计算机地图制图名词解释.docx

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计算机地图制图名词解释

1计算机地图制图：

计算机地图制图又称机助地图制图或数字地图制图，它是以传统地图制图原理为基础，以计算机及其外围设备为工具，采用数据库技术和图形数据处理方法，实现地图信息的采集，存储，处理，显示和绘图的应用学科。

2地图数据：

计算机地图制图系统的操作对象是地图数据，它描述了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联系。

3地图：

地图是现实世界的模型，它按照一定的比例和投影原则，有选择的将复杂的三维地理空间的某些内容投影到二维平面介质上，并用符号将这些内容要素表现出来。

4地图投影：

地图是一个平面，而地球椭球面是不可展曲面，将地球椭球面上的点映射到平面上的方法称地图投影。

5空间数据：

空间数据是描述地图要素中空间特征部分的数据，也称几何数据，及描述地理现象或地理实体的空间位置、形状、大小等的数据。

6关系数据：

关系数据是描述空间数据之间的空间爱你关系的数据。

7属性数据：

属性数据是描述实体属性特征的数据，也称为非几何数据，及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，如类型、等级、名称，状态等。

 8地图数据结构：

主要是指地图数据中空间数据的结构，即指空间数据适合于计算机存储管理及处理的几何数据的逻辑结构。

9矢量数据结构：

是表达地图空间数据的一种常见的数据结构，它通过记录坐标值的方式尽可能精确地表示呈点、线或面状分布的地理实体。

10栅格数据结构：

可将地图区域的二维平面表象按行和列作规则划分，形成一个栅格阵列，其中各栅格阵列元素又称为像元，各个像元可用不同灰度值来表示相应的属性值。

 11数据编码：

是指确定属性数据代码的过程。

12数据质量：

用该数据来表达数据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。

13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。

14层次模型：

层次模型是把数据按自然的层次关系组织起来，以反映数据之间的隶属关系，它是一种树结构模型。

15网状模型：

网状模型反映现实世界中实体间更为复杂的联系，他将数据组织成有向图结构，图中的节点代表数据记录，连线描述不同节点数据间的联系。

16关系模型：

关系模型把数据模型看成是数学关系的集合，它将数据的逻辑结构归结为满足一定条件的二维形式。

17图标模型：

仅通比例缩放来真实的在现现实世界，希望通过比例缩小存放全部地理内容。

 18模拟模型：

通过相似性原理来再现现实世界，也可通过比例缩小实现。

 19符号模型：

用符号来表达特征，是现实世界的高度理想化再现。

20数据预处理：

是使数据便于存储、管理和进一步分析应用而进行的变换、加工等，主要包括坐标变换、数据压缩等。

21数据压缩：

数据压缩是数据精炼的过程，其目的是删除冗余数据，节省存储空间，以利后续处理。

22数据变换：

数据变换是数据处理的形式之一，内容包括几何变换和数据结构，格式等变换。

23曲线光滑：

就是根据已知的离散的点列数据，有时由于其点列距离过大，要将其图形绘制出来就必须经过曲线光滑处理。

24数字地形模型（DTM）是一种对空间起伏变化的连续表示方法，常用来模拟表示地面高程的起伏，也可以用于模拟其他二维表面的连续高度变化，如气温，降水量等。

25等值线：

是地图上一种特殊的面状符号，也是表示DTM的最常用方法。

26可视化：

是指运用计算机图形学和图像处理技术，将计算过程中产生的数据及计算结果转换为图形和图像显示出来。

27数字地图：

存储于计算机可识别的介质上，具有确定的坐标和属性特征，按特殊的数学法则构成的地理现象，离散数据的有序组合。

28开窗显示：

按用户指定的空间范围进行图形子集合的选取过程。

 1可视化:

