計算機地圖制圖復(fù)習(xí)資料

1、1 計算機地圖制圖的概念計算機地圖制圖又稱機助地圖制圖或數(shù)字地圖制圖，它是以傳統(tǒng)的地圖制圖原理為基礎(chǔ)，以計算機及其外圍設(shè)備為工具，采用數(shù)據(jù)庫技術(shù)和圖形數(shù)據(jù)處理方法，實現(xiàn)地圖信息的采集、存儲、處理、顯示和繪圖的應(yīng)用科學(xué)。2.支撐技術(shù)支撐計算機地圖制圖的技術(shù)方法主要有:計算機圖形圖像處理技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、制圖綜合技術(shù)、多媒體技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)等；指導(dǎo)計算機地圖制圖的基本理論主要有:地圖信息論、地圖信息傳輸論、地圖感受論、地圖符號論、地圖模型論、地圖認知理論、制圖綜合理論等。3.應(yīng)用范圍： 普通地圖制圖；專題地圖制圖；數(shù)字高程模型；地理信息系統(tǒng)4.計算機地圖制圖的優(yōu)勢：l 1、易于編輯和更新l 2、

2、提高繪圖速度和精度l 3、容量大且易于存儲l 4、豐富地圖品種l 5、便于信息共享5計算機地圖制圖的基本過程數(shù)據(jù)采集階段數(shù)據(jù)處理階段數(shù)據(jù)輸出階段數(shù)字化數(shù)字測圖遙感數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換預(yù)處理投影變換圖形處理制圖綜合符號化普通地圖專題地圖統(tǒng)計圖表.6.與計算機地圖制圖相關(guān)的科學(xué)技術(shù)Ø 計算機科學(xué)Ø 地圖學(xué)Ø 遙感技術(shù)Ø 全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)Ø 電子地圖7.計算機地圖制圖原理 計算機地圖制圖的核心問題是：如何使用計算機處理地圖信息以滿足用戶的需要，即解決地圖信息如何以數(shù)字的形式表示、獲取、存儲、處理和輸出，其實質(zhì)是從圖形（連續(xù)）轉(zhuǎn)換為數(shù)字（離散），經(jīng)過一定的處理，然

3、后再由數(shù)字轉(zhuǎn)換為圖形的過程。l 計算機技術(shù)之所以能夠應(yīng)用于地圖制圖，是因為地圖本身是按照一定的數(shù)學(xué)法則，經(jīng)過科學(xué)概括，應(yīng)用特有的符號系統(tǒng)將地球表面上的景物顯示在平面上的一種“圖形數(shù)學(xué)模型”。l 面對地圖，無論其內(nèi)容多么千變?nèi)f化，表示方法多么千差萬變，圖形結(jié)構(gòu)多么復(fù)雜多樣，總是可以按照幾何特征將地圖圖形劃分為三種基本類型圖形元素，即“點狀圖形”，“線狀圖形”和“面狀圖形” 。8.計算機地圖制圖與相關(guān)科學(xué)技術(shù)的聯(lián)系與區(qū)別 （1）.計算機地圖制圖與地理信息系統(tǒng)Ø 計算機地圖制圖系統(tǒng)具有強大的地圖制圖功能；Ø 而完善的地理信息系統(tǒng)可以包含計算機地圖制圖的基本功能，此外還應(yīng)該具有空間

4、分析能力；特別是對圖形數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行深層次的空間分析能力。l 計算機地圖制圖是GIS的重要組成部分。計算機地圖制圖側(cè)重于地物的顯示和處理，討論地形、地物和各種專題要素在地圖上的表示，并且以數(shù)字形式對它們進行存貯、管理，最后通過圖形輸出設(shè)備輸出地圖。l GIS既注重實體的空間分布又強調(diào)它們的可視化效果，既注重實體的空間特征又強調(diào)它們的非空間（屬性）特征及其操作，具備強大的空間分析和決策支持能力?，F(xiàn)代GIS都具有計算機地圖制圖的成分，具備良好的地圖制圖功能，但并非所有計算機地圖制圖系統(tǒng)都含有GIS的全部功能。9.計算機地圖制圖與數(shù)據(jù)庫l 數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)是一般事務(wù)管理系統(tǒng)的基礎(chǔ)軟件，同時也是計算

5、機地圖制圖系統(tǒng)中屬性數(shù)據(jù)管理的基礎(chǔ)軟件。l 計算機地圖制圖系統(tǒng)除了需要強大的空間數(shù)據(jù)管理功能之外，還需要具有圖形數(shù)據(jù)的采集、空間數(shù)據(jù)的處理和可視化等功能。10.計算機地圖制圖與遙感圖像處理l 遙感圖像處理是專門針對遙感圖像進行分析處理的軟件，圖像分析處理功能強大。l 而一般計算機地圖制圖的圖像分析處理功能較弱。11.計算機地圖制圖與計算機輔助制圖l 計算機輔助制圖（CAD）主要用來代替或輔助工程師進行各種設(shè)計。u 共同點：l 都有坐標參考系統(tǒng)，都能描述和處理圖形數(shù)據(jù)及其空間關(guān)系，也都能處理非圖形屬性數(shù)據(jù)。u 區(qū)別：l 計算機輔助制圖多為規(guī)則的幾何圖形及其組合，圖形功能極強，屬性功能相對較弱；l

