，增强本领。
56
3、在实践中创造有价值的人生 1）立足于现实，坚守岗位作贡献； 2）保持自强不息的精神状态。
46
47
“一个人的价值，不在于他取得什么，而是 看他贡献了什么。 ”
——爱因斯坦
“人生的意义在于贡献而不在于索取。 ” ——张海迪
“你要欣赏自己的价值，就得给世界增添价 值。”
——歌德
48
2、评价人生价值的原则 1）坚持能力大小与贡献须尽力相统一； 体现了普遍性与特殊性相结合，绝对性
和相对性综合起来考察的的辨证唯物主义的思 想方法和原则。
14
人的本质在于他的社会性,它说明人们在不 同时代、不同民族、不同阶级何以具有不同的 价值观和文化性格。
15
二、树立正确的人生观
（一）世界观与人生观
１、什么是世界观？ 人们对生活在其中的世界以及人与世
界的关系的总体看法和根本观点。
16
２、什么是人生观？ 人生观是世界观的重要组成部分，是人
们在实践中形成的对于人生目的和意义的根 本看法，它决定着人们实践活动的目的、人 生道路的方向和对待生活的态度。
27
谢坤山
失去了两手一腿，用嘴画出一片天 失去了两手，他说还有腿； 失去了一条腿，另一条腿也有残疾， 他说还有眼睛； 失去了一只眼睛，他说还有心
28
切做因 事自为 ；己有
想心 做， 的他 一能
54
（三）如何实现人生价值
1、人生价值实现的社会条件
1）从社会客观条件出发；（神五的发射：图片） 2）与社会主义核心价值体系相一致。
55
2、人生价值实现的个人条件 1）从个体自身条件出发； 2）不断提高自身能力，增强本领。
56
3、在实践中创造有价值的人生 1）立足于现实，坚守岗位作贡献； 2）保持自强不息的精神状态。
46
47
“一个人的价值，不在于他取得什么，而是 看他贡献了什么。 ”
——爱因斯坦
“人生的意义在于贡献而不在于索取。 ” ——张海迪
“你要欣赏自己的价值，就得给世界增添价 值。”
——歌德
48
2、评价人生价值的原则 1）坚持能力大小与贡献须尽力相统一； 体现了普遍性与特殊性相结合，绝对性
和相对性综合起来考察的的辨证唯物主义的思 想方法和原则。
14
人的本质在于他的社会性,它说明人们在不 同时代、不同民族、不同阶级何以具有不同的 价值观和文化性格。
15
二、树立正确的人生观
（一）世界观与人生观
１、什么是世界观？ 人们对生活在其中的世界以及人与世
界的关系的总体看法和根本观点。
16
２、什么是人生观？ 人生观是世界观的重要组成部分，是人
们在实践中形成的对于人生目的和意义的根 本看法，它决定着人们实践活动的目的、人 生道路的方向和对待生活的态度。
27
谢坤山
失去了两手一腿，用嘴画出一片天 失去了两手，他说还有腿； 失去了一条腿，另一条腿也有残疾， 他说还有眼睛； 失去了一只眼睛，他说还有心
28
切做因 事自为 ；己有
想心 做， 的他 一能
新编地图学教程全套完整版
对地球形状 a，b，f 测定后，还必须确定大地水准面与椭球 体面的相对关系。即确定与局部地区大地水准面符合最好的一个 地球椭球体 —— 参考椭球体，这项工作就是参考椭球体定位。
通过数学方法将地球 椭球体摆到与大地水准面 最贴近的位置上，并求出 两者各点间的偏差，从数 学上给出对地球形状的三 级逼近。
新编地图学教程 第2章 地图的数学基础
2.2 中国的大地坐标系统
1.中国的大地坐标系 1980年以前：参见电子教案本章第十三页； 1980年选用1975年国际大地测量协会推荐的参考 椭球： ICA-75椭球参数 a = 6 378 140m b = 6 356 755m f = 1/298.257
陕西省泾阳县永乐镇 北洪流村为 “1980 西安坐标系” 大地 坐标的起算点——大 地原点。
新编地图学教程 第2章 地图的数学基础
§2 地球坐标系与大地定位
地球表面上的定位问题，是与人类的生产活动、科学 研究及军事国防等密切相关的重大问题。具体而言，就 是球面坐标系统的建立。
2.1 地理坐标
—— 用经纬度表示地面点位的球面坐标。
① 天文经纬度 ② 大地经纬度 ③ 地心经纬度
新编地图学教程 第2章 地图的数学基础
2.1 地理坐标 ① 天文经纬度：表示地面点在大地水准面上的位
置，用天文经度和天文纬度表示。
天文经度：观测点天顶子午面与格林尼治天顶 子午面间的两面角。
在地球上定义为本初子午面与观测点之间 的两面角。 天文纬度： 在地球上定义为铅垂线与赤道平面 间的夹角。
椭球体 三要素: 长轴 a（赤道半径）、短轴 b（极半径）和椭球的扁率 f
WGS [world geodetic system] 84 ellipsoid:
新编地图学教程PPT课件
S = n (a + p) n为/cm2居民点个数； a为符号面积； p为注记面积
注记面积 p
r
南京市
字宽d
r
