第十八講-電子地圖課件1

2023/12/6第十八講電子地圖(1)第四節(jié)電子地圖一、電子地圖的概念

電子地圖是20世紀(jì)80年代初利用計(jì)算機(jī)輔助地圖制圖技術(shù)而形成的地圖新品種。電子地圖也稱(chēng)為數(shù)字地圖，是地圖制作和應(yīng)用的一個(gè)系統(tǒng)，是一種數(shù)字化了的地圖。電子地圖可以存放在數(shù)字存儲(chǔ)介質(zhì)上，地圖圖形可以顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上也可以隨時(shí)打印輸出到紙面上。電子地圖上可以表示的信息量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通地圖。以TM影象為地面的立體電子地圖電子地圖可以非常方便地對(duì)普通地圖的內(nèi)容進(jìn)行任意形式的要素組合、拼接，形成新的地圖。電子地圖很方便地與衛(wèi)星影像、航空照片等其他信息源結(jié)合，生成新的圖種。電子地圖可以利用數(shù)字地圖記錄的信息，派生新數(shù)據(jù)。電子地圖可用于城市規(guī)劃建設(shè)、交通、旅游、汽車(chē)導(dǎo)航等許多部門(mén)。所有這些數(shù)字地圖將各部門(mén)日常工作由原來(lái)一大堆地圖翻來(lái)翻去，變成為計(jì)算機(jī)前作業(yè)，科學(xué)、準(zhǔn)確、直觀(guān),大大提高效率。

二、電子地圖的特點(diǎn)

電子地圖與紙質(zhì)介質(zhì)的地圖相比，具有許多優(yōu)點(diǎn)：

交互性

無(wú)極縮放

無(wú)縫

動(dòng)態(tài)載負(fù)量調(diào)整

多維化（飛行地圖、演進(jìn)地圖）

信息豐富

共享性

計(jì)算統(tǒng)計(jì)和分析三、電子地圖的圖種

導(dǎo)航圖

多媒體地圖

遙感地圖

網(wǎng)絡(luò)地圖

地形圖（顯示三維地形）

石家莊市網(wǎng)絡(luò)地圖石家莊網(wǎng)絡(luò)地圖的最優(yōu)路徑查詢(xún)（保龍倉(cāng)——省委）

河北師大西校區(qū)電子沙盤(pán)一景四、電子地圖的應(yīng)用

電子地圖己廣泛應(yīng)用于政府規(guī)劃、經(jīng)濟(jì)貿(mào)易、旅游向?qū)А⑿l(wèi)星導(dǎo)航、作戰(zhàn)指揮等領(lǐng)域。在地區(qū)和城市的各級(jí)管理、建設(shè)、分析、規(guī)劃和評(píng)價(jià)工作中，在城市信息系統(tǒng)、自然災(zāi)害預(yù)測(cè)評(píng)估信息系統(tǒng)、遙感作物估產(chǎn)系統(tǒng)、交通管理信息系統(tǒng)以及資源利用、區(qū)域規(guī)劃等系統(tǒng)的建設(shè)中，電子地圖都已成為重要地理信息基礎(chǔ)。電子地圖應(yīng)用領(lǐng)域還在不斷擴(kuò)展，電子地圖的表現(xiàn)形式也將發(fā)生新的變化。導(dǎo)航應(yīng)用的電子地圖共享平臺(tái)建設(shè)

