计算机地图学总结 13页

1、计算机地图制图又称为数字地图制图或机助地图制图，它是以传统的地图制图原理为基础，在计算机软、硬件的支持下，采用数据库技术和图形数字处理方法，实现地图信息的采集、存储、处理、显示和绘图的应用科学。2、与传统的地图制图相比，计算机地图制图有如下的优越性：①易于编辑和更新②提高绘图速度和精度③容量大且易于存储④丰富地图品种⑤便于信息共享3、计算机地图制图的基本过程：①数据采集阶段②数据处理阶段③数据输出阶段其形式分为两类：一类为图形方式，另一类即数据文件本身4、完整的计算机地图制图系统包括四个部分，即硬件，软件，地图数据和制图人员\n5、地图数据是描述地理实体的空间特征、属性特征、时间特征和地理实体之间的相互平面直角坐标系，高程系有计算题P156、大地坐标系：大地坐标系是大地测量中以参考椭球面为基准面建立起来的坐标系。地面点的位置用大地经度、大地纬度和大地高度表示。7、绝对高程：是指地面点沿垂线方向至大地水准面的距离。二)平面直角坐标(笛卡尔坐标系)♦由于地理坐标是球面坐标，难以进行距离、方向、面积等参数的计算。在工程建设规划、设计、施工中，测量和计算十分不便。•投影：将球面坐标按一定的数学法则归算到平面上。即X二F1(L,B)Y二F2(L,B)•我国采用高斯平面直角坐标，小地区范围内也可采用独立平面直角坐标高程：由高程基准面起算的地面点的高度，\n高程基准面是根据多年观察的平均海水面确定的。高程是地面点到平均海水面的垂直高度我国常用的地图投影情况为（重点）P17地图数据的基本特征■空间特征：空间位置和空间关系（拓扑关系、方位关系、度量关系）■属性特征■时间特征地图数据的基本类型■空间数据：是指描述地图要素中空间特征部分的数据，也称几何数据，即描述地理现象或地理实体的空间位置，形状,大小等的数据■属性数据：是描述空间实体特征的数据,也称非几何数据，即描述地理现象或地理实体的定性或定量指标，包括语义与统计数据■关系数据：九种拓扑关系，点与点、点与线、点与面、线与点、线与线、线与面、面与点、面与线\n■面与面拓扑关系是一种对空间关系进行明确定义的数学方法，可以用某种特定的数据来表达，称之为拓扑关系数据，这类数据表达了各类地理实体空间位置之间的相关关系，如空间数据的相邻，关联拓扑数据结构及编码，计算题P29,P31P32连装双重独立式编码栅格数据结构是以规则的像元阵列来表示地图上空间地物或现象的分布的数据结构，其阵列中的每个数据表示地物或现象的属性特征0四叉树编码的基本思想：掌握者怎样画P40首先把一幅图像或栅格地图等分成四部分,逐块检查其格网值，如果某个格的所有值相同，则这个格就不再往下分割；否则，把它再分割成四个子区域，这样直到每个子块都只含有相同的属性值为止。链式编码的优缺点：对多边形的表示具有很强的压缩能力，且具有一定的运算功能，如面积和周长计算等，且探测边界急弯部分容易，适用于存储图形数据。其缺点是对叠置\n运算难实施，对局部修改将改变整体结构，效率低，而且相邻边界有冗余矢量数据与栅格数据的对比：矢量结构的显著特点：定位明显，属性隐含。优点为数据结构紧凑、冗余度低，有利于网络和检索分析，图形显示质量好、精度高；缺点为数据结构复杂，多边形叠加分析比较困难。栅格结构的显著特点：属性明显，定位隐含,栅格数据的优缺点：优点为数据结构简单，便于空间分析和地表模拟，现势性较强；缺点为数据量大，投影转换比较复杂。比较内容矢量格式栅格格式数据结构严密简单数据量小大图形精度咼低图形运算复杂、高效简单、低效与遥感影像不一致—致格式输出表示抽象、昂贵直观、便宜数据共享不易实现容易实现拓扑与网络容易实现不易实现\n分析叠置与组合不容易容易技术复杂、高费简单、低费用用数字模拟不方便方便投影变换快慢二值化，就是在删格图像灰度级的最大值和最小值之间选择一个阀值，当忽低级小于阀值时，取值为0；当灰度级大于阀值是，取值为1、二值化二值化处理就是将栅格数据压缩到只有黑白两个灰度级0或1的图像。(原图可能是彩色的，或0~255级灰度级)设在原栅格数据(G(I,J))的灰度区间[Lmin,Lmax],设定一阈值(Lt)丘[Lmin,Lmax],二值化后的B(I,J)为:B(i,j)=1，如果G(z\y)>Lt0,如果G(iJ)Lt\n对图像进行细化处理，应符合下列基本要求♦线宽只有一个像元♦细化后的骨架线应是原线画的中轴线♦保持原有线画的连通性及特征数据源的种类，主要包括地图，遥感影像数据，实测数据，文字与统计资料已有数字数据等属性数据的概念，用来描述实体的属性（如质量、数量、等级、解释、说明等）特征的数据。