6、 計算機地圖制圖處理的圖形及其關(guān)系更為復(fù)雜，空間數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的相互操作頻繁，空間數(shù)據(jù)的處理和符號化功能較強。12.地圖對地理空間的描述（方法）：· 地理空間模型· 地理坐標系· 平面直角坐標系· 高程系· 地圖投影· 坐標網(wǎng)· 空間實體13.地圖投影 地圖是一個平面，而地球橢球面是不可展曲面，將地球橢球面上點映射到平面上的方法稱為地圖投影。地圖投影實質(zhì)上就是就是建立地圖平面上點的坐標與地球橢球面上對應(yīng)點的坐標之間的函數(shù)關(guān)系有三種常見的投影變形：長度變形、角度變形和面積變形根據(jù)地圖投影中可能引入的變形的性質(zhì)，可以將地圖投影分

7、為等角投影、等面積投影和任意投影。14.坐標網(wǎng) 在地圖上通常都繪有一種或兩種坐標網(wǎng)，即經(jīng)緯線網(wǎng)、方里網(wǎng)。15.空間實體 在地圖學(xué)中，把地理空間的實體分為點、線、面三種要素，分別用點狀、線狀、面狀符號來表示。16.地圖數(shù)據(jù)的基本特征l 空間特征： 空間位置 ；空間關(guān)系l 屬性特征l 時間特征17.關(guān)系數(shù)據(jù)l 關(guān)系數(shù)據(jù)是描述空間數(shù)據(jù)之間的空間關(guān)系的數(shù)據(jù)。l 地理實體的空間拓撲關(guān)系不隨地圖投影而變化，比一般幾何關(guān)系具有更大的穩(wěn)定性，能本質(zhì)地反映實體之間的邏輯結(jié)構(gòu)關(guān)系。18.屬性數(shù)據(jù)n 屬性數(shù)據(jù)是描述空間實體屬性特征的數(shù)據(jù)，也稱非幾何數(shù)據(jù)，即描述地理現(xiàn)象或地理實體的定性或定量指標，包括語義與統(tǒng)計數(shù)據(jù)，

8、如類型、等級、名稱、狀態(tài)等。n 屬性數(shù)據(jù)中的定性（或定量）指標通常要經(jīng)編碼轉(zhuǎn)換才能被計算機接受。19.空間數(shù)據(jù) 空間數(shù)據(jù)是描述地圖要素中空間特征部分的數(shù)據(jù)，也稱為幾何數(shù)據(jù)，即描述地理現(xiàn)象或地理實體的空間位置、形狀、大小等的數(shù)據(jù)。 空間數(shù)據(jù)包括：點類型，線類型，面類型20.地圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)n 地圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要是指地圖數(shù)據(jù)中空間數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，即指空間數(shù)據(jù)適合于計算機存儲、管理及處理的幾何數(shù)據(jù)的邏輯結(jié)構(gòu)。n 地圖的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)主要分為矢量數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和柵格數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。 優(yōu)缺點壓縮方法優(yōu)點缺點鏈碼有較強的壓縮能力，有運算功能，適合于存儲圖形數(shù)據(jù)疊置運算難實施，對局部的改動會影響整體結(jié)構(gòu)，而且相鄰區(qū)域的邊界重復(fù)存儲

9、。游程長度編碼壓縮效率高，易于檢索，疊加、合并等運算操作簡單，編碼和解碼速度快。只顧及單行單列，沒有考慮周圍其他方向的代碼值是否相同，壓縮受到一定限制。塊狀編碼對大塊成片分布的地物有較高的編碼效率。不適合過于破碎的圖形編碼。四叉樹編碼壓縮效率高，壓縮解壓方便；陣列各部分的分辨率可變，易于進行大部分圖形操作和運算。具有圖形編碼的不定性，相同形狀和大小的多邊形可得出完全不同的四叉樹結(jié)構(gòu)，不利于形狀分析和模式識別。21.地理空間模型（1）地球的自然表面（2）大地水準面（3）地球橢球體模型22.地理坐標系 建立地理坐標系主要的目的是確定地面點的位置，也就是求出地面點與大地水準面的關(guān)系，它包括地面點在大

10、地水準面上的平面位置和地面點到大地水準面的高度。23.平面直角坐標系由于地理坐標系是一種球面坐標，難以進行距離、方向、面積等參數(shù)的計算，故運用地圖投影的方法，建立地球表面和平面上點的函數(shù)關(guān)系，使得地球表面上任意一個由地理坐標確定的點，在平面上必有一個與其對應(yīng)的點。24.高程系高程即由高程基準面起算的地面點的高度。高程基準面是根據(jù)多年觀測的平均海水面確定的。高程是指地面點至平均海水面的垂直高度。地面點之間的高程差，稱為相對高程，簡稱高差。25.地圖投影 地圖是一個平面，而地球橢球面是不可展曲面，將地球橢球面上點映射到平面上的方法稱為地圖投影。地圖投影實質(zhì)上就是就是建立地圖平面上點的坐標與地球橢球