導(dǎo)航電子地圖技術(shù)特點(diǎn)導(dǎo)航系統(tǒng)主要組成分為硬件、軟件和電子地圖三大部分。導(dǎo)航用電子地圖是整個(gè)導(dǎo)航應(yīng)用體系的核心，包括基礎(chǔ)地理信息相關(guān)的背景數(shù)據(jù)、道路交通、各種興趣點(diǎn)以及實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)。導(dǎo)航的重心是道路及與道路相關(guān)的地名與交通數(shù)據(jù)，道路數(shù)據(jù)必須客觀(guān)、完整地表達(dá)現(xiàn)實(shí)世界中道路連通關(guān)系。由于基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)并非面向?qū)Ш綉?yīng)用，因此其道路數(shù)據(jù)無(wú)法很好地滿(mǎn)足導(dǎo)航應(yīng)用需求，體現(xiàn)在：1)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)中的道路以道路中心線(xiàn)表示，而在導(dǎo)航應(yīng)用中有物理或法定隔離帶的道路需要按照交通流方向表達(dá)道路上下行關(guān)系。2)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)中立交橋以點(diǎn)或圖示符號(hào)的方式表示，不表達(dá)立交橋匝道與其它道路的連通關(guān)系。3)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)在表達(dá)兩條或數(shù)條道路的交叉處時(shí)，不論道路在此處是平面交叉還是立體跨越，在圖面視覺(jué)上能夠得到反映，但在數(shù)據(jù)上不能反映或沒(méi)有完備的模型描述道路連通關(guān)系。這些問(wèn)題在利用基礎(chǔ)地理信息生產(chǎn)導(dǎo)航電子地圖的時(shí)候，必須進(jìn)行要素重構(gòu)，有些還需要實(shí)地調(diào)查測(cè)量進(jìn)行補(bǔ)充和完善。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)內(nèi)容設(shè)計(jì)由于基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)與導(dǎo)航電子地圖共享平臺(tái)在數(shù)據(jù)內(nèi)容、數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)、拓?fù)潢P(guān)系等方面存在差異，因此需要對(duì)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理生成導(dǎo)航電子地圖共享平臺(tái)，亦即導(dǎo)航應(yīng)用的電子地圖共享平臺(tái)是在基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上經(jīng)過(guò)加工處理生成的面向?qū)Ш綉?yīng)用的基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)集，主要包括道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)、POI（興趣點(diǎn)）數(shù)據(jù)、地址數(shù)據(jù)與背景數(shù)據(jù)。在導(dǎo)航電子地圖共享平臺(tái)的建設(shè)過(guò)程中，根據(jù)導(dǎo)航應(yīng)用對(duì)數(shù)據(jù)內(nèi)容詳細(xì)程度要求的不同，劃分為城際與城市兩個(gè)表達(dá)區(qū)域。城際導(dǎo)航的主要數(shù)據(jù)源為1:5萬(wàn)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)；城市導(dǎo)航的主要數(shù)據(jù)源為1:1萬(wàn)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)。(1)從內(nèi)容的劃分上說(shuō)，導(dǎo)航應(yīng)用的電子地圖共享平臺(tái)由以下四部分內(nèi)容構(gòu)成：a、道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)：滿(mǎn)足導(dǎo)航應(yīng)用的拓?fù)湫枨?，能夠完整表達(dá)道路間的連通關(guān)系，真實(shí)反映交通流的實(shí)際通行情況，同時(shí)還包含橋梁、隧道、加油站、收費(fèi)站、高速公路出入口、服務(wù)區(qū)、車(chē)渡等道路附屬信息；b、POI數(shù)據(jù)：包含各類(lèi)與導(dǎo)航定位相關(guān)的各類(lèi)社會(huì)經(jīng)濟(jì)設(shè)施，1、居民地名稱(chēng)：城市小區(qū)、村莊、農(nóng)場(chǎng)、林場(chǎng)及漁、牧業(yè)點(diǎn)等；2、企事業(yè)單位名稱(chēng)；3、交通要素名：空港、機(jī)場(chǎng)名、海港名、內(nèi)河港口名、渡口名、鐵路車(chē)站名、地鐵站名等；4、紀(jì)念地和古跡名：公園、古建筑、紀(jì)念地等；c、地址數(shù)據(jù)：包括地址名稱(chēng)、地址拼音、所在行政區(qū)劃名稱(chēng)；d、背景數(shù)據(jù)：包括行政區(qū)劃、水系、鐵路、居民地、植被。(2)從數(shù)據(jù)尺度上說(shuō)，導(dǎo)航電子地圖共享平臺(tái)由城際導(dǎo)航電子地圖共享平臺(tái)與城市導(dǎo)航電子地圖共享平臺(tái)構(gòu)成。a城市是交通活動(dòng)最頻繁的區(qū)域，在單位面積內(nèi)，道路的面積、長(zhǎng)度，POI的密度，道路信息的變化頻率都是郊區(qū)農(nóng)村無(wú)法比擬的，因此需要表達(dá)的內(nèi)容和細(xì)節(jié)都比城際高的多;b城際導(dǎo)航電子地圖共享平臺(tái)表達(dá)城市之間道路的連通關(guān)系，主要以1:5萬(wàn)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源；城市導(dǎo)航電子地圖共享平臺(tái)表達(dá)城市內(nèi)部道路之間的連通關(guān)系，主要以1:1萬(wàn)基礎(chǔ)地理數(shù)據(jù)為數(shù)據(jù)源；c城際導(dǎo)航電子地圖共享平臺(tái)中只需表達(dá)城市內(nèi)重要的交通干道數(shù)據(jù)。