上式做一变形，小圆面积为pr 2， 每个汉字面积为宽×高，设为d 2，地
名一般由三个汉字组成，外加字符间隔 0. 5个字符，则上式可变为：
S = n (pr 2 + 3.5 d 2 )
第12页/共37页
第14页/共37页
经全国抽样计算 地形图上居民地1：10 万和1：20万地形图上 居民地选取的回归曲 线
建立回归方程：
y= a,bax为b 待定系数
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1:10万地形图居民地选取指标
多用于1：10万、1：20万地图上居民点的概括
第16页/共37页
[例] 1：10万地图上居民地选取的回归方程： y=14.24X--0.576
如某河流中游比上下游都宽，但在小比例尺上表示时仍采 用从源头到河口渐粗的实线表示，意味着流量不断增加。 ④夸张既是地图艺术性的需要，也是地图技术上的需要。
第32页/共37页
1. 局部夸大 ：有时为了显示和加强某些特征，需要夸大某些碎部，如一条
多微小弯曲的山区公路，若按指标进行化简，微小弯曲有可能全部被舍掉，公路将 变成一条平直线段，从而失去原有特征，此时，就需要在删除大量细小弯曲的同时 ，夸大其中某些小弯曲。如长江的表达。当然这种夸张要适可而止。
第34页/共37页
3. 合并：当地图比例尺缩小时，某些图形及其间隔随之缩小，当小到难以
第17页/共37页
2、资格法：取一定的数量或质量指标作为选取的资格
编制确定要素选取的区域指标图，在计算机制图过程中，此方法的使 用需有专家系统的支持。
新编地图学教程2
体积符号：表达空间上具三维特征的现象的 符号。具定位特征，与比例尺相 关。
2、按视觉含义分类
（1）字母符号：优点是“能望文生义，不须经常查找图例也能识别和阅读” ；
缺点是“由于很要素名称的第一个汉字或字母常会是相同的 ，因此容易混淆，不易识别，且不易进行数量概念上的比较 ，定位也不是很准确。”
形象符号 （2）艺术符号： 抽象符号(境界线)
冷色来自于蓝、青 和绿等色。感觉显得稳 定和清爽。它们看起来 还有远离观众的效果。 如在气候图中，总是用 蓝、绿等冷色表示降水 、寒流、一月份平均气 温
■色彩的交互作用 亮度对比
亮度对比
颜色对比
■
■
■感情色彩
暖 最暖
中性微暖
中性 微冷 冷
最冷
暖色往往能给人以 兴奋、冷色往往能 给人以沉静的感觉 ，在地图上常根据 用图对象而选择颜 色。例如，供老年 人阅读的地图，多 用沉静色；供青少 年阅读的地图，一 般多用兴奋色。
2.尺寸变量 是组成不同形状的符号在量度上的变量。
符号尺寸的大小和地图内容、用途、比例尺、目视分 辨能力、绘图与印刷能力等都有关系。
并不是地图符号的尺寸可 随着地图比例尺的缩小而无止 境的缩小下去，到了线划对视 力的分辨能力和对刻绘印刷能 力的限度时，就不能再缩小了 。
选自《中国自然灾害系统地图集》
k=(H-L)/ ∑xi
算法一：当采用算术级数计算比值时，级数项xn的求法：
xn＝L+（n－1）d
算法二：当采用几何级数计算比值时，级数项xn的求法：
xn＝Lrn-1
其中：L－数据组中的最低值，并且大于0；H－数据组中的最高 值；d－公差；r－公比；n－分级项；k－常数项；
［例］仍使用前面的数据，
2、按视觉含义分类
（1）字母符号：优点是“能望文生义，不须经常查找图例也能识别和阅读” ；
缺点是“由于很要素名称的第一个汉字或字母常会是相同的 ，因此容易混淆，不易识别，且不易进行数量概念上的比较 ，定位也不是很准确。”
形象符号 （2）艺术符号： 抽象符号(境界线)
冷色来自于蓝、青 和绿等色。感觉显得稳 定和清爽。它们看起来 还有远离观众的效果。 如在气候图中，总是用 蓝、绿等冷色表示降水 、寒流、一月份平均气 温
■色彩的交互作用 亮度对比
亮度对比
颜色对比
■
■
■感情色彩
暖 最暖
中性微暖
中性 微冷 冷
最冷
暖色往往能给人以 兴奋、冷色往往能 给人以沉静的感觉 ，在地图上常根据 用图对象而选择颜 色。例如，供老年 人阅读的地图，多 用沉静色；供青少 年阅读的地图，一 般多用兴奋色。
2.尺寸变量 是组成不同形状的符号在量度上的变量。
符号尺寸的大小和地图内容、用途、比例尺、目视分 辨能力、绘图与印刷能力等都有关系。
并不是地图符号的尺寸可 随着地图比例尺的缩小而无止 境的缩小下去，到了线划对视 力的分辨能力和对刻绘印刷能 力的限度时，就不能再缩小了 。
选自《中国自然灾害系统地图集》
k=(H-L)/ ∑xi
算法一：当采用算术级数计算比值时，级数项xn的求法：
xn＝L+（n－1）d
算法二：当采用几何级数计算比值时，级数项xn的求法：
xn＝Lrn-1
其中：L－数据组中的最低值，并且大于0；H－数据组中的最高 值；d－公差；r－公比；n－分级项；k－常数项；
［例］仍使用前面的数据，