可视化是将事物或现象变成可被视觉所感知的过程 

2地理信息的可视化：

指将所有的地理信息数据转化为直观的图形、图像的技术，他是一个转换过程，其目的是将原始数据转化为可显示的图形、图像，以便为人们视觉所感知。

 3地图符号：

地图工作者为了传递各种地理事物与现象的信息，常采用一些图形符号来作为载体，这些图形符号就是地图符号 

4具体可将地图符号分为点状符号，现状符号，面状符号 

5电子地图：

电子地图是以数字地图为基础，并以计算机屏幕为媒介实时显示的地图数据的可视化产品，所以有人将电子地图成为瞬时地图，屏幕地图，无纸地图 

第六章 计算机地图制图系统的软件开发 

1结构化方法：

是软件工程产生以后首先提出来的软件开发方法，来源于模块化的思想，他通过自上而下，逐层细化的方法将系统划分为一个个模块，其采取的策略是分解和抽象。

一方面通过分解将复杂的问题划分为若干个相对简单的小问题，然后分别予以解决；另一方面，不同的分解层次又具有不同的抽象程度，在顶层首先关注问题最本质的方面，其抽象程度最高，随着层次降低，越来越关注问题的具体方面，及问题的细节 

2面向对象方法：

是一种围绕客观世界的概念来组织模型的全新的思考方式，他是一种运用对象、类、继承、封装、聚合、消息传递和多态性等概念来构造系统的软件开发方法 

3地图数据处理的功能模块包括：

坐标变换模块、投影变换模块、编辑修改模块、制图综合模块、地图接边模块 

4类-对象之间的关系可以概括为归纳关系，组合关系，关联关系。

5归纳关系：

归纳关系就是一般与特殊的关系，体现了从一组类中抽取他们的共同特性构成高一个层次的类的形式。

6组合关系：

组合关系就是整体与部分的关系，反映了对象之间的构成关系，因此也常常称之为聚集关系。

7关联关系：

关联关系反映对象之间相互依赖相互作用的关系 

8阶：

阶是参与关联的对象的个数；链属性：

~就是关联链的性质；限定：

一个受限的关联由两个对象即一个限定词组成；消息连接：

消息连接反映了一个对象对另一个对象的处理依赖性 

9 地理信息可视化特点：

动态性 交互性 无级放大 无缝拼接 多尺度显示 地理信息多维化表示 超媒体集成 空间分析功能  

10 电子地图技术基础 多维信息可视化基础 导航电子地图技术 多媒体电子地图技术 入式电子地图技术

1.计算机地图制图：

计算机地图制图是以传统的地图制图原理为基础，以计算机外围设备为工具，采用数据库技术和图形数字处理方法，实现地图星系的获取，变换，传输，识别，存贮，处理，显示，和绘图的应用科学。

2.数据压缩：

在计算机科学中，数据压缩是指用资格筛选法，信息量法或其他统计方法，把大量的原始数据或由存贮器取出来的数据转换为有用的、有条理的，精炼而简单的信息的过程。

 3数字地面模型：

数字地面模型（DTM） 是利用一个任意坐标场中大量选择的已知（x，y，z）的坐标点对连续地面的一个简单的统计表示，或者说，像信息，各个像元可用不同的“灰度值”来表示，但每个像元被认为是内部一致的基本单元。

由平面表象对位置上像元灰度值所组成的矩阵形式的数据就是栅格数据。

4.特征码：

用来描述要素类别、级别等分类特征和其他质量特征的数字编码叫特征码。

5.矢量数据：

矢量是具有一定长度和方向的量。

一个矢量在二维空间里可表示为（Dx，Dy），在其中Dx表示沿x方向移动的距离，Dy表示沿y方向移动的距离。

6.栅格数据：

将制图区域的平面表象按一定的分解力按行和列的划分，就将形成一个栅格行列，其中每个栅格也称“像元”和“像索”。

根据所表示的表象信息，各个像元可用不同的“灰度值”来表示，但每个像元被认为是内部一致的基本单元。

由平面表象对应位置上像元灰度值所组成的矩阵形式的数据就是栅格数据。

7.数据处理的主要内容：

预处理的主要内容包括几何更正、数据压缩、数据规范化和数据匹配。

6.计算机制图的优越性？

1.数字地图易于贮存，并保证了贮存中的不变形性，从而提高了地图的使用精度；2.数字地图易于校正，编辑和更新，并可方便的根据地图用户要求改编地图，以增加地图的适应性，实用性和用户的广泛性；3.用绘图机绘图不仅减轻了制图人员的的劳动强度，而且减少了制图过程中由于制图人员的主观随意性而产生的误差，为地图制图进一步的标准化，规范化铺平了道路；4.提高了成图速度，缩短了成图周期，改进了制图和制印工艺。