11、面上對應(yīng)點的坐標之間的函數(shù)關(guān)系。有三種常見的投影變形：長度變形、角度變形和面積變形根據(jù)地圖投影中可能引入的變形的性質(zhì)，可以將地圖投影分為等角投影、等面積投影和任意投影。26地圖數(shù)據(jù)源及數(shù)據(jù)分類編碼l 數(shù)據(jù)源的種類Ø 地圖Ø 遙感影像數(shù)據(jù)Ø 實測數(shù)據(jù)Ø 文字與統(tǒng)計資料Ø 已有數(shù)字數(shù)據(jù)27.地圖數(shù)據(jù)的采集地圖數(shù)據(jù)采集的任務(wù)就是將地理實體的幾何數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)輸入到地圖數(shù)據(jù)庫中去。28.幾何數(shù)據(jù)的采集 由于地圖數(shù)據(jù)源的多樣性，在幾何數(shù)據(jù)采集中，可以使用不同的方法。對于由外業(yè)測量儀器獲取的幾何數(shù)據(jù)，只需把測量儀器的數(shù)據(jù)傳輸進入數(shù)據(jù)庫即可。如果是已有的數(shù)字

12、數(shù)據(jù)(包括柵格形式的數(shù)據(jù)等)，可經(jīng)過轉(zhuǎn)換后輸入數(shù)據(jù)庫。而從遙感影像上提取專題信息，必須使用幾何糾正、圖像變換、影像分類和信息提取等技術(shù)，這些主要屬于遙感圖像處理的內(nèi)容。29.手扶跟蹤數(shù)字化l 手扶跟蹤數(shù)字化是在數(shù)字化軟件的支持下應(yīng)用手扶跟蹤數(shù)字化儀來完成的。它通過記錄數(shù)字化儀面板上點的平面坐標來獲取矢量數(shù)據(jù)，是目前廣泛采用的一種地圖數(shù)據(jù)采集方式。l 手扶跟蹤數(shù)字化的基本過程是：先將所需數(shù)字化的地圖(圖件、航片等)固定在數(shù)字化板上；然后設(shè)定數(shù)字化范圍，設(shè)置代碼清單，輸入有關(guān)參數(shù)及選擇數(shù)字化方式；最后按地圖要素的類別分別實施圖形數(shù)字化即可。30.掃描跟蹤數(shù)字化 1)掃描跟蹤數(shù)字化的基本思想l 掃描

13、跟蹤數(shù)字化的基本思想是：首先通過掃描將地圖(圖件等)轉(zhuǎn)換為柵格數(shù)據(jù)，并進行適當處理；然后采用模式識別技術(shù)識別出點和注記；最后使用柵格數(shù)據(jù)矢量化的技術(shù)追蹤出線和面，并根據(jù)地圖內(nèi)容和地圖符號的關(guān)系，自動給矢量數(shù)據(jù)賦屬性值。l 掃描跟蹤數(shù)字化與手扶跟蹤數(shù)字化相比，具有速度快、精度高、自動化程度高等優(yōu)點，是目前較為先進的地圖數(shù)字化方式，也是今后的發(fā)展方向，正在逐步成為計算機地圖制圖中最主要的地圖數(shù)字化方式。31.屬性數(shù)據(jù)的采集 1屬性數(shù)據(jù)的采集方法屬性數(shù)據(jù)的采集較為簡單，主要使用鍵盤輸入的方式。分兩種情況：當屬性數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)量較小時，可以在輸入幾何數(shù)據(jù)的同時，根據(jù)數(shù)字化軟件的提示用鍵盤輸入。當屬性數(shù)據(jù)的

14、數(shù)據(jù)量較大時，可與幾何數(shù)據(jù)分開輸入，經(jīng)檢查修改后再轉(zhuǎn)入到數(shù)據(jù)庫中。l 在計算機地圖制圖系統(tǒng)中，應(yīng)提供方便靈活的手段以對屬性數(shù)據(jù)進行增加、刪除、修改等操作。32.屬性數(shù)據(jù)與幾何數(shù)據(jù)的聯(lián)系方法l 當?shù)貓D要素的屬性數(shù)據(jù)與幾何數(shù)據(jù)分開輸入時，把屬性數(shù)據(jù)與幾何數(shù)據(jù)聯(lián)系起來的方法是在屬性數(shù)據(jù)與幾何數(shù)據(jù)之間建立一個惟一的公共標志碼。該標志碼可以在輸入幾何數(shù)據(jù)或?qū)傩詳?shù)據(jù)時手工輸入，也可以由系統(tǒng)自動生成。l 當幾何數(shù)據(jù)或?qū)傩詳?shù)據(jù)沒有公共標志碼時，必須通過人機交互的方法，如選取一個地圖要素，再指定其對應(yīng)的屬性數(shù)據(jù)來確定兩者之間的關(guān)系，并生成公共標志碼。l 在數(shù)據(jù)庫中，只有當?shù)貓D要素的幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)有一共同的數(shù)