地图学 第3章地图数据库
本章首页
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27
第2节 多源遥感数据
二、航空像片
3. 航摄机内外方位元素与共线方程
第3章 地图数据源
（一）像片性质
① 表达式描述了像点a（xx0, y-y0 ,- f）、航摄机物 镜中心S（XS，YS，ZS） 与地面点A（X，Y，Z） 连成一条直线。 ② 表达式中a1、a2、a3、b1、 b2、b3、c1、c2、c3是由 外方位元素φ、ω、κ所生 成的3×3正首页
《新编地图学教程》（第二版） 第3章 地图数据源
第 1 节
结束
18
第 ３ 章
地图数据源
第2节 多源遥感数据
本章首页
第2节 多源遥感数据
一、遥感的概念
第3章 地图数据源
从一定距离对地表或近地表地物所发射或反射的电磁波(紫外线到 微波波段)进行探测，以达到识别目标的理论和方法，称为遥感。
24
第2节 多源遥感数据 二、航空像片
2.像片上的点和线
第3章 地图数据源
（一）像片性质
摄影机镜头中心
像片上的 三点两线： • 像主点 • 像底点 • 等角点
像主点 等角点 主纵线 等比线
像底点
主纵线
等比线
地面
像 平
面
P
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《新编地图学教程》（第二版） 第3章 地图数据源
25
第2节 多源遥感数据
第 3 章 地图数据源
第 3 章
地图数据源
第1节 地面测量数据 第2节 多源遥感数据 第3节 全球定位系统（GPS）数据 第4节 制图数据与处理 第5节 地理数据库
《新编地图学教程》（第二版） 第3章 地图数据源
2
新编地图学教程
3. 信息的负载与传递
新编地图学教程 第1章 导 论
新编地图学教程 第1章 导 论
新编地图学教程 第1章 导 论
3.2 地图的应用
1. 经济建设
2. 科学研究
3. 国防建设 4. 政治、文化教育 及日常生活
新编地图学教程 第1章 导 论
新编地图学教程 第1章 导 论
1.2 地图的构成要素 1.图形要素 2.数学要素
⑴ 地图投影 ⑵ 坐标系统 ⑶ 比例尺 ⑷ 控制点
表达地理信息的各种图 形符号、文字注记。 确定地图空间信息的依 据，包括比例尺、地图投影 各种坐标系统、控制点。
3.辅助要素 4.补充说明
图名、图例、地图编号 编制出版信息等辅助地图使 对主要图件在内容与形 用的要素。 式上的补充。
⑴ 形成整体、全局的概念 ⑵ 获得制图对象定性与定量特征 ⑶ 建立制图对象之间的空间关系 ⑷ 建立制图对象正确的空间图像
新编地图学教程 第1章 导 论
中国国家经济地图集电子版 新编地图学教程 第1章 导 论
中国国家普通地图集电子版 新编地图学教程 第1章 导 论
2. 模拟功能
新编地图学教程 第1章 导 论
1∶20万、1∶50万和1∶100万比例尺地形图。部分地区还进行了第二代
和第三代更新。
●60年代就开始了机助制图研究
●70年代开始，先后发射人造卫星
●1986年12月建成遥感卫星地面站
新编地图学教程 第1章 导 论
国家地图集系列
新编地图学教程 第1章 导 论
新编地图学教程 第1章 导 论
（4）中国地图学思想和理论成就
新编地图学教程 第1章 导 论
1.3 地图的简要制作过程
—— 实测成图和编绘成图
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MapGIS 6.6
（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）
-
18
§1 数字地图制图的技术基础
3.数字地图主要软件产品介绍
Intergraph
Arc/Info
MapInfo
AutoCAD Map
在地图学中的应用表现为对空间和非空间数据的管理
-
5
§1 数字地图制图的技术基础
3.数字图像处理
数字图像是以栅格阵列的像元数值来 记录图像的，像元数值表现为0-255灰阶。
数字图像处理技术：图像增强与恢复 ，图像分割，图像匹配与识别，图像信息 压缩与编码等。
航空与航天遥感图像是地图的重要数 据源。
-
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 合构成了图形。
栅格（Raster）：将图像或地图分成若干行和列 的栅格，记录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。
-
21
表达真实的世界
Real World
R
EH
R
E
RPP
E
RPP
新编地图学教程
电子教案
第 8 章 数字地图制图
-
1
第8章 数字地图制图