例如，根据地图的要素属性从地图数据中提取要素可绘制分要素地图，以减少制印中复照、翻版和部分分涂工作；5.增加了地图品种，拓宽了服务领域。

如用计算机处理地图信息，可制作用常规制图方法难以完成的坡度固、坡向图、地面切割密度图、通视图、三维立体图和视觉立体图等；6.数字地图的容量大，它只受计算机贮存器的限制，因此可以包含币一般模拟地图多得多的地理信息。

7、线状栅格影像的细化为什么需要先提取中轴线？

线状栅格影像一般具有一定粗度切线划本身往往是粗细不匀的状态。

线状栅格影像需要细化，必须先提取中轴线，这是因为；1.中轴线是栅格数据库中曲线的标准化贮存形式；2.实观细化是将栅格曲线矢量化的前提；3.中轴线是以栅格形式制作地图符号的基础之一；4.在有些算法中可以提高计算精度（例如利用等高线栅格影像建立数字高程模型的算法。

） 

8、栅格数据用于地图的优缺点分析。

优点

（1）可以利用扫描机高速。

自动地从相片或地图上采集到栅格数据。

在图形数据采集方面，这种方式被认为是提高自动化程度的根本出路；

（2）在自动绘图方面，栅格绘图机要比矢量绘图机的输出速度高得多，从最新的工艺水平来看，栅格绘图机会出的地图，质量丝毫不亚于矢量绘图机的产品，前者甚至更高；（3）用栅格形式便于进行面块的数据处理。

如多幅图的叠置分析，制作分层设色图、晕渲图等；（4）栅格数据处理的程序一般比较简单；（5）栅格数据的结构比矢量数据的结构简单。

缺点：

1.栅格数据所涉及的数据量往往很大，因为需要较多的贮存空间；2.由于数量大，栅格数据处理往往需要较长的计算时间；3.因每个制图目标以被分解成许多象元，故不可能对整个制图目标进行直接定义；4.栅格技术所需要的硬件设备一般比矢量技术所需要的昂贵。

9、CAD下线型的制作原理和使用方法，以市界符号为例 

答：

在lin文件中，每个线型用两行来定义。

第一行定义线型的名称并提供可选的说明。

 *】linetype-name【，description】。

这一行必须以星号开始，其后紧跟线型名称。

如果有说明，则必须用逗号将它与名称分开，而且不能超过47个字符。

说明帮助用户了解线型的外观，AutoCAD并不使用它。

第二行是描述实际团的代码。

Alignment，patdesc-2 . . . 

这一行以对齐方式代码（当前只允许使用A）开始，其后使用逗号分隔的图案描述（不许出现空格）。

线型不能在创建时自动加载到图形中，而需要用LINETYPE命令的“加载”选项来加载。

Alignment字段指定在直线，圆和圆弧末端的图案对齐操作。

每个part-n字段指定组成线形的一个字段的长度。

长度为正时，画一条实线段：

长度为负时，画一条空线段：

长度为0时，画一个点。

每个线形至多可以有12个线段定义，担这些定义必须在一行中，并且总长度不能超过80个字符。

*sj,- - . - -  A,2,-1,2,-1,0,-1 

10.数字地面模型表示地形的优越性答：

与传统地形图比较，DEM作为地形表面的一种数字表达形式有如下特点：

1.容易以多种形式显示地形信息。

2.精度不会损失。

3.容易实现自动化，实时化。

11.Delaunay三角网的特性1. Delaunay三角网是唯一的2.三角网的外边界构成了点集P的凸多边形“外壳”3.没有任何一点在三角形外接圆内部，反之，如果一个三角形满足此条件，那么它就是Delaunay三角网。