扫描跟踪数字化的基本思想:=1首先通过扫扌苗将地图（图件等）转换为栅格数据，并进行适当处理；然后采用模式识别技术识别出点和注记；最后使用栅格数据矢量化的技术追踪出线和面，并根据地图内容和地图符号的关系，自动给矢量数据赋属性值。是目前较为先进的地图数字化方式，也是今后的发展方向，正在逐步成为计算机地图制图中最主要的地图数字化方式。虽然扫描跟踪数字化大大提高了地图数字化的自动化程度，但离实现完全自动化还有很长的距离，还须作巨大的努力。\n属性数据与几何数据的联系方法：当地图要素的属性数据与几何数据分开输入时，把属性数据与几何数据联系起来的方法是在属性数据与几何数据之间建立一个唯一的公共标志码。该标志码可以在输入几何数据或属性数据时手工输入，也可以由系统自动生成。在数据库中，只有当地图要素的几何数据与属性数据有一共同的数据项时，才能将几何数据与属性数据自动地连接起来。地图数据质量：是指用该数据来表达其空间定位、属性界定和时间性三大特征时所能达到的准确性、一致性和完整性，以及它们之间统一性的程度数据质量的评价方法直接法。随机抽样法随机抽样法。间接评价法地图数据误差地图数据的质量通常用误差来衡量。对地图数据的质量评价通常包括两部分，即地图数据采集过程中的数据质量评价和后续数据处理过程中的数据质量评价在地图数字化中，地图原有误差和数字化误\n差是两个主要的误差源。①地图原有误差*控制点和碎部点误差源于地面测量*地图制图综合误差与编绘误差地图制图综合误差的大小取决于特征的类型和复杂程度，极难量化，与采用的制图综合方法（如取舍、移位、夸大）等有很大的关系。在编绘误差中，点状要素的编绘精度通常优于线状要素的编绘精度，线状要素的编绘精度还与其分辨率或宽度有关。自然界中的许多特征并无明确的界线，例如，海岸线的实际位置、森林和草地的边界等，但它们在地图上却有明确的位置。*地图清绘误差*印刷误差在地图印刷过程中产生的误差主要包括地图复制误差及分版套合误差。*图纸变形误差纸张的湿度和温度变化等②数字化误差。地图数字化方式目前主要有手扶跟踪数字化和扫描跟踪数字化两种*仪器差数字化仪或扫描仪的精度有关\n*人员差操作员的水平、态度等有关1、数据库是为了一定的目的，在计算机系统中以特定的结构组织、存储、管理和应用的相互关联的数据集合。数据库作为一个复杂的系统，一般划分为三个抽象的分级结构，即子模式、概念模式、存储模式数据模型是对现实世界部分现象的抽象，它描述了数据的基本结构及其相互之间的关系以及在数据上的各种操作。数据模型是一种在计算机系统中描述现实世界的信息结构及其变化的抽象方法。数据模型不同，描述和实现的方法也不相同。数据模型的两种类型:一种是独立于计算机之外的概念模型，如实体一联系模型（即E-R模型）、语义数据模型等，它们不涉及信息在计算机中如何表示；一种是直接面向计算机的，它们以记录为单位构造数据模型，常用的有层次模型、网状模型和关系模型等，其中关系模型应用最为广泛。地图数据库的设计与建立\n1,地图数据库的设计，重要的是需求分析和结构设计两个步骤，需求分析是地图数据库设计与建立的基础，首先，应了解用户的要求和特点，是的设计者与用户对需求有一致的看法，其次，在此基础上手机和分析所需的数据，包括数据的内容，特点，储存，处理等要求：最后，应编制用户需求说明书，包括需求分析的目标，任务，具体需求说明，系统功能与性能,运行环境等结构设计分为概念设计，逻辑设计及和物理设计三个阶段2,地图数据库的建立地理信息可视化是将符号或数据转化为直观的图形、图像的技术，它的过程是一种转换。科学计算机可视化是指运用计算机图形学和图像处理技术，将计算机过程中产生的数\n据及计算机结果转换为图形和图像显现出来，并进行交互处理的理论，方法和技术可视化的可视化的形式主要有地图（包括只是地图，数字地图，电子地图及三维地图），多媒体及虚拟现实地图符号是在地图上用来表示各种地理事物和现象的图形符号作用：地图符号不仅能反映地图要素的存在，类别及其数量和质量特征，而且通过它们的组合，还能反映出地图要素的空间分布，结构，联系以及变化等。既能反映出地理对象种类及其数量和质量特征，又能表达对象的空间位置和现象的分布电子地图的基本特征与纸质地图比较1.数据与软件的集成性——电子地图浏览系统;2.交互性——缩放、漫游;3.表达的多样性——视频、声音、图像、动画等；4.多尺度数据的结合5•快速、高精度的信息检索与地图分\n析；6.多维与动态可视化;7.共享性；8.低成本性；系统开发基础条件■可支撑的硬件环境■适合的软件环境■全面的专业知识和技能系统开发的过程：需求分析，系统设计（总体设计，数据库设计，详细设计），软件实现，软件测试，运行维护地图编绘是一种创造性的工作，编绘阶段的最终成果是编绘原图CAC系统的应用主要包括编辑准备、数据采集、数据处理和图形输出4个过程