計算機地圖製圖

2022-10-11 10:57:03 字數 5245 閱讀 5238

第一章一、地圖

1、是按照一定的數學法則,將地球表面上的空間資訊,經概括綜合後以視覺化、數位化的符號形式,縮小表達在一定載體上的圖形模型。

2、地圖可分為普通地圖、專題地圖

計算機地圖製圖又稱機助地圖製圖或數字地圖製圖,是以傳統的地圖製圖原理為基礎,以計算機及其外圍裝置為工具,採用資料庫技術和圖形數字處理方法,實現地圖資訊的獲取、變換、傳輸、識別、存貯、處理、顯示和繪圖的應用技術。

相對於傳統的地圖製圖,計算機地圖製圖的優越性:

(1) 易於編輯和更新;

(2) 提高繪圖速度與精度;

(3) 容量大且易於儲存;

(4) 豐富地圖品種;

(5) 便於資訊共享。

*三、 計算機地圖製圖的基本過程

計算機地圖製圖的本質作用:是實現原始資料向數字地圖的轉換

編輯準備:確定製圖資料;按數字製圖要求對原始資料進行處理;設計編碼系統;確定數位化方法;決定製圖工作流程計畫

地圖製印:利用計算機製作的4色膠片可曬制金屬印刷版,然後在平版膠印機上印刷。

四、數位化定義:

定義1:把模擬形式的資料轉換為計算機可以讀取的數字形式。

定義2:地圖的圖形以及影象資料必須通過某種圖數轉換裝置轉換成數字,以便計算機識別和處理,該過程叫數位化.

數位化方法:手扶跟蹤數位化儀;掃瞄數位化儀;螢幕跟蹤數位化

製圖綜合定義:對地圖內容按照一定的規律和法則進行選取和概括,用以反映製圖物件的基本特徵和典型特點及其內在聯絡的過程。

製圖綜合的型別:

1、地物形狀的綜合

2、地物數量的綜合

3、地物型別的綜合

*五、計算機地圖製圖系統由四個部分組成:硬體、軟體、製圖資料、人員。

典型的計算機地圖製圖系統包括兩種情況:個人計算圖形系統和工作站圖形系統。

*1)計算機地圖製圖的硬體系統

數位化輸入裝置:鍵盤,滑鼠、掃瞄器、數位化儀;

計算機硬體系統:主機、顯示器等;

地圖輸出裝置:各類繪圖儀,電子螢幕等。

*2)計算機地圖製圖軟體系統

計算機地圖製圖專業軟體

資料庫軟體

系統管理軟體

六、地圖資料

地圖是以圖形的形式表達關於空間實體及其屬性、時態特徵的一種方式。

地理要素空間資料

地理要素屬性資料

地圖要素空間關係資料

地圖符號庫

地圖註記資料

地圖元資料

七、地圖學

◆概念:研究地圖的理論、編制技術與應用方法的科學,是一門研究以地圖圖形反映與揭示各種自然和社會現象空間分布、相互聯絡及動態變化的科學、技術與藝術相結合的學科。

◆地圖學的研究物件是地圖,任務是研究地圖理論、地圖製作和地圖應用。

*八、計算機地圖製圖與地理資訊系統的關係

區別:計算機地圖製圖:快速、精確地編制高質量的地圖。

地理資訊系統:為地理研究和地理決策提供服務。

聯絡: 地理資訊系統是以計算機地圖製圖方法作為基礎和技術保證;由於地理資訊系統具有強大的空間分析功能,可使地圖製作更方便、精確。地理資訊系統載負的地理資訊更廣泛,地理資訊系統可以包含計算機地圖製圖系統,反之,不成立。

第二章一、 地圖對地理空間的描述

1、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

2、地理座標系: 是用於確定地物在地球上位置的座標系。乙個特定的地理座標系是由乙個特定的橢球體和一種特定的地圖投影構成,其中橢球體是一種對地球形狀的數學描述,而地圖投影是將球面座標轉換成平面座標的數學方法。