4.如果将三角形中的每个三角形的最小角进行升序排列，则Delaunay三角网的排列得到的数值最大，从这个意义上讲，Delaunay三角网是“最接近于规则化”的三角网。

12. 仿射变换的公式和基本性质：

X=a1x+a2y+a3；Y=b1x+b2y+b3。

性质：

1.直线变换后仍为直线。

2.平行线变换后仍为平行线，并保持简单的长度比；3.不同方向上的长度比发生变化 13.wblock制作点状符号要注意哪些问题。

（1）1:

1000符号大小制作 

（2）在0层绘制符号 （3）颜色随层，黑白色 

（4）基准点在坐标0，0处（5）对于编码可放在隐函属性或扩展数据中（6）点状带属性的符号可用带属性的块来制作 。

14.用lisp语言编程实现选择CAD图中的文本实体，进行放缩变换能力（10分）. 线点列{pi},（defun c:

zjsf（ / ss k ename pt） 

         （setq k （getreal “\n请输入放大倍数”））          （if k（progn 

         （setq ss （ssget （cons 0 “TEXT”））））          （if ss （progn 

            （setq ename （ssname ss 0））             （while ename 

            （setq pt （cdr （assoc 10 （entget ename））））             （command“scale”ename““pt k）             （setq ss （ssdel ename ss））             （setq ename （ssname ss 0））             ）          ））          ）） 

         （princ）        ） 

15.CAD图形有一副栅格图，已知图中两大坐标分别是p1（65500，875500），p2（66000，875500），此两点CAD中坐标是p1（100，100），p2（200，200），请根据这些数据对栅格地形图进行纠正配准，写出具体步骤（2的开方等于1.4142）。

（10分） 

答：

1.根据栅格图在CAD中的坐标计算出栅格图配准时旋转角度顺时针45度，放大比例3.5355。

2.对图像用move命令选定p1点作为基点，移动图像到坐标（65500，875500）坐标处。

3.用rotate命令p1点作为基点，将栅格地图顺时针旋转45度。

4.用scale命令以p1点作基点 ，将栅格地图放大3.5355倍。

 16.简述CAD中“形”制作的基本原理和使用方法，以下水井符号为例（15分）。

 半径为1，基点在圆心 答：

（1）形的定义：

形的语法 

*shapenumber,defbytes,shapename specbyte1, Specbyte2, Specbyte3····，0 

形定义文件的每一行最多可包含128个字符，超过此长度的行不能编译。

AutoCAD忽略空行和分号右边的文字。

利用分号可以在行定义文件中包含注释。

每个形说明都有一个标题行（格式如下），以及一行或多行定义字节。

这些定义字节之间用逗号分隔，最后以0结束。

下表描述了形说明的各个字段:

shapenumber。

数字，在文件中唯一，在1-258之间，带前缀星号（*）。

defbytes 用于描述形的数据字节（specbytes）的数目，包括末尾的零。

每个形最多可有2000个数据字节。

shapename形的名称。

形名称必须大写，以便于区分。

包含小写字符的名称被忽略，并且通常用作字体形定义的标签。

specbyte 形定义字节。

每个定义字节都是一个代码，或者定义矢量长度和方向，或者是特殊代码的对应值之一。

在形定义文件中，定义字节可以用十进制和十六进制定义字节值。

如果形定义的第一个字节为0，则后面的两个字符解释 

（2） 形的使用：

“形”是一种对象，其用法与块相似：

1.按照语法规则定义形文件，文件后缀名为shp。

2.在CAD中用compile对形文件进行编译，生成后缀名为shx的文件。

3.在CAD中使用load命令将后缀为shx的文件调入CAD内存中。

4.在CAD中用shape命令使用形文件 （3）下水井符号形描述：

*12，9,XSJ 010,028,010,014,02c,10,060,0 

17、面状符号中晕线符号填充的基本原理？

（1）用截距来表示多边形定点。

多边形的每个顶点与晕线的关系都可以通过该顶点并具有晕线斜率b0的一条直线在y轴上的截距开表示，对于过多边形顶点（x j，y j）的各直线的截距a j可用下列计算：