道路網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)POI數(shù)據(jù)背景數(shù)據(jù)公路城市道路鄉(xiāng)村道路道路附屬設(shè)施交通服務(wù)政府機(jī)關(guān)鐵路水系居民地注記行政區(qū)劃高速公路國(guó)道省道縣道鄉(xiāng)道地址數(shù)據(jù)城際導(dǎo)航電子地圖共享平臺(tái)城市導(dǎo)航電子地圖共享平臺(tái)杭州市導(dǎo)航應(yīng)用的電子地圖共享平臺(tái)元數(shù)據(jù)地圖數(shù)據(jù)……………公眾服務(wù)快速路主干道次干道支線(xiàn)內(nèi)部道路邏輯模型圖物理模型城際導(dǎo)航電子地圖與城市導(dǎo)航電子地圖在數(shù)據(jù)庫(kù)中分開(kāi)存放，最后使用時(shí)由導(dǎo)航提取工具提取。城際導(dǎo)航電子地圖的地圖數(shù)據(jù)不區(qū)分圖幅存儲(chǔ)為一個(gè)數(shù)據(jù)集（dataset），小類(lèi)以featureclass的形式存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)集(dataset)中；城市導(dǎo)航電子地圖的地圖數(shù)據(jù)分城市不區(qū)分圖幅存儲(chǔ)為多個(gè)數(shù)據(jù)集，每個(gè)數(shù)據(jù)集中又包含多個(gè)小類(lèi)。城際導(dǎo)航電子地圖和城市導(dǎo)航電子地圖的元數(shù)據(jù)則均以單獨(dú)表（table）的形式存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)中。外業(yè)數(shù)據(jù)采集內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)采集質(zhì)量控制已有DLG：DigitalLineGraphic紙質(zhì)地圖或圖集各類(lèi)影像各種文字資料工作底圖內(nèi)業(yè)集成處理處理、轉(zhuǎn)換、更新母庫(kù)數(shù)據(jù)更新導(dǎo)航電子地圖建設(shè)流程軟件選型和軟件開(kāi)發(fā)（1）導(dǎo)航內(nèi)業(yè)處理軟件使用專(zhuān)業(yè)的地理信息系統(tǒng)軟件ArcGIS來(lái)處理所有的內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)并開(kāi)發(fā)相關(guān)的輔助處理工具提高作業(yè)效率。（2）導(dǎo)航數(shù)據(jù)管理軟件過(guò)程數(shù)據(jù)管理軟件:過(guò)程數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為PersonalGeodatabase格式,采用專(zhuān)業(yè)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件——MicrosoftAccess。結(jié)果數(shù)據(jù)管理軟件:結(jié)果數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中,并開(kāi)發(fā)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫(kù)管理軟件提取數(shù)據(jù)、支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的在線(xiàn)更新。（3）導(dǎo)航數(shù)據(jù)檢查軟件在內(nèi)業(yè)處理軟件中開(kāi)發(fā)一系列輔助工具以檢查數(shù)據(jù)的各種圖面及內(nèi)在的邏輯錯(cuò)誤。（4）相關(guān)輔助軟件主要用于輔助內(nèi)業(yè)編輯,包括自動(dòng)連接、自動(dòng)接邊、自動(dòng)轉(zhuǎn)換、自動(dòng)融合等工具。關(guān)鍵技術(shù)導(dǎo)航應(yīng)用的電子地圖共享平臺(tái)建設(shè)是一個(gè)龐大而復(fù)雜的工程，其中涉及多方面的關(guān)鍵技術(shù)。（1）海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與管理技術(shù)：數(shù)據(jù)庫(kù)范圍覆蓋全省的1：5萬(wàn)和城鎮(zhèn)的1:1萬(wàn)地圖，數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)了大量與導(dǎo)航應(yīng)用緊密相關(guān)的道路規(guī)制信息、POI信息等，信息量大內(nèi)容豐富，為此系統(tǒng)構(gòu)建了Oracle9i+ArcSDE8.3的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)環(huán)境，全省數(shù)據(jù)在分圖幅完成編制后通過(guò)批量入庫(kù)工具導(dǎo)入到Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中，數(shù)據(jù)合幅則通過(guò)自動(dòng)處理程序在數(shù)據(jù)庫(kù)中完成。使用數(shù)據(jù)時(shí)通過(guò)數(shù)據(jù)更新服務(wù)平臺(tái)自動(dòng)按照用戶(hù)需求提取。通過(guò)這一系列數(shù)據(jù)管理輔助工具的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用有效的減少了人工干預(yù)，提高系統(tǒng)自動(dòng)化程度，保證了數(shù)據(jù)在生產(chǎn)、傳輸過(guò)程中的一致性。（2）快速更新技術(shù)：地圖數(shù)據(jù)庫(kù)建成后的生存周期依賴(lài)于數(shù)據(jù)庫(kù)的更新周期，更新速度快則數(shù)據(jù)庫(kù)的生存期就長(zhǎng),反之則短。在平臺(tái)建設(shè)中通過(guò)設(shè)定最佳更新周期和采用新的更新技術(shù)建立了一種快速穩(wěn)定的更新機(jī)制，以保證地圖數(shù)據(jù)庫(kù)獲得更