§1 数字地图制图的技术基础 §2 数字地图的数据结构及其数据库 §3 数字地图的编辑与制印 §4 电子地图
-
2
§1 数字地图制图的技术基础
1.1 信息科学与技术基础
1.计算机图形学 2.数据库技术 3.数字图像处理 4.多媒体技术
主要指标： 扫描精度 扫描速度 图像质量
-
11
扫描图形的自动跟踪矢量化
-
12
§1 数字地图制图的技术基础
3.地图输出设备
数字地图输出分为显示器显示输出和硬拷 贝输出两类。
-
13
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
喷墨打印机
网格点阵
Hale Waihona Puke 高彩色地图和影像地图
(2)实体的两维三维造型，如3D MAX；CorelDraw等 计算机图形学主要研究内容：
基本图形元素生成，几何变换；图形显示；交互输入；几 何模型建立；三维动画方法等。
-
4
§1 数字地图制图的技术基础
2.数据库技术
数据特点：量大；需长期保存；反复使用；多用户共用；
集中并以一定组织方式存于存储器中，从而能以最佳方式 、最少的重复，为多种应用服务——数据库。 对数据库中数据的各种操作统一由一个软件执行，即数据 库管理系统（DBMS） 数据库和数据库管理系统合称为数据库系统。
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
行式打印机
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
将屏幕图形复制至胶片，用 于制作幻灯片和正胶片。
-
14
§1 数字地图制图的技术基础
1.3 数字地图制图技术
1.数字地图制图技术的发展 2.数字地图制图软件系统 3.数字地图主要软件产品介绍
6
§1 数字地图制图的技术基础
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。
多媒体的关键特性
多样性：在5个感觉空间内，多媒体技术已实现视、听 和触觉三方面的数字信息处理和传输。
集成性：多媒体信息的集成和多媒体设备的集成。 交互性：计算机的人机“交互性”。
向大型网络、数据仓库、空间和属性统一发展
-
16
§1 数字地图制图的技术基础
2. 数字地图制图软件系统
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，软件是其 核心。
地理信息输入软件 地理信息分析软件 图形输出软件
-
17
§1 数字地图制图的技术基础
3.数字地图主要软件产品介绍
RPP
R
R
R
R
RR
EE EE E
H
Raster Representation
6575000 H
E
E
P Eucalypts
Pine Forest
H
House
6555000
561000
581000
Vector Representation
-
22
2.1 空间数据结构
1.图形数据的基本要素为点、线、面和体
图形要素只出现在三维空间数据结构中，表 达地图要素的图形都可看作是点的集合。
特征码
点 10 线 12
多媒体地图信息系统将成为数字地图制图发展的主流方向。
-
7
§1 数字地图制图的技术基础
1.2 数字地图制图的硬件配置
1.计算机硬件 2.数字地图输入设备 3.地图输出设备
-
8
§1 数字地图制图的技术基础
1.计算机硬件
任务： 数学计算；信息处理；设备控制
-
9
§1 数字地图制图的技术基础
2.数字地图输入设备
包括键盘、鼠标、存储设备和数字化仪等，后者是将地图图 形转换成数字的重要设备，分为两类：跟踪式和扫描式。
跟踪式是以跟踪线划要 素，记录特征点坐标形 式将图形数字化。
操作方式：点 方 式 时间方式 距离方式
A0幅面跟踪式数字化仪
-
10
平台式和滚筒式扫描仪
扫描式是将原图分解为栅格像元，记 录每个像元点灰阶值，将图形数字化
-
15
§1 数字地图制图的技术基础
1.数字地图制图技术的发展
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
飞跃阶段： 20世纪80年代中期至今
地地 图理 出信 版息 系系 统统
硬、软件进一步完善，软件形成两分支
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§1 数字地图制图的技术基础
1.计算机图形学 (Computer Graphics)
研究应用计算机生成、处理和显示图形的学科 。它是以解析几何原理为基础，将显示器看作平面 直角坐标系，使屏幕光栅点阵与图面直角坐标系形 成对应。
计算机图形基本分为两大类：
(1)以线条为主的图形，应用领域为计算机辅助设计