a j=yj-b0xj  b0=tgΘ式中Θ为晕线族之一条晕线与x轴正向按反时针方向计算的倾角。

截距最大值amax和最小值amin之间包括了所有与多边形各边相交的晕线的截距 

（2）求多边形内第一条晕线的截距。

设某条晕线在y轴上的截距为ak，则第一条晕线的截距，即ak的初值按下式计算：

ak=amin+d/cosΘ或者ak=[ amin*（cosΘ/d）]*d/cosΘ 

若ak≦amin，d为晕线间距。

如果用后一个公式计算ak，则可以保证在具有相同间隔和斜率的晕线填充的相邻多边形中晕线图案协调一致。

（3）求晕线与多边形的交点。

具有截距ak的晕线只与具有一个大于或等于ak的截距的顶点和另一个具有小于或等于ak的截距的顶点相连而成的边相交。

因此，在求交点之前首先要判定具有具有ak的晕线与第i条边是否有交点，其判别式为（ai-ak）（ai+1-ak） ≦0 

如果上式成立，则该条晕线与第i边有交点，否则无交点。

若有交点，它的坐标由下式计算：

x1=（ak-Ai）/（Bi-b0）,y1=b0x1+ak式中Ai为第i边的截距，Bi为第i边的斜率。

当Bi=b0或第i边平行y轴时，应作特殊情况处理。

这里应当注意，当晕线正好通过多边形某个顶点时，就会在该点处在该点计算出二个交点，且有可能在配对输出晕线时失误。

为此，可采用下述方法之一处理：

1.当ak=max（ai，ai+1）时（亦可采用ak=min（ai，ai+1）的判别式），放弃求交。

2.将晕线向任何一侧平行偏移一个微量，避开顶点，因是微小的偏移，故不能影响视觉效果。

3.一条晕线需与多边形各边判别与求交，并将交点坐标依次存放在专门的数据场，待后续处理。

4.排队和配对输出。

5.第一条晕线绘完之后，把ak加上就产生第二条晕线的ak，重复3.4步，完成第二条晕线的绘制，依次重复下去，直到ak大于等于amax时，说明该多边形已填绘完。

输入纬度。

输入完后按确定，即完成配准。

 投影坐标配准：

基本方法和上面一样，只是投影方式选择高斯等投影，单位选择米。

选择四个控制点， 一般为方里网的交点，然后输入四个点的用户坐标，x输入横坐标，y输入纵坐标。

输入完成后点击确定即可完成配准。

7.从功能和软件构架上说出Mapinfo和ArcGIS的异同。

（6分） 

ARCGIS数据管理一般是MDB文件，personalgeodatabase，支持SQL更新；ArcMap可以制作图形文件（MXD）,储存图形的设置专题图等等。

ArcToolbox工具箱更是功能强劲。

空间图形处理方面运算方式都很科学 

MapInfo，功能不及ArcGIS，不过比较廉价。

运用Safe公司出的FME也支持一些格式转换，MID/MIF文件方式储存属性和图形。

比较低端 

资料

（二） 

建立用户坐标系的原理 

物理坐标系和用户坐标系的转换 地理坐标和自定义坐标的配准 我国常用的地理坐标和投影坐标系 坐标系：

北京1954坐标系（GCS-BEIJING1945） 西安1980坐标系（GCS-XIAN1980） GCS-WGS1984 投影坐标系：

高斯克吕格投影、墨卡托投影、兰伯特投影 数据结构，数据结构的组织（包括MAPINFO和ARCGIS两种） Mapinfo中表文件的组成 属性数据变结构文件.tab 属性数据文件.dat 空间数据文件.map 交叉索引文件.id 索引文件.ind  