3、平面直角座標系:包括高斯平面直角座標系和獨立平面直角座標系。通常選擇:高斯投影平面(在高斯投影時)或測區內平均水準面的切平面(在獨立地區測量時)作為座標平面。

4、高程系:由高程基準面起算的地面點的高度稱為高程。一般地,乙個國家只採用乙個平均海水面作為統一的高程基準面,由此高程基準面建立的高程系統稱為國家高程系,否則稱為地方高程系。

*二、地圖投影

地圖投影是利用一定數學方法則把地球表面的經、緯線轉換到平面上的理論和方法。其數學公式表達為:

地球   χ=f1(λ,φ) y=f2(λ,φ)

1)按變形性質,地圖投影可分為三類:等角投影、等(面)積投影和任意投影。

2)按轉換法則,分幾何投影和條件投影。前者又分方位投影、圓柱投影、圓錐投影和多圓錐投影;後者則包括偽方位投影、偽圓柱投影和偽圓錐投影。

3)、按投影軸與地軸的關係,分正軸(重合)、斜軸(斜交)和橫軸(垂直)三種。

4)、幾何投影中根據投影面與地球表面的關係分切投影和割投影。

常見種類:

目前常用的投影方法有墨卡托投影(正軸等角圓柱投影)、高斯-克呂格爾投影、斜軸等面積方位投影、雙標準緯線等角圓錐投影、等差分緯線多圓錐投影、正軸方位投影等。

5)地圖投影的基本方法:

①幾何透視法是利用透視的關係,將地球體面上的點投影到投影面(借助的幾何面)上的一種投影方法。

②數學解析法是在球面與投影面之間建立點與點的函式關係,通過數學的方法確定經緯線交點位置的一種投影方法。

座標網:地圖上用於確定點位、方向、距離和拼接圖幅等的一種網格。

*高斯克呂格投影 :簡稱「高斯投影」,它是一種橫軸等角切圓柱投影。

我國規定1:1萬、1:2.5萬、1:5萬、1:10萬、1:25萬、1:50萬比例尺的地形圖均採用高斯克呂格投影,

1:2.5萬至1:50萬的地形圖採用經差6度分帶,1:1萬比例尺地形圖採用3度分帶。

*高斯投影變形具有以下特點:

1 **經線上無變形

2 同一條緯線上,離**經線越遠,變形越大;

3 同一經線上,緯度越低,變形越大;

空間實體: 地理資訊系統中不可再分的最小單元現象稱為空間實體.屬性是空間實體已定義的特徵。

主要包括點、線和面三種型別.

*四、地圖資料的基本特徵

時間、空間和屬性是地理實體的3 個基本特徵

1、空間特徵:空間位置、空間關係

2、屬性特徵:定性特徵(名稱、型別)、定量特徵(數量、等級)

3、時間特徵:描述地理實體隨時間而變化的特徵。

四、 地圖資料的基本型別

1、空間資料:是指用來表示空間實體的位置、形狀、大小及其分布特徵諸多方面資訊的資料,它可以用來描述來自現實世界的目標,它具有定位、定性、時間和空間關係等特性。

2、關係資料:是描述空間資料之間空間關係的資料。

3、屬性資料:是描述空間實體屬性特徵的資料

五、 地圖資料結構:指地圖資料中空間資料的結構,即指空間資料適合於計算機儲存、管理及處理的幾何資料的邏輯結構。

包括:向量資料結構和柵格資料結構。

1 向量資料結構

定義:以向量方式儲存的資料,它由表示位置的標量和表示方向的向量兩部分構成。

向量資料結構的特點:

優點:資料按照點、線或多邊形為單元進行組織,結構簡單、直觀、易實現以實體為單位的運算和顯示。

缺點: a. 獨立儲存方式造成相鄰多邊形的公共邊界被數位化並儲存兩次,出現資料冗餘和細碎多邊形,導致資料不一致;點位字典儲存可保證公共邊的唯一性。

b.自成體系,缺少多邊形的鄰接資訊,鄰域處理複雜,需追蹤出公共邊。

c.處理島或洞等巢狀問題較麻煩,需要計算多邊形的包含等

2 柵格資料結構

定義:圖形資料按統一的格網或畫素儲存,採用連續平鋪的規則格網來描述空間現象或要素實體的鑲嵌資料模型。

柵格資料的獲取途徑 :

1)轉換法:用手扶跟蹤數位化或自動跟蹤數位化得到向量結構資料,再轉換為柵格結構。

2)掃瞄數位化:逐點掃瞄待輸入的專題地圖,對掃瞄資料重新取樣與再編碼,從而得到柵格資料檔案。

3)分類影像輸入:將經過分類解譯的遙感影像資料直接或重新取樣後輸入系統。

柵格結構的編碼方法 :

(一)簡單柵格編碼

(二)鏈式編碼

(三)遊程編碼

(四)塊狀編碼

(五)四叉樹資料結構

乙個優秀的壓縮資料編碼方案是:在最大限度減少計算機運算時間的基點上進行最大幅度的壓縮。

兩種資料結構的轉換:

1、向量資料結構的特點:

向量資料的結構緊湊;

具有空間實體的拓撲資訊;

圖形輸出***、精度高。

缺點:資料結構較複雜。

「位置明顯,資訊隱含」

2、柵格資料結構的特點:

資料結構簡單;

可以和dem資料進行聯合空間分析;

資料共享容易實現;

缺點:解析度越高,資料量越大。難以進行空間分析。

「屬性明顯、位置隱含」

第三章*一、資料來源的種類

1、地圖

2、遙感影像

定義:地物電磁波特徵資訊的載體。凡是只記錄各種地物電磁波大小的膠片(或相片),都稱為遙感影像,在遙感中主要是指航空像片和衛星像片。

3、實測資料

4、文字與統計資料

5、已有數字資料

*地圖資料的採集方法:

幾何資料的採集

1、手扶跟蹤數位化

2、掃瞄跟蹤數位化

屬性資料採集

①當屬性資料的資料量較小時,可以在輸入幾何資料的同時,根據數位化軟體的提示用鍵盤輸入;

②當屬性資料的資料量較大時,可與幾何資料分開輸入,經檢查修改後再轉入到資料庫中。

*二、資料的分類與編碼

1、屬性資料

2、分級方法

3、資料編碼

1、屬性資料分類:

1)第一類是與空間實體資料緊密相關的、用於區別空間資料實體的基本屬性類;

2)第二類是描述空間實體專業特性的專題屬性資料。

屬性資料報括兩個部分:

①:實現與空間資料相結合,區分空間物件的標識碼或關鍵字;(如宗地號、幢號)

②:是以資料庫管理系統存放的描述空間物件的資訊資料。(如宗地的使用者)

2、分類分級及編碼

是許多地理資訊進入資料庫前必須完成的一項任務。

1)建立要素的分類分級體系是認識地理要素的基本方法;

2)編碼則是為了獲得科學的儲存、管理和快速查詢地圖資料的效果。

編碼反映了分類分級體系的特徵,而分類分級系統則從編碼中產生。

分類是人們認識事物的一種方法,是將共同屬性特徵的事物歸併在一起,二是把具有不同屬性特徵的事物分開的過程。

層次分類法是將初始的分類物件按所選定的若干個屬性或特徵一次分成若干層目錄,並編製成乙個有層次、分級展開的分類體系。

3、**的功能:

1)**表示物件名稱,是物件唯一的標誌;

2)**也可作為區分分類物件類別的標誌;

3)**還可以作為區別物件排序的標誌。

三、投影變換

投影變換:是將一種地圖投影點的座標變換為另一種地圖投影點的座標的過程。研究投影點座標變換的理論和方法。

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