15、據(jù)項時，才能將幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)自動地連接起來。在地圖要素的幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)連接起來以后，就可以進行各種諸如定性、定位等查詢操作與運算了。33.地圖數(shù)據(jù)的編輯和數(shù)據(jù)質(zhì)量分析 數(shù)據(jù)編輯l 在數(shù)據(jù)采集的過程中，無論是地圖的幾何數(shù)據(jù)數(shù)字化還是屬性數(shù)據(jù)數(shù)字化，都不可能完全正確，常見的錯誤主要有：地圖要素的遺漏，地圖要素的重復(fù)或多余，幾何數(shù)據(jù)的位置不正確或不完整，屬性數(shù)據(jù)的遺漏、重復(fù)，幾何數(shù)據(jù)與屬性數(shù)據(jù)的連接錯誤等。因此，必須對所采集的數(shù)據(jù)進行編輯修改。為此，首先要顯示數(shù)據(jù)，然后才能進行編輯修改。34.數(shù)據(jù)顯示l 數(shù)據(jù)顯示是指在屏幕上或通過繪圖機把有關(guān)信息顯示出來，以便與原圖進行比較，找出數(shù)字化過程中

16、的差錯，加以編輯修改。l 為了能對采集到的數(shù)據(jù)進行較為完整的顯示，計算機地圖制圖系統(tǒng)應(yīng)提供如下基本功能：Ø 圖形顯示功能。Ø 符號設(shè)置及符號庫功能。Ø 圖形輸出功能。35.數(shù)據(jù)質(zhì)量分析 數(shù)據(jù)質(zhì)量的概念(1)地圖數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本含義l 地圖數(shù)據(jù)具有定位、定性和時間性三大特征。地圖數(shù)據(jù)的質(zhì)量是指用該數(shù)據(jù)來表達其三大特征時所能達到的準確性、一致性和完整性，以及它們之間統(tǒng)一性的程度。36.地圖數(shù)據(jù)質(zhì)量的基本內(nèi)容 準確性。準確性主要指地圖數(shù)據(jù)的幾何位置精度和屬性精度， 一致性。這里，一致性主要是指數(shù)據(jù)的邏輯一致性， 完整性。完整性包括諸如地圖要素類型的完整性、數(shù)據(jù)分類的完整性

17、、屬性數(shù)據(jù)的完整性以及注記的完整性等。 現(xiàn)勢性?，F(xiàn)勢性可以由數(shù)據(jù)的采集時間、數(shù)據(jù)的更新時間等來體現(xiàn)。 統(tǒng)一性。統(tǒng)一性主要是指各類數(shù)據(jù)之間的統(tǒng)一協(xié)調(diào)等。37.地圖數(shù)據(jù)庫 計算機地圖制圖是地理信息處理的過程。在地理信息的采集、存儲、檢索、分析處理及圖形輸出等過程中，都需要地圖數(shù)據(jù)庫的支持。地圖數(shù)據(jù)庫與一般的數(shù)據(jù)庫相比，不僅數(shù)據(jù)量特別大，而且既要管理屬性數(shù)據(jù)又要管理空間數(shù)據(jù)。地圖數(shù)據(jù)庫是計算機地圖制圖系統(tǒng)的重要組成部分。38.面向?qū)ο蟮牡貓D數(shù)據(jù)模型具有如下優(yōu)點：l 面向?qū)ο蟮臄?shù)據(jù)模型是一種基于抽象的模型，允許設(shè)計者在基本功能上選擇最為適用的技術(shù)，可充分吸收和利用傳統(tǒng)數(shù)據(jù)模型的優(yōu)點。l 可以較為有效地

18、模擬和操縱復(fù)雜對象。l 具有良好的可擴充性。39.可視化的概念l 可視化是指運用計算機圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將計算過程中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)及計算結(jié)果轉(zhuǎn)換為圖形和圖像顯示出來，并進行交互處理的理論、方法和技術(shù)。l 它的主要功能是從復(fù)雜 的數(shù)據(jù)中產(chǎn)生圖形圖像，并可以分析和理解存入計算機的圖形圖像數(shù)據(jù)。 · 并非只是漂亮的圖形，而是反映復(fù)雜的數(shù)據(jù)· 重組數(shù)據(jù)使其更有效率，轉(zhuǎn)化成圖形形式，便于理解和分析· 三要素：數(shù)據(jù)（科學(xué)領(lǐng)域）、渲染（計算機圖形）、人（感知與理解）· 與計算機圖形學(xué)和幾何建模的區(qū)別40.可視化的分類l 科學(xué)可視化：來源與測量和計算的科學(xué)數(shù)據(jù)可視化 l

19、 數(shù)據(jù)可視化：普通數(shù)據(jù)的可視化，如事務(wù)數(shù)據(jù)、股票數(shù)據(jù)等 l 信息可視化：語義關(guān)系、超文本的可視化 41.可視化的作用 實現(xiàn)人與機之間的圖像通信，而不是目前的文字或數(shù)字通信，從而使人們觀察到傳統(tǒng)方法難以觀察到的現(xiàn)象和規(guī)律。使科學(xué)家不再是被動地得到計算結(jié)果，而是知道在計算過程中發(fā)生了什么現(xiàn)象，并可改變參數(shù)，觀察其影響，對計算過程實現(xiàn)引導(dǎo)和控制?？商峁┰谟嬎銠C輔助下的可視化技術(shù)手段，從而為在分布環(huán)境下的計算機輔助協(xié)同設(shè)計打下基礎(chǔ)。42地理信息可視化l 地理信息可視化是指運用計算機地圖制圖技術(shù)以及計算機圖形學(xué)和圖像處理技術(shù)，將地理信息輸入、存儲、處理、查詢以及輸出的數(shù)據(jù)結(jié)果采用圖形符號、圖形、圖像，結(jié)