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§2 数字地图的数据结构及其数据库
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， 即构成数字地图。
地图数据分为
空间数据：定位信息（量度信息）
非空间数据：语义信息和时间信息
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2.1 空间数据结构
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。
（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）
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§1 数字地图制图的技术基础
3.数字地图主要软件产品介绍
Intergraph
Arc/Info
MapInfo
AutoCAD Map
在地图学中的应用表现为对空间和非空间数据的管理
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§1 数字地图制图的技术基础
3.数字图像处理
数字图像是以栅格阵列的像元数值来 记录图像的，像元数值表现为0-255灰阶。
数字图像处理技术：图像增强与恢复 ，图像分割，图像匹配与识别，图像信息 压缩与编码等。
航空与航天遥感图像是地图的重要数 据源。
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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 合构成了图形。
栅格（Raster）：将图像或地图分成若干行和列 的栅格，记录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。
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表达真实的世界
Real World
R
EH
R
E
RPP
E
RPP
新编地图学教程
电子教案
第 8 章 数字地图制图
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1
第8章 数字地图制图
§1 数字地图制图的技术基础 §2 数字地图的数据结构及其数据库 §3 数字地图的编辑与制印 §4 电子地图
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2
§1 数字地图制图的技术基础
1.1 信息科学与技术基础
1.计算机图形学 2.数据库技术 3.数字图像处理 4.多媒体技术
主要指标： 扫描精度 扫描速度 图像质量
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扫描图形的自动跟踪矢量化
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§1 数字地图制图的技术基础
3.地图输出设备
数字地图输出分为显示器显示输出和硬拷 贝输出两类。
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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
喷墨打印机
网格点阵
Hale Waihona Puke 高彩色地图和影像地图
(2)实体的两维三维造型，如3D MAX；CorelDraw等 计算机图形学主要研究内容：
基本图形元素生成，几何变换；图形显示；交互输入；几 何模型建立；三维动画方法等。
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4
§1 数字地图制图的技术基础
2.数据库技术
数据特点：量大；需长期保存；反复使用；多用户共用；
集中并以一定组织方式存于存储器中，从而能以最佳方式 、最少的重复，为多种应用服务——数据库。 对数据库中数据的各种操作统一由一个软件执行，即数据 库管理系统（DBMS） 数据库和数据库管理系统合称为数据库系统。
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
行式打印机
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
将屏幕图形复制至胶片，用 于制作幻灯片和正胶片。
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§1 数字地图制图的技术基础