Shape文件的组成（包含了些什么），地理数据库 一个主文件.shp，几何数据 一个索引文件.shx，索引信息 

一个dBASE数据表文件.dbf，属性数据 投影参数文件.prj  

矢量，栅格结构的特点和区别 

栅格结构：

将地理空间划分为若干行、若干列，形成一个像元阵列，最小单元是像元或者像素，位置用行列号确定，属性用编码表示。

特点是属性明显，定位隐含 

矢量数据结构：

用一系列有序的x,y,z坐标对表示地理实体的空间位置的图形数据结构。

分为实体性和拓扑性。

    特点是属性隐含，定位明显。

拓扑结构，什么是拓扑 

拓扑结构是明确定义空间关系的一种数学方法。

基本要素是结点、拓扑线段、多边形 

拓扑关系包括：

拓扑关联、领接、包含  

TIN记录了些什么关系  

Mapinfo 和arcgis的架构分别是什么  

在mapinfo，arcgis和mapgis里创建专题地图的过程

 Mapinfo：

1）运行Mapinfo，打开已经添加了属性数据的图.tab 

2）选择专题地图类型：

菜单地图-创建专题地图-选择专题地图类型 3）选择要在地图中表示的数据项 

4）修改、编辑专题地图：

在自定义的三个按钮修改分级范围、设色类型和图例形式，必要时添加地名注记。

5）保存专题地图：

保存工作空间，并取名为“。

。

。

。

”

 ArcGIS：

1）添加点位图，进行配准 2）加载。

。

土地利用图.shp文件格式 3）矢量化全国各省的轮廓。

（编辑器-开始编辑-铅笔工具-开始勾绘） 4）矢量化完后录入各地区的属性数据 

5）数据录入完成后，右击2图层，选择属性-符号-图表-条形图/柱状图-添加字段-配色方案，点击确定 

6）保存地图，导出地图，即是最终的专题地图。

矢量化步骤（数字化步骤） 

Mapinfo:

1）数字化前的准备工作：

判断和设置原图的坐标系--选择控制点--进行配准 2）屏幕数字化：

打开已经配准的图像--要素分层--选择数字化工具--采集特征点 3）分幅图的拼接 4）数据（图形）编辑     

资料（三）课件部分 

★ 空间数据结构 

第一节 空间数据结构基础 

1、 地理信息包括空间信息和属性信息；地理要素特征包括四个方面：

空间位置、定性特征、

定量特征以及名称，其中空间位置的数据称为空间数据；后三者的数据称为属性数据。

 2、数据结构：

数据记录的编排方式以及它们相互关系的描述。

 地理信息的地图表示 

3、地图坐标包括：

地理坐标和平面坐标。

4、地图上各要素的表示：

其中空间特征，地理要素的空间分布特点：

点状、线状、面状；对应的地图符号分别为点状符号、线状符号、面状符号。

对于属性特征的表示则通过其定位性反映地理要素的空间特性，而且通过符号的形状、结构、颜色、尺寸来表示各要素的不同属性。

第二节  栅格数据结构 相关概念：

5、栅格结构：

栅格结构是将地理空间划分成若干行、若干列，称为一个象元阵列，其最小单元称为象元或象素。

每个象元的位置由行列号确定，其属性则以代码表示。

以栅格数据结构表示的地理空间关系称为图像。

6、象元阵列：

反映某一空间分布的系列象元队列，其行、列确定每个象元的空间位置。

 7、象元属性：

栅格单元值地理要素的属性特征。

 8、栅格结构的特点：

属性明显，定位隐含 

第三节  矢量数据结构 

9、矢量数据结构是另一种常见的图形数据结构，它用一系列有序的x、y坐标对表示地理实体的空间位置。

10、矢量结构的特点：

属性隐含，定位明显。

11、分类：

矢量型数据结构按其是否明确表示各地理实体的空间相互关系可分为实体型和拓扑型两大类。

实体型数据结构 

12、实体是指地图的基本元素：

点、线、面。

 13、实体型数据结构的优缺点：

【优点：

结构简单、直观，编码容易；缺点：

①数据冗余，相邻多边形的公共边易产生分歧； ②实体互相独立，缺乏联系； ③弧岛处理比较困难】 

拓扑型数据结构 

14、拓扑结构是明确定义空间关系的一种数学方法 15、拓扑结构的基本元素：

拓扑线段、结点、多边形。

 实体型与拓扑型数据结构比较 

两者都是目前最常用的数据结构