20、合圖表、文字、表格等可視化形式顯示并進行交互處理的理論、方法和技術(shù)。43. 可視化的形式地圖 多媒體 虛擬現(xiàn)實44.電子地圖的基本特征 (1)數(shù)據(jù)與軟件的集成性l 在產(chǎn)品形式上，紙質(zhì)地圖表現(xiàn)為單一的地圖數(shù)據(jù)輸出，而電子地圖是地圖數(shù)據(jù)與軟件系統(tǒng)的集成，缺一不可。電子地圖的軟件系統(tǒng)又可稱為電子地圖瀏覽系統(tǒng)，它是地圖由數(shù)據(jù)形式到模擬表達形式的翻譯器和轉(zhuǎn)換器，負責(zé)將地圖數(shù)據(jù)庫中的內(nèi)容顯示在屏幕上，并支持一系列對地圖的操作功能。l (2)交互性l 紙質(zhì)地圖一旦印刷完成就成為定型產(chǎn)品，幅面、內(nèi)容、形式都不會再發(fā)生改變。電子地圖保存在計算機的存儲設(shè)備中，電子地圖系統(tǒng)的瀏覽軟件允許用戶對表達的地圖內(nèi)容進行選擇

21、，并通過縮放、漫游對地圖表達區(qū)域進行調(diào)整，經(jīng)過用戶的交互操作在屏幕上形成不同的地圖。(3)表達的多樣性(4)多尺度數(shù)據(jù)的結(jié)合l 一幅紙質(zhì)地圖通常只能表達某一個固定比例尺的地圖內(nèi)容。而電子地圖可以同時載負多個比例尺數(shù)據(jù)，并通過設(shè)定的顯示條件動態(tài)地調(diào)整地圖表達的內(nèi)容，如隨著地圖的逐步放大，更大比例尺的地圖被顯示出來。 (5)快速、高精度的信息檢索與地圖分析l 在紙質(zhì)地圖上搜索地圖目標需要用戶獨立完成，并且只能進行一些比較簡單的量算和分析，不僅費時，精度也不容易得到保證。電子地圖利用地圖數(shù)據(jù)庫的查詢、檢索功能和GIS的空間分析功能，很容易實現(xiàn)用戶對地圖目標的高效、高精度查詢和分析的需要。 (6)多維

22、與動態(tài)可視化 在紙質(zhì)地圖中，制圖人員通常將地理對象的空間分布形態(tài)通過制圖綜合轉(zhuǎn)換為二維平面形式表現(xiàn)出來，即使三維、連續(xù)分布的地圖信息，也間接地轉(zhuǎn)化為等值線形式來表達。紙質(zhì)地圖表達的地圖目標都是靜態(tài)的、不變化的，要在圖上反映動態(tài)變化的地圖現(xiàn)象，往往通過幾個時間段的靜態(tài)地圖組合來實現(xiàn)。而在電子地圖上，不僅可以進行地圖的三維顯示、空中飛行、虛擬環(huán)境漫游等，而且可以描述地圖現(xiàn)象的動態(tài)變化過程。(7)共享性 與紙質(zhì)地圖相比，電子地圖依托于計算機技術(shù)，網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)和容量大便于攜帶的存儲設(shè)備，如光盤等，更容易實現(xiàn)地圖的復(fù)制、傳播和共享。(8)低成本性 電子地圖的內(nèi)容以數(shù)據(jù)的形式保存在地圖數(shù)據(jù)庫中，可以方便地

23、進行無損失復(fù)制和數(shù)據(jù)的編輯、修改，從而很容易更新再版，制作周期短，成本低。45.電子地圖的設(shè)計原則 數(shù)據(jù)設(shè)計l 界面設(shè)計Ø 界面的形式設(shè)計Ø 界面的顯示設(shè)計Ø 界面的布局設(shè)計l 符號和注記設(shè)計l 色彩設(shè)計46.電子地圖集的制作過程 電子地圖集的制作一般包含如下過程： 電子地圖集的選題和目標分析； 電子地圖集的結(jié)構(gòu)與風(fēng)格設(shè)計； 電子地圖集數(shù)據(jù)(包括電子地圖、專題數(shù)據(jù)與多媒體數(shù)據(jù))的加工與制作； 電子地圖集的數(shù)據(jù)集成； 成果檢查與電子地圖瀏覽系統(tǒng)的應(yīng)用測試； 出版發(fā)行。47.電子地圖集瀏覽系統(tǒng)的開發(fā) 電子地圖集數(shù)據(jù)庫的讀寫功能； 電子地圖集中各種基本單元的顯示功能；