1.3 数字地图制图技术
1.数字地图制图技术的发展 2.数字地图制图软件系统 3.数字地图主要软件产品介绍
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§1 数字地图制图的技术基础
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。
多媒体的关键特性
多样性：在5个感觉空间内，多媒体技术已实现视、听 和触觉三方面的数字信息处理和传输。
集成性：多媒体信息的集成和多媒体设备的集成。 交互性：计算机的人机“交互性”。
向大型网络、数据仓库、空间和属性统一发展
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§1 数字地图制图的技术基础
2. 数字地图制图软件系统
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，软件是其 核心。
地理信息输入软件 地理信息分析软件 图形输出软件
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§1 数字地图制图的技术基础
3.数字地图主要软件产品介绍
RPP
R
R
R
R
RR
EE EE E
H
Raster Representation
6575000 H
E
E
P Eucalypts
Pine Forest
H
House
6555000
561000
581000
Vector Representation
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2.1 空间数据结构
1.图形数据的基本要素为点、线、面和体
图形要素只出现在三维空间数据结构中，表 达地图要素的图形都可看作是点的集合。
特征码
点 10 线 12
多媒体地图信息系统将成为数字地图制图发展的主流方向。
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§1 数字地图制图的技术基础
1.2 数字地图制图的硬件配置
1.计算机硬件 2.数字地图输入设备 3.地图输出设备
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§1 数字地图制图的技术基础
1.计算机硬件
任务： 数学计算；信息处理；设备控制
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§1 数字地图制图的技术基础
2.数字地图输入设备
包括键盘、鼠标、存储设备和数字化仪等，后者是将地图图 形转换成数字的重要设备，分为两类：跟踪式和扫描式。
跟踪式是以跟踪线划要 素，记录特征点坐标形 式将图形数字化。
操作方式：点 方 式 时间方式 距离方式
A0幅面跟踪式数字化仪
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平台式和滚筒式扫描仪
扫描式是将原图分解为栅格像元，记 录每个像元点灰阶值，将图形数字化
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§1 数字地图制图的技术基础
1.数字地图制图技术的发展
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
飞跃阶段： 20世纪80年代中期至今
地地 图理 出信 版息 系系 统统
硬、软件进一步完善，软件形成两分支
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§1 数字地图制图的技术基础
1.计算机图形学 (Computer Graphics)
研究应用计算机生成、处理和显示图形的学科 。它是以解析几何原理为基础，将显示器看作平面 直角坐标系，使屏幕光栅点阵与图面直角坐标系形 成对应。
计算机图形基本分为两大类：
(1)以线条为主的图形，应用领域为计算机辅助设计
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§2 数字地图的数据结构及其数据库
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， 即构成数字地图。
地图数据分为
空间数据：定位信息（量度信息）
非空间数据：语义信息和时间信息
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2.1 空间数据结构
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。