24、電子地圖的縮放、漫游功能 多媒體(視頻、音頻、圖片、動畫等)的播放功能； 當鼠標在一個專題圖片單元的關(guān)聯(lián)區(qū)域或電子地圖的熱點、熱線、熱面上點擊時，關(guān)聯(lián)到另一個單元或?qū)ｎ}屬性信息的快速響應(yīng)功能； 電子地圖的查詢、檢索功能； 電子地圖的空間分析功能，主要表現(xiàn)為地圖量算、緩沖區(qū)分析和最短路徑分析功能。48.電子地圖集設(shè)計系統(tǒng)的開發(fā) 電子地圖集設(shè)計系統(tǒng)應(yīng)具備的功能包括： 電子地圖集數(shù)據(jù)庫的讀寫功能； 對電子地圖集的素材(包括電子地圖、專題圖片、視頻、音頻、圖像、動畫等)進行分門別類的管理，以便在需要時可以快速檢索得到； 可以構(gòu)建9種類型的基本單元，不同的單元類型具有自己獨立的參數(shù)形式； 建立各基本單元

25、之間的關(guān)聯(lián)方法，包括在專題圖片上通過指定關(guān)聯(lián)區(qū)域與其他素材關(guān)聯(lián)，在電子地圖上通過添加熱點、熱線和熱面與專題屬性數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)； 可以構(gòu)建電子地圖集的符號庫系統(tǒng)，實現(xiàn)電子地圖的顯示。49.系統(tǒng)開發(fā)的基礎(chǔ)條件n 可支撐的硬件環(huán)境n 適合的軟件環(huán)境n 全面的專業(yè)知識與技能50.系統(tǒng)開發(fā)過程按照軟件工程化方法定義，CAC系統(tǒng)開發(fā)包括系統(tǒng)的需求分析、設(shè)計、軟件實現(xiàn)、軟件測試與運行維護5個階段。 （1）.需求分析 需求分析是系統(tǒng)開發(fā)的前期階段，主要明確系統(tǒng)要實現(xiàn)的目標與任務(wù)要求。只有確定了系統(tǒng)需要做什么，才能進一步研究系統(tǒng)必須具備哪些功能，以及如何實現(xiàn)這些功能。（2）系統(tǒng)設(shè)計n 總體設(shè)計 該階段確定系統(tǒng)的總體結(jié)

26、構(gòu)框架，主要是將前面的各項需求轉(zhuǎn)化為統(tǒng)一的體系結(jié)構(gòu)，包括各個模塊的功能、組成以及模塊之間的相互關(guān)系。n 數(shù)據(jù)庫設(shè)計 針對系統(tǒng)需求建立數(shù)據(jù)模型。n 詳細設(shè)計 這一階段要對每個模塊完成的功能進行具體的、結(jié)構(gòu)化的過程描述，包括數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法、實施的功能和使用數(shù)據(jù)之間的關(guān)系等。（3）軟件實現(xiàn)軟件實現(xiàn)是系統(tǒng)開發(fā)的核心環(huán)節(jié)，它直接表現(xiàn)為程序編制，即將系統(tǒng)設(shè)計的結(jié)果采用特定的程序設(shè)計語言。（4）軟件測試n 軟件測試的目的是盡可能找出在總體設(shè)計、詳細設(shè)計、軟件編碼中的錯誤，加以糾正，從而確保得到高質(zhì)量的軟件。n 軟件測試包括單元測試、組裝測試、確認測試、系統(tǒng)測試等。（5）運行維護 測試通過的系統(tǒng)經(jīng)過一定時期(

27、一般為幾個月)的試運行并得到進一步完善后，可以正式投入運行使用。但是，軟件中仍然可能存在暫未發(fā)現(xiàn)的問題隱患，系統(tǒng)的數(shù)據(jù)、功能在實踐過程中需要修改、調(diào)整，需要適應(yīng)新的系統(tǒng)工作環(huán)境、設(shè)備等，都會提出系統(tǒng)維護的要求。在CAC系統(tǒng)中，地圖數(shù)據(jù)采集設(shè)備的不斷更新、采集方式的不斷進步、地圖制圖規(guī)范的進一步完善，都會導(dǎo)致系統(tǒng)軟件的升級維護。51.軟件開發(fā)模型n 瀑布模型n 增量模型n 螺旋模型n 噴泉模型51.軟件設(shè)計與實現(xiàn)方法n 結(jié)構(gòu)化方法 它通過自上而下、逐層細化的方法將系統(tǒng)劃分為一個個模塊，其采取的策略是分解和抽象。一方面，通過分解將復(fù)雜的問題劃分成若干個相對簡單的小問題，然后分別予以解決；另一方面，

28、不同的分解層次又具有不同的抽象程度，在頂層首先關(guān)注問題最本質(zhì)的方面，其抽象程度最高，隨著層次降低，越來越多地關(guān)注問題的具體方面，即問題的細節(jié)。這一方法貫穿于分析、設(shè)計和程序設(shè)計的過程中，分別稱為結(jié)構(gòu)化分析(SA)、結(jié)構(gòu)化設(shè)計(SD)和結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計(SP) 結(jié)構(gòu)化方法使用的工具有數(shù)據(jù)流圖、數(shù)據(jù)字典、判定表、判定樹和結(jié)構(gòu)化語言等。結(jié)構(gòu)化方法作為使用最早、使用時間最長、發(fā)展最為成熟的軟件設(shè)計與實現(xiàn)方法，具有簡單、實用的特點，開發(fā)者容易掌握和使用，特別適合于瀑布模型。n 面向?qū)ο蠓椒?面向?qū)ο蠓椒ㄊ且环N圍繞客觀世界的概念來組織模型的全新的思考方式，它是一種運用對象、類、繼承、封裝、聚合、消息傳送和多

29、態(tài)性等概念來構(gòu)造系統(tǒng)的軟件開發(fā)方法。52.結(jié)構(gòu)化方法在CAC系統(tǒng)開發(fā)中的應(yīng)用 系統(tǒng)分析CAC系統(tǒng)需要完成以下基本功能：n 地圖數(shù)據(jù)(包含空間數(shù)據(jù)和非空間數(shù)據(jù))的采集與入庫；n 地圖數(shù)據(jù)的維護和更新；n 地圖數(shù)據(jù)的制圖輸出。53.地圖數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（1）圖層的概念及其分類（2）空間數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)54.地圖數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)的功能模塊 55. 地圖符號庫子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 （1） 基礎(chǔ)地圖符號基礎(chǔ)地圖符號反映地圖目標表達的可重復(fù)單元，包括點、線、面符號。其中地圖符號的內(nèi)部組成的幾何要素稱為圖元，基礎(chǔ)地圖符號可視為一組圖元的有序集合。56.地圖符號庫子系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能 地圖符號庫管理系統(tǒng)提供了基礎(chǔ)與專題兩類

30、地圖符號的建立、組織、管理功能與應(yīng)用接口。這包括利用各類圖元的設(shè)置與組合進行點、線、面符號的創(chuàng)建、存取、修改、刪除等處理功能，以及面向各種類型地圖目標的符號化調(diào)用接口。 基礎(chǔ)地圖符號的符號化調(diào)用函數(shù)的參數(shù)包括地圖目標分類碼和目標空間數(shù)據(jù)。 專題地圖符號的符號化調(diào)用函數(shù)的參數(shù)在分類碼和空間數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，增加目標的專題數(shù)據(jù)表達式，以確定專題表達的內(nèi)容。57.地圖數(shù)據(jù)處理模塊 地圖數(shù)據(jù)處理的功能模塊包括坐標變換模塊、投影變換模塊、編輯修改模塊、制圖綜合模塊和地圖接邊模塊等。 以坐標轉(zhuǎn)換模塊為例： 控制點的建立 坐標變換關(guān)系的建立 坐標變換的實施 58.地圖數(shù)字化采集模塊 59.地圖制圖輸出模塊的設(shè)計

31、 地圖制圖輸出主要依賴于地圖符號庫子系統(tǒng)的支持。 該模塊首先從地圖數(shù)據(jù)庫中依次取出一個圖層，判斷圖層類型，然后在圖層內(nèi)再依次取出每一個地圖目標，判斷目標的分類碼，將圖層類型以及地圖目標的分類碼、空間數(shù)據(jù)和相關(guān)專題數(shù)據(jù)(如果為專題地圖符號)一起傳遞給地圖符號化模塊。58.系統(tǒng)的軟件實現(xiàn) CAC系統(tǒng)軟件必須通過程序編制實現(xiàn)。程序編制簡稱編程，是軟件開發(fā)的核心工作，其任務(wù)就是應(yīng)用編程語言把已設(shè)計的各個模塊轉(zhuǎn)變?yōu)橛嬎銠C編程的前期工作 在編寫程序前首先應(yīng)完成系統(tǒng)的詳細設(shè)計，也稱為“過程設(shè)計”。詳細設(shè)計并不是具體地編程序，而是將各個模塊細化成很容易從中產(chǎn)生程序的“圖紙”。 系統(tǒng)界面設(shè)計也是詳細設(shè)計的重要內(nèi)

32、容之一。軟件開發(fā)平臺的選擇 軟件開發(fā)平臺不僅僅指軟件的編程語言，還包括相關(guān)的開發(fā)環(huán)境，如編程語言的版本、支持的庫函數(shù)和資源、數(shù)據(jù)存儲模式等。選擇軟件開發(fā)平臺要考慮到系統(tǒng)開發(fā)的任務(wù)和需求。59.CAC系統(tǒng)對軟件開發(fā)平臺的基本要求包括： 具有靈活方便的編程環(huán)境。支持大數(shù)據(jù)量數(shù)據(jù)的處理。具有構(gòu)建復(fù)雜數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的能力。支持圖形數(shù)據(jù)的運算、表達。具有良好的軟件可移植性、可維護性和可擴展性。60.程序編寫的基本要求 在CAC系統(tǒng)的開發(fā)中，由于系統(tǒng)功能多，內(nèi)容復(fù)雜，一般需要安排若干人同時參加程序編寫，所以需要更加強調(diào)程序的可讀性和可重用性。一般認為好的程序應(yīng)具備的特點是：能夠完成系統(tǒng)設(shè)計目標；調(diào)試代價低；易于

33、維護，易于修改；設(shè)計不復(fù)雜；效率高等。61. 系統(tǒng)界面的實現(xiàn) 1）CAC系統(tǒng)界面的一般形式 基于命令的界面?；诓藛悟?qū)動的界面?；跀?shù)據(jù)流圖的圖形用戶界面。 （2）鼠標的應(yīng)用 菜單驅(qū)動的界面往往需要鼠標支持。在Turbo C環(huán)境下，系統(tǒng)可以自行開發(fā)鼠標信息函數(shù)。（3）菜單庫的結(jié)構(gòu)與應(yīng)用 由于CAC系統(tǒng)的菜單項層次可達3-4層，且數(shù)量多，采用通過程序固定實現(xiàn)的方法，往往存在程序代碼冗長且重復(fù)性大的問題。為了增加菜單的靈活性，系統(tǒng)宜采用菜單自動生成的方法。針對這一要求，菜單的界面實現(xiàn)除了圖形上的表達外，還需要菜單庫的支持。（4）菜單的顯示 62.掃描圖像數(shù)據(jù)的導(dǎo)入功能實現(xiàn) 地圖掃描后獲取的圖像保存

34、為bmp，Pcx，tiff等圖像文件形式，可以作為特殊的柵格圖層導(dǎo)人到一個地圖工程中，并作為地圖數(shù)據(jù)采集的參考底圖。 圖像文件一般都包括圖像文件頭和圖像數(shù)據(jù)兩個部分。63.地圖目標的采集與保存功能實現(xiàn) 地圖目標的采集模塊地圖目標的存儲模塊64.地圖目標的編輯功能實現(xiàn) 地圖目標采集過程中，由于硬件設(shè)備、軟件系統(tǒng)和人為的諸多因素，可能會出現(xiàn)各種各樣的采集錯誤，修改這些錯誤需要地圖目標的編輯功能支持。 目標編輯主要是在地圖瀏覽的基礎(chǔ)上對地圖目標的空間數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)進行增加、修改、刪除處理，包括目標處理和節(jié)點處理兩個方面。 65.地圖制圖的一般過程 地圖設(shè)計和編輯準備階段l 地圖設(shè)計的任務(wù)包括：根據(jù)制

35、圖的目標、任務(wù)和用途，確定地圖的選題、內(nèi)容、指標、比例尺和地圖投影；l 搜集、選擇、分析和加工制圖資料；選擇表示方法和設(shè)計圖例符號；l 確定制圖綜合原則和綜合指標；對于專題地圖，還需要將地理底圖和專題內(nèi)容分別設(shè)計；l 最后形成完整、協(xié)調(diào)、統(tǒng)一的地圖編制設(shè)計書，并制定出地圖編制的具體工作計劃。 地圖編稿和編繪階段該階段的主要任務(wù)包括：l 資料處理；l 展繪數(shù)學(xué)基礎(chǔ)；l 進行地圖內(nèi)容的轉(zhuǎn)繪與編繪 地圖整飾和制印階段l 該階段主要完成地圖印刷前的準備工作(地圖整飾)及最后的制版印刷工作。l 地圖整飾泛指地圖設(shè)計與生產(chǎn)中美化地圖外貌及規(guī)格化的各種技術(shù)工作，這里主要指地圖印刷前依據(jù)編繪原圖進行的地圖清繪

36、(或刻繪)，制成印刷用的出版原圖，以及制作與出版有關(guān)的分色參考圖和彩色樣圖等。l 地圖制印包括出版原圖的復(fù)照或翻版，分版分涂，制版打樣，以及印刷、裝幀等。66.CAC系統(tǒng)的應(yīng)用流程 編輯準備l 地圖資料的數(shù)字化采集方式l 地圖的圖層設(shè)置方案l 地圖目標的數(shù)字化方法l 地圖符號與地圖符號庫l 地圖屬性數(shù)據(jù)項的定義 數(shù)據(jù)采集l 空間數(shù)據(jù)采集l 屬性數(shù)據(jù)采集 數(shù)據(jù)處理l 采集數(shù)據(jù)的空間參考系不一致l 數(shù)據(jù)的詳略程度不匹配l 目標之間的空間和屬性關(guān)系矛盾 圖形輸出l 圖形輸出是CAC系統(tǒng)的目標功能。l 地圖數(shù)據(jù)的采集、編輯、處理最終是為圖形輸出服務(wù)，它將采集、處理以后的正確的地圖數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為地圖圖形，可

37、以直接通過屏幕顯示或打印機、繪圖儀輸出，也可以將輸出的圖形轉(zhuǎn)換為圖像后進行分版處理，印刷成圖。計算、算法部分1普通地圖矢量符號（庫）算法 地圖符號地圖符號的類型：（1）按圖形特征分： Ø 點狀符號；Ø 線狀符號；Ø 面狀符號；Ø 注記符號。點狀符號：是在地圖對象定位點上用幾何圖形表示地圖對象屬性的符號。點狀符號的屬性包括：圖形類型、符號大小、邊框顏色和填充顏色。幾何圖形一般有十字符、三角形、正方形、圓形和五角星等。 點狀符號的定位對點狀地圖對象就是其本身的位置，對面狀地圖對象就是中心點的位置。線狀符號：是在線狀地圖對象或者面狀地圖對象的位置上用不同寬度和線型表示地圖對象屬性的符號。線狀符號的屬性包括：線條類型、線條寬度和線條顏色。其中線型可以是實線、虛線、點線、點劃線等。 面狀符號：是在面狀地圖對象的范圍內(nèi)用不同填充模式和填充顏色表示地圖對象屬性的符號。面狀符號的屬性包括：填充模式、填